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關鍵詞:計算機網絡工程;安全問題;對策
1背景
隨著信息技術的不斷發展,系統的規模越來越大,集成度也越來越高,對于計算機網絡技術的安全性能也提出了更高的要求,尤其是隨著黑客技術的不斷發展,用戶數據經常被不法分子盜用,給用戶帶來了很大的經濟損失[1],并且計算機網絡由于其開發性和共享性的特點,也給安全防護和安全管理帶來了很大的挑戰。雖然隨著信息技術的發展,以及人工智能技術的出現,為解決計算機網絡安全性問題提供了一個可靠的解決方案,但是在解決計算機網絡安全問題的過程中,相關人員還需要考慮到安全問題的種類和特點,從而針對不同的問題制定不同的解決方案,這樣才能夠保障針對性地解決問題,進而營造一個更加安全的網絡環境。
2計算機網絡信息技術存在的問題
計算機網絡安全技術是計算機網絡技術發展的一個重要方向,需要通過相關防御技術以及系統來保證計算機網絡始終運行在安全穩定的環境當中[2]。但是現階段計算機網絡在具體的運行過程中還存在以下問題:
2.1安全管理問題
很多計算機網絡系統在日常運行過程中沒有得到很好的維護和管理,導致系統安全防護等級沒有得到及時更新,因此無法抵擋最新的病毒或者木馬攻擊。其次,很多人員的安全意識不強,在日常使用計算機網絡的過程中,對安全管理的重視不夠,沒有及時更新系統以及升級殺毒軟件[3],這樣就容易使得系統出現各種安全問題。另外,很多計算機網絡缺乏一定的防護系統,使得計算機中各種信息暴露在外部網絡當中,導致容易受到外部的各種非法攻擊,也使得內部計算機網絡的安全性能難以得到保障。即使很多系統有相應的防護系統,但是這些防護系統一般都是通用的殺毒系統或者防護系統,只能夠對一般的攻擊進行攔截,無法對一些專門攻擊進行防護,就容易導致計算機網絡系統在受到攻擊的過程中出現癱瘓。
2.2開放性問題
計算機網絡技術的最大的特點就是便利性,也就是人們可以在任何時間和任何地點來查看世界各國發生的事件,計算機網絡環境還具有開放性,人們可以在網絡上發表自由的言論,并且網上的各種資源可以得到有效共享,這樣人們就可以共享相應的成果[4]。但是這種共享性和開放性也具有很大的安全隱患,會導致很多用戶的信息被竊取,如果這些信息被不法分子所利用就可能造成嚴重的后果。此外,還有很多不法分子打著言論自由的幌子在網上散發謠言,惡意抹黑政府,因為網絡是一個虛擬環境,所以執法人員對這樣的行為很難進行定點打擊,也很難找到背后的指揮和操控人員,這就給網絡安全環境的維護帶來挑戰。
2.3重要數據被篡改
各種數據資源對于用戶、企業乃至國家都是十分重要的,一旦發生丟失就可能造成嚴重的后果,很多不法分子就是利用網絡技術竊取相關數據來謀取利益。我國也發生過大規模的數據竊取案件,例如12306用戶數據泄露,導致很多用戶數據被不法分子利用,這些人利用信息進行廣告投遞以及詐騙活動,給人們的生活造成了不利影響,因此對重要數據進行加密保護以及安全儲存是計算機網絡技術發展需要考慮的重要問題。
3加強計算機網絡信息安全防護的幾點建議
目前各種黑客技術和網絡攻擊技術得到了很大的發展,如果針對網絡信息還是采用傳統方法進行防護,那么信息安全很難得到相應的保障,但是將人工智能技術引入網絡安全防護當中,就能夠極大地提升網絡的安全性和穩定性。例如,可以通過人工智能技術對網絡攻擊數據進行分析和鑒別,進而判斷網絡威脅屬于哪一類攻擊,并針對具體攻擊制定相應的解決方案,從而更好地保障計算機網絡穩定運行。
3.1加強人工智能技術在安全防護中的應用
目前為了更好地將人工智能技術應用到計算機網絡安全防護當中,企業應當特別重視計算機網絡系統的安全性。由于很多數據的安全等級十分高,一旦出現泄露或者丟失,造成的損失就難以估量,因此就需要相關人員采用各種加密算法和加密技術對數據和系統進行偽裝或者保護。一方面可以利用更加可靠的數字加密技術對數據進行映射或者變換,可以根據保密程度來確定加密程度,另一方面還可以利用人工智能技術。由于傳統的防護系統所采用的技術相對通用,破解難度就大大降低,而人工智能技術和傳統網絡防護系統相比較,特異性較強,因為人工智能系統是一個專屬系統,網絡各種參數的訓練具有獨特性,并不具有通用性,如果黑客或不法分子無法獲得網絡結構以及網絡相關參數信息,就很難破解基于人工智能的防護系統[5]。因此人工智能技術的應用能夠有效地打破傳統網絡防護系統的弊端,將一些關鍵數據很好的保護和隱藏,甚至可以將數據進行不同域的變換,通過壓縮和解壓縮的方式對數據進行更好地隱藏,從而有效提高數據通信的安全性和可靠性。
3.2加強網絡安全管理
網絡大環境較為復雜,很多不法分子都在利用網絡的虛擬性、開放性以及共享性的特點來開展網絡犯罪,利用相關病毒來盜取用戶信息,因此相關人員需要采取各種技術來加強對網絡的安全管理。對于用戶來說,在日常使用計算機網絡技術的過程當中,要強化自身的網絡安全意識,定期對電腦進行殺毒,對殺毒軟件進行升級,做到不瀏覽不正規的網站。對于管理部門來說,要加強監督管理工作,加強對網絡環境的監督,加強對相關網絡犯罪案件的管理,堅決打擊相關違法犯罪,保障計算機網絡環境的安全性。對于企業來說,需要建立自身的網絡防護系統,也就是自身的內網,將自身的網絡環境和外界網絡環境有機隔離開來,防止外界的非法訪問,而且對于重要數據需要進行加密處理,防止這些數據能夠被進行網絡訪問。企業還可以設置相應的權限機制[6],不同的人員有不同的權限,這樣就能夠保障不同級別的人可以讀取不同的數據,從而確保數據的安全性和可靠性。而且企業對于不同級別的數據需要制定不同的數據加密等級,以此更好地保障更高級別數據的安全性。
3.3改善網絡管理和系統評價
網絡管理和系統評價的作用就是能夠將計算機網絡進行有效結合,加強信息的流動和傳遞,從而更好地實現信息的共享和反饋,提高信息管理的質量和效率。但是傳統信息管理需要人工進行完成,這種管理方式對于人的依賴性很大,而且管理質量取決于人的主觀性,這樣就容易導致網絡管理以及系統評價存在著很多不合理的方面[7]。而利用人工智能技術就能夠有效地解決這個問題,利用人工智能的先進性可以更好地為網絡管理及系統評價提供堅實的技術保障。人工智能技術的應用可以提高計算機網絡的智能化水平,使它們能夠完成自我診斷、信息反饋與大數據計算等任務,這樣就能夠將人從繁重的管理任務中解放出來,更好地降低計算機網絡系統的管理成本。另外將人工智能技術應用到計算機網絡系統評價中,能夠更加智能地幫助用戶解決一些常見的技術難題,而且能夠對計算機系統進行良好的檢測,評估計算機系統運行的狀態,進而有效地指導用戶進行相應的操作。此外,系統在運行過程當中一旦遭遇黑客攻擊或者病毒廣告的侵襲,人工智能技術也能夠采取相應的防御手段,阻擋這些攻擊,從而保障網絡系統安全穩定地運行。
3.4加強云計算的應用
加強云計算的應用可以顯著提升計算機網絡信息的安全性。云計算技術是人工智能技術中的一種重要技術,也是一種新型模式的計算方法和計算形式,并在這些年獲得了很大的發展,這種技術對于硬件和算法的依賴性很強,其主要通過互聯網技術來完成相應的支付、使用以及資源提取等。云計算和傳統的計算模式相比較,在計算能力、計算可靠性以及計算速度方面取得了一定的發展,云計算的最大速度甚至可以達到每秒數萬億次,它能夠更好地將網絡信息數據進行保護和儲存。正是存在這些優勢,使得云計算這項技術被廣泛應用到各個行業當中。例如目前電商的用戶數和數據量極大,在進行數據處理時面臨較大困難,而使用云計算技術就能夠有效解決這個問題。另外,云計算技術是一個廣泛的技術集合,其中包括了網絡空間信息技術、熱備份冗余技術等,這些技術可提高云計算技術可靠性以及安全性。
關鍵字:云計算,安全,關鍵技術,解決方案
中圖分類號:O1-8文獻標識碼: A
1、引言
云計算是一個新的企業業務模式,云計算技術是并行計算技術、軟件技術、網絡技術發展的必然結果。云計算是一種動態的易擴張的且通常是通過互聯網提供虛擬化資源的計算方式,用戶不需要了解云計算的內部細節,只需要通過與瀏覽器交互便可以得到自己想要的信息。
云計算的特征
相比于以前的分布式計算,云計算最主要的特征就是資源虛擬化和服務化。虛擬化是云計算的關鍵核心技術,實現網絡卜異構資源的標準化、池化、通用化和多平臺化。在云計算中,通過將資源虛擬化形成統一的資源池,簡化資源的配置與管理,提高硬件的利用率,實現資源管理的自動化,從而實現云計算的靈活性與彈性。
云計算的安全問題
大規模服務器使用導致服務器安全。這除了包含傳統服務器安全中的主機安全、網絡安全等外,還包含云計算中所特殊的虛擬機安全;數據安全。云計算中數據大量共享以及不同用戶數據異地存儲導致安全問題,主要包含數據加密解密、訪問控制、傳輸安全等;應用服務安全。云計算當中資源憑借服務的方式提供,廣泛的服務使用導致各類安全,如安全單點登錄、身份認證、信任模型等;安全管理與監控。
3.1虛擬化安全
(1)虛擬防火墻:通過虛擬防火墻對虛擬機中各應用系統之間進行安全防護和訪問控制,監控和限制各應用系統之間的流量,同時對用戶防火墻進行統一集中管理。
(2)虛擬機安全管理:由于適應云計算的靈活性和彈性的需求,虛擬機往往易創建且可遷移,這容易導致虛擬機蔓延現象,且遷移過程中容易受到攻擊,需要對虛擬機本身安全進行管理。
(3)虛擬機隔離:云計算中,同一物理機上運行著多臺虛擬機。防止虛擬機之間的信息泄漏,必須進行隔離,除虛擬機之間的隔離外,還包含內存、共享存儲空間、共享數據之間的隔離。
(4)虛擬機漏洞:云計算中大量的虛擬機本身可能存在漏洞,難以絕對安全,需要對虛擬機的漏洞進行自動管理,彌補其安全問題。
(5)虛擬機監視:云計算中往往多臺虛擬機能夠運行在同一物理機上,并且可以在不同物理機的虛擬環境中遷移,入侵后的虛擬機對整個云計算環境具有極大的威脅,需要對虛擬機進行監視。
3.3 數據安全
(1)加密解密:云計算要獲取的用戶的信任,必須讓用戶可對重要數據進行加密解密服務。同時,由于可能存在大量數據加密解密的問題,相應的速度也是需要考慮的。
