云计算在三网融合中的应用研究

1、云计算在三网融合中的应用研究摘 要：自 2021 年国家推出三网融合方案开始，预计 到 2021 年，全国县级以上城市的电视网络将全部实现数字 化。在三网融合环境下，用户可在电信网、播送电视网、互 联网等任何一个网上实现打 、 看电视、 上网等多种功能。 在三网融合过程中，云计算作用的发挥将得到关注。文章分 析了云计算的现状、特征以及未来开展等问题，说明了云计 算的关键技术，提出了云计算在三网融合应用中的解决方 案。关键词：云计算；三网融合；数据处理中图分类号： TP393 文献识别码： A 文章编号： 2095-1302(2021)06-0081-030 引言 云计算机作为前沿技术已从研究初

2、期走向了应用阶段， 电子、通信、医疗、金融、教育、管理、能源等各行都有成 功的应用案例， “云是一个庞大的资源池，具有大伸展性， 海量知识，即时获取，可预见等特点，云计算将改变人们的 生活方式，工作方式，管理方式及至思维方式，目前云计算 技术在播送电视行业尚处于初步应用阶段，但作为核心技 术，它将给三网融合带来巨大的开展空间。1 云计算技术概论1.1 云计算技术的特征自 2006 年“云计算 cloud computing 概念的提出至 今，在短短的几年中，完成了技术名词到技术应用的快速发 展，纵观全球 IT 产业，云计算方兴未艾， “云计算通过 网络将分散在不同区域的计算机资源虚拟化，进行重

3、新配 置，按需获取，在云端为用户提供软硬件效劳。云计算从功 能上分析，具有五大特征：1具有超强的计算能力和巨大的存在空间 由于云计算运用了最新的计算机网络技术，包括分布式 计算，并行计算和网络存储等技术，它把存放在不同地方云 计算机群通过网络连接起来，利用分布式技术建造大型计算 机中心，并将所有软件资源虚拟化以效劳的形式存放在远程 效劳器上， 运营商为了竞争和开展， 将投入大量的财力物力， 购置尖端的计算机软硬件设备和巨大的存储机器，通过运营 管理，所有用户都可以通过朵“云获取这些资源。2具有优质的效劳模式 云计算提供的效劳中包含了大量计算、存储软件等资源 效劳，所有用户都可以通过网络享受到云

4、计算提供的这些优 质效劳，不需要购置高本钱的软、硬件，仅从云中支付一些 租赁资源，就可以获取相应的效劳。云计算也是软件和效劳 的组合模式，根据资源效劳分有三种类型：SaaSPaaS和laaS 效劳。3具有高扩展性的特征云计算是将所有资源作为一个整体进行统一分配实，实 现资源的自动化分配，云计算能保证在大量数据访问和索取 资源时，高度扩展存储空间和释放资源池的数据，快速处理 各种物理空间，满足用户各种应用需求和实时效劳。4具有资源经济和使用便捷特征在云技术的使用中，用户不需要购置设备和自己来维护 软件系统只需按需支付必要的资源给云效劳运营商，用户就 可以通过网络便捷地获取计算、信息和存储等资源，

5、整个系 统的协调，管理和维护等效劳工作由运营商负责，用户就不 必去关心系统内部的实现过程，更不用考虑设备的买置和软 件的升级换代等问题。云计算技术具有更大的灵活性和本钱 优势。5具有以网络为中心的特征云计算所提供的软件和效劳是供助于网络来实现，它并 不是废除现有的根底网络设施而重新建设，不会造成根底资 源的浪费，现有的光纤网络都能满足根本需要，传输技术也 极为成熟，云计算技术为用户提供更多效劳途径和效劳项 目。云计算的 “云 资源就存放于互联网上的效劳器集群上， 它包括硬件资源和软件资源，本地计算机只需要通过互联网 发送一个需求信息，远端就会有成千上万的计算机提供服 务，传送所需要的资源，并将

6、结果返回到本地计算机，用户 所有的处理都由云计算运营商所提供的计算机群来完成。1.2 云计算的未来开展 在国际上，多国政府高度重视云计算的开展，美国是云 计算的发祥地，同时也是云计算推广的倡导者，目前硅谷有 150 多家企业对云计算进行研发和推广运用。 2021 年 2 月美 国政府提出了?联邦云计算战略? ，拟定从 2021 年联邦 IT 预算 800 亿中拿出 25%用于云计算技术研发和推广运用， 提 出了“云计算优先的工程理念。欧洲是云计算的跟随者， 2021年微软投资 5 亿美元在都柏林建立一个具有云计算的大 型数据中心。 2021 年英国在?数字英国?白皮中提出云计算 将成为国家 I

