云计算及其发展综述

宝鸡文理学院学报(自然科学版) ,第 30 卷,第 3 期, 第 72�75 页, 2010 年 9 月 Journa l of Baoji Univer sity o f A rts and Sciences ( Natur al Science) , Vol. 30, No. 3, pp. 72�75, Sept. 2010 云计算及其发展综述* 李建卓 (宝鸡文理学院 计算机科学系, 陕西 宝鸡 721007) 摘 � 要:目的 � 介绍云计算的定义、特点、关键技术和发展现状。方法 � 总结了谷歌、微软、IBM 和 亚马逊等著名 IT 公司的云计算技术, 并对云计算的未来发展进行了展望。结果与结论 � 云计算大大 降低了计算成本,推动了互联网技术的发展。 关键词:云计算;互联网; 虚拟技术 中图分类号: T P393 � � � 文献标志码: A � � � 文章编号: 1007�1261( 2010) 03�0072�04 Survey of cloud computing and its development LI Jian�zhuo ( Dept. Computer Sci. , Baoji Univ. A rts & Sci. , Baoji 721007, Shaanx i, China) Abstract: Aim � To int roduce the def init ion, character, key techno logy and current situat ion of cloud comput ing .Methods � By summing up the cloud comput ing techno logies o f the four famous IT companies, namely Google, Microso ft , IBM and Amazon, cloud comput ing is investig ated, and out� look on the future development of the cloud comput ing. Results and Conclusion � T he cloud comput ing great ly r educe the cost of computing, and promote the development of the Internet technolo gy. Key words: cloud computing; internet ; virtual technology 1 � 引言 由于互联网技术的飞速发展,信息量与数据量 快速增长,导致计算机的计算能力和数据的存储能 力满足不了人们的需求。传统的解决方法是通过购 买更多先进的设备来实现快速计算和大存储容量, 但是这样就大大提高了成本费用,并且设备数量的 不断增加使得各种存储体系结构之间的差异也不断 扩大,由此造成网络中的存储资源很难得到充分的 利用和合理的管理。在这种情况下, 云计算技术应 运而生。云计算将待处理的数据送到互联网上的超 级计算机集群中进行计算和处理,这样就可以有效 地降低应用计算的成本[ 1]。自从云计算的概念提出 来以后,立刻引起业内各方极大的关注,现在已成为 信息领域的研究热点之一。 2 � 云计算的定义和特点 2. 1 � 云计算的定义 目前,由于人们对云计算的理解不同,因而对云 计算的定义也就不同。关于云计算的定义有以下几 种:文献[ 2]中提出云计算是一种涉及到因特网服务 的传输和为数据中心提供软件和硬件系统服务的应 用。Rajkumar Buyya 等人认为云计算提供的是一 种与交互式和虚拟计算构成的分布式系统相同的并 行服务[3]。Oracle在其技术白皮书中给出的云计算 的定义可以理解为:云计算是由虚拟的分布式应用 设计和网格计算发展演化而来的[ 4]。文献[ 5]定义 的云计算为:云计算是一种新的商业模式,集成了虚 拟服务和多重租赁的新技术, 其目的是节约成本和 减少使用信息技术资源的花费。GT SI在其 报告 软件系统测试报告下载sgs报告如何下载关于路面塌陷情况报告535n,sgs报告怎么下载竣工报告下载 中 定义的云计算为:云计算是一种创新性的计算工具, 潜移默化地改变着信息技术服务的传输和管理方 式[6]。中国云计算网将云计算定义为: 云计算是分 布式计算、并行计算和网格计算的发展,或者说是这 些科学概念的商业实现[ 7]。其实简单地说, 云计算 是一种基于互联网的超级计算模式, 它将计算机资 源汇集起来,进行统一的管理和协同合作,以便提供 更好的数据存储和网络计算服务。 * 收稿日期: 2010�06�03,修回日期: 2010�08�20. 作者简介:李建卓( 1982� ) ,男,陕西岐山人,助教,研究方向:计算机软件. E�mail: jsjl jz@ 163. com 2. 2 � 云计算的特点 1) 具有高可靠性。