(2)密鑰管理:伴隨著加密解密產生的密鑰管理也是云計算安全所必不可缺少的部分。同時,在云計算的分布式環境下,如何保證密鑰本身的安全也是需要考慮的。
(3)傳輸安全:云計算中數據傳輸時的安全需要保證,要防止數據失真,并進行一致性維護,預防用戶隱私數據被二次使用、用戶元數據被非授權檢索。可采用諸如SSL等確保數據在互聯網上流動時的安全性。
(4)訪問控制:云計算中,用戶信息主要以數據形式存在,需要對這些數據的訪問進行控制,可采用基于用戶的RBAC控制機制,同時進行一定身份管理和密碼保護。
3.4 服務安全
云計算通過服務的方式向用戶提供各種各樣的資源,服務安全已經變成最重要的安全問題,跟數據安全一樣,服務安全在PaaS平臺和SaaS平臺更為明顯。主要涉及有:
(1)安全單點登錄(SSO)云計算中,單點登錄能有效解決不重新認證情況下訪問多個服務的問題,但其安全也是服務安全所必需考慮的。
(2)數字簽名:利用數字簽名,特別是XML數字簽名來保證服務消息的完整性。
(3)信任模型:根據云計算用戶的操作歷史,借鑒人類社會關系中的信任關系,建立服務能夠安全地進行互操作的信任模型。
(4)身份認證:對云計算的用戶采用靜態密碼、動態密碼、證書等身份認證技術。
4、云計算存在安全問題的原因
云計算之所以存在以上諸多與傳統信息安全領域不同的安全問題,主要是與云計算自身的特點分不開的。云計算的自身特點導致了云計算存在諸多的安全隱患:
(1)區域劃分:在云計算環境下,傳統的通過物理和邏輯對安全區域進行劃分的方式不再適用,無法通過區域邊界來保障安全。
(2)訪問權限:云計算的服務提供商在提供服務的同時,數據中心有能力對用戶的數據文件進行訪問。這種權限的設置是云計算的應用服務存在的最大安全隱患。
(3)服務質量:由于用戶的數據文件存儲在云計算服務提供商那里,用戶的服務質量便受到通信網絡、服務商設施等一系列問題的影響,進而導致服務的可用性和可靠性的降低。
(4)數據安全:云計算在數據傳送和存儲技術上仍存在諸如惡意篡改和意外丟失等安全風險。數據的完整性與保密性問題也就成為了困擾云計算從業人員的一個突出問題。
(5)可信第三方的監管審計:自古以來,自我約束一直都不具有公信力。所以,在云計算環境下負責監管的可信第三方也就成為確保云計算安全的一個非常重要的環節,需要得到國家政府機關在法律法規方面能夠提供大力支持。思科公司前 CEO John Chambers 曾經說過:“云計算是未來發展方向,勢不可擋,但同時也會對網絡安全產生巨大的影響。”云計算作為一個新興技術,在安全方面存在一定的風險挑戰在所難免。需要廣大學者投入更多的精力,將云計算的安全挑戰一一攻克。
5、云計算安全問題的防護措施
(1)多安全域防護:云計算不像傳統的計算模式很好進行安全域的劃分,需要對基于云計算環境的應用及數據采取多級別多層次的安全域設置。在不同的安全域中,都要分別擁有全局與局部策略,并需對不同安全域之間的互操作進行必要的甄別與隔離。
(2)可靠的接入認證:由于擁有大量的使用云計算服務的用戶,對用戶身份的驗證以及用戶訪問列表的維護便顯得尤為重要。流行的認證方式無外乎密碼認證、生物認證和證物認證。現在普遍采用的是密碼認證的方法,方便快捷,但安全性相對另外兩種認證方式則差了許多。生物認證需要很高的硬件成本,但物證認證在未來的推廣中擁有一定的可操作性。
(3)安全的數據維護:用戶將數據存儲在云計算服務提供商的服務器中,云計算服務提供商必須有能力保障數據的完整性、一致性和保密性。能夠提供可靠的數據校驗功能,并在監管和審計方面得到權威部門的認可。
(4)高效的服務:云計算服務提供商需要具備實時提供服務的能力,要盡量避免由于自身原因出現的服務延遲等問題。使用戶在需要使用數據文件和服務的時候能夠迅速獲取,不受時間和空間方面的限制。
(5)可信的審計監管:只有用戶和云計算服務提供商參與的云計算安全秩序的維護是遠遠不夠的,需要政府機構和學術團體早日出臺一整套由健全法律法規約束的高效可靠的可信第三方監管方案。只有這樣,才能真正使云計算服務有更好的發展。
6、結束語:作為一種新型的分布式計算模式,云計算已經證明了其具有廣闊的前景,同時其面臨的安全挑戰也是前所未有的。我們需要在具體云計算平臺實現的基礎上,深入研究各個安全關鍵技術,且結合其他非技術角度的考慮,這也將是未來的主要研究方向。
參考文獻:
【關鍵詞】云計算;電信業;機遇;挑戰;對策
一、云計算概念及發展現狀
1990-2010年間,解決大型并行計算問題的網格計算(Grid Computing)概念、用類似電表計費模式提供IT服務的用電模式計算(Utility Computing)概念和基于網絡訂購應用和軟件的使用的“軟件即服務(Software as a Service)”等概念被相繼提出和實際應用,這些都為云計算(Cloud Computing)概念的提出做了水到渠成的技術和應用鋪墊。自然而然,云計算被視為繼大型機、P C、互聯網之后的又一次I T產業革命。
然而,迄今為止,云計算沒有一個舉世公認的定義。維基百科的定義是:云計算是一種基于互聯網的計算新方式,通過互聯網上異構、自治的服務為個人和企業用戶提供按需即取的計算,軟件和信息。中國聯通的定義是:云計算是一種新的計算方法和商業模式,即:通過虛擬化、分布式處理和寬帶網絡等技術,按照“即插即用”的方式,自助管理運算、存儲等資源能力,形成高效、彈性的公共信息處理資源,使用者通過公眾通信網絡,以及按需分配的服務形式獲得動態可擴展信息處理能力和應用服務,也是電信運營商新的信息服務產品和ICT交付模式。
盡管沒有一個統一的定義,但是人們還是達成了一些共識,如將云計算的類型大致分為公共云(服務提供商 – 互連網)、私有云(數據中心 – 內部網)和混合云(公共和私有)三種;認為云計算發展總體趨勢是:技術方面,關鍵技術從封閉向開源、開放方式發展;計算機從高檔向簡單機群發展;IT架構從分散煙囪式向扁平化發展;IT資源從獨占向虛擬化共享方式發展;軟件從單機系統向分布式并行架構發展;終端從復雜向簡單、智能化發展。業務方面,計算資源將按高效、共享原則管理,物理位置與職能的聯系趨小等。
二、主流廠商及其云計算研究和應用側重點
從目前的情況看,IBM全面涉足云計算的廠商。在大規模計算系統構建、支持和運作方面有豐富經驗和絕對優勢。而且,20世紀轉型后,IBM形成具有硬件、軟件、服務結合的機構優勢,致力于云計算概念的推廣及開發標準的制定,有“藍云”計劃。微軟與很多云計算廠商不同,微軟一改數據中心租用的方式,在全球多處擁有自己的數據中心,雖然不是先發,但很可能是未來的領先者,這也符合微軟等待技術達到一定成熟度再介入的后發制人風格。Amazon賣書,更賣云計算。Amazon提供的WEB服務受到企業歡迎。Google目前云計算應用最廣泛的廠商,在互聯網搜索方面的商業模式極為有效。Google的云計算目標野心在于覆蓋個人和企業用戶。Oracle收購Sun之后成為重要的云計算廠商。鑒于Sun擅長網格計算,Oracle的云計算旨在加強云計算的易用性。EMC是個實力強勁的虛擬化公司,擁有在信息管理方面的豐富經驗,有人認為EMC正在朝云存儲和信息服務方向發展。HP產品線全面,軟硬件均可與IBM匹敵,公司風格務實且靈活,注重降低成本、縮短交付時間和簡化用戶體驗。:具有一系列用于云計算的開發包,繼歐美市場后在中國戰略部署。Ctrix具有了足夠的技術儲備應對云計算挑戰。思科關注云計算安全問題。國內的華為、中興等廠家對云計算相關研究也正在深化,而且,有的已經具有國際水準,具備一定程度的專利交換條件。
三、國內外電信業云業務開展概況
中國云計算發展一直受到國家發改委的關注和支持,正接近爆發臨界點,其巨大的發展潛力和價值越來越多為國內運營商所關注,國內運營商正逐步將云計算由一些令人困擾的概念轉化為實際應用。國外的Rackspace、Joyent、AT&T、Verizon、Alatum和Starbus等公司都有開展云業務而且其云計算相關技術、業務和商業模式發展較為成熟,有較強的營收能力。
四、云計算給中國電信業帶來的機遇及挑戰
(一)機遇方面
國家提出“生態文明”建設,將加速實施新的經濟增長方式和產業結構調整,而這些都離不開信息技術的支撐。我國發展移動互聯網、三網融合、物聯網,會催生海量信息運算、存儲和開發應用,具有巨大的利潤潛力。我國電信基礎設施發展迅速,云計算相關技術基本和國際同步。在電信業的潛在外部云計算業務方面,如“云”資源租用服務、云應用服務(云應用商店和云終端及瀏覽器智能應用)、三網融合(數字化、智能化交互的三網融合、三屏統一應用)和物聯網智能處理等方面可以大有所為。具體而言,中國聯通的戰略愿景是“聚焦增長,提升效率”成為“信息生活的創新服務領導者”,對此,云計算不僅能提供利于建設高效、精細、智能的IT支撐系統,實現業務快速響應的技術保障,而且符合國家生態文明政策;中國移動于2010年5月推出“大云”(Big loud)系統,打造全方位的云服務,同時在各大中省份建設省級云計算數據中心,為高性能、低成本、可擴展、高可靠性的移動計算和存儲需要提供平臺保障;而且,由于個人電腦、手機等終端設備數據處理能力的相對不足,云計算可以超越時空限制,使用戶可以根據自己的需要,隨時隨地的將復雜的數據處理放在在網絡上解決,以減少終端數據處理壓力,使終端硬件的簡化設計和低成本制造成為可能,減少了終端軟件開發的難度,利于電信國產終端的推廣和普及。從用戶角度看,目前雖然很多中國人對云計算并沒有深入的了解,但對其卻充滿了期盼,這就給云計算普及帶來巨大拉動效應。
(二)挑戰方面
缺乏全球化視野下對云計算產業布局的統籌規劃;缺乏具有我國自主知識產權的關鍵技術、專利儲備和統一的云計算產業行業規范和通用標準。
五、對策
(一)搞清云計算與其他超級計算的區別