7、T 战略重点，另外，在 2021 年欧盟电信改革方 案中的优先工程，明确说明到 2021 年将创造云计算系统， 并向企业推广运用云计算技术。日本政府提出了“有效利用 信息技术开创云计算新产业，拟定到 2021 年完成一个大 规模的云计算根底设备， 整合所有政府的 IT 系统，创立高效、 平安、环保的政府效劳体系。 韩国政府方案建设云计算强国， 2021年公布了?搞活云计算综合方案? ，拟投入 6 016 亿韩 元，在 2021 年前完成这一云计算综合方案，新加坡提出在 原来的“智慧城市的根底上利用云计算建立智慧国家设想 规划 1 。目前，全球都在关注云计算领域，云计算技术的未 来开展或许是一场

8、惊心动魄信息化革命。在国内，国家也非常重视云计算这一战略性产业，设立了云计算示范工程专项基金， “十二五规划中明确指出加 强云计算平台建设，扶持云计算产业，科研院所及高校高度 重视云计算研究，目前参与云计算平台建设的有中科院计算 技术研究所，清华大学、中国科技大学、武汉大学、北京航 空航天大学、解放军第二大学等，这些研究所及高等院校所 取得的成果表达了我国云计算技术已取得了高度开展的水 平，推动了我国云计算领域的开展。另外，众多的国内企业 积极参与云计算平台的搭建，有中国移动，中国电信，中国 联通三大电信网络巨头及华为、中兴等，再次各地政府也推 动云计算的开展，如北京、上海、深圳、杭州等，北京

9、提出 了“祥云工程 ，上海提出“云海方案 ，哈尔滨提出了“中 国云谷，海南提出了“建设中国首个基于云计算和大数据 的数字互联网城市一一智慧互联网港湾，政府这只强有力的手推助了我国云计算高速开展 2 。云计算开展的势头非常猛，但各研究所和运营商对云计 算的认识和定义都各不相同，平台研发和云产品开发没有统 一标准，在一定程度上制约了全球云计算产业的开展，这一 状况也引起了各国政府和 IT 企业的高度关注，全球已有 13 家云计算标准工作组织在进行云计算标准Cloud Standard的制定，包括美国国家标准技术研究所 NIST 等一些国际 标准化组织如： TTU-T 、ISO、 IEEE 等已对云

10、计算未来 共同的统一标准进行了研究，涵盖云计算的定义与技术架 构，平安标准，接口标准，显性标准，隐性标准，潜性标准， 互操作协议等。云计算不仅是众多新技术的融合，它改变了 互联网的模式，形成一个全新的共享型和开放式数据平台， 随着信息技术快速开展，产业全新完善，商业模式的固化， 应用群体的扩容，云计算技术有着非常广阔的开展空间和应 用前景。2 云计算的关键技术2.1 云计算的体系结构 云计算的体系结构如图 1 所示，该体系共分为四层：第 一是软件即效劳SaaS,也就是把软件作为效劳，效劳提 供商集中资金完成软件和软件设施的建设，负责管理和维 护，SaaS实现了软件效劳租赁化。第二层平台即效劳P

11、aaS 把开发平台作为一种效劳，用户以租赁的形式使用应用程 序，PaaS可提供中间软件平台，开发程序数据库，托管效劳 和应用效劳器，PaaS实现平台可伸缩化。 第三层根底设备服 务laaS把根底设备转化为效劳，效劳提供商把效劳器组 成庞大的根底设备，用户通过租赁的方式接受存储资源和虚 拟化效劳器效劳， laaS 实现了存储和资源的虚拟化。 第四层 是物理资源层，主要提供物理设置效劳，并且把存储作为一 项效劳，为互操作留有编程接口，它包含有计算资源，存储 资源和软件资源等。SaaS PaaS和laaS效劳在工作过程中既独立又相互联系， 从用户角度而言， 这三种效劳是独立的， 因为它们提供的效劳是

12、完全不同的，且面对的用户群也不相 同。但从技术角度而言，这三种云效劳并不是独立的，例如 SaaS提供的产品和效劳不仅需要 SaaS技术支撑，还依赖 PaaS所提供的开发平台或者直接部署于IaaS计算资源上，另外，PaaS的产品和效劳也可能构建于IaaS效劳之上。图 1 云计算的体系结构图2.2 云计算关键技术 云计算系统应用了许多技术，关键技术有五个方面：2.2.1 虚拟化技术。虚拟化技术可以将离散的硬件资源统一起来以创立共享动态平台，在提供的云计算效劳中，并非在真实的硬件上 运行，而以虚拟软件为根底进行系统运算，实现一台效劳器 上运行多个虚拟机。在云计算系统通过虚拟技术处理后，可 以最大限度

13、调动和使用网络资源，进行海量数据计算，运行 多种应用程序和超强存储等，提高效劳效率，高效地为用户 提供各类效劳。目前在云计算中普通使用三种虚拟技术： VMware 、 Xen 和 KVM 。2.2.2 数据分布存储技术。 云计算系统的运行需要海量的存储空间，同时还需提高存储数据访问的可靠性和高效性，分布式存储架构能够使得 众多的计算机集群协调作业，它的文件管理协调系统将海量 数据通过多台计算机进行并行计算，把大量数据以分布式进 行储存，从而完成大型数据工程的分解、协同、计算和存储 的任务。当前分布式存储技术已成为云根底架构的关键部 分，并且各大运营商在云技术的应用效劳之前都会相应地开 发自己的

