時間：2023-07-28 16:33:31
序論：在您撰寫云計算技術(shù)及其應(yīng)用時，參考他人的優(yōu)秀作品可以開闊視野，小編為您整理的7篇范文，希望這些建議能夠激發(fā)您的創(chuàng)作熱情，引導(dǎo)您走向新的創(chuàng)作高度。
隨著信息技術(shù)的不斷發(fā)展，傳統(tǒng)計算機模式已遠遠無法滿足人們?nèi)找嬖黾拥男畔⑿枨?，企業(yè)、個人利用計算機網(wǎng)絡(luò)處理的信息數(shù)據(jù)量也越來越大，正是在這種背景下，云計算技術(shù)應(yīng)用而生。其實質(zhì)上是一種核心數(shù)據(jù)存儲于互聯(lián)網(wǎng)、計算方式也來自于互聯(lián)網(wǎng)的新型計算機技術(shù)，從某種程度上講，其是計算機信息技術(shù)發(fā)展到一定程度的產(chǎn)物。文章主要針對云計算技術(shù)的應(yīng)用進行綜述分析。
【關(guān)鍵詞】云計算 應(yīng)用 功能架構(gòu)
1 云計算技術(shù)的內(nèi)涵
其實到目前為止，業(yè)界還會對云計算形成一個準確的概念，多數(shù)專家認為云計算是分布式處理、并行處理及網(wǎng)絡(luò)計算機發(fā)展的結(jié)果。云計算的基本原理，是指計算機日常應(yīng)用中，其所進行計算過程不僅分布于本地計算機，還分布于遠程服務(wù)器中。云計算與互聯(lián)網(wǎng)的工作原理有某種異曲同工之處，云計算技術(shù)的數(shù)據(jù)處理就是將用戶所需的資料切換至對應(yīng)的程序，再根據(jù)其需求進行訪問、存儲，上述過程主要通過互聯(lián)網(wǎng)來實現(xiàn)。由此可見，云計算從某種程度上講是計算機的商業(yè)實現(xiàn)，其主要表現(xiàn)出以下幾個特點：首先，規(guī)模大。必須具有相當(dāng)?shù)囊?guī)模才能滿足用戶越來越高的信息需求?，F(xiàn)階段企業(yè)私有云通常至少擁有數(shù)百臺以上的服務(wù)器，而谷歌、微軟、雅虎、亞馬遜等云計算企業(yè)服務(wù)器則多達幾十萬臺，甚至上百萬吧，規(guī)模非常之龐大。其次，虛擬化。云計算用戶可任意時間、通過任意終端、在任意位置通過“云”來請求資源，無需有固定的、有形的實體，因此具有顯著的虛擬化特點。再次，穩(wěn)定性。云計算高穩(wěn)定性是通過多副本容錯技術(shù)保證的，因此與普通計算機相比，云計算技術(shù)的穩(wěn)定性更為顯著。最后，自動化。對于用戶而言，云計算具有自我管理及自我維護功能，其所提供的各種工作項目及服務(wù)也是自動完成的。
2 云計算結(jié)構(gòu)
云計算中包含了并行計算、分布式計算、網(wǎng)格計算等三種技術(shù)，其結(jié)構(gòu)包括四大模塊：
2.1 存儲層
云計算以存儲層為基礎(chǔ)，其以NAS、iSCSI等IP存儲設(shè)備或SAS、SCSI等DAS存儲設(shè)備為基礎(chǔ)，這些物理存儲設(shè)備分布于網(wǎng)絡(luò)的不同區(qū)域，由統(tǒng)一的管理系統(tǒng)進行管理，真正打破了物理機邏輯化存儲空間條件的限制，實現(xiàn)對硬件狀態(tài)監(jiān)控及故障維護的實時性。
2.2 基礎(chǔ)管理層
該模塊是云計算技術(shù)的核心部發(fā)，其通過集群、分布式文件系統(tǒng)、網(wǎng)格計算等技術(shù)實現(xiàn)存儲設(shè)備的協(xié)同工作，多個設(shè)備可對外提供同一種服務(wù)，大大提高了數(shù)據(jù)訪問的性能。基礎(chǔ)管理層的主要問題在于其安全性的保證。
2.3 應(yīng)用接口層
該模塊的主要作用是實現(xiàn)應(yīng)用服務(wù)系統(tǒng)對基礎(chǔ)層的不同開發(fā)環(huán)境及API。
2.4 訪問層
該模塊的主要作用是響應(yīng)用戶請求。用戶通過標準的公用應(yīng)用接口登錄云系統(tǒng)，系統(tǒng)響應(yīng)用戶請求實現(xiàn)資源配置。
3 云計算技術(shù)的應(yīng)用
隨著云計算技術(shù)的不斷發(fā)展，其應(yīng)用范圍也越來越廣泛，目前其應(yīng)用比較成熟的領(lǐng)域包括以下幾個方面：
3.1 商業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用
云計算在商業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用主要體現(xiàn)出云存儲及電子商務(wù)等方面，其中云存儲包括兩大部分，一是個人云存儲，云計算通過其資源調(diào)度功能將不同的服務(wù)器構(gòu)成存儲空間池，用戶可以根據(jù)自身的實際需要進行實時存儲，可進行統(tǒng)一編輯文檔。另一方面，企業(yè)級云存儲主要是通過企業(yè)間的空間租賃實現(xiàn)的。云存儲性能強、容量大，可為企業(yè)的數(shù)據(jù)存儲提供安全、便捷的數(shù)據(jù)服務(wù)。比如企業(yè)遠程數(shù)據(jù)備分，大大提高了云計算技術(shù)的實用性，改善系統(tǒng)的安全性，并且云計算在電子商務(wù)中的應(yīng)用提高了電子商務(wù)的靈活性與專業(yè)性。
3.2 教育領(lǐng)域的應(yīng)用
相比商業(yè)領(lǐng)域，云計算在教育領(lǐng)域的作用更加突出。應(yīng)用云計算可以大大降低學(xué)校的資源建設(shè)成本，實現(xiàn)了隨時、隨地的教學(xué)活動；云計算還可保證學(xué)校相關(guān)數(shù)據(jù)的安全性，云計算可跨設(shè)備、跨平臺運行，用戶可通過任意終端獲取云系統(tǒng)中的相關(guān)數(shù)據(jù)，再分享給他人，最大程度上實現(xiàn)教育信息資源共享。在圖書館中的應(yīng)用主要包括圖書管理、數(shù)字資源檢索、下載等；用戶還可以通過電腦、手機等訪問圖書館的電子資料，真正實現(xiàn)移動學(xué)習(xí)。
3.3 推動社會信息化水平的提升
首先云計算可推動計算機軟硬件及網(wǎng)絡(luò)資源信息基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)，降低系統(tǒng)建設(shè)及管理成本，可有效解決事業(yè)單位、政府部門存在的歷史垢病，促進社會信息化水平的不斷提升。其次，云計算可將電子政務(wù)、公共服務(wù)等信息資源整合在一起，大大提高公共服務(wù)及政府公關(guān)服務(wù)的工作效率。再次，可大大提高企業(yè)的科技創(chuàng)新能力，并且可縮短服務(wù)與產(chǎn)品進入市場的周期，提高用戶獲得信息的動態(tài)性及敏捷性。最后，降低系統(tǒng)設(shè)備運行成本。云計算可延長系統(tǒng)硬件設(shè)備的使用壽命，降低電能消耗及運營成本，具有顯著的節(jié)能效果。
4 展望
云計算技術(shù)使得互聯(lián)網(wǎng)成為所有用戶的計算中心與數(shù)據(jù)中心，增強了互聯(lián)網(wǎng)的核心功能，通過云計算技術(shù)，大規(guī)模數(shù)據(jù)資源及計算能力等信息服務(wù)不再是少數(shù)人的專利，每個用戶均可享受到。當(dāng)然，盡管云計算具有一系列優(yōu)勢，但是其不可避免的存在諸多客觀問題，最突出的就是云計算的數(shù)據(jù)安全及公共標準問題。云計算的公共標準與企業(yè)的技術(shù)互通、利益協(xié)調(diào)等均有直接關(guān)系，雖然其這一特性促進了云計算的良好發(fā)展，但是也是一個復(fù)雜問題。云計算技術(shù)的安全問題包括兩個層面的含義，一是云計算系統(tǒng)本身的安全問題，主要內(nèi)容包括數(shù)據(jù)安全、隱私保護、安全服務(wù)、安全監(jiān)管等；另外一個層面是指基于云計算平臺的安全工具，即安全云。但是無論云計算技術(shù)存在保種問題，都無法阻擋其為網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)發(fā)展帶來的機遇，因此可以預(yù)見，云計算技術(shù)的應(yīng)用前景十分廣闊。