首先,要搞清云計算與網格計算的區別:云計算是生產者—消費者結構,云計算系統通過以太網等網絡將機群連接,用戶作為消費者通過因特網獲取云計算系統提供的數據服務。網格系統是一種資源共享模型,資源提供者亦可以成為消費者,網格關注的是怎樣將分散的數據組合成動態虛擬庫。云計算和網格計算的一個重要區別涉及資源調度模式。云計算采用機群來存儲和管理數據資源,運行任務以數據為中心,調度計算任務到數據存儲節點運行。而網格計算以計算為中心。將計算資源和存儲資源分布在因特網上,不要求任務所需的計算和存儲資源地理位置同一。當然,網絡帶寬的制約會使網格計算中的數據傳輸時間在總運行時間中占據較大份額。
其次是搞清云計算系統與傳統超級計算機的區別:傳統的超級計算機注重運算速度和任務的處理效率。計算機的研發以運算速度為核心。而云計算以數據為中心,兼顧系統的運算速度。傳統的超級計算機資金耗費動輒超億元,遠超云計算系統。
(二)分階段實現多業務云
由于移動通信的語音類業務對實時性要求非常高,計算資源集中建設后需要解決網絡傳輸帶寬、處理流程增加等方面帶來的影響,對業務本身提出了更高的要求。所以,不推薦首先在語音類業務上實現多業務云。而數據類業務相對來說更接近互聯網業務,其設備利用既不均衡也不充分,對云計算技術的需要更迫切,所以應將多業務云計算首先在數據業務方面應用。
(三)運用虛擬化技術有效降低程序跨平臺需求,提升系統快速部署能力。
雖然計算資源和存儲資源的分配和調度均比較復雜,但計算和存儲可以通過腳本或API關聯。因此,多業務云架構設計可以把計算資源和存儲資源分開建設。業務處理是執行者,管理中心和調度中心是計算云的核心。也就是說,如果說云計算中資源是公共的,那么,調度中心和管理中心則一定是私有的。當然,邏輯上管理中心和調度中心是兩個不同的功能實體,物理上可以合設。在此基礎上,實現業務和邏輯的分離。
(四)合理設定調度單元
以某一定量的業務處理能力作為調度單元,增加調度中心,通過業務處理能力的分布來屏蔽業務流程集中帶來的壓力。
(五)重視低端設備并行研究
傳統思路是盡量提升設備的單機處理能力,必要時用雙機備份保障系統的穩定性,集群技術亦是如此。云計算技術則考慮用多臺低端設備并行,考慮眾多處理節點的橫向可縮放性,而不是一個節點的效率,系統規模能快速地縮小和放大。
(六)需要高度關注“安全云”建設
云計算背景下,P2P網絡中的安全問題是行業關注的一個焦點。P2P網絡面臨的主要安全威脅有:帶寬消耗攻擊、路由攻擊、信任攻擊、存取攻擊和穿透防火墻攻擊等。作為應對,需要建立數字版權等信任機制。
目前,趨勢科技和瑞星等安全廠商紛紛提出了“安全云”計劃,將病毒資料庫放在“云”端,當“云”發現網絡安全受到威脅,可以快速做出反應,這些成熟的做法應該為電信業運營商所借鑒和發展。
(七)重視云計算標準建設
目前云計算標準設置處于群雄爭斗時期,云計算尚沒有國際標準化組織,沒有統一的國際標準或規范。各廠商的平臺不兼容,使用私有的存儲格式和接口,數據跨平臺移植困難。IBM、Google和微軟等實力較大的實體想建立主導地位,使自己的標準成為國際標準。如IT藍色巨人IBM曾組織一批企業了云計算宣言,但對他者并沒有合法性約束,而且沒有取得微軟、Google、Amazon這些巨頭的認可。Google的AppEngine和微軟的Azure都還需要進行應用檢驗。標準建設最終需要靠實力說話,從發展的角度看,云計算目前仍處于一個不成熟的階段,這種不成熟的狀態,為中國在國際標準爭奪中占據一定位置帶來了機遇。國內電信業廠商如果想掙得國際話語權,必須重視云計算的標準建設。積極參與國際標準建設。注意建立專利交換優勢,力爭成為云計算標準制定主導力量之一。
總之,雖然,云計算作為一種新型超算方式,在數據存儲、數據管理、編程模式等方面具有自身獨特的優勢,但鑒于其系統的復雜性,其建設在面臨機遇的同時也會遇到種種挑戰,不可能一蹴而就,故在電信業推行云計算建設應該進行充分的技術、資金以及維護服務等方面的調研,持穩健的態度進行。
參考文獻:
[1]宋凱.中國移動云計算的發展探索[J].電信技術,2011,(10).
【關鍵詞】大數據 計算機信息處理 云計算
互聯網和物聯網的發展,使得網絡社交圈不斷擴大,聊天軟件數量迅猛增加,在提高人們生活水平的同時,也帶來了新的問題――如何處理海量數據?目前,人類已經進入了信息處理的大數據時代,對于大數據的定義,計算機領域和學術界對其進行了相關的研究,從不同的角度對其進行了不同的劃分定義。大數據環境下計算機處理技術是在大數據環境下的一項新技術,具有完善的軟件和硬件資源,能夠實現很多數據服務功能的設計。
1 計算機信息處理中大數據處理方法
在計算機信息處理過程中,針對大數據的處理方法包括:模型建立(流處理模型或批處理模型)、大數據處理流程、大數據處理的技術和大數據處理的工具。下面分別從這幾個步驟介紹大數據的處理方法。
1.1 模型建立
通常計算機對數據的處理分為串行處理和并行處理兩種,對大數據的處理分為流處理和批處理模型兩種。
流處理模型處理一些響應速度要求比較高的數據。如果數據經過存儲后在進行存儲時,可能存在經過處理的數據已經不再適應現在的條件,因此對數據的處理就是去了原有的處理效果。流處理技術一般應用在銀行等金融領域,這些領域中對信息的實時性要求比較高,因此要求具有較高的數據處理速度,所以采用流處理方式。但是,因為流處理沒有對數據進行存儲,實時性要求高,所以有時數據的處理速度會受到內存容量的限制。因此使用流處理模型時要根據信息處理的需求對數據結構進行優化設計來提高整體的數據處理速度。
批處理模型實現對數據進行存儲劃分后進行處理。這種處理模式的有點事能夠避免在傳輸過程中,對時間和空間的占有量。兩種處理模式都能夠對數據進行有效的處理。在實際的需求中,兩者不是單獨存在的,通常是將兩者結合在一起完成大數據的處理過程。
1.2 處理流程
1.2.1 大數據提取
對信息進行提出并按照分類進行存儲數據提取是首要工作,通過對對象實體和實體之間的關系的分析,得到數據之間的關系,將其組織成統一的結構存儲起來。對于數據的提取,目前技術已經相當成熟。
1.2.2 大數據分析
按照應用對象對空間和處理速度的要求,選擇適合的處理技術對其進行處理數據分析可借鑒一些傳統的數據分析方法,比如說數據挖掘和機器學習等。但是通常不能直接拿來用,要進行一些優化處理措施,因為是大數據處理,很多東西一定是不一樣的,所以,首先要對大數據進行清理,清理后,應用改進的技術進行大數據的分析。
1.2.3 大數據結果展示
將數據處理結果反饋給用戶傳統的處理結果是以文本的形式進行存儲顯示的,并且數據量大,關系比較復雜,因此傳統的方式不是和大數據結果的處理。針對這一現象,通常使用標簽云和歷史流等可視化的技術對大數據處理結果進行展示,更好的向用戶解釋大數據的處理結果。
1.3 處理技術及處理工具
云計算指的是一種基于互聯網的計算方式,計算和存儲的過程不是運行于本地計算機而是在整個互聯網中。云計算把原來的由個人電腦完成的私有數據處理任務分給Internet上的全體用戶共享中心來完成計算處理工作。這樣就實現了計算機軟硬件資源的合理分配、安裝和維護,用戶可以對資源進行充分的共享。對用戶來說,不用再對底層的細節發愁,把精力都投放到自己的業務中及降低了成本又提高了工作效率。所以云計算的出現使得計算能力變成了一種商業溝通的最佳方式。
目前,比較流行的大數據處理工具是Hadoop,在這個處理工具中包含了所有大數據處理的技術要求,包括操作系統、數據索引查找和數據庫等。Hadoop能夠針對大數據處理的特點,有效的對大數據進行處理。
2 大數據環境下面臨的挑戰
2.1 數據安全性
海量的數據必然信息繁雜,容易受到不同形式的攻擊,并且計算機病毒和網絡攻擊都會對數據的安全性造成嚴重的威脅,因此數據安全性對用戶來說尤為重要。在傳統的數據處理過程中使用流處理模型在內存中直接對數據進行處理數據泄露的風險會增加。
2.2 數據的轉換
和傳統處理方式的區別,是數據類型的變化。并且數據產生的時間和空間也有變化,存儲方式也存在差異,因此對大量的數據進行數據存儲之前,要對數據的類型進行轉換,轉換為能夠存儲的方式進行處理。
2.3 硬件節能
大數據存儲和處理主要依靠的還是具有高性能的計算機和服務器等。在存儲和處理的過程中,對能源的消耗量很大,因此如何在功耗低的硬件上開發,并且升級是制約大數據發展和應用的主要障礙。
3 大數據環境下計算機信息處理技術發展趨勢
目前,計算機網絡的發展主要依托計算機硬件設施,因此導致了計算機信息處理具有一定的局限性,造成了信息處理技術和軟件發展腳步的分歧。因此,計算機信息處理技術在大數據環境下要解決的首要問題是硬件設施的局限性。
在大數據處理技術上要進一步優化云計算,云計算技術能夠把出具處理過程中的存儲空間和硬件資源分開,是的信息的處理不再依靠硬件設施。并且信息處理技術的傳輸方向要朝著開放式的傳輸方向發展。在未來的發展中,會實現網絡和硬件結合在一起的時代,這樣信息處理就會少受到硬件設備的限制,使得計算機信息處理技術在大數據環境下更好的應用。
4 結束語
本文首先對大數據的發展狀況進行介紹,闡述了大數據處理過程包括:模型建立、處理流程、處理的主要技術和工具。然后針對目前發展現狀,分析給出了大數據存儲在未來發展中面臨的主要問題是數據類型轉換、數據安全和數據處理硬件節能問題。最終給出了大數據環境下計算機信息處理技術的發展趨勢。
參考文獻
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關鍵詞:獨立學院;就業;實訓;師資隊伍
我國的獨立學院產生于1999年,是以新機制、新模式舉辦的本科普通高校,被稱為中國高等教育“第三種模式”[1],它是我國高等教育發展的重要組成部分。截止至2009年4月,全國經教育部批準的獨立學院共有322所,其中江蘇有26所;隨著獨立學院招生規模的不斷擴大,2009年江蘇省高考錄取率已達到70%以上,更多學生有了進入大學接受高等教育的機會,滿足了人民接受高等教育的愿望[2]。
1就業現狀
2002年以來,高校計算機專業初次就業率連年下滑,受到社會各方面的關注,傳統專業遭遇就業寒潮[3],出現了畢業生滯銷現象。2010年全國高校畢業生達630萬人,比2009年多了19萬人,就業形勢非常嚴峻。計算機專業人才真的“無業可就”,還是“有業不就”?