14、分布式存储系统，如 Google 的 GFS(Google File System)；Amazon 的 Dynamo ，HDFS( Hadoop Distributed File System)和Big Table等。另外，云计算采用冗余存储的方式， 包装数据的可靠性。2.2.3 数据管理技术。 海量的数据处理是云计算技术的特征之一，不同用户不 同需求以及所传输数据的异构、非统一模式、非确定性等， 云计算需要采用有效的数据管理系统对密集数据进行高效 的分析和处理， 目前云计算数据技术主要有 Google 的 B(I Big lable)和Hadoop的数据管理模块 HBase。BI的特点是能为

15、 用户提供简单数据模型，用户可动态控制数据的分布和模 式，实现在众多设备上的数据库管理，HBase能够支持数据密集型数据群，是一种分布式的、面向列的数据库管理，具 有高可扩展性、高访问性、高可用性等优势和特点。2.2.4 平安技术。 自计算机及计算机网络研发到应用，平安技术始终是关键问题，云计算是基于互联网的计算方式，在某种意义上来 讲，云计算也是一张巨大的网络，是网络互联网的一种形象 说法，与互联网一样，平安技术也是云计算的首要技术。在 云计算系统中，用户的软件在“云中，同样数据也在“云 中存储，云计算的平安不仅基于传统的信息数据保护，终端 根底设施保护及新引入数据的兼容等平安问题，还涉及到

16、由 于云计算的动态易扩展且经常是虚拟化的资源的特点，因 此，必须采用更高级别的平安技术来确保云计算平台平安， 除了使用身份认证防攻击、数据加密、平安审查、系统冗余 等措施增强云计算的平安性外，目前常用的云计算平安关键 技术还有数据隐形平安，云资源平安，虚拟化平安、密文检 索平安及可信访问控制平安等，云的平安性和稳定性是用户 首要考虑的因素。2.2.5 编程模型。 为了让用户能更好地使用云计算提供的效劳，获取更大 的计算性能，云技术中提供了编程模型，用户可通过模型编 写程序实现特定的功能， 目前较为常用是由 Google 公司研发 的 Map Resuce ，它的主要内容有函数式编程语言的映射和

17、简 化操作，它是大规模数据集，并行运算的软件构架，由 map 和 reduce 两局部的用户编程构成， 共同完成映射和化简任务3 。3 云计算在三网融合中的应用3.1 云计算对三网融合的影响自 2021 年开始，国家就推出了三网融合的推广方案， 预计到 2021 年，全国县级以上城市的电视网络全部将实现 数字化，在目前推广的三网融合的环境下，用户可在播送电 视网、互联网、电信网任何一个网上实现打 、看电视、 上网等多种功能，在三网融合过程中，云计算发挥了积极的 影响作用 4 。随着三网的融合深入，带来了许多技术上的需 求和问题，也带来了剧烈的竞争和机遇，未来三网融合的发 展不仅只是提供资讯资源

18、平台，还需提供宽带的网络，巨大 的存储空间，优良便捷的效劳，自由操作及双向互动的平台 等物理空间等。这此需求云计算都能提供技术支持，可以预 见未来云计算将是三网融合的核心技术。2所3.2 云计算在播送电视网中的应用 利用云计算构建三网融合平台的建设，主要依靠核心服 务的三种类型SaaS PaaS和laaS效劳来实现，图示是三网融合业务平台的根本结构。图 2 三网融合业务平台的根本结构三网融合业务平台由以下四局部组成： 一是用户访问层，由于三网融合后所提供的平台必经满 足多种类型的用户使用，各个运营商如：广电、电信、互 联网所效劳的对象各异，为了方便用户通过云计算所提供 的三网各种支撑业务，针对

19、每个层次的云计算都提供相应访问接口二是业务平台层，云计算平台是一个强大的多功能的云 网络，为三网融合后的各类业务提供大量并发的网络计算服 务。三网融合并不是全业务的融合， 各自有独立的工作平台， 因此云计算为分属不同的运营商建立私有云计算，设有自己 的集控平台，并在私有云计算中完成各自的业务如视频监 控、系编制作、增值业务、多屏互动等效劳。通过云计算系统的虚拟化平台，在云端整合成全业务，形成平台共享应 用业务。三是资源管理层，用于管理云计算资源，包括存储资源 管理、数据弹性管理、虚拟管理和集群管理。在云平台下， 三网融合后要能有效地对云用户进行管理，要对计算资源进 行层次管理，对用户的授权、认证和登录进行智能管理和动 态配置，在用户发出需求和效劳时，能转发到相应的应用程 序管理层面上，实行数据互通，完成后能进行回收资源。四是根底设施层，基于云计算下三网融合的实现主要通 过虚拟化技术、并行技术和分布技术等手段，将分布在不同 的区域的计算机集群、存储集群、数据库资源及软件资源等 设施，经过网络建成一个具有强大功能的计算和存储系统。 所有硬件根底设施通过软件技术来