參考文獻
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關(guān)鍵詞：云計算；關(guān)鍵技術(shù)； 應(yīng)用
1引言
自1945年第一臺電子計算機出現(xiàn)以來，隨著集成電路技術(shù)的不斷發(fā)展，計算機的功能越來越強，體積越來越小，這使得計算機在全球范圍內(nèi)得以迅速發(fā)展。從那時開始至今以計算機為核心的IT產(chǎn)業(yè)已經(jīng)歷了三次革命，云計算則被認為是繼大型計算機、個人計算機、互聯(lián)網(wǎng)之后的第4次IT產(chǎn)業(yè)革命。
2 云計算簡介
（1）什么是云計算
云計算(Cloud Computing)是由分布式計算(Distributed Computing)、并行處理(Parallel Computing)、網(wǎng)格計算(Grid Computing)等技術(shù)漸進演變發(fā)展起來的，是一種新興的商業(yè)計算模型。目前國際上尚未對云計算提出一個統(tǒng)一的定義。我國云計算專家劉鵬給出的描述是：“云計算是一種商業(yè)計算模型，它將計算任務(wù)分布在大量計算機構(gòu)成的資源池上，使用戶能夠按需獲取計算力、存儲空間和信息服務(wù)[1]” 。
簡單地講，云計算是以一種簡化的方式提供服務(wù)，用以滿足客戶和業(yè)務(wù)的需求，提供無限伸縮及不同質(zhì)量的服務(wù)來促進快速創(chuàng)新和決策的計算模型[2]。
（2） 云計算的特點
云計算的特點包括超大規(guī)模、慮擬化、高可靠性、通用性、可擴展性以及按需服務(wù)。
超大規(guī)模：“云”里的資源非常龐大，在一個企業(yè)“云”可以有幾十萬甚至上百萬臺服務(wù)器，在一個小型的“私有云”中也可擁有幾百臺甚至上千臺服務(wù)器。
慮擬化：云計算允許用戶在任何時間和地點使用各種終端獲取應(yīng)用服務(wù)。用戶不需要了解具體的過程，只要一個終端并通過網(wǎng)絡(luò)就可以獲取“云”中的服務(wù)。
高可靠性：為了保證數(shù)據(jù)安全可靠，云計算采用數(shù)據(jù)多副本容錯、計算節(jié)點同構(gòu)可互換等措施，以保證服務(wù)的安全和可靠。
通用性：云計算可根據(jù)用戶的需求構(gòu)造出不同的應(yīng)用，也可實現(xiàn)不同設(shè)備間的數(shù)據(jù)與應(yīng)用共享。
可擴展性：“云”的規(guī)模是可以根據(jù)應(yīng)用和用戶增長的需要而動態(tài)擴展的。
按需服務(wù)：“云”是一個規(guī)模龐大的資源庫，用戶可根據(jù)自己的需要像買水、電一樣向“云”購買資源并使用。
（3 ）云計算的服務(wù)模式
云計算的核心是它的服務(wù)模式，按照NIST (National Institute of Standards and Technology，美國國家標準技術(shù)研究院)的定義，云計算主要分為三種服務(wù)模式[3]：
SaaS （Software as a Service 軟件即服務(wù))：它是指用戶獲取軟件服務(wù)的一種形式。云計算提供商將多種應(yīng)用軟件放在一個服務(wù)器上供用戶下載并收費，用戶則通過網(wǎng)絡(luò)向提供商獲取自己需要的軟件服務(wù)并付費。
PaaS (Platform as a Service 平臺即服務(wù))：它將開發(fā)環(huán)境作為一種服務(wù)來提供。在這種模式里，客戶不需要購買硬件和軟件，只需要利用此平臺便能進行軟件的開發(fā)、測試、部署和應(yīng)用。
IaaS (infrastructure as a Service，基礎(chǔ)設(shè)施即服務(wù)) ：將硬件設(shè)備等基礎(chǔ)資源封裝成服務(wù)供用戶使用。在此環(huán)境中，用戶相當(dāng)于在使用裸機和磁盤并可以讓它運行不同的操作系統(tǒng)。
（4 ）云計算的關(guān)鍵技術(shù)
云計算的關(guān)鍵技術(shù)一般指數(shù)據(jù)存儲、數(shù)據(jù)管理、數(shù)據(jù)安全、虛擬化、并行處理、資源管理和系統(tǒng)管理技術(shù)[4]。
數(shù)據(jù)存儲：云計算系統(tǒng)是由大量服務(wù)器組成的，當(dāng)為數(shù)量龐大的用戶進行服務(wù)時會產(chǎn)生海量的數(shù)據(jù)，要保證這些數(shù)據(jù)存儲的安全和可靠就需要高存儲率和高傳輸率的數(shù)據(jù)存儲技術(shù)。云計算采用的分布式存儲方式，它把數(shù)據(jù)存儲在服務(wù)器集群中，用冗余存儲和數(shù)據(jù)加密技術(shù)來保證數(shù)據(jù)的安全可靠。
數(shù)據(jù)管理：它是指在云計算中對海量數(shù)據(jù)進行處理并通過對數(shù)據(jù)挖掘提取有用的信息。
數(shù)據(jù)安全：云服務(wù)商應(yīng)避免用戶的數(shù)據(jù)丟失或被竊，無論在哪種服務(wù)模式下，數(shù)據(jù)安全都是十分重要的。數(shù)據(jù)安全又可分為數(shù)據(jù)傳輸安全、數(shù)據(jù)隔離安全和數(shù)據(jù)殘留等[5]。
虛擬化：慮擬化技術(shù)是云計算、云存儲服務(wù)得以實現(xiàn)的基礎(chǔ)和關(guān)鍵。通過虛擬化技術(shù)可以把軟件應(yīng)用與底層硬件相隔離。它包括將單個資源劃分成多個虛擬資源的裂分模式，也包括將多個資源整合成一個虛擬資源的聚合模式。
并行處理：并行處理是指將被求解的問題分解成若干部分，每部分均由一個獨立的處理機來并行計算。在云中利用并行處理來求解問題無疑能提高計算機系統(tǒng)的計算速度和處理能力。
資源管理：云計算中的資源包括計算、存儲、網(wǎng)絡(luò)、基礎(chǔ)設(shè)施等資源。資源管理就是從邏輯上把這些資源耦合起來作為一個單個的集成資源提供給用戶使用。由于云計算的資源在地理上是分布的，在本質(zhì)上是異構(gòu)的且有不同的訪問代價模型，因此資源管理主要就是處理好邊界問題，并需要有安全和容錯機制。
系統(tǒng)管理：云計算中的系統(tǒng)管理是云計算的“神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)”，通過這種技術(shù)能夠使大量的服務(wù)器協(xié)同工作，方便地進行業(yè)務(wù)部署和開通，快速發(fā)現(xiàn)和恢復(fù)系統(tǒng)故障。
（5 ）云計算存在的問題
首先云計算至今沒有一個統(tǒng)一標準。由于云計算技術(shù)還在發(fā)展之中，各大云服務(wù)商紛紛推出自己內(nèi)部的技術(shù)標準，這就為云服務(wù)商之間進行數(shù)據(jù)遷移、轉(zhuǎn)換等兼容性問題帶來一定的困難。
其次是數(shù)據(jù)的安全。雖然云存儲為用戶提供了接近無限的存儲空間，但多數(shù)用戶對自己的數(shù)據(jù)在云中是否安全仍存在質(zhì)疑，而且數(shù)據(jù)在“云”中進行計算時用戶也不知道數(shù)據(jù)到底在什么地方。另外黑客攻擊、計算機病毒、木馬等傳統(tǒng)計算機安全問題依然存在，個人和企業(yè)隱私的泄露很有可能發(fā)生。所有這些問題不僅需要技術(shù)上的改進，也需要在法律上進一步完善。
最后是系統(tǒng)的穩(wěn)定、可靠性問題。在云中支撐整個系統(tǒng)正常運行的是大型服務(wù)器集群。當(dāng)系統(tǒng)規(guī)模持續(xù)增加后，系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性就成為最大的問題之一。只有通過有效的系統(tǒng)配置、監(jiān)控、管理、調(diào)度以及虛擬化等技術(shù)手段，才能實現(xiàn)一個強大的、動態(tài)的、自治的計算存儲資源池，才能提供云計算所需要的大容量計算力[6]。