就業難固然有大環境的影響,例如全球金融危機,此外勞動力密集型、以制造業為主的產業結構,也使部分用人單位追求實用和低成本。但通過市場調查分析,國內大學教育與市場脫軌,學生眼高手低、對自己期望值過高也是造成就業困難的主要原因。
2獨立學院教育現狀分析
1) 高校教育與社會需求分析。
我國的“應試教育”由來已久,傳統教學模式“重理論,輕實踐”,在教學內容上偏重理論知識,實踐環節重視不夠,教學過程強調知識的系統性和理論的完整性[4]。盡管學生在校期間獲得了“計算機二級證書”,但與社會所需的一些技能存在脫節,專業的事做不了,一般的工作別的專業畢業生也能做[5]。畢業生感覺大學4年“什么都學過,什么都不會”,感覺應該多學一些技能和社會接軌,能在社會上立足的知識。
2) 高校師資隊伍建設現狀。
隨著學校招生規模的不斷擴大,師資力量嚴重缺乏,加上目前高校對實驗教師普遍不重視,使剛剛畢業的研究生、博士生不愿意直接進入實驗室。教師隊伍項目實戰少,實踐能力欠缺,注重使用,缺乏培養[6]。目前所謂的獨立學院絕大部分并沒有真正獨立,依托母體師資,難免有將本三的學生當作本一、本二的學生來培養的嫌疑。
3) 學生自身素質有待提高。
對本三層次的學生而言,其自身的學業水平與本一、二的學生有差別,學生生源基礎比較薄弱,學習自覺性不高,僅憑學習興趣,缺乏刻苦勤奮的精神。進入大學,面對松散式的高校管理,他們失去前進的動力,老師教什么學什么,考什么就學什么,甚至教了還不學是目前獨立學院普遍存在的現象[7]。
3計算機專業能力培養模式
隨著我國高等教育改革的深入,高等教育由原來的畢業教育轉變成了就業教育,畢業生就業率的高低是衡量學校教學質量和辦學水平的標準,關系到學校的生存和發展。國內獨立學院絕大部分定位在應用型人才培養上,提出了“理論夠用、能用、會用”的人才培養模式[8],教育堅持“學以致用”的原則,積極響應社會所需,提供學生專業教育。根據市場需求,我院計算機專業分為計算機軟件和計算機網絡技術兩個方向,以下為我院提出的各專業知識結構、相應課程體系以及在實踐教學、師資隊伍建設等方面的一些舉措。
3.1計算機軟件方向
要求必須掌握文化基礎(信息技術)或計算機導論、語言基礎(VC++、Java)、計算方法、數據結構、操作系統等課程的基礎知識;掌握數字邏輯與系統、計算機組成與系統結構、匯編與微機接口、Linux操作系統、軟件工程(UML)、數據庫系統應用等應用基礎課程知識;具有系統集成、嵌入式系統圖形與動畫技術、網頁與網站設計、信息系統分析與設計的應用能力。
3.2計算機網絡技術方向
要求必須掌握文化基礎(信息技術)、VC++、Java網絡基礎(華為網絡學院1)、數據庫、操作系統的基礎知識;掌握網絡應用基礎(華為網絡學院2)、數據通信、網絡程序設計(VC下的網絡編程、.NET、Java)、網絡操作系統、網絡數據庫等應用基礎課程知識;具有系統集成多媒體(語音、視頻)、通信網絡安全、網絡測試、無線網絡、網站設計(三劍客)、網站應用系統(電子商務、電子政務、網絡游戲、3P)、管理維護、網絡安全的應用能力。
3.3實踐能力要求
為進一步突出實踐能力的培養,加強理論聯系實際,我們要求:1)教師對應用與創新培養中關鍵的知識點、難點要反復提示,讓學生達到鞏固、消化、熟練的程度。2)增強學生就業的競爭力,建立校內、校外教學實習基地,讓學生更接近就業的實際需求。3)教師要不斷學習新知識,與時俱進,使學生利用新工具、新方法解決實際問題。4)加強考證訓練。考證使學生不僅取得畢業證書和學位證書,還具有專業技能證書,為就業增加籌碼。
3.4 “走出去、請進來”的實訓師資隊伍
針對目前高校教師缺乏項目實訓的不足,我院采取了“走出去,請進來”的模式。
1) 集中進行短期的教師培訓,讓他們到企業脫產學習、參觀學習。在不斷更新設備的同時,加強與廠商的聯系,樹立教師“先做學生,后做老師”的典范,體現換位思考的理念。
2) 雙師型人才培養。在努力提高教師自身業務素質的同時,積極鼓勵學有余力的教師參加國際、國內知名企業的認證考試,參加國家計算機水平考試。我中心有兩人取得銳捷網絡工程師證書,兩人取得華為-3COM公司的網絡講師認證證書,一人取得軟件設計師水平證書。
3) 出臺相應的政策,引進高素質的實驗技術人才,充實實驗教師隊伍。例如我中心與江蘇科技大學船苑電腦公司網絡工程部聯合,聘請有實踐操作經驗的工程師參與網絡工程實驗項目的開設和指導工作。
3.5校企實訓基地的建設
目前,我校的校外實訓基地較少,為此,我院采取微縮模型,充分挖掘現有實驗室的能力,如在網絡工程的教學實習基地模擬網絡布線現場施工的環境,按照功能大致劃分為示范區、制作區、施工區,使學生能實戰演練;在影子工廠實訓室引進了金舟公司影子工廠教學實習軟件和電子商務教學實習軟件,針對企業資源計劃模擬系統(ERP)、電子商務模擬系統、物流管理模擬系統、旅游管理模擬系統、房地產管理模擬系統等課程開展演示、操作及實驗教學,對企業中的職能及流程進行仿真,使學生對企業的信息流、資金流和物資流有一個全面的了解。
3.6江蘇微軟技術中心合作模式
為提高畢業生的市場競爭力,學院與江蘇微軟技術中心合作,在大學四年級時為學生提供“微軟軟件工程師實訓體系”合作計劃。學生在資深項目經理的指導下,運用最新的軟件技術和技術架構體系,進行大型應用軟件的實際開發,體驗大型軟件公司的工作流程,體驗微軟企業文化。學生在編程經驗和大型軟件的測試方面得到鍛煉,掌握了正規的編程方法,養成了良好的職業習慣。
4學生學業、職業規劃的制定
4.1幫助新生制定學業規劃
中學生在高考志愿填報過程中,受班主任、家長和就業市場等諸多因素的影響,存在一定的盲目性和功利性,所讀的專業有可能并非是自己喜歡或向往的專業。剛進入大學的新生,其新的努力方向還沒有確立,學習方式和管理方式又發生了很大的變化,有的新生不能很快轉變角色,往往把握不住自己,甚至一學期有好幾門課程不能通過。因此,幫助大一新生做好學業規劃顯得尤為重要。通過專業教育,可幫助學生明確專業目標和努力方向。對于大一新生,主要培養他們良好的學習行為和學習習慣,為今后在工作上自覺、主動學習做好準備,可以采取考證的方法來實施這一過程(大學英語四、六級考試,全國、江蘇省計算機等級考試);大二是專業基礎課程和部分專業課程學習的時間,要為今后專業課程的學習打下基礎,可通過計算機水平考試(初級),全國、江蘇省計算機等級考試(三級)來幫助學生進一步完成規劃。
4.2指導學生選擇就業方向
大三學年是計算機專業學生為今后就業選擇方向的關鍵時期,在積累了一、二學年的基礎后,教師需要指導學生為職業生涯做好準備。我們利用校企合作進行項目實訓和短期培訓,采取“做中學”的措施,解決學習與社會的銜接問題,可以通過企業認證(思科、華為、銳捷),計算機水平考試(中級),計算機等級考試(四級)來實施。大四是學生告別本科階段學習,投身社會,創業、就業的過渡期,學院派學生到真實的企業環境進行畢業實習和畢業設計,進行大型項目的實戰,可在一定程度上提高學生的工程管理能力、動手能力、主動學習和解決問題的能力、邏輯思維能力、溝通和團隊協作能力等,培養他們良好的職業素養。
5結語
隨著高校畢業生人數的不斷增長,培養計算機專業人才在工程實踐、操作等方面的技能已成為重要任務。我院本著“一切為了學生成才,為了一切學生成才”的辦學宗旨,以“育人為中心,以需求為導向,以質量求生存,以特色謀發展”的戰略[9],繼續發揮校企合作辦學的機制優勢,取得了就業率達85%的可喜成績。
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Employment-oriented Education of Computer Majors in Affiliated Colleges
TAO Jian-ping, LIU Shu-yi
(Computer Center of Nanxu College, Jiangsu University of Science and Technology, Zhenjiang 212004, China)
關鍵詞:大數據 高校 智慧校園
中圖分類號:G434 文獻標識碼:A 文章編號:1007-9416(2016)10-0222-02
1 大數據對高校智慧校園的影響
1.1 智慧校園的建設分析
近年來,隨著信息技術快速發展,高校的信息化建設經歷了電子校園、數字化校園、智慧校園的幾個階段。智慧校園已經突破了傳統校園的物理環境,融合大數據、物聯網、云計算、移動互聯、智能感知等等技術,建立集教學、科研、管理、各類服務等應用為一體的物理及數字教育環境[1]。智慧校園通過信息技術把高校物理環境與數字虛擬空間銜接起來,智能感知師生的學習、工作的特征及需求,為他們提供一個更加智能開放的教育教學、學習的環境,更加人性化、舒適便利的生活服務環境。