云计算提供了安全的数据 存储方式[ 8] ,能够保证数据的可靠性,用户无需担心 软件的升级更新、漏洞修补、病毒的攻击和数据丢失 等问题,从而为用户提供可靠的信息服务。 2) 具有高扩展性[ 9]。云计算能够无缝地扩展 到大规模的集群之上,甚至包含数千个节点同时处 理[ 10]。云计算可从水平和竖直 2个方向进行扩展。 3) 具有高可用性[11]。在云计算系统中,出现节 点错误甚至很多节点发生失效的情况都不会影响系 统的正常运行。因为云计算可以自动检测节点是否 出现错误或失效,并且可以将出现错误和失效的节 点清除掉。 4) 虚拟技术[8]。云计算是一个虚拟的资源池, 它将底层的硬件设备全部虚拟化,并通过互联网使 得用户可以使用资源池内的计算资源。 5) 廉价性[ 8]。云计算将数据送到互联网的超 级计算机集群中处理,这样无需对计算机的设备不 断进行升级和更新,仅需支付低廉的服务费用,就可 完成数据的计算和处理,从而大大减少了成本资金。 3 � 云计算的关键技术与发展现状 3. 1 � 云计算的关键技术 云计算涉及的关键技术众多,其中典型的有数 据存储技术、编程方式和虚拟机技术。 3. 1. 1 � 数据存储技术 云计算以互联网为基础,将数据以分布式存储 的方式在线存储。这样用户就无需考虑存储容量、 数据存储位置以及数据的安全性和可靠性等问题。 云计算的数据存储技术的主要代 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 有谷歌的 GFS ( Google File Syst em) ,文献[ 12]中介绍了谷歌数据 存储的部分技术细节。基于谷歌的影响, 出现了一 批新的有价值的数据存储技术,其中包括开源项目 HDFS ( H adoop Dist ributed File Syst em ) [ 13�14]、 KFS [ 15]和 Sector/ Sphere[ 16] 等等。 IBM 的� 蓝云�采 用的就是 HDFS 数据存储技术。此外, 一些 IT 公 司也提出了一些数据存储的解决 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 。例如:微软 公司提出的 Skydrive[ 17] ,惠普公司的 Upline[ 18]以及 Sun 公司的 Netw ork. com [ 19]。 3. 1. 2 � 编程方式 云计算提供了分布式的计算模式, 客观上要求 必须有分布式的编程模式。目前,云计算中广泛使 用的编程方式为Map�Reduce[20]。Map�Reduce是一 种编程模型和任务调度模型。主要用于数据集的并 行运算和并行任务的调度处理。在该模式下,用户 只需要自行编写Map函数和 Reduce函数即可进行 并行计算。其中, Map 函数中定义各节点上的分块 数据的处理方法,而 Reduce函数中定义中间结果的 保存方法以及最终结果的归纳方法[ 7]。 3. 1. 3 � 虚拟机技术 虚拟机是采用虚拟化的技术实现的一个逻辑服 务器。它能够模拟硬件设备运行操作系统,并且提 供同等的服务。云计算使用虚拟机的优点主要有: 1) 进程调度更加灵活。云计算的管理平台可 以动态地定位计算平台[ 21�22] , 不用再中止虚拟机平 台上正在运行的应用程序。 2) 有效节约电能。可以将几个负载轻的虚拟 机计算节点合并在一起,共用同一个物理节点, 从而 达到降低集群电能消耗的目的。 3) 良好的负载平衡性能[ 23]。虚拟机动态地在 不同物理节点之间进行迁移, 使整体的虚拟运行环 境也相应地进行了迁移,因而得到良好的负载平衡。 3. 1. 4 � 其他相关技术 云计算涉及的其他技术可通过阅读相关文献来 了解。主要有: 数据切分技术[ 24]、并行计 算技 术[ 25�26]、数据中心节能技术[ 27]以及任务调度技术[ 28]。 3. 2 � 云计算的发展现状 云计算是目前的研究热点之一, 许多著名的 IT 公司(如 Google, M icrosoft, IBM, Amazon等)都在积 极地进行云计算的研究,已取得了一定的研究成果。 Google是云计算研究的先行者,它推出的 GAE ( Google App Engine)平台就是一种典型的云计算服 务。该平台允许用户在上面编写程序,并且可以在 其基础构架上运行。用户无需担心运行时所需的资 源问题,应用运行的一切平台资源都由 GAE提供。 GAE基础构架模式由 4 个系统组成, 这 4 个系统分 别是 Google File Syst em 分布式文件系统、MapRe� duce编程模式、分布式的锁机制 Chubby和大规模 分布式数据库 BigT able[ 10]。这 4 个系统既相互独 立又紧密联系,共同协作为用户提供一体化的主机 服务器和自动升级的在线应用服务[ 29]。 Microsoft 公司信奉的理念与 Goog le 公司不 同,它主要强调的是�云端计算�,注重的是云端和终 端的均衡[ 30]。