云计算发展背景和趋势

云计算是一种新型的基于Internet的计算机技术。针对云计算的定义，介绍了其发展历史，比较了现有的云计算定义，并结合其虚拟化技术、动态可扩展、按需部署、高灵活性、高可靠性、高性价比等特点，给出了综合的概念。在总结了云计算技术的7种实现形式的基础上，分析了云计算技术的现状以及发展趋势。 随着多核处理器、虚拟化、分布式存储、宽带互联网和自动化管理等技术的发展，产生了一种新型的计算模式——云计算，它能够按需部署计算资源，而用户只需要为所使用的资源付费。从本质上讲，云计算是指用户终端通过远程连接，获取存储、计算、数据库等计算资源。云计算在资源分布上包括“云”和“云终端”。“云”是列互联网或大型服务器集群的一种比喻，由分布的互联网基础设施，如网络设备、服务器、存储设备、安全设备等构成，几乎所有的数据和应用软件。都可存储在“云”里。而“云终端”，例如PC、手机、车载电子设备等，只需要拥有一个功能完备的浏览器，并安装一个简单的操作系统，通过网络接入“云”，就可以轻松使用云中的计算资源。 1 基本概念和特点 1.1 云计算的产生背景 21世纪初期，崛起的Web2.0让网络迎来了新的发展高峰。网站或者业务系统所需要处理的业务量快速增长，例如视频在线或者照片共享网站需要为用户储存和处理大量的数据。这类系统所面临的重要问题是，如何在用户数量快速增长的情况下快速扩展原有系统，随着移动终端的智能化、移动宽带网络的普及，将有越来越多的移动设备进入互联网，这意味着与移动终端相关的IT系统会承受更多的负载，而列于提供数据服务的企业来讲，IT系统需要处理更多的业务量。由于资源的有限性，其电力成本、空间成本、各种设施的维护成本快速上升，直接导致数据中心的成本上升，这就面临着如何有效地、更少地利用资源解决更多的问题。同时，随着高速网络连接的衍生，芯片和磁盘驱动器产品在功能增强的同时，价格也在变得更加低廉，拥有大量计算机的数据中心，也具备了快速为大量用户处理复杂问题的能力。技术上，分布式计算的日益成熟和应用，特别是网格计算的发展通过Internet把分散在各处的硬件、软件、信息资源连接成为一个巨大的整体，使得人们能够利用地理上分散于各处的资源，完成大规模的、复杂的计算和数据处理的任务。数据存储的快速增长产生了以GFS(Google File System)，SAN(Storage AreaNemork)为代表的高性能存储技术。服务器整合需求的不断升温，推动了xen等虚拟化技术的进步，还有Web2.0的实现、Saas(Sofhare as a Senrice)观念的快速普及、多核技术的广泛应用等，所有这些技术为产生更强大的计算能力和服务提供了可能H1。随着对计算能力、资源利用效率、资源集中化的迫切需求，云计算应运而生。 1.2云计算的特点 从现有的云计算平台来看，它与传统的单机和网络应用模式相比，其特点如表1所示。 表1 云计算特点和具体过程 2 云计算实现形式 (1)SaaS(软件即服务)。这种类型的云计算通过浏览器把程序传给成千上万的用户。在用户眼中看来，这样会省去在服务器和软件授权上的开支;从供应商角度而言，只需要维持一个程序即可，这样能够减少成本。Salesforce是迄今为止这类服务最为著名的公司，saas在人力资源管理程序和ERP中比较常用，Google Apps和zoho O伍ce也是类似的服务; (2)实用计算(Utility computing)。这个方法早先就有人提出，但是直到最近才在Amazon，Sun，IBM和其它提供存储服务和虚拟服务器的公司中新生。这种云计算是为IT行业创造虚拟的数据中心使得其能够把内存、L/O设备、存储和计算能力集中起来，成为一个虚拟的资源池为整个网络提供服务; (3)网络服务。同SaaS关系密切，网络服务提供者们提供API，让开发者能够开发更多基于互联网的应用，而不是单机程序; (4)平台即服务。即另一种SaaS，这种形式的云计算，是把开发环境作为一种服务来提供。可以使用中间商的设备开发自己的程序，并通过互联网和其服务器传输到用户手中; (5)MSP(管理服务提供商)是最古老的云计算运用之一。