1.2 大數據背景下的高校信息化
大數據技術主要包括收集、挖掘、存儲以及處理等過程,大數據技術主要包括大數據分析、云數據庫技術、內存數據庫以及數據安全等四個方面的內容。大數據技術在高校智慧校園中的各方面的應用將使其管理服務推上更高的臺階。高校在智慧校園建設進程中,要以物聯網技術為基礎,利用大數據、云計算等技術對高校智慧校園建設中產生比如管理信息、各類服務信息、教學管理、教學資源、學生信息等數據,數據繁多、類型復雜[2]。通過對這些數據搜集、分析,可轉化為高校管理與服務可利用資源,將對智慧校園建設起到非常重要的作用。
2 智慧校園建設目標探究
大數據背景下的的高校智慧校園建設要考慮的是要以高校的各需求為出發點,要有全方位、立體化的服務理念、實現信息的互聯互通、信息數據的共享,為用戶隨時提供高效率、一站式、個性化的校園智慧服務,從各方面提升高校的教育教學、管理及服務水平,幫助高校實現各類資源的整合與優化配置,深化高校信息化進程。有以下幾點內容:
(1)建立創新型、智慧型的人才培養模式。隨著互聯網技術的飛速發展, “互聯網+”也沖擊著傳統的高校教育教學模式,可以預見傳統的課堂教學與在線課堂教學的融合來培養創新性、智慧型人才培養模式必將逐步成為主流。(2)建立創新型、智慧型科學研究機制。在大數據技術的支持下,智慧校園將能夠在高校科研例如課題申報、科學研究、項目結題等方面起到重要作用。(3)建立創新型、智慧型的管理服務機制。管理系統是校園的中樞神經,智慧校園基于大數據及相關技術,通過對校園系統內各類數據信息的高效管理以及各類信息管理系統、數字化辦公系統的集成,實現教學管理信息、學生管理信息、硬件設備、校園建筑設施、安全管理、信息化生活服務平臺等全面創新智慧化管理[3]。
3 智慧校園設計
3.1 智慧校園建設設計思路
在大數據背景下,高校智慧校園建設要綜合的統一管理平臺、一站式的服務需求、應用系統、安全防護體系的建設等,涉及的技術包括大數據、云計算、物聯網、移動互聯、SOA等技術。利用云計算數據中心、大數據分析平臺以及統一集成共享平臺,將物聯網和各類應用系統平臺整合起來,實現學校信息服務、教學、科研、學習、管理服務及各類設施的整合。
3.2 智慧校園建設總體構架
為了實現校園的物理環境與數字空間的融合,高校智慧校園體系應該由智能感知層、網絡通信層、大數據層、應用層、服務層及信息標準與規范體系、系統運行維護與安全體系等組成,如圖1所示[4]。
3.2.1 感知層
通過無處不在的傳感器、攝像頭及各類應用系統,隨時收集各類數據,全面感知如師生活動情況、儀器設備運行情況等,為智慧校園提供采集各類數據的物質基礎。
3.2.2 網絡層
綜合采用有線級無線網絡技術,及時傳輸各種數據,實現人與人、物與物、人與物之間的互聯互通,實現實時接入、互聯互通、隨需隨意的應用,為智慧校園建設提供寬帶泛在的網絡基礎。
3.2.3 數據層
大數據層是智慧校園的核心內容,負責對收集到信息進行數據挖掘、智能分析。包括信息收集與數據管理平臺、數據的存儲與計算的物理平臺及數據分析處理的應用支撐平臺,是連接和匯集智慧校園各類信息的樞紐,為智慧校園提供詳實的數據基礎。
3.2.4 應用層
應用層主要提供個性化服務、智能決策服務等。如教學、科研、管理、服務等各類應用,各種應用系統深度融合,建立不受時間與空間限制的環境,更好的為師生提供個性化、智能化的應用服務。
3.2.5 服務層
利用綜合信息服務平臺對各類服務進行融合,用戶只需通過校園門戶,就可以完成各種信息服務功能,通過這種綜合性的信息服務模式也大大提高了管理效率和管理水平,有助于監控服務質量,提高服務能力。
3.2.6 保障體系
包括信息標準與規范體系、系統運行維護與安全體系,信息標準與規范體系規定了信息采集、處理、交換等過程的標準和規范,規范了應用系統的數據結構,為數據融合和服務融合奠定了基礎。智慧校園中安全體系包括物理安全、網絡安全、數據安全和內容安全四個方面。通過系統支撐保障體系為智慧校園安全、高效的運行保駕護航。
4 關鍵技術簡介
4.1 大數據
對海量數據進行存儲和分析是大數據的核心價值。智慧校園是通過各種智能終端、可感知設備和信息系統采集海量的活動過程與狀態數據,并針對采集的海量數據分析而掌握事物的規律,開展智慧應用[5]。
4.2 云計算
智慧校園建設需要云計算這種結合網格計算、并行計算、分布計算的強大綜合計算方式,只有采用開放、整合、協同的信息化架構和可動態配置資源、高可擴展性、按需服務的云計算模式,才能提供很好的基礎設施支持。
4.3 物聯網
通過對智能感知、識別技術和有線網絡、移動互聯等通信技術的融合,把傳感器、控制器、各類設備、人和物等通過一種新的方式聯系到一起,實現智能化的識別、定位、跟蹤、監控和管理,為智慧校園提供了物理基礎。
4.4 移動互聯
主要包括自組織網、4G、Wifi等接入技術,可以有效突破高校校園中網絡接入時受到的有線網絡的限制,充分體現了智慧校園的“開放化”特征。
4.5 社交網絡
社交網絡是一種社會化或具有社會性特征的網絡服務,是方便人際交往的網絡服務手段,社交網絡的發展也是促進互聯網發展的一個關鍵性因素。在智慧校園的建設中,社交網絡有著開放性強、成本低等特點讓現代大學生更好的接受并推進其快速發展。
5 結語
高校智慧校園建設是高校信息化建設的重要發展階段,大數據技術對智慧高校校園建設起到不可或缺的作用,為高校的教學、管理、服務等方面提供極大的便捷。當前,部分高校的智慧校園基本實現了大數據共享與交換、數據分析輔助決策、優化高校資源配置,為高校師生提供更具智慧性的教學、管理和服務,相信未來大數據技術經過不斷發展和完善,一定會讓高校校園更加“智慧”。
參考文獻
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收稿日期:2016-08-01
關鍵詞:網絡銀行;電子貨幣;電子支付工具
隨著信息技術在銀行業務中的不斷應用,在網絡上以暗碼技術作為支付方式的電子貨幣正在發達國家陸續實驗。電子貨幣目前有electronicmoney、cvbermoney、e-cash、venturemoney等多種實驗名稱。盡管電子貨幣和預付卡、信用卡的概念,以及和企業銀行(firmbanking)與家庭銀行(honebanking)等業務具有很大的相關性,并且同樣依托銀行業務的電子化和網絡化,但是電子貨幣與電子支付工具還是有很大的區別,代表了不同的金融創新路徑。
一、電子貨幣和電子支付工具的差異
依據狹義的貨幣供給定義,貨幣基本上是指央行發行的現鈔與銀行存款,而支票、信用卡、借記卡(debitcards)只是支付工具(paymentinstruments),最終仍須經由封閉性的銀行網絡(banknet)移轉存款作清算(clearingandsettlement),因此貨幣并不等于電子支付清算,電子貨幣也不等于新型的電子支付工具;而新型電子支付工具是指電子支票、電子信用卡等應用于開放性網絡上的支付清算。
電子貨幣是經由開放性網絡移轉資金,達到支付清算目的的交易媒介,同時具有移轉性、匿名性與相對性,即是經由電子網絡移轉的價值(移轉性),支付隱私不被對方或金融機構所悉(匿名性),交易時除買賣雙方外,無第三者介入(相對性)。電子貨幣以數碼形式流通,在開放性的網絡上流通貨幣,信息是公開的,可能面臨金融信息被盜用、竄改等問題,必須應用暗碼技術來防偽。關鍵問題是要解決一連串的數碼如何成為貨幣并在網絡上流通。
電子支付則一般難以滿足匿名性與相對性的特性。根據日本電子商取引實證推進協議會的定義,因交易所發生的購買金額與手續費,利用網絡、IC卡等作支付清算者稱為電子支付,由此,電子支付必須通過中介完成,多數在金融媒介的封閉網絡中進行。企業與企業、企業與家庭間的交易所產生的支付,可由現金、支票到一些電子清算方式,例如自動柜員機(AutomaticTellerMachine,ATM)、銷售點終端機(PointofSale,POS)、自動清算所(AutomaticClearingHouse,ACH)等電子資金移轉系統,整個支付清算系統由消費者對企業、企業對企業的支付(pay-ment)、銀行間的清算(clearing)與中央銀行的結算(settlement)所構成,中央銀行在清算系統的頂點作最終的撥付結算,這些支付清算都在封閉性的銀行網絡內進行,進而組成了整個電子資金移轉系統(ElectronicFundsTransferSystem,EFFS)。
二、新型電子支付工具和網絡標準