3云計算的應(yīng)用
近幾年來隨著谷歌、亞馬遜等大公司對云計算技術(shù)的不斷推進，使得云計算技術(shù)在國內(nèi)外的各個領(lǐng)域都得到了廣泛的應(yīng)用，下面介紹幾個典型案例。
電子商務(wù)。它是指消費者與商戶之間通過電子商務(wù)網(wǎng)站進行交易和在線支付的商業(yè)活動。云計算的加入可以改善系統(tǒng)的安全性，減少因各種安全問題而導(dǎo)致的數(shù)據(jù)丟失?？梢园哑髽I(yè)對網(wǎng)站維護和升級的問題交給“云”處理，這樣不僅可以降低成本，還可以改善企業(yè)電子商務(wù)應(yīng)用的靈活性和專業(yè)性。
氣象預(yù)測。氣象預(yù)測實際上就是對采集的大量數(shù)據(jù)進行科學(xué)計算。傳統(tǒng)的氣象預(yù)測要靠大型計算機或巨型計算機來完成，而利用云計算不僅可以提高計算的速度，降低成本，還可以解決海量氣象數(shù)據(jù)存儲的問題。
計算機安全。目前計算機安全廠商如瑞星、趨勢科技和賽門鐵克等都先后提出了“云安全”的概念。用戶不必在電腦單機中安裝殺毒軟件，只需要連接互聯(lián)網(wǎng)便可實現(xiàn)查毒、殺毒，使病毒防治工作更加安全可靠。
網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用。在互聯(lián)網(wǎng)中如迅雷的下載，谷歌的視頻分享、搜索引擎、電子郵箱等應(yīng)用都使用了云計算技術(shù)，用戶可以更方便快捷的使用這些網(wǎng)絡(luò)資源。
4 結(jié)束語
綜上所述，隨著云計算在社會中的作用越來越顯現(xiàn)，云計算必將利用其技術(shù)、業(yè)務(wù)優(yōu)勢影響人們的工作和生活，進而推動整個社會信息化的發(fā)展。
參考文獻
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[關(guān)鍵詞]虛擬化;分布式計算;云管理平臺;key/value存儲引擎
abstract: virtualization and distributed parallel architecture are two typical technologies of cloud computing. for virtualization technology, this article discusses the pool of physical resources, resource pool management and use, cluster fault location and maintenance, resource pool grouping, and the building and application of heterogeneous virtualization platforms. it also discusses the distributed file system and key/value storage engine associated with distributed technology. a “master bottleneck” storage interface standard is proposed for the distributed file system, and directory-based storage is proposed for the key/value storage engine.
key words: virtualization; distributed computing; cloud computing management platform; key/value storage engine
云計算由google提出,隨后在互聯(lián)網(wǎng)界風(fēng)起“云”涌,隨之而來的云計算服務(wù)和技術(shù)平臺成功案例層出不窮,如google的gfs、mapreduce、bigtable、chubby和app engine,亞馬遜的dynamo、ec2、s3、sqs、simpledb和cloudfront,微軟的azure、sql、“.net”和live服務(wù),開源云計算平臺的hdfs、hbase和eucalyptus,vmware的虛擬化平臺等。
1 云計算的核心技術(shù)
云計算主要基于資源虛擬和分布式并行架構(gòu)兩大核心技術(shù),同時互聯(lián)網(wǎng)上有大量的開源軟件為用戶提供支撐,如xen、kvm、lighttpd、memcached、nginx、hadoop、eucalytus等。云計算技術(shù)有效地節(jié)約了云服務(wù)商的硬件投入、軟件開發(fā)成本和維護成本。
虛擬化技術(shù)最早由vmware公司引入并在x86 cpu上實現(xiàn)。虛擬化平臺將服務(wù)器虛擬為多個性能可配的虛擬機(vm),對整個集群系統(tǒng)中所有vm進行監(jiān)控和管理,并根據(jù)實際資源使用情況對資源池靈活分配和調(diào)度。
分布式并行架構(gòu)是云計算的另一個核心技術(shù),用于將大量的機器整合為一臺超級計算機,提供海量的數(shù)據(jù)存儲和處理服務(wù)。整合后的超級計算機通過分布式文件系統(tǒng)、分布式數(shù)據(jù)庫和mapreduce技術(shù),提供海量文件存儲、海量結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)存儲和統(tǒng)一的海量數(shù)據(jù)處理編程方法和運行環(huán)境[1-3]。
2 虛擬化技術(shù)
虛擬化技術(shù)主要分為兩個層面:物理資源池化和資源池管理。其中物理資源池化是把物理設(shè)備由大化小,將一個物理設(shè)備虛擬為多個性能可配的最小資源單位;資源池管理是對集群中虛擬化后的最小資源單位進行管理,根據(jù)資源的使用情況和用戶對資源的申請情況,按照一定的策略對資源進行靈活分配和調(diào)度,實現(xiàn)按需分配資源[4-7]。
2.1 物理資源的池化
云計算平臺如圖1所示。物理硬件設(shè)備的虛擬化對象包括服務(wù)器、存儲、網(wǎng)絡(luò)、安全等多個方面,不同的虛擬化技術(shù)從不同角度解決系統(tǒng)的各種問題。
(1)服務(wù)器虛擬化
服務(wù)器虛擬化對服務(wù)器進行資源虛擬和池化,將一臺服務(wù)器虛擬為多個同構(gòu)的虛擬服務(wù)器,同時對集群中的虛擬服務(wù)器資源池進行管理。
(2)存儲虛擬化
存儲虛擬化主要是對傳統(tǒng)的存儲區(qū)域網(wǎng)絡(luò)(san)、網(wǎng)絡(luò)附加存儲(nas)設(shè)備進行異構(gòu),將存儲資源按類型統(tǒng)一集中為一個大容量的存儲資源,并將統(tǒng)一的存儲資源通過分卷、分目錄的權(quán)限和資源管理方法進行池化,然后將虛擬存儲資源分配給各個應(yīng)用使用,或者是直接分配給最終用戶使用。
(3)網(wǎng)絡(luò)虛擬化
網(wǎng)絡(luò)虛擬化將一個物理網(wǎng)絡(luò)節(jié)點虛擬成多個虛擬的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備(交換機、負載均衡器等),并進行資源管理,配合虛擬機和虛擬存儲空間為應(yīng)用提供云服務(wù)。
2.2 資源池的管理和使用
資源池由云管理平臺實現(xiàn)統(tǒng)一的管理、調(diào)度和監(jiān)控,涉及云平臺的合理使用和維護管理。云管理平臺共分為4個管理層面,分別為:設(shè)備的管理、虛擬資源的管理、服務(wù)的管理和租戶管理。
(1)設(shè)備管理
設(shè)備管理為云計算平臺的硬件設(shè)備提供管理和告警功能,主要包括系統(tǒng)管理員在日常的維護工作中查詢各物理設(shè)備性能情況,并對如應(yīng)用服務(wù)器的cpu使用率、內(nèi)存使用率、硬盤使用率、網(wǎng)絡(luò)接口使用率、存儲設(shè)備的空間使用率、io情況等關(guān)鍵指標進行監(jiān)控。用戶可以根據(jù)應(yīng)用物理設(shè)備的實際配置,設(shè)置相應(yīng)的監(jiān)控閾值,系統(tǒng)會自動啟動對相應(yīng)指標的監(jiān)控并報警。
