基于云計(jì)算技術(shù)的研究與探討

　論文關(guān)鍵詞:云計(jì)算　編程模型　虛擬化技術(shù)

　　論文摘 要:云計(jì)算是一種基于Internet的新興應(yīng)用計(jì)算機(jī)技術(shù),云計(jì)算由于其優(yōu)點(diǎn)和巨大商業(yè)價(jià)值,在各個(gè)領(lǐng)域得到了廣泛的運(yùn)用。本文介紹了云計(jì)算的主要服務(wù)形式及其核心技術(shù),并提出了目前云計(jì)算所面臨的問(wèn)題。
　　
　　0 引言
　　2006年谷歌推出了“Google 101計(jì)劃”,并正式提出“云”的概念和理論。隨后亞馬遜、微軟、惠普、雅虎、英特爾、IBM等公司都宣布了自己的“云計(jì)劃”。
　　云計(jì)算的思想可以追溯到20世紀(jì)60年代,John McCar2thy[1]曾經(jīng)提到“計(jì)算早晚有一天能變成公用的基礎(chǔ)設(shè)施”,意味著計(jì)算能力可以流通,像人們使用商品一樣使用計(jì)算機(jī)資源。將計(jì)算、服務(wù)作為一種公共設(shè)施為公眾提供,像使用電話、煤氣和水電一樣使用計(jì)算機(jī)資源,并且費(fèi)用低廉、取用方便。云計(jì)算是通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行傳輸?shù)?數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在云端,服務(wù)存儲(chǔ)在云端,通過(guò)利用數(shù)據(jù)的強(qiáng)大計(jì)算能力,為用戶服務(wù)。繼2007年IBM和Google宣布在云計(jì)算領(lǐng)域的合作后[2],云計(jì)算迅速成為產(chǎn)業(yè)界與學(xué)術(shù)界的熱點(diǎn)研究,得到廣泛的關(guān)注。
　　
　　1 云計(jì)算的定義
　　云計(jì)算(Cloud Computing)是網(wǎng)格計(jì)算(Grid Computing)、分布式計(jì)算(Distributed Computing)、并行計(jì)算(Parallel Computing)、效用計(jì)算(Utility Computing)網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)(Network Storage Technologies)、虛擬化(Virtualization)、負(fù)載均衡(Load Balance)等傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展融合的產(chǎn)物,是新興的商業(yè)計(jì)算模型。它旨在通過(guò)網(wǎng)絡(luò)把多個(gè)成本相對(duì)較低的計(jì)算實(shí)體整合成一個(gè)具有強(qiáng)大計(jì)算能力的完美系統(tǒng),并借助SaaS、PaaS、IaaS、MSP等先進(jìn)的商業(yè)模式把這強(qiáng)大的計(jì)算能力分布到終端用戶手中。Cloud Computing的一個(gè)核心理念就是通過(guò)不斷提高“云”的處理能力,進(jìn)而減少用戶終端的處理負(fù)擔(dān),最終使用戶終端簡(jiǎn)化成一個(gè)單純的輸入輸出設(shè)備,并能按需享受“云”的強(qiáng)大計(jì)算處理能力通俗的理解是,云計(jì)算的“云”就是存在于互聯(lián)網(wǎng)上的服務(wù)器集群上的資源,它包括硬件資源和軟件資源,本地計(jì)算機(jī)只需要通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)送一個(gè)需求信息,遠(yuǎn)端就會(huì)有成千上萬(wàn)的計(jì)算機(jī)為你提供需要的資源并將結(jié)果返回到本地計(jì)算機(jī),這樣,本地計(jì)算機(jī)幾乎不需要做什么,所有的處理都在云計(jì)算提供商所提供的計(jì)算機(jī)群來(lái)完成。
　　
　　2 云計(jì)算的主要服務(wù)形式
　　目前,云計(jì)算的主要服務(wù)形式有:SaaS、Paas和IaaS。
　　(1)軟件即服務(wù)(SaaS)。SaaS服務(wù)指的是提供商在自己的服務(wù)器上將應(yīng)用軟件統(tǒng)一部署,用戶通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)來(lái)訂購(gòu)自己需要的應(yīng)用軟件,提供商會(huì)根據(jù)所定軟件的時(shí)間長(zhǎng)短和數(shù)量來(lái)收費(fèi),服務(wù)提供商會(huì)通過(guò)瀏覽器給用戶提供軟件。(2)平臺(tái)即服務(wù)(PaaS)。PaaS是指將開(kāi)發(fā)環(huán)境作為服務(wù)來(lái)提供。廠商提供開(kāi)發(fā)環(huán)境、服務(wù)器平臺(tái)、硬件資源等服務(wù)給客戶,用戶在其平臺(tái)基礎(chǔ)上定制開(kāi)發(fā)自己的應(yīng)用程序并通過(guò)其服務(wù)器和互聯(lián)網(wǎng)傳遞給其他客戶。PaaS能夠給企業(yè)或個(gè)人提供研發(fā)的中間件平臺(tái),提供應(yīng)用程序開(kāi)發(fā)、數(shù)據(jù)庫(kù)、應(yīng)用服務(wù)器、試驗(yàn)、托管及應(yīng)用服務(wù)。(3)基礎(chǔ)設(shè)施服務(wù)(IaaS)。IaaS即把廠商的由多臺(tái)服務(wù)器組成的“云端”基礎(chǔ)設(shè)施,作為計(jì)量服務(wù)提供給客戶。它可以提供存儲(chǔ)資源和虛擬化服務(wù)器,前提是它將I/O設(shè)備、內(nèi)存、計(jì)算能力和存儲(chǔ)整理合并成虛擬的資源池。這是一種托管型硬件方式,用戶付費(fèi)使用廠商的硬件設(shè)施。