電子支付系統要求高度的安全性,因此傳統的電子支付系統在封閉性網絡下采用集中清算方式,封閉性的集中清算方式相對安全,但交易成本也較高。開放性網絡上所進行的電子商務,交易在線上實時完成,若支付采用離線交易(例如email、傳真告知卡號),不但手續煩瑣,交易成本高,而且隱私外泄、偽造仍可能存在。目前,新型的電子支付工具主要集中發展記憶式資金移轉系統。
目前除現金外,不管是支票或銀行直接轉賬都要通過封閉性的銀行網絡進行。而積極推動電子支票、電子信用卡等新型電子支付工具發展,消費者就可以在開放性網絡上購物的同時,立即完成網絡購物付款。這種以支票或信用卡為基礎的網絡支付清算稱為記憶式資金移轉系統(NotationalFundsTrans—ferSystem,NFTS),與電子資金移轉系統的差異在于私密付款信息(信用卡號、銀行賬號等)與訂單一起傳送,從而把電子資金移轉系統的優點延伸到小額交易上。
(一)電子支票。電子支票是一種將傳統書面的支票應用于網絡付款的電子文件,原為紙質的支票簿變為電子支票簿,簽章、背書被數字簽章取代。數字簽章即為現實世界中的印鑒章,而電子憑證是印鑒證明書,在網絡上交易所傳送的文件需要數字簽章時,另外須附上認證機關所發行的電子憑證。當加盟店收到電子支票,向銀行請求確認時,銀行可從發行者的電子憑證中取得公鑰以驗真偽,完成確認后將電子支票回傳給加盟店;經過電子支票提示后,其票據交換程序、賬戶清算流程與書面支票無異。在美國小額支票支付相當普遍,故以支票支付的電子支付清算實驗相當多,例如CheckFree是一種代為執行支付清算的系統,在速度上、效率上求改進,但仍是電子資金移轉系統的一種而非電子貨幣,而FSTC(FinancialServicesTech—nologyConsortium)的電子支票是將暗碼化支票信息在網絡上使用。
(二)電子信用卡。電子信用卡是指使用者在開放性網絡上購物,直接將信用卡號輸入,實時完成付款的電子支付系統。由于信用卡屬先消費后付款,銀行有信用風險、認證、利率等成本支出,手續費無法降低,小額的買賣可能被商家拒絕,而電子信用卡可彌補一般信用卡支付清算的缺點。電子信用卡交易過程是直接在網絡上傳送信用卡號,使消費者立即完成網絡購物付款。雖然在開放性網絡上,電子信用卡、電子支票等可以作為實時的支付清算工具,但這些方式并非完全在開放性網絡上進行,消費者與店家的付款信息雖在開放性網絡上進行,但收單銀行、信用卡組織與發卡銀行相互間的存款移轉,仍要通過封閉性的銀行網絡,因此仍屬記憶式資金移轉系統,但資金移轉更有效率,而且對電子商務的發展有很大的促進作用。目前的網絡標準或協議,主要有貝爾實驗室所提出的匿名網際網絡商業協議(AnonymousInternetMercantileProto-cols)、歐盟的CAFE(ConditionalAccessforEurope)、安全電子交易SET(SecureElectronicTransactions)等,根據這些開放性網絡安全標準,軟件公司、金融機構與信用卡組織互相結盟,利用開放性網絡進行各種新式的電子支付實驗,例如CyberCash、Digicash、Mondex、NetBill、NetCheque等,Visa與Master兩大信用卡組織也在積極參與以信用卡在網絡上消費付款的實驗。這些實驗大致有兩個發展方向,一是發展可以直接將信用卡號在開放性網絡上安全傳送的電子支付清算;二是信用卡的EMV標準化,EMV卡是以Europay、MasterCard與Visa三家信用卡組織的第一個字母命名的業界共通的IC卡,在IC卡上整合金融卡、信用卡、借記卡與電子貨幣所有功能。
三、電子貨幣形態發展和金融應用趨勢
由于信用卡等電子支付手段已被廣泛接受,因此電子貨幣實驗試圖將信用卡的支付清算功能再予以提升。一種是將現行的信用卡發展成多方位的使用用途,卡片本身可儲存金融信息,不與銀行信用卡組織直接聯機,可在實體商店或網絡加盟店消費,實時完成交易支付清算。另一種是電子貨幣不利用信用卡,而是在虛擬的網絡空間創設出網絡貨幣,只適用于網絡上購物。就目前的實驗情況而言,電子貨幣依據存在的場所,可分為兩種基本類型。
(一)IC卡型電子貨幣。主要將金融信息電子化,記載于集成電路中,IC卡型的電子貨幣是現金的替代,消費付款時直接移轉給店家。按照交易完畢后,是否回流發行單位,可以再分為開放循環型(openloop)與封閉循環型(closeloop)。開放循環型電子貨幣在交易完畢后,不必回流發行單位,可繼續不斷使用。
IC卡型的電子貨幣是具處理與記憶功能的超小型計算機,可以儲存金融信息,可從自動柜員機提領存款。此外,還可以利用特定的電話機,通過電話線,從銀行賬戶中將存款提出。在裝設讀卡設備的商店消費,可直接自卡中扣除消費金額,移轉至商店的IC卡中,而商店經由電話機將營業收入存入銀行賬戶。這種電子貨幣的流通動向很難掌握,因此對于流通中的貨幣,保證其不被仿冒的安全措施尤其重要。參與電子貨幣研發的廠商,正在嘗試設計復雜的算法,以確保交易的安全。同時,IC卡型電子貨幣在其生命周期中,都須通過安全性評核機構的認證,這些認證程序是再研發機構、發行單位或者是專業認證機構所制定并執行的。因此在客觀和可量化的評定下,IC卡電子貨幣具有相當的公信力。
(二)網絡型電子貨幣。使用開放性網絡型的電子貨幣時,須具備銀行賬戶功能的軟件,消費者在網絡加盟店購物時,經由開放性網絡,將其在契約銀行的電子貨幣領出,以暗碼化方式傳送至網絡加盟店,網絡加盟店再將暗碼化的電子貨幣轉入其往來銀行,經確認無誤后,貸款由消費者的契約銀行移轉至網絡加盟店的往來銀行賬戶中。網絡型的電子貨幣一旦提出做交易支付后,立即送回發行機構作真偽的確認,屬封閉循環型,此類型的實驗例如e-cash。
網絡型電子貨幣通常由發行機構統一管理,使用e-cash須在原有的銀行賬戶設立相同的賬戶稱為worldcurrencyaccess賬戶,下載e-cash用的軟件,使用者若要求獲得c-cash,則從與worldcurrencyaccess賬戶連接的e-cash專用的虛擬賬戶MINT傳送e-cash,保存在個人計算機的內存中,或是經由網絡付款給加盟店,發行的e-cash皆依序賦以編號,銀行管理使用過的e-cash編號,一旦使用過須流回發行機構檢查其有效性。e-cash之所以可行,主要歸功于數字簽章(digitalsignature)與盲目簽章(blindsignature)技術,其中數字簽章提供e-cash無法被偽造的功能,盲目簽章則賦予e-cash號碼,確保類似現金的匿名性。e-cash利用暗碼防止偽造,維護交易匿名性,消費者購入何物,自何處購入,皆可保有隱私。但網絡加盟店無法再度使用其所收到的電子貨幣,對網絡加盟店的付款仍是采用銀行存款的撥付,因此喪失了現金的價值可分割性與連續轉讓性的優點。此外,發行機構必須維護大型的數據庫,記錄已經使用過的電子貨幣,防止重復使用的弊端,而隨電子貨幣發行的增加,該系統的負擔也會隨之增加。對于網絡型電子貨幣,各國政府更擔心貨幣控制的有效性與洗錢問題。
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關鍵詞: 云計算; 信息技術; IT人才; 人才培養
中圖分類號:G642.0 文獻標志碼:A 文章編號:1006-8228(2012)03-59-03
Innovation in training mode of IT talents in colleges at cloud computing era
Huang Wulan
(School of Economics & Management Changzhou University, Changzhou, Jiangsu 213164, China)
Abstract: In this paper, the advantage of cloud computing is described. According to the characteristics of cloud computing technology, and based on the analysis of IT job description information from the well-known recruitment website, the authors summarize in the paper new requests for IT talents in enterprises. Finally, in order to meet the demands for IT talents in the future and to improve the employment rate, the reform strategy for IT training mode in universities is proposed.