(2)虛擬資源管理
虛擬資源管理為各種應(yīng)用提供虛擬資源的統(tǒng)一管理、資源分配和靈活調(diào)度,同時還包括系統(tǒng)管理員在日常的維護工作中查詢各個最小虛擬資源的性能情況,并對應(yīng)用虛擬機的cpu使用率、內(nèi)存使用率、硬盤使用率、網(wǎng)絡(luò)接口使用率,虛擬存儲(如亞馬遜的ebs)的空間使用率、io情況等關(guān)鍵指標進行監(jiān)控。用戶可以根據(jù)虛擬資源的實際配置,設(shè)置相應(yīng)的監(jiān)控閾值,系統(tǒng)會自動啟動對相應(yīng)指標的監(jiān)控并報警。
(3)服務(wù)管理
服務(wù)管理包括服務(wù)模板、服務(wù)實例、服務(wù)目錄等管理。服務(wù)管理在虛擬資源的基礎(chǔ)上,快速向租戶提供用戶指定的操作系統(tǒng)、應(yīng)用軟件等軟件資源。
(4)租戶管理
租戶管理對每一個租戶對應(yīng)的資源群進行管理,內(nèi)容包括資源的種類、數(shù)量、分布情況等,同時對租戶生命周期進行管理,包括租戶的申請、審核、正常、暫停、注銷等。
2.3 集群的故障定位與維護
google的集群維護方式給我們留下了深刻的印象,維護人員推著小推車對損壞的機器進行更換,故障定位通過定制pc的故障燈進行判斷(在通用的因特網(wǎng)數(shù)據(jù)中心(idc)應(yīng)用中,計算資源通常使用通用pc機)。目前所有的云平臺對物理機和虛擬機的監(jiān)控、告警,都是按照機器的ip地址作為機器的編號進行管理。對于承載著虛擬機的物理機而言,其host os模塊的ip地址對應(yīng)和代表著物理機器在集群中的唯一標志。ip地址的分配一般采用兩種方式:采用動態(tài)主機配置協(xié)議(dhcp)方式自動獲取;通過手工指定方式確定。由于集群中機器很多,手工指定工作量非常巨大,因此通常采用dhcp的方式對ip地址進行分配。
但是維護人員在云管理平臺上發(fā)現(xiàn)物理設(shè)備出了故障,維護人員無法通過ip地址對應(yīng)到故障機器的具體物理位置,通用的pc機又沒有故障燈等輔助定位手段。定位故障機器的物理位置并更換或維護它成為一個復(fù)雜和繁瑣的過程。
在的虛擬化集群中,可以采用簡單而有效的方法解決此問題。對于每一臺物理機器,配置一個usb接口的key,key中保存了物理機器的位置信息,同時usb key與物理位置直接綁定(如綁在機架上)。機器在啟動時,會到usb key中讀取物理位置信息,根據(jù)讀取的物理位置信息,依據(jù)固定的算法和物理信息算出機器的ip地址,并在管理平臺中體現(xiàn)。這樣,每個物理機器的ip地址就與物理位置綁定,在物理機器故障時,維護人員在云管理平臺可以準確獲取故障機器的ip地址和物理位置。
2.4 資源池的分組與異構(gòu)
對于服務(wù)器的虛擬化,由于架構(gòu)不同,sun、ibm等廠家的小型機虛擬化都采用相互獨立的架構(gòu),與基于x86架構(gòu)的虛擬化系統(tǒng)(如xen、kvm等)無法兼容,因此造成了資源浪費。
對于服務(wù)器虛擬化的異構(gòu)問題,可以從兩個層面去解決:(1)通過資源池的分組,對不同架構(gòu)的服務(wù)器和小型機進行虛擬化,不同架構(gòu)的資源池歸于一個獨立的組,針對不同的應(yīng)用,分配特定的虛擬機資源。(2)通過業(yè)務(wù)的定制和調(diào)度,將不同架構(gòu)的虛擬化平臺通過管理融合,實現(xiàn)異構(gòu)虛擬機的調(diào)度。
異構(gòu)資源池如圖2所示。在云計算平臺中,把ibm的powersystems小型機集群通過ibm的powervm系統(tǒng)虛擬為基于powersystems架構(gòu)的計算資源池,把hp的小型機集群通過hp的vse系統(tǒng)虛擬為基于hp架構(gòu)的計算資源池,把x86架構(gòu)的計算資源通過xen\kvm系統(tǒng)虛擬為基于x86的zxve資源池。在業(yè)務(wù)部署時,不同的應(yīng)用的可以根據(jù)自己的業(yè)務(wù)特點和操作系統(tǒng)特點,選擇性地部署在不同的資源池上,從而實現(xiàn)虛擬化對各類小型機的異構(gòu)。x86架構(gòu)的計算資源池、powersystems架構(gòu)的計算資源池和hp架構(gòu)的計算資源池分別受各自的虛擬化管理軟件(如vmm、ivm和gwlm)管理。在vmm、ivm和gwlm的上層,可以通過融合的虛擬化管理器(ivmm),對3個計算資源池進行統(tǒng)一管理。
圖3所示為虛擬資源對應(yīng)用實現(xiàn)異構(gòu)的方法。此方法的核心在于4個方面:ivmm、業(yè)務(wù)調(diào)度器、業(yè)務(wù)系統(tǒng)針對不同的資源池架構(gòu)提供應(yīng)用功能相同的不同版本、ivmm和業(yè)務(wù)調(diào)度器之間的occi擴充接口。
在業(yè)務(wù)應(yīng)用層面,針對業(yè)務(wù)系統(tǒng),本文增加業(yè)務(wù)調(diào)度器模塊。業(yè)務(wù)調(diào)度器根據(jù)業(yè)務(wù)的繁忙程度,向ivmm申請增加或減少虛擬機資源,并調(diào)整負載均衡策略。業(yè)務(wù)系統(tǒng)針對不同的資源池架構(gòu),需要準備與之對應(yīng)的功能相同的不同版本。occi擴充接口的工作流程為:
業(yè)務(wù)系統(tǒng)的業(yè)務(wù)調(diào)度器通過occi接口向云計算平臺申請資源,同時向云計算平臺提供業(yè)務(wù)系統(tǒng)可以支持的操作系統(tǒng)等信息,并提供優(yōu)先級信息。
云計算平臺根據(jù)業(yè)務(wù)系統(tǒng)的請求和云內(nèi)資源的空閑情況,分配計算資源,通過occi接口通知業(yè)務(wù)調(diào)度器云計算平臺向業(yè)務(wù)系統(tǒng)提供了何種架構(gòu)的計算資源。
業(yè)務(wù)調(diào)度器根據(jù)申請到的資源情況,將業(yè)務(wù)處理機的操作系統(tǒng)、業(yè)務(wù)版本等模板信息通過occi接口通知云計算平臺,由云計算平臺進行操作系統(tǒng)和業(yè)務(wù)程序的部署,完成后提交給業(yè)務(wù)系統(tǒng)進行使用。
3 分布式技術(shù)
分布式技術(shù)最早由google規(guī)模應(yīng)用于向全球用戶提供搜索服務(wù),因此必須要解決海量數(shù)據(jù)存儲和快速處理的問題。其分布式的架構(gòu),可以讓多達百萬臺的廉價計算機協(xié)同工作。分布式文件系統(tǒng)完成海量數(shù)據(jù)的分布式存儲,分布式計算編程模型mapreduce完成大型任務(wù)的分解和基于多臺計算機的并行計算,分布式數(shù)據(jù)庫完成海量結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)的存儲?；ヂ?lián)網(wǎng)運營商使用基于key/value的分布式存儲引擎,用于數(shù)量巨大的小存儲對象的快速存儲和訪問。
3.1 分布式文件系統(tǒng)
分布式文件系統(tǒng)的架構(gòu),不管是google的gfs還是hadoop的hdfs,都是針對特定的海量大文件存儲應(yīng)用設(shè)計的。系統(tǒng)中有一對主機,應(yīng)用通過文件系統(tǒng)提供的專用應(yīng)用編程接口(api)對系統(tǒng)訪問。分布式文件系統(tǒng)的應(yīng)用范圍不廣的原因主要為:主機對應(yīng)用的響應(yīng)速度不快,訪問接口不開放。