Microsoft Azure 是微软推出的云计 算平台,它的主要作用是提供一整套完整的开发、运 行和监控的云计算环境, 为软件开发人员提供服务 接口。M icrosoft A zure 所提供的服务包括 NET Services, L ive Services, SQL Services, M icrosoft SharePoint Services 以及 Microsoft Dynamics CRM Services。 IBM 推崇的云计算是网格计算和虚拟化技术 73� 第 3 期 李建卓 � 云计算及其发展综述 相结合,它的蓝云计算平台为企业提供了可通过 In� t ernet访问的分布式云计算体系。� 蓝云�结合了 IBM 的先进技术和原有的软硬件系统,支持开放标 准与开放源代码软件。它的组成部分包括一个数据 中心、应用服务器、T ivoli 部署管理软件、数据库、 T ivoli监控软件和一些开源信息处理和虚拟化软 件。�蓝云�计算平台的存储体系结构由集群文件系 统和基于块设备方式的存储区域网络 SAN 组成,这 2个部分相互协作为用户提供更可靠的可扩展的云 计算服务。 亚马逊弹性计算云 ( 即 Amazon EC2) 是美国 Aamzon 公司推出的提供远程云计算服务的平台。 弹性计算云可以使用户在客户端通过 SOAP over HTTPS 协议 离婚协议模板下载合伙人协议 下载渠道分销协议免费下载敬业协议下载授课协议下载 与 Amazon EC2 内部的实例进行交互, 由此就为用户提供了一个运行基于 L inux 的应用程 序的虚拟的集群环境。用户可以根据自己的使用状 况决定所使用的计算平台实例的付费方式, 这样就 免去了用户自己去建立云计算平台所需的设备和维 护费用。Amazon 的弹性计算云不仅满足了软件开 发人员对集群系统的需求,而且也减轻了设备的维 护费用。Amazon 公司现在仍在深入地研究云计 算,不断扩大弹性计算云平台的功能,为用户提供更 方便的服务。 4 � 云计算未来发展的展望 随着云计算的发展,互联网的功能越来越强大, 用户可以通过云计算在互联网上处理庞大的数据和 获取所需的信息。从云计算的发展现状来看,未来 云计算的发展会向构建大规模的能够与应用程序密 切结合的底层基础设施的方向发展。另外, 不断创 建新的云计算应用程序、为用户提供更多更完善的 互联网服务也可作为云计算的一个发展方向。目前 看来,云计算的发展前景虽然很好,但是它未来发展 所面临的挑战也是不容忽视的。 4. 1 � 数据的安全问题 数据的安全是企业关心的问题之一。数据的安 全包括 2个方面:一是保证数据不会丢失,二是保证 数据不会被泄露和非法访问。如果数据出现丢失又 没有备份或者被泄露和非法访问,都会给企业和客 户带来无法估量的损失。因此必须制定出有效的方 案来保证数据的安全。虽然云计算为存储数据提供 了无限的空间,也为数据的处理提供了无限的计算 能力,但是用户对于托管自己加密数据的云计算运 营公司能否确保数据的安全仍存在着质疑。在使用 云计算服务时,用户往往不清楚自己数据存放的位 置,这样就会使用户产生对数据安全的担心,所以, 要有效地解决数据的安全问题,未来的云计算必须 考虑全方位的安全解决方案, 提供多用户架构的良 好设计,还必须要有确实可信的云计算运营公司。 4. 2 � 网络的性能问题 提高网络性能也是云计算面临的挑战之一。用 户使用云计算服务离不开网络,但是接入网络的带 宽较低或不稳定都会使云计算的性能大打折扣, 因 此要大力发展接入网络技术。此外,在云计算网络 中完成信息的高效处理,云计算集群服务器要具备较 高的性能,同时为了保证云计算的服务高质量地传给 需要的用户,网络中通信设施也必须具备高性能。 4. 3 � 互操作问题 在对云计算系统进行管理时,应当考虑云系统 之间的互操作问题。当一个云系统需要访问另一个 云系统的计算资源时,必须要对云计算的接口制定 交互协议,这样才能使得不同的云计算服务提供者 相互合作,以便提供更好更强大的服务。 4. 4 � 公共 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 的开放问题 目前,云计算还没有开放的公共标准,这给用户 造成了许多不便。用户很难将使用的某个公司的云 计算应用程序迁移到另一家公司的云计算平台上, 这样就大大降低了云计算服务的转移弹性。因此, 云计算要想更好的发展, 就必须制定出一个统一的 云计算公共标准。 5 � 结论 虽然,云计算的发展会遇到很多问题,但是它的 优点是毋庸置疑的。云计算不仅大大降低了计算的 成本,而且也推动了互联网技术的发展。在众多公司 和学者的研究下,未来的云计算将会有更好的发展。 参考文献: [ 1] � AVANADE. 2009 G lobal Sur vey of Cloud Compu� ting [ EB/ OL ] . 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