Key words: cloud computing; information technology; IT talent; training
0 引言
信息技術在推動國民經濟增長、提升整體創新能力以及國際競爭力方面發揮舉足輕重的作用。但是從我國IT人才供需的實際情況看,大學生畢業即失業的情況卻大量存在。其原因并不是IT人才需求疲軟,(數據顯示,信息技術人才的缺口就高達數十萬),而是目前很多高等院校人才培養模式的短視,教學內容滯后無法適應產業的發展,人才供給與需求不對稱。
云計算是IT發展的最新技術,正逐漸融進IT日常管理和開發模式中。它的出現給相關工作人員提出了新的挑戰,同時對即將走上工作崗位的在校大學生產生了巨大影響和挑戰,也給高校相關專業的教育帶來了巨大的沖擊,將引發一場新革命。
基于此,本文分析了云計算時代對IT人才新的需求和要求,并對高校相關專業的培養模式、教學內容、培養目標提出相應的改革措施,以順應時代對IT人才的需求。
1 云計算是未來IT發展趨勢
云計算是IT產業發展到一定階段的必然產物。早在20世紀60年代麥卡錫(John McCarthy)就提出了把計算能力作為一種像水和電一樣的公共事業提供給用戶[1]。繼個人計算機變革、互聯網變革之后,云計算被看作是第三次IT浪潮,作為一種全新的商業模式和應用計算方式,它應是中國戰略性新興產業的重要組成部分。
⑴ 降低IT運營成本,提高企業核心競爭力
云計算意味著沒有硬件購置的成本,沒有軟件許可證或軟件升級管理所產生的成本,也不用租用設施,避免了隱性成本的支出,只需按照使用率采用計量收費或者固定收費的方式,按需使用,按需付費,這樣可以降低IT運營成本。相關研究[3]證明,使用即買即用方式購買資源的成本低于企業自行購置資源的成本。云模式使得企業可集中時間、精力和投資在利潤較大的核心業務中去,提高企業核心競爭力,獲取更大的經濟效益。
⑵ 為企業提供便捷的信息化服務
云計算基于分布式計算,它以用戶為中心,將數據存于云端,用戶可以在任何時間、任何地點以某種便捷的方式安全地獲得數據,滿足辦公移動性要求。
⑶ IT人員分工專業化,降低IT部門工作量
云計算將業務交由服務提供商(更專業)負責,使IT工作人員分工更專業化,這將降低企業IT部門工作量,提高IT效率。
當前,云計算正成為各服務提供商的關注熱點、受到各個領域的關注,Google、IBM、Amazon和Microsoft等大型的IT公司紛紛建立自己云計算平臺,提供相關的云計算服務。據賽迪顧問《中國云計算產業發展白皮書》[2]預測,未來幾年,云計算和相關服務市場將保持高速增長態勢,市場規模將從2009年的92.23億元增長到2012年的606.78億元,年均復合增長率達87.4%。全國各地政府正結合產業規劃,積極建立云計算產業發展與創新基地,通過資金支持大力培育云計算技術服務廠商,建立面向城市管理、產業發展、電子政務、中小企業服務等領域的云計算示范平臺。北京的“祥云計劃”、上海的“云海計劃”、重慶的“云端計劃”、廣州的“天云計劃”等等無不說明中國的云計算時代即將來臨。據報道,北京將建成亞洲最大的超云服務器生產基地,在“十二五”末期,北京的云計算相關產業收入將達到2000億元。
綜上所述,云計算的廣泛普及和深入應用將成為大勢所趨,是IT未來發展的趨勢。廣大IT人員需認清信息化發展趨勢,更新觀念,迎頭趕上。
2 云計算時代對IT人才需求的挑戰
云計算時代將對IT人才提出新的要求和挑戰。根據企業采用公共云或是企業自身搭建云平臺這兩種情況,其人才需求各有不同,具體體現如下。
⑴ 采用公共云的企業對IT人才的需求。
一般而言,對于廣大中小企業用戶來說,資金是發展最大的障礙,他們將選擇公共云服務。公共云是由第三方(供應商)提供的云服務,服務在第三方運行。企業通過與云服務提供商簽訂服務協議,以按需付費的方式使用相關服務。
在這種情況下,對企業IT部門來講,傳統的系統維護IT人員、軟件研發人員、硬件部署人員面臨著工作機會減少的危機。因為所有的后臺管理和維護工作都交給了云供應商。從這種意義上來講,企業IT部門工作量太大減少,但是IT部門工作人員職責發生了相應的變化。
首先,IT工作人員需要懂管理,IT部門需要運用云計算經濟模式去評估是否應將業務移到云端。相關負責人要根據企業自身的情況做出公共云是否適用企業發展需求以及投資回報率分析。同時,企業IT部門需要明確業務需求、并負責與服務提供商進行溝通和協商以獲得為自己量身定制的服務。從這種意義上講,IT工作人員需要既懂管理又懂技術的,還要熟悉企業業務流程具有闡明企業業務需求以及和服務提供商溝通、協商的能力,并需要熟悉相關立法以保障企業權益。另外,IT人員需要負責處理數據安全性問題,決定哪些數據能移到云端,哪些數據不能,對移到云端的數據進行加密,信息安全是IT部門需要考慮的因素。
Gartner于2010年10月了一份預測報告[3]指明,企業用戶應該對10項新技術的應用加以密切關注,其中包括云計算(Cloud Computing)、數據中心、虛擬化軟件和綠色IT。據業界人士表示:“云計算對IT職位的總體影響,可能類似于外包、自動化和可用計算等這些趨勢帶來的影響―IT專業人員的崗位,正逐步從技術性的具體崗位向企業業務終端崗位轉變。”來自Forrester公司的Schadler表示,供應商合同管理、云計算、分析學、網絡應用技術、移動應用技術等,都是未來10年需要掌握的知識和技術。”
總的來說,IT部門人員將從關注具體的技術細節轉移到關注企業的業務,與以前相比,懂得企業流程方面的人將越來越重要。IT人員需要成為有一定的管理、溝通、專業技術(需求分析、信息安全處理)能力和法律知識(要求熟悉交付服務的流程與制度、SLA服務等級管理、云計算相關立法等內容)等的復合型人才。同時,IT人員需要關注云計算標準的制定、成熟和演進。
⑵ 有實力的大企業或是云平臺搭建方對IT人才的需求.
虛擬化和自動化是云計算區別于傳統計算的兩大特點,它們對IT人才提出了新的要求:員工必須培養和擴大跨平臺和應用的技能,以建立、管理和支持私有云計算。這不僅意味著IT人才要更深入地了解傳統核心技術,而且還要掌握囊括從虛擬化、存儲、大型數據到安全等關鍵技術的更全面、融合的技能。
根據云計算技術特點,我們對通過互聯網上全國知名招聘網站如51Job[4]、智聯招聘[5]等的相關職位的招聘信息進行了綜合分析,總結出未來IT人才需求的新趨勢。
①移動云終端開發人才需求旺盛
云計算在移動終端上應用率極高,現階段移動云計算人才短缺。移動云計算將移動互聯網和云計算的概念融合到一起,據業內人士統計國內3G研發人員缺口有300-400萬,其中Android研發人才缺口至少30萬。手機嵌入式開發和J2EE技術人員市場需求旺盛。
②開發人員主流技術發生極大改變
在云計算時代,程序設計需要注重分布式、并行計算模式,開發人員要熟悉云計算模式編程框架,熟悉Hadoop等相關原理及技術有相關基礎;要采納敏捷開發思想,更擅長負載均衡、并行數據處理、網格計算、云體系結構、資源調度和MapReduce并行運算編程模型。程序設計偏向更多的數據訪問和調用;利用云計算的高性能,要對數據進行深入分析和挖掘,使應用更加智能。
③開發平臺發生轉移
在云計算時代,開發人員編程環境發生改變,如轉向基于Hadoop框架的開發環境、GoogleAppEngine開發環境。操作系統環境則從Windows平臺向Linux,VMware虛擬機發生轉移。
④信息安全技術
云計算安全性問題是阻礙云計算發展的首要因素之一,它不僅僅只包括數據安全、是一個涉及到公信力、制度、技術、法律甚至監管等多個層面的復雜問題。對于服務提供商而言,需要建立更具公信力、更安全的云服務。對于IT人員來講,則需要掌握更多的信息安全技術,如反病毒、木馬技術。
⑤數據存儲和開發
云計算環境下數據爆炸式增長,傳統的關系型數據庫面臨數據能力的挑戰;另外,許多應用存儲設備對于數據存儲的要求大多體現在非結構化數據或者是半結化的存儲,大多數云計算平臺都會提供針對非結構化和半結構化的數據存儲方式,如google公司采用Bigtable數據庫。云計算一個顯著的特點是使用資源池,通過構筑虛擬的數據中心最大程度地實現網絡資源的共享。因此,對于開發者來說在數據存儲和開發方面發生了巨大的轉變,要求開發者/維護者熟悉新的數據庫管理系統、網絡存儲技術如SAN/NAS/iSCSI等、熟悉資源池的構建方法。
3 高校IT人才培養模式的創新
云計算不僅影響著計算機技術的發展,對IT專業人士就業也將產生重大影響,即將走上工作崗位的大學生面臨著巨大的挑戰。高校大學生應該認清當前信息技術發展趨勢,未雨綢繆抓住發展機遇;對于培養大學生的高等院校來說,其責任重大,高校必須關注相關專業領域發展趨勢和熱點,及時調整課程體系、更新人才培養模式。
3.1 涉及專業和要求
云計算在諸多領域影響著人們的生活,但是影響最大、最直接的群體莫過于和相關技術和應用直接聯系的人們。我們根據本科生專業目錄,提取和云計算密切相關的專業,并根據云計算技術特點和人才市場需求,列出了對這些專業的新要求,如表1所示.
表1 高校涉及專業和新要求
[[門類\&專業名稱\&專業新要求\&管理科學與工程\&信息管理與信息系統、管理科學\&業務需求分析能力、溝通能力、熟知立法、信息安全、\&工商管理類\&電子商務\&商業智能、云計算新標準和立法、商務網站開發環境、運營規范、云計算經濟\&數學類\&信息與計算科學\&并行、分布式計算、大型數據存儲技術\&電氣信息類\&計算機科學與技術\&并行、分布式、云模式編程框架、大型數據存儲技術、\&電子信息工程\&Linux編程,手機嵌入式開發\&通信工程\&移動,3G,手機嵌入式開發\&電子信息科學類\&電子信息科學與技術\&信息安全、網絡安全、\&微電子學\&關注硬件設施的新趨勢和要求\&]]
3.2 人才培養模式創新
3.2.1 調整培養目標及專業定位
表中所列的相關專業應根據IT發展新趨勢,適時調整專業培養目標及專業定位。如信管專業、管理科學專業則可向“重業務輕技術”方向發展,專業人員只需了解企業內部運作流程和相關立法,底層IT技術則交給服務提供商去處理。對于計算機類或通信類專業則將更重技術,學生畢業后主要從事云計算平臺搭建等相關工作。
3.2.2 調整專業培養方案、調整相關課程教學大綱
增加支持云計算相關的課程、如云計算導論等,讓學生深入了解云計算概念、應和新技術。對相關課程內容作一些調整,如操作系統、數據庫系統、計算機網絡、程序設計類課程,在課程中加入云計算相關內容,如GFS(Google File System)、Hadoop 云計算架構、Bigtable、MapReduce、VMware虛擬化技術等內容。
3.2.3 大力引進或培訓教師,加強師資隊伍建設
云計算是一項新興的技術,現有教師隊伍在這方面知識缺乏,無法滿足云計算教學需要。高校必須適應人才培養模式改革需要,通過各種途徑打造一批高素質的師資隊伍。高校可采用引進云計算領域專家或是把老師送出去培訓學習云計算技術的方式,加強師資隊伍建設。