主機是分布式文件系統(tǒng)的主節(jié)點。所有的元數(shù)據(jù)信息都保存在主機的內(nèi)存中,主機內(nèi)存的大小限制了整個系統(tǒng)所能支持的文件個數(shù)。一百萬個文件的元數(shù)據(jù)需要近1g的內(nèi)存,而在云存儲的應(yīng)用中,文件數(shù)量經(jīng)常以億為單位;另外文件的讀寫都需要訪問主機,因此主機的響應(yīng)速度直接影響整個存儲系統(tǒng)的每秒的讀入輸出次數(shù)(iops)指標。解決此問題需要從3個方面入手:
(1)在客戶端緩存訪問過的元數(shù)據(jù)信息。應(yīng)用對文件系統(tǒng)訪問時,首先在客戶端查找元數(shù)據(jù),如果失敗,再向主機發(fā)起訪問,從而減少對主機的訪問頻次。
(2)元數(shù)據(jù)信息存放在主機的硬盤中,同時在主機的內(nèi)存中進行緩存,以解決上億大文件的元數(shù)據(jù)規(guī)模過大的問題。為提升硬盤可靠性和響應(yīng)速度,還可使用固態(tài)硬盤(ssd)硬盤,性能可提升10倍以上。
(3)變分布式文件系統(tǒng)主機互為熱備用的工作方式為1主多備方式(通常使用1主4備的方式),通過鎖服務(wù)器選舉出主用主機,供讀存儲系統(tǒng)進行改寫的元數(shù)據(jù)訪問服務(wù),如果只是讀訪問,應(yīng)用對元數(shù)據(jù)的訪問將被分布式哈希表(dht)算法分配到備用主機上,從而解決主機的系統(tǒng)“瓶頸”問題
對于分布式文件系統(tǒng),外部應(yīng)用通過文件系統(tǒng)提供的專用api對其進行訪問,這影響了分布式文件系統(tǒng)的應(yīng)用范圍。對于標準的posix接口,可以通過fuse的開發(fā)流程實現(xiàn),但將損失10%~20%的性能。對于網(wǎng)絡(luò)文件系統(tǒng)(nfs),在實現(xiàn)posix接口的基礎(chǔ)上,可以直接調(diào)用linux操作系統(tǒng)的nfs協(xié)議棧實現(xiàn)。
3.2 key/value存儲引擎
key/value存儲引擎最大的問題在于路由變更后,數(shù)據(jù)如何快速地實現(xiàn)重新分布。key/value存儲引擎如圖4所示?？梢砸M虛擬節(jié)點的概念,將整個key值映射的ring空間劃分成q個大小相同的bucket(虛擬節(jié)點,key的映射算法推薦采用md5)。每個物理節(jié)點根據(jù)硬件配置情況負責(zé)多個bucket區(qū)間的數(shù)據(jù)。同一個bucket上的數(shù)據(jù)落在不同的n 個節(jié)點上,通常情況下n =3。我們將dcache的q設(shè)定成10萬,即把整個ring空間分成了10萬份,如果整個dcache集群最大容量為50 tb,每個區(qū)間對應(yīng)的數(shù)據(jù)大小僅為500 mb。對500 mb的數(shù)據(jù)進行節(jié)點間的遷移時間可以少于10 s。圖4中,n =3,bucket a中的數(shù)據(jù)存儲在b、c、d 3個節(jié)點。
4 結(jié)束語
云平臺的構(gòu)建是一個具有挑戰(zhàn)性的課題,本文詳細描述了虛擬化和分布式架構(gòu)兩大核心技術(shù)。在基礎(chǔ)設(shè)施即服務(wù)(iaas)層面,著重描述了虛擬化技術(shù),以及異構(gòu)的虛擬化云計算平臺的建設(shè)和應(yīng)用,同時介紹了云管理平臺的功能。在分布式技術(shù)方面,介紹了分布式文件系統(tǒng)和key/value存儲引擎。對于分布式文件系統(tǒng),本文著重介紹了主機“瓶頸”解決方案及存儲接口標準化的想法;對于key/value存儲引擎,本文提出了用于目錄化存儲的解決方案。
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收稿日期:2010-05-28
趙培,中興通訊業(yè)務(wù)研究院總工程師,中興通訊技術(shù)專家委員會專家;研發(fā)的zxj10程控交換機《單板大容量數(shù)字時分交換網(wǎng)絡(luò)》系統(tǒng)獲廣東省火炬優(yōu)秀項目獎、深圳市科技進步獎一等獎,擁有發(fā)明專利8項。
關(guān)鍵詞：云計算、虛擬化技術(shù)、分布式計算
中圖分類號：TP393文獻標識碼：A文章編號：1009-3044(2012)18-4360-03
云計算是近年來出現(xiàn)的一個熱門概念，也是未來互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的方向。從狹義上看，云計算是一種動態(tài)的、易擴展的且通常是通過互聯(lián)網(wǎng)提供虛擬化資源的計算方式。從廣義上看，云計算是一種以互聯(lián)網(wǎng)為中心的面向應(yīng)用的服務(wù)，用戶不需要了解云內(nèi)部的細節(jié).也不必具有云內(nèi)部的專業(yè)知識或直接控制基礎(chǔ)設(shè)施，便能使用的相關(guān)資源。云計算包括基礎(chǔ)設(shè)施即服務(wù)(Infrastructure as a Service，簡稱IaaS)，平臺即服務(wù)(Platform as a Service，簡稱PaaS)和軟件即服務(wù)(Software as a Service，簡稱SaaS)以及其他依賴于互聯(lián)網(wǎng)滿足客戶計算需求的服務(wù)類型。云計算服務(wù)通常提供通用的通過瀏覽器訪問的在線商業(yè)應(yīng)用，軟件和數(shù)據(jù)則存儲在服務(wù)器上。
圖1云計算的組成
2.1基礎(chǔ)設(shè)施
云基礎(chǔ)設(shè)施，即IaaS。是計算機基礎(chǔ)設(shè)施，通常是虛擬化的平臺環(huán)境。作為一項服務(wù)，具體應(yīng)用例如：Sun公司的Sun網(wǎng)格、亞馬遜的彈性計算云。它通過將服務(wù)器端強大的計算能力單位化，來為個人用戶提供PC機無法實現(xiàn)的海量數(shù)據(jù)計算服務(wù)。
2.2存儲
云存儲涉及提供數(shù)據(jù)存儲作為一項服務(wù)，包括類似數(shù)據(jù)庫的服務(wù)，通常以使用的存儲量為結(jié)算基礎(chǔ)。它既可以交付作為云計算服務(wù)，又可以交付給單獨的數(shù)據(jù)存儲服務(wù)，具體應(yīng)用包括亞馬遜簡單存儲服務(wù)和Google的BigTable服務(wù)。通過云存儲，由云端為用戶提供數(shù)據(jù)的備份和安全性保障，用戶可以在任何地點任何時刻進行數(shù)據(jù)的存儲和讀取操作。
2.3平臺
云平臺，即PaaS，直接提供計算平臺和解決方案作為服務(wù).以方便應(yīng)用程序部署和開發(fā)，從而節(jié)省購買和管理底層硬件和軟件的成本。比如Google的應(yīng)用程序引擎(Google AppEngine)可以讓開發(fā)人員編譯基于Python的應(yīng)用程序，并免費使用谷歌的基礎(chǔ)設(shè)施來進行托管。這種在云端的開發(fā)平臺為編程人員提供了快速開發(fā)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序的途徑，同時免去了繁瑣的服務(wù)器搭建、維護等工作。
圖3GFS架構(gòu)
3.3分布式計算
由于云計算系統(tǒng)中的計算單元分布在不同的地理區(qū)域，為了有效的利用這巨大的運算能力，傳統(tǒng)的編程方式已不適用，而要采用分布式計算模型。當(dāng)前Map/Reduce模型在云計算系統(tǒng)中的使用最為廣泛。
Map/Reduce是一種編程模型，用于大規(guī)模數(shù)據(jù)集（大于1TB）的并行運算。概念“Map（映射）”和“Reduce（化簡）”，以及它們的主要思想，都源自函數(shù)式編程語言和矢量編程語言。Map/Reduce為編程人員進行分布式并行編程提供了一個框架，使得自己的程序可以方便的運行在分布式系統(tǒng)上。
Map/Reduce編程的實現(xiàn)是指定一個Map（映射）函數(shù)，用來把一組鍵值對映射成一組新的鍵值對，指定并發(fā)的Reduce（化簡）函數(shù)，用來保證所有映射的鍵值對中的每一個共享相同的鍵組。