　　
　　3 云計(jì)算的核心技術(shù)
　　云計(jì)算系統(tǒng)運(yùn)用了許多技術(shù),其中以編程模型、數(shù)據(jù)管理技術(shù)、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)技術(shù)、虛擬化技術(shù)、云計(jì)算平臺(tái)管理技術(shù)最為關(guān)鍵。
　　(1)編程模型。MapReduce是Google開(kāi)發(fā)的java、Python、C++編程模型,它是一種簡(jiǎn)化的分布式編程模型和高效的任務(wù)調(diào)度模型,用于大規(guī)模數(shù)據(jù)集(大于1TB)的并行運(yùn)算。嚴(yán)格的編程模型使云計(jì)算環(huán)境下的編程十分簡(jiǎn)單。(2)海量數(shù)據(jù)分布存儲(chǔ)技術(shù)。云計(jì)算系統(tǒng)由大量服務(wù)器組成,同時(shí)為大量用戶服務(wù),因此云計(jì)算系統(tǒng)采用分布式存儲(chǔ)的方式存儲(chǔ)數(shù)據(jù),用冗余存儲(chǔ)的方式保證了數(shù)據(jù)可靠性。(3)海量數(shù)據(jù)管理技術(shù)。云計(jì)算需要對(duì)分布的、海量的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理、分析,因此,數(shù)據(jù)管理技術(shù)必需能夠高效的管理大量的數(shù)據(jù)。云計(jì)算系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)管理技術(shù)主要是Google的BT數(shù)據(jù)管理技術(shù)和Hadoop團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)的開(kāi)源數(shù)據(jù)管理模塊HBase。(4)虛擬化技術(shù)。通過(guò)虛擬化技術(shù)可實(shí)現(xiàn)軟件應(yīng)用與底層硬件相隔離,它包括將單個(gè)資源劃分成多個(gè)虛擬資源的裂分模式,也包括將多個(gè)資源整合成一個(gè)虛擬資源的聚合模式。(5)云計(jì)算平臺(tái)管理技術(shù)。云計(jì)算系統(tǒng)的平臺(tái)管理技術(shù)能夠?qū)⒋罅康姆��?wù)器進(jìn)行協(xié)同工作,進(jìn)行業(yè)務(wù)部署和開(kāi)通非常方便,發(fā)現(xiàn)和恢復(fù)系統(tǒng)故障也非常的快速,通過(guò)智能化、自動(dòng)化的手段實(shí)現(xiàn)大規(guī)模系統(tǒng)的運(yùn)營(yíng)。
　　
　　4 云計(jì)算技術(shù)發(fā)展面臨的主要問(wèn)題
　　隨著云計(jì)算技術(shù)的日益發(fā)展和廣泛應(yīng)用,云計(jì)算模式同時(shí)存在著一些問(wèn)題。(1)數(shù)據(jù)隱私問(wèn)題。如何保證存放在云服務(wù)提供商的數(shù)據(jù)隱私不被非法利用,不僅需要技術(shù)的改進(jìn),也需要法律的進(jìn)一步完善。(2)數(shù)據(jù)安全性。有些數(shù)據(jù)是企業(yè)的商業(yè)機(jī)密,數(shù)據(jù)的安全性關(guān)系到企業(yè)的生存和發(fā)展。云計(jì)算數(shù)據(jù)的安全性問(wèn)題解決不了會(huì)影響云計(jì)算在企業(yè)中的應(yīng)用。(3)用戶使用習(xí)慣。如何改變用戶的使用習(xí)慣,使用戶適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)化的軟硬件應(yīng)用是長(zhǎng)期而艱巨的挑戰(zhàn)。(4)網(wǎng)絡(luò)傳輸問(wèn)題。云計(jì)算服務(wù)依賴網(wǎng)絡(luò),目前網(wǎng)速低且不穩(wěn)定,使云應(yīng)用的性能不高。云計(jì)算的普及依賴網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展。
　　
　　5 結(jié)語(yǔ)
　　目前,云計(jì)算技術(shù)的發(fā)展正處在起步階段,但云計(jì)算技術(shù)的發(fā)展將會(huì)改變用戶對(duì)計(jì)算資源的使用方式,使用戶從以桌面為核心轉(zhuǎn)向了以Web為核心。云計(jì)算的前景美好,但還存在一些技術(shù)問(wèn)題亟待解決,例如可擴(kuò)展的并行計(jì)算技術(shù)、高可靠的系統(tǒng)容錯(cuò)技術(shù)、數(shù)據(jù)安全技術(shù)、負(fù)載均衡技術(shù)、海量數(shù)據(jù)的挖掘技術(shù)、任務(wù)調(diào)度技術(shù)等方向。隨著云計(jì)算技術(shù)的發(fā)展,將會(huì)有更多的平臺(tái)和服務(wù)不斷涌現(xiàn)出來(lái)進(jìn)而推動(dòng)云計(jì)算技術(shù)及其應(yīng)用的發(fā)展。

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