3.2.4 強化實踐教學環節,培養學生的實踐能力和創新能力
實踐教學是高等學校實現人才培養目標的重要教學環節,尤其對IT人才的培養更具有舉足輕重的地位。IT人才需要具備很強的實踐動手能力、團隊合作精神和創新精神。高校應注重實踐教學環節,加強實驗室建設和實踐教學,鼓勵學生參加各類競賽,培養學生創新意識和動手能力。
3.2.5 開拓云計算校外實習基地
目前,中央、各地政府都非常重視和關注云計算,采取了各種舉措促進云計算產業的發展,全國各地相繼開展云計算項目、構筑云計算平臺,高等院校可聯系學生云計算校外實習基地,讓學生實地考察云計算平臺的運作模式,對云計算架構更時進一步理解和深入。
3.3 根據高校自身情況增設云計算碩士專業
高校可根據自己的自身情況,開設云計算碩士專業(對于本科生來講課程接受難度較大),系統講授云計算領域知識。由于云計算是一項新興技術,對高校開設云計算專業來講,目前在師資、云硬件設施和教材等方面都存在一定的難度,高校要綜合考慮,打通渠道,創造條件才能開設這樣一個新專業。目前,北航軟件學院在工業和信息化部軟件與集成電路促進中心(CSIP)、北京市政府、聯想集團、Adobe、中國云計算聯盟、中關村科技園區管委會、望京科技創業園、宏達電HTC和多普達Dopod(擁有全球Google Android和Microsoft Windows Mobile最大的市場份額)等機構的大力支持下,開設了全國第一個“移動云計算”軟件工程碩士專業。該專業在師資和實驗室建設方面受到國內外大型領頭羊企業的支持,相信其辦學質量和人才培養質量會符合市場需求。
4 結束語
云計算是一種新興的計算模式,是IT發展的趨勢,正逐漸融進IT日常管理和開發模式中。它的出現給相關工作人員提出了新的挑戰,同時對即將走上工作崗位的在校大學生也產生了巨大影響。本文根據云計算技術特點和目前IT崗位用人新需求,分析了云計算時代對IT人才新的需求和要求,并對高校相關涉及專業培養模式、師資隊伍建設、教學內容、培養目標提出了相應的改革措施,以順應時代對IT人才的需求。
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備,2010.22:34~35
【關鍵詞】ASON 電力通信系統 光傳輸網
1 引言
近年來,隨著國內電網的發展,異地數據容災備份、高清視頻會議,線路實時監控等應用不斷被電網采用,使得各類電網用戶對電力光通信網絡的帶寬需求越來越大,導致電力光通信網絡中以IP為主的數據業務成倍地增長,使電力系統傳統的光通信網絡面臨著巨大的挑戰,需要一種能夠支持多種類型業務、具有動態連接、并可以根據實際的需求對帶寬進行實時分配的新型的光通信網絡來適應電力通信的發展趨勢。
ASON就是在這樣的環境下應運而生的新一代光傳輸技術。ASON能夠提供自動發現和動態建立功能的分布式控制平面,在OTN或SDH網絡之上,實現動態的、基于信令和策略驅動控制的一種網絡,它能智能化地自動完成光網絡管理、交換、控制、保護、恢復等功能,是光網絡發展的重要方向。
2 ASON的關鍵技術
2.1 ASON技術原理
ITU-T最先提出了自動交換傳送網絡(ASTN),自動交換傳送網絡(ASTN)是一種通用意義上的網絡概念,它與具體的技術無關,并且能提供一系列支持在傳送網絡上自動建立和釋放連接的控制功能。ASON實際上是ASTN技術在光網絡中的一種應用實例,它是通過能提供自動發現和動態連接功能的分布式(或部分分布式)控制平面,在OTN或SDH網絡之上,可實現動態的、基于信令和策略驅動控制的一種網絡。對比傳統的光傳輸網絡,ASON增加了智能化的控制平面,使光網絡能夠在信令的控制下完成網絡連接和自動建立、資源的自動發現等過程。其體系結構主要體現在ASON的3個平面、3個接口以及所支持的3種連接類型上。
ASON的網絡體系結構參見圖1。
2.2 ASON的分布式呼叫和連接管理信令(DCM)技術
任何實體通過網絡的控制平面進行通信都必須要有信令。信令技術是ASON的核心技術之一。ITU-T在構建ASON體系時提出了分布式呼叫和連接管理(DCM)。分布式是指網絡中不存在一個主導的網元,各控制網元在地位上是平等的,每個網元都了解整個網絡的拓撲和狀態等信息,可以自主地發出控制信息。
在傳統的傳輸網絡中,連接的管理是由集中式的網絡管理系統來實現的,網管系統中存儲了該區域內的拓撲和鏈路資源信息。ASON的連接控制方式擺脫了上述的集中式控制機制,轉而采用分布式控制機制,ASON的每個網元中都有一個包括拓撲和鏈路資源信息的數據庫,通過各網元的協同計算,實現連接的管理。
2.3 AOSN的路由技術
路由技術是ASON中控制平面的一項重要的單元技術,它在實現連接的動態選路方面發揮了重要的作用。針對多域網絡環境中動態光通道的建立,ASON智能光網絡提出了3種路由模式:層次路由(Hierarchical Routing)、源路由(Source Routing)和逐跳路由(Step-by-step Routing)。
目前,ASON中采用最多的路由選擇技術是基于GMPLS的路由。在ASON中應用的域內協議主要包括OSPT-TE和IS-IS-TE,域間協議主要包括在同一運營商管理域內不同控制域間使用的DDRP和在不同運營商管理域或控制域之間采用的BGP。
2.4 ASON的自動發現技術
自動發現是指網絡能夠通過信令協議實現網絡資源(包括拓撲資源和業務資源)的自動識別。自動發現是ASON的主要特征之一,對于網絡來說是一個十分關鍵的過程。自動發現主要完成物理端口映射、邏輯鄰接關系綁定、檢測錯連線路以及業務能力通告等功能。ASON的自動發現可分為兩個基本的過程:傳送平面的發現和控制平面的發現。兩種發現在時間上相互獨立,在命名空間上也完全分開。
3 引入ASON技術的原因
華東電力光傳輸網覆蓋了江蘇、浙江、安徽、福建和上海四省一市的省級調度中心、備調中心和大多數500kV變電站。其中,上海地區的核心網絡資源比較緊張,除了承載華東網調至上海市調、上海備調和上海區域內各500kV變電站的業務外,華東網調至江蘇、浙江、安徽和福建四省省調、備調和其所屬區域內500kV變電站的業務也需通過上海地區的核心網進行轉接。同時,由于核心網上承載的業務十分重要,網絡的保護問題的重要性更加突出,因此決定率先將上海地區的核心網改造為ASON網絡。
4 ASON技術在華東電力光傳輸網中的應用
4.1 華東電力通信系統
ASON核心網規劃
根據華東電網電力生產業務傳輸的實際需求,華東電力通信系統ASON核心網選取了10個站點作為ASON節點,包括華東網調、上海市調和上海地區重要的500kV變電站。在設備配置方面,華東網調作為ASON核心網中最重要的節點,配置了3套ASON設備,其余9個節點:上海市調、變電站A、變電站B、……變電站H,分別配置1套ASON設備,設備型號均采用愛立信OMS32xx系列,設備之間鏈路的傳輸速率主要為10G(STM-64),并輔以若干2.5G(STM-16)鏈路,提供了更多的帶寬資源。
根據ASON網絡系統的特點,結合華東電網光纜資源的實際情況,華東電力通信系統ASON核心網采用網狀網結構,以充分體現ASON網絡系統的優勢。網絡中,設置了2個關口站點,用來連接其他非ASON站點并進行通信、數據傳輸。其中,變電站H作為該ASON核心網與華東電網江蘇光通信網連接的關口站;變電站A作為該ASON核心網與華東電網浙江光通信網連接的關口站。
ASON網絡與傳統的光通信網絡比較,增加了控制平面(CP),因此在ASON網絡規劃中需要給每個ASON網元以及每一個帶有ASON功能的端口規劃都配置一個網絡地址,這個網絡地址在網絡控制平面內是唯一的,ASON的控制平面通過這個地址對鏈路進行控制。華東電力通信系統ASON核心網絡拓撲參見圖2。
4.2 ASON核心網設備的光接口設計
光接口設計和選取過程中,所涉及的衰減受限傳輸距離和色散受限傳輸距離的計算采用符合ITU-T G.957 建議的方法。
4.2.1 衰減受限傳輸距離計算――最壞值法
L=(PsCPrCPpCAcCMc)/(Af+As) (1)
L=(PsCPrCPpCAc)/(Af+As+ΔMc) (2)
本項目采用的是公式(1)。
式中:
(1) L:再生段最大距離(km);
(2)Ps:S點壽命終了(EOL)最小平均發送功率(dBm),已扣除設備連接器的衰減和耦合反射噪聲代價;
(3)Pr:R點壽命終了(EOL)最差靈敏度(dBm)(BER≤10-12 ),已扣除設備連接器Ac的衰減;
(4)Pp:光通道代價,它包括反射、碼間干擾、模分配噪聲和激光器啁啾而產生的總色散功率代價。一般在1310nm波長時取1dB,在1550nm波長時根據傳輸距離的長短分別取1dB或2dB;
(5)MC:光纜線路光功率余量(光纜富裕度),光纖長短不同取值不同,最大取值為3dB。公式(1)中取3dB;公式(2)中ΔMc單位為dB/km,一般為0.02~0.03 dB/km。
(6)Ac:S和R點間所有活動連接器衰減之和(dB) ,每個活動連接器衰減取0.5dB;
(7)Af:光纖衰減系數(dB/km),取0.26 dB/km~0.37 dB/km(1310nm)或0.18 dB/km~0.22 dB/km(1550nm);
(8)As:光纖熔接接頭每公里衰減系數(dB/km),與光纜質量、熔接機性能、操作水平有關。工程中一般取0.01~0.02dB/km。
4.2.2 色散受限傳輸距離計算
Ld=ε/ Dm
式中: Ld:色散受限傳輸距離(km);
(1)ε:光源的色散容限值(ps/nm),由光源的性能決定;
(2)Dm:光纖色散系數ps/(nm?km)。 G.652光纖的色散系數一般取18ps/(nm?km)。
根據上述計算方法,結合愛立信OMS32xx系列設備10G光接口和2.5G光接口參數,可以確定所有設備的光接口類型。
4.3 ASON核心網的作用
通過引入ASON技術,使華東電力光傳輸網絡結構更加趨于完善,ASON核心網內的光傳輸設備由單一功能的SDH設備升級為支持業務自動發現路由的智能光網絡設備,進一步提高主干網對抗光纜故障的能力,同時網絡的業務自動迂回功能也將運行人員從繁重的業務調配中解放出來,在提高了網絡安全性的同時提高了工作效率。而在環形網結構的基礎上向網狀網結構發展也是下一步華東電網光通信網絡規劃和建設的主要目標之一,同時也為最終將整個華東電力光傳輸網由功能單一的傳統SDH平臺向智能光網絡平臺推進奠定基礎,積累了經驗。
5 結束語
ASON技術是構建下一代光網絡的核心技術之一,其在廣泛吸收其他技術優點的同時,借助路由選擇協議和信令機制,使得傳統的光網絡變得智能起來,進一步增強了網絡中承載大顆粒業務的能力,改善了網絡拓撲結構,提升了帶寬容量利用率、可靠性和安全性,使電力通信網向大容量、智能化方面又邁出了重要的一步。
參考文獻
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作者單位