簡單說來，一個映射函數(shù)就是對一些獨立元素組成的概念上的列表（例如，一個測試成績的列表的每一個元素）進行指定的操作（例如，如果發(fā)現(xiàn)所有學(xué)生的成績都被高估了一分，就可以定義一個“減一”的映射函數(shù)，用來修正這個錯誤）。事實上，每個元素都是被獨立操作的，而原始列表沒有被更改，因為這里創(chuàng)建了一個新的列表來保存新的答案。這就是說，Map操作是可以高度并行的，這對高性能要求的應(yīng)用以及并行計算領(lǐng)域的需求非常有用。
而化簡操作指的是對一個列表的元素進行適當(dāng)?shù)暮喜?。例如，如果需要知道班級的平均分，就可以先定義一個化簡函數(shù)，通過讓列表中的元素跟自己的相鄰的元素相加的方式把列表減半，如此遞歸運算直到列表只剩下一個元素，然后用這個元素除以人數(shù)，就得到了平均分。雖然化簡不如映射函數(shù)那么并行，但是因為化簡總是有一個簡單的答案，大規(guī)模的運算相對獨立，所以化簡函數(shù)在高度并行環(huán)境下也很有用。
關(guān)鍵詞：云計算；網(wǎng)絡(luò)；計算機；架構(gòu)
中圖分類號：TP311 文獻標識碼：A 文章編號：1009-3044(2012)19-4590-02
對目前廣泛使用的幾種云技術(shù)的對比，對云計算的技術(shù)結(jié)構(gòu)做了簡要的總結(jié)。最后對云計算在實際發(fā)展中遇到的問題以及未來的發(fā)展趨勢做了預(yù)測分析。
目前計算機技術(shù)以及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的原理以及實際應(yīng)用都得到了快速的發(fā)展，單個計算機的性能的提升方面仍然存在很多需要研究以及解決的現(xiàn)實問題。用戶在使用大量的網(wǎng)絡(luò)資源的時候，實際上是已經(jīng)采用了網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)勢取代了以前個人手中資源來實現(xiàn)計算機性能的提升。計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)將在世界范圍內(nèi)實現(xiàn)資源的共享轉(zhuǎn)換為了現(xiàn)實。由于網(wǎng)格計算的概念主要是面向應(yīng)用層面的，所以在網(wǎng)格計算的概念被提出以來，計算機性能的提升就面臨這很多亟待解決的問題，網(wǎng)絡(luò)的用戶需要將其使用的程序轉(zhuǎn)換為網(wǎng)絡(luò)共享所需要的分布式程序結(jié)構(gòu)，程序員面臨這更多的技術(shù)問題，技術(shù)方面的障礙導(dǎo)致一般的用戶在應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)資源方面存在一定的困難。
目前市場上對于高性能的計算具有強烈的需求，面向WEB技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)也具有重要的地位。自從面向WEB的技術(shù)獲得成功以后，計算機網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用領(lǐng)域得到了較大程度的拓展，網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展使得其功能已經(jīng)由簡單的信息傳輸或者信息的轉(zhuǎn)換為信息資源的共享等應(yīng)用。計算機云計算就是在這樣的背景中應(yīng)運而生了。盡管云計算技術(shù)發(fā)展時間不長，但是云計算的思路已經(jīng)涉及到了諸如分布式系統(tǒng)技術(shù)、集群技術(shù)、網(wǎng)格計算等多種技術(shù)。從這個方面來分析，云計算可以認為是上述技術(shù)的綜合以及升級。隨著云計算技術(shù)的不斷發(fā)展以及相關(guān)理論的不斷完善，以如微軟的Azure ，Amazon的EC2等云計算平臺為代表云計算的商業(yè)應(yīng)用已經(jīng)成為了現(xiàn)實。
1 云計算的定義
美國的Larry Ellison在華爾街日報上發(fā)表了自己對于云計算的見解，他認為計算機云技術(shù)中存在這樣的現(xiàn)象，也就是說一般需要根據(jù)目前已經(jīng)完成使用的產(chǎn)品來重新定義云計算。Andy Isherwood也在2008年提出，對于云計算的專業(yè)研究，幾乎所有的研究者所給出的定義都存在著差別。目前對于云計算的定義的業(yè)界仍然存在較大的爭議，能夠?qū)崿F(xiàn)云計算的平臺也是多種多樣。目前對于云計算的定義主要是根據(jù)Ian Foster等人的研究以及對于云計算的分析與總結(jié)。
1）云計算中的每一朵云都是目前計算機并行分布式系統(tǒng)中一種，是由一些了網(wǎng)絡(luò)化以及虛擬化的計算機提供的同意的服務(wù)層。同事會可以對計算資源進行同步。
2）網(wǎng)絡(luò)中用戶不是基于較長的時間間隔來進行基礎(chǔ)設(shè)施的規(guī)劃使用，目前可以實現(xiàn)分鐘級甚至是秒級來實現(xiàn)基礎(chǔ)設(shè)施的規(guī)劃，這樣應(yīng)用的好處就是避免了網(wǎng)絡(luò)資源的浪費或者是網(wǎng)絡(luò)資源的過載。
3） 云計算不是孤立的，云計算是一個涉及多個方面的綜合概念。一般認為云計算是軟件技術(shù)發(fā)展的下一個邏輯階段。對于用戶而言，最能夠被理解以及接受的所謂云計算其實就是在因特網(wǎng)層面上的集成軟件。本定義中強調(diào)了云計算網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的基本屬性。其他一些定義則注重了網(wǎng)絡(luò)中基礎(chǔ)設(shè)施的虛擬化，從本質(zhì)上而言這些都是對于云計算概念不同層面的闡述。
根據(jù)以上的研究分析，云計算可以定義為：云算是通過網(wǎng)絡(luò)進行常用的服務(wù)形式，其中所有涉及到的軟件系統(tǒng)以及硬件系統(tǒng)的總稱。與云計算相關(guān)的概念主要包括集成技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)計算、超級計算機等相互之間存在著相互區(qū)分但是又存在著相互聯(lián)系的基本概念。云計算中主要是以其服務(wù)形式對網(wǎng)絡(luò)中的用戶提供必要的計算機網(wǎng)絡(luò)資源，因為這個平臺可以獲得比傳統(tǒng)的集群系統(tǒng)具有更為廣泛的優(yōu)勢以及規(guī)模，所以基于云計算的計算機平平所能夠提供的計算機性能就很有課程超過目前使用的超級計算機。另外在靈活性以及規(guī)模等方面，云計算技術(shù)的優(yōu)越性更為明顯。
2 云計算發(fā)展背景
云計算的出現(xiàn)以及迅速發(fā)展與網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用緊密相連。隨著Web2.0相關(guān)理論的成熟以及相關(guān)技術(shù)的現(xiàn)實應(yīng)用，云計算已經(jīng)由商量的實驗性網(wǎng)站逐步發(fā)展到目前廣泛使用的校園內(nèi)網(wǎng)以及多種應(yīng)用方面。網(wǎng)絡(luò)的商業(yè)模式已經(jīng)發(fā)生了較大的變化。以一般運行的商業(yè)化網(wǎng)站為例，對一個可以獲得較大商業(yè)利潤的大型網(wǎng)站繼續(xù)寧維護，所涉及的方面很多。主要包含了對系統(tǒng)硬件的維護以及對于市場調(diào)研的分析。這樣就需要一個涉及等多方面的工作團隊，同時對于網(wǎng)站所涉及的軟件系統(tǒng)、硬件系統(tǒng)要負全面的責(zé)任。網(wǎng)站最終的獲利只是這個超大規(guī)模團隊的頂端的一小部分。這種極為不平衡的特點阻礙了網(wǎng)站的進一步發(fā)展。目前傳統(tǒng)的計算模型主要存在一下的困難。