这种应用更多的是面向IT行业而不是终端用户，常用于邮件病毒扫描、程序监控等; (6)商业服务平台。SaaS和MSP的混合应用，该类云计算为用户和提供商之间的互动提供了一个平台。比如用户个人开支管理系统，能够根据用户的设置来管理其开支并协调其订购的各种服务; (7)互联网整合。将互联网上提供类似服务的公司整合起来，以便用户能够更方便地比较和选择自己的服务供应商。 3 云计算关键技术 按需部署是云计算的核心。要解决按需部署，必须解决资源的动态可重构、监控和自动化部署等，而这些又需要以虚拟化、高性能存储、处理器、高速互联网等技术为基础。所以云计算除了需要仔细研究其体系结构外，还要特别注意研究资源的动态可重构、自动化部署、资源监控、虚拟化、高性能存储、处理器等关键技术。 3.1 体系结构 为了有效支持云计算，其体系结构必须支持几个关键特征。首先，系统必须是自治的，即需要内嵌有自动化技术，以减轻或消除人工部署和管理任务，而允许平台智地响应应用的要求;其次，云计算的架构必须是敏捷的，能够对需求信号或变化做出迅还的反应。内嵌的虚拟化技术和集群化技术，能应付增长或服务级要求的快速变化。云计算平台的体系结构，如图1所示，是一个云服务器的互连网络图。 图1 云计算平台的体系结构 (1)用户界面：“云”用户请求服务的交互界面; (2)服务目录：用户可选择的服务列表; (3)管理系统：用于管理可用计算资源和服务; (4)部署工具：自治的，根据用户请求智能地部署资源和应用，动态地部署、配置和回收资源; (5)监控：监控云系统资源的使用情况，以便做出迅疾的反应; (6)服务器集群：虚拟或者物理服务器，由管理系统管理。 3.2 自动化部署 自动化部署，是指通过自动安装和部署，将计算资源从原始状态变为可用状态。在云计算中体现为将虚拟资源池中的资源进行划分、安装和部署成可以为用户提供各种服务和应用的过程，其中包括硬件(服务器)、软件(用户需要的软件和配置)、网络和存储。系统资源的部署有多个步骤，自动化部署通过调用脚本，实现不同厂商设备管理工具的自动配置、应用软件的部署和配置，确保这些调用过程可以以静默的方式实现，免除了大量的人机交互，使得部署过程不再依赖人工操作。整个部署过程基于工作流来实现，如图2所示。 图2 自动化部署 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 构架 其中，工作流引擎和数据模型是在自动化部署管理工具中涉及的功能模块，通过将具体的软硬件甚至逻辑概念定义在数据模型中，管理工具可以标识并在工作流中调度这些资源，实现分类管理。工作流引擎是调用和触发工作流，实现部署自动化的核心机制，自动将不同种类的脚本 流程 快递问题件怎么处理流程河南自建厂房流程下载关于规范招聘需求审批流程制作流程表下载邮件下载流程设计 整合在一个集中、可重复使用的工作流数据库中。这些工作流可以自动完成原来需要手工完成的服务器、操作系统、中间件、应用程序、存储器和网络设备的配置任务。 3.3 资源监控 “云”通常具有大量服务器，并且资源是动态变化的，需要及时、准确、动态的资源信息。资源监控可以为“云”对资源的动态部署提供依据，并有效监控资源的使用情况和负载情况。资源监控是实现“云”资源管理的一个重要环节，它可提供对系统资源的实时监控，并为其它子系统提供系统性能信息，以便更好地完成系统资源的分配。云计算通过一个监视服务器监控和管理计算资源池中的所有资源，并通过在云中的各个服务器上部署Agent代理程序，配置并监视各资源服务器，定期将资源使用信息数据传送至数据仓库，监视服务器数据仓库中“云”资源的使用情况，对数据进行分析及跟踪资源的可用性，为排除故障和均衡资源提供信息。 4 结束语 目前，云计算还处于起步阶段，但它将改变用户对计算资源的使用方式，使得用户从以桌面为核心转向以Web为核心。文中讨论了云计算的现有技术、随着云计算的发展，将会有更多的平台和服务类型出现，并推动云计算及其应用的发展。