1）目前服務(wù)支持平臺的規(guī)模缺乏可伸縮性，無法滿足用戶需求的變化。當(dāng)服務(wù)業(yè)務(wù)的需求規(guī)模發(fā)生變化的時候，傳統(tǒng)的計算模型無法作出適應(yīng)性的及時調(diào)整。
2）目前建立大型的底層基礎(chǔ)設(shè)施的成本較大。一般企業(yè)或者商業(yè)組織要在短期籌備相應(yīng)的運行資本也存在著一定的難度。但是商業(yè)機遇總是爭分奪秒的，快速豈不的能力對于網(wǎng)絡(luò)運營商極為重要。
3）服務(wù)商對于提供的定型服務(wù)需要進行長期的維護，因此就沒有辦法集中有限的資源進行新業(yè)務(wù)的開發(fā)。云計算平臺具有較高的靈活性以及可靠性，網(wǎng)絡(luò)用戶可以根據(jù)目前現(xiàn)有的服務(wù)快速建立起許啊哦的系統(tǒng)。同時可以將基礎(chǔ)設(shè)施的維護任務(wù)由計算機提供商操作。因此用戶可以集中各項資源進行業(yè)務(wù)方面的操作。云計算的還具有可伸縮性，這樣就可以根據(jù)業(yè)務(wù)量大小的變化進行實時的調(diào)整并降低服務(wù)成本。
關(guān)鍵詞:云計算關(guān)鍵技術(shù) 云技術(shù)運用 云計算
中圖分類號:TP3 文獻標識碼:A 文章編號:1672-3791(2011)09(a)-0026-01
1 云計算概述
1.1 云計算的定義
1.1.1 什么是云計算
云計算的概念源于網(wǎng)格、公用計算和 SaaS概念。這是一種新興的模型,利用該模型,用戶可以在任何地方通過連接的設(shè)備訪問其應(yīng)用程序。應(yīng)用程序位于可大規(guī)模伸縮的數(shù)據(jù)中心,計算資源可在其中動態(tài)部署并進行共享,以便能夠?qū)崿F(xiàn)顯著的經(jīng)濟規(guī)模。
狹義的云計算是指IT基礎(chǔ)設(shè)施的交付和使用模式,指通過網(wǎng)絡(luò)以按需、易擴展的方式獲得所需的資源(硬件、平臺、軟件)。 廣義的云計算是指服務(wù)的交付和使用模式,指通過網(wǎng)絡(luò)以按需、易擴展的方式獲得所需的服務(wù)。
1.1.2 云計算的特征
(1)硬件和軟件都是資源,通過互聯(lián)網(wǎng)以服務(wù)的方式提供給用戶;(2)應(yīng)用資源可以根據(jù)需要進行動態(tài)的擴展和配置;(3)資源在物理上以分布式的共享方式存在,但最終在邏輯上以單一整體的形式呈現(xiàn);(4)資源按需分配,按實際使用量付費,自動化管理。
1.2 云計算的優(yōu)勢
(1)優(yōu)化產(chǎn)業(yè)格局,推進專業(yè)分工;(2)降低管理開銷,提升資源利用率;(3)減少初期投資,減輕基礎(chǔ)設(shè)施風(fēng)險;(4)降低入市資本,加快技術(shù)創(chuàng)新。
2 云計算的關(guān)鍵技術(shù)
2.1 云計算的技術(shù)支撐
2.1.1 資源調(diào)度
資源調(diào)度指的是在特定的環(huán)境下,根據(jù)一定的資源使用規(guī)則,在不同的資源使用者之間進行資源調(diào)整的過程。目前,通常有兩種途徑可以實現(xiàn)計算任務(wù)的資源調(diào)度:一種是在計算任務(wù)所在的機器上它的資源使用量;另一種是將計算任務(wù)轉(zhuǎn)移到其他機器上。
2.1.2 多租戶技術(shù)
與傳統(tǒng)的軟件運行和維護模式相比,用戶的應(yīng)用軟件不需要一次性購買和部署在個人的數(shù)據(jù)中心中,這些計算機硬件資源和軟件資源能夠更好的被共享,具有良好的伸縮性,任何一個企業(yè)用戶都能夠按照自己的需求對SaaS軟件進行客戶化配置而不影響其他用戶的使用。多租戶技術(shù)就是目前云計算環(huán)境中能夠滿足上述需求的關(guān)鍵技術(shù)。
2.1.3 海量數(shù)據(jù)處理
作為以互聯(lián)網(wǎng)為計算平臺的云計算,將會更廣泛的涉及到海量數(shù)據(jù)處理任務(wù)。海量數(shù)據(jù)處理指的是對大規(guī)模數(shù)據(jù)的計算和分析,通常數(shù)據(jù)的規(guī)模可以達到TB甚至PB級。
2.1.4 大規(guī)模消息通信
云計算的一個核心理念就是資源和軟件功能都是以服務(wù)的形式進行的,不同服務(wù)之間經(jīng)常需要通過消息通信進行協(xié)助?？煽俊踩?、高效能的通信基礎(chǔ)設(shè)施對于云計算的成功至關(guān)重要。
2.1.5 大規(guī)模分布式存儲
分布式存儲的目標是利用多臺服務(wù)器的存儲資源來滿足單臺服務(wù)器所不能滿足的存儲需求。分布式存儲要求存儲資源能夠被抽象表示和統(tǒng)一管理,并且能夠保證數(shù)據(jù)讀寫操作的安全性,可靠性,性能等各方面要求。目前,云環(huán)境下的大規(guī)模分布式存儲領(lǐng)域已經(jīng)有了一些研究成果和應(yīng)用。
2.1.6 許可證管理與計費
隨著云時代的到來,IT基礎(chǔ)設(shè)施的許可證管理和計費模式將發(fā)生重大的變化。在云計算環(huán)境中,用戶每月可以估計使用量選取許可證的數(shù)量,甚至可以根據(jù)系統(tǒng)自動跟蹤用戶在云環(huán)境里的使用情況定期生成的賬單付費。
2.2 云計算的技術(shù)挑戰(zhàn)
2.2.1 數(shù)據(jù)安全與隱私保護
在云環(huán)境中,云暴露在公開的網(wǎng)絡(luò)中任何一個節(jié)點及它們的網(wǎng)絡(luò)都可能受到攻擊,而且服務(wù)器的更新和升級都在遠程進行,每一次升級都可能帶來潛在的威脅。
2.2.2 資源高效性和服務(wù)可用性
云環(huán)境下,通過技術(shù)創(chuàng)新,保證即使在計算機軟硬件出現(xiàn)問題,服務(wù)仍然可用,云計算服務(wù)商希望預(yù)測到可能的可用性問題,并通過提前準備副本、提前解決故障、通知用戶等手段來避免這些故障的發(fā)生,或者減少故障發(fā)生帶來的損失。
2.2.3 資源的動態(tài)分配
在云計算環(huán)境中對資源的管理提出了更高的要求,要求資源的調(diào)度必須動態(tài)、及時、適量、細粒度、自動化和預(yù)動性。
2.2.4 統(tǒng)一的編程規(guī)范和標準化
為了使用戶能更輕松地享受云計算帶來的服務(wù),讓用戶能利用該編程模型編寫簡單的程序來實現(xiàn)特定的目的,云計算上的編程模型必須十分簡單。
3 云計算的應(yīng)用前景
云計算正在成為IT的一種發(fā)展趨勢,進入數(shù)字化、信息化的社會,為人們的生活和工作提供了無限多的可能,構(gòu)建在網(wǎng)絡(luò)之上的云計算給人們帶來了諸多方便。無論是普通網(wǎng)絡(luò)用戶,還是企業(yè)員工,無論是IT管理者,還是軟件開發(fā)人員,他們都能親身體驗到這種改變,成為云計算的真正受益者。
3.1 云計算面向大公司
對于大型企業(yè)而言,其具有相當(dāng)完善的IT基礎(chǔ)設(shè)施和相關(guān)的專業(yè)IT管理人員,對已有的IT基礎(chǔ)設(shè)施進行高效的利用。將云計算的強大功能引入數(shù)據(jù)中心,變傳統(tǒng)的IT基礎(chǔ)架構(gòu)成私有云(根據(jù)需要與外部云建立聯(lián)邦的內(nèi)部云集合),從而使IT基礎(chǔ)架構(gòu)作為可輕松訪問的服務(wù)來交付將是最理想的解決方案。此方案優(yōu)點在于:降低成本并最大限度提高IT效益,通過服務(wù)級別自動化加強IT控制力,為IT部門提供更多選擇性。
3.2 云計算面向中小企業(yè)
對于中小企業(yè)來說,充分利用現(xiàn)有IT資源來部署新應(yīng)用程序、提高可用性和確保業(yè)務(wù)持續(xù)性,以發(fā)揮虛擬化的強大功能。通過使用業(yè)界最受信賴、最可靠的虛擬化平臺,大幅度降低資金和運營成本。同時,為企業(yè)提高IT人員效益,提供“IT永不停機”,保證其服務(wù)具備高可用性、高性能和高可靠性,混合云模式是中小型企業(yè)最理想的云計算方案。具有優(yōu)勢在于:減少資金投入和運營成本,提高IT人員生產(chǎn)效率和企業(yè)響應(yīng)能力,保護應(yīng)用程序和數(shù)據(jù),提高業(yè)務(wù)可用性。
3.3 云計算面向家庭
現(xiàn)階段,云計算和智能家庭在其各自的領(lǐng)域內(nèi)發(fā)展都非常快速,為了能夠在智能家庭中利用云計算提供的服務(wù),那么需要將起橋接作用的家庭網(wǎng)關(guān)進行有效的改進,使之能夠完成將智能家庭中提供的服務(wù)到云上,還能從云中搜索在智能家庭的網(wǎng)關(guān)層上看,每一個智能家庭被看作是一個結(jié)點,而智能家庭云是由很多個智能家庭結(jié)點構(gòu)成的集群,智能家庭云就像其他由計算機組成的云一樣是整個云架構(gòu)的一部分,并且智能家庭云也可以向外界提供不同的服務(wù)。
參考文獻
關(guān)鍵詞：云計算技術(shù)；企業(yè)；應(yīng)用
云計算技術(shù)就是以互聯(lián)網(wǎng)為基礎(chǔ)，以此為用戶提供一個安全可靠、低成本、高計算性網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的綜合性平臺。這種服務(wù)能夠?qū)崿F(xiàn)對信息、技術(shù)、知識等數(shù)據(jù)的存儲，讓人們隨時隨地可以進行查閱。隨著技術(shù)的發(fā)展，云計算已經(jīng)在企業(yè)中得到了推廣。
1云計算技術(shù)的基本內(nèi)涵
云計算技術(shù)顧名思義，這是一個帶有虛擬色彩的互聯(lián)網(wǎng)計算機技術(shù)，它根據(jù)資源提供者和消費者雙方的意愿協(xié)調(diào)，機動地提供現(xiàn)有的資源，而這一資源的提供，則是它對企業(yè)的最大利用價值，所以它是一個龐大、具有服務(wù)性質(zhì)的計算模式和儲存庫。云計算技術(shù)的含義提出是相比較于現(xiàn)有的計算機技術(shù)，例如目前為止，云計算技術(shù)的實際計算能力、整體模式的體現(xiàn)以及面臨問題的靈活處理能力，相對于其他計算機技術(shù)而言都是非常有優(yōu)勢的。
2云計算技術(shù)發(fā)展特點和趨勢
由于云計算技術(shù)工作過程的整體性特點，它全部是由一個十分完整的管理體系來支配自身資源的最大利用化，據(jù)不完全統(tǒng)計，目前各類信息公司的云計算技術(shù)服務(wù)方面用到的計算機數(shù)量達到四位數(shù)的水平。網(wǎng)絡(luò)資源的需求和服務(wù)對象的特點，云計算技術(shù)天生具有她虛擬的特性，需求者只要通過自己的客戶端就可以在短時間內(nèi)得到自己想要的資源。隨著云計算技術(shù)的逐步推廣，使用的企業(yè)用戶越來越多，不同的用戶需求是顯然不同的，這就需要云計算技術(shù)時刻調(diào)整自身的管理能力、技術(shù)成本，十分重視用戶的反饋和體驗，并以此為基點改善自身信息資源的集體供應(yīng)能力，不斷動態(tài)地改善自身管理體制和能力。在云計算技術(shù)的計算過程中，它會不斷地審核和確認自身信息資源的有效性，并以此來維持和服務(wù)客戶之間最大的信任關(guān)系。在其他方面尤為突出的是，相對于私人的計算能力和計算信度，它都有有很大的提升。
3云計算技術(shù)在企業(yè)中的應(yīng)用
3.1利用云計算技術(shù)完善運行機制
為了將云計算技術(shù)充分的應(yīng)用于企業(yè)之中，首先企業(yè)要完善自身的運行機制。究其根本原因，是因為云計算技術(shù)具有眾多的環(huán)節(jié)和資源，企業(yè)只有完善自身的運行機制才能夠有效地保證將云計算技術(shù)在內(nèi)部得到更好的應(yīng)用，使其能夠和諧共存，進而保障云計算技術(shù)的應(yīng)用，實現(xiàn)良性循環(huán)，使云計算技術(shù)均衡發(fā)展。云計算技術(shù)主要包括維護、運行和構(gòu)建機制，具體體現(xiàn)在實施系統(tǒng)的規(guī)劃、控制、調(diào)度和進化重組等方面。企業(yè)對云計算技術(shù)的調(diào)度應(yīng)用主要集中在市場傳統(tǒng)轉(zhuǎn)型分析、新客戶群體發(fā)展趨勢的預(yù)測和調(diào)研幾個方面，企業(yè)可以根據(jù)自身的情況決定云計算技術(shù)的具體應(yīng)用戰(zhàn)略。此外，企業(yè)還可以利用云計算技術(shù)的規(guī)劃服務(wù)，分析當(dāng)前的整體市場，對云計算提供的構(gòu)架和容量擴展進行科學(xué)合理的規(guī)劃。通過對云計算技術(shù)日志的不定期檢查，得出準確的數(shù)據(jù)結(jié)果，采取合理的干預(yù)措施。
3.2企業(yè)中云儲存系統(tǒng)的構(gòu)建
云計算技術(shù)作為一個宏大的技術(shù)系統(tǒng)，能夠為用戶提供龐大的軟件、數(shù)據(jù)和基礎(chǔ)設(shè)施服務(wù)功能；云計算技術(shù)是由眾多的資源和技術(shù)服務(wù)組成的。在當(dāng)今的企業(yè)中最為核心的內(nèi)容就是數(shù)據(jù)，這是企業(yè)發(fā)展的無形資產(chǎn)，云儲存作為數(shù)據(jù)的載體，在云計算技術(shù)基礎(chǔ)設(shè)施服務(wù)中占有重要地位。所以各個企業(yè)紛紛建立屬于自身的云儲存系統(tǒng)，這也是企業(yè)應(yīng)用云計算技術(shù)的重要體現(xiàn)方式。在眾多的大企業(yè)中，如惠普、易安信等都開始應(yīng)用云儲存技術(shù)服務(wù)。云儲存技術(shù)的應(yīng)用可以實現(xiàn)軟件和計算服務(wù)的虛擬結(jié)合，從而為用戶提供遠程服務(wù)。其中，文件數(shù)據(jù)與軟件資源儲存是云儲存的核心資源，是不可或缺的重要內(nèi)容。企業(yè)的云儲存系統(tǒng)主要作用就是存儲客戶資料和企業(yè)生產(chǎn)中的數(shù)據(jù)。企業(yè)建立云儲存系統(tǒng)主要包含存儲商、集成商和客戶等。軟硬件開發(fā)商為企業(yè)云儲存提供儲存的實體。其中云儲存的商為企業(yè)提供儲存資源的配置和安裝功能，以此為用戶提供有效資源。而云儲存集成商就是將企業(yè)儲存的資源進行有效的集合，為企業(yè)的云儲存資源提供增值的服務(wù)。企業(yè)為了保障云儲存系統(tǒng)的安全可靠性，對于提供云儲存服務(wù)的制造商要進行第三方認證，所謂的第三方認證就是要求云儲運系統(tǒng)的提供者提供能力、信譽和資質(zhì)的認證。在云儲存系統(tǒng)中最為核心的部分就是云儲存的服務(wù)調(diào)度、系統(tǒng)更新、系統(tǒng)緩存和企業(yè)元數(shù)據(jù)管理方案等。元數(shù)據(jù)管理就是以集中的方式將元數(shù)據(jù)進行上傳更新和下載等，通過高低訪問頻率采取不同的緩存分配方案。云儲存系統(tǒng)的更新主要表現(xiàn)在客戶端之間的傳播更新、緩存更新、元數(shù)據(jù)更新、更新認可和執(zhí)行等方面，涉及的內(nèi)容非常多樣?？傊谌蛐畔⒂嬎銠C技術(shù)快速發(fā)展的大背景下，云計算技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用是不可避免的趨勢，這對于企業(yè)、家庭和個人來說都是具有革命性意義的時代性變革。云計算技術(shù)對大眾帶來的福利和成就在上文中已經(jīng)有所闡述，但是人們卻不可忽視目前它存在的技術(shù)難關(guān)和技術(shù)薄弱點，這仍需要相關(guān)專業(yè)人士的繼續(xù)努力對此改善。放眼全球高端云計算技術(shù)的發(fā)展?fàn)顩r，不可否認的是中國的云計算技術(shù)服務(wù)還有很大的學(xué)習(xí)發(fā)展空間，相信在不久的未來，中國將取得長足的發(fā)展。
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