基于云計算技術(shù)的研究與探討
論文關(guān)鍵詞:云計算 編程模型 虛擬化技術(shù)
論文摘 要:云計算是一種基于Internet的新興應用計算機技術(shù),云計算由于其優(yōu)點(diǎn)和巨大商業(yè)價(jià)值,在各個(gè)領(lǐng)域得到了廣泛的運用。本文介紹了云計算的主要服務(wù)形式及其核心技術(shù),并提出了目前云計算所面臨的問(wèn)題。
0 引言
2006年谷歌推出了“Google 101計劃”,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“云計劃”。
云計算的思想可以追溯到20世紀60年代,John McCar2thy[1]曾經(jīng)提到“計算早晚有一天能變成公用的基礎設施”,意味著(zhù)計算能力可以流通,像人們使用商品一樣使用計算機資源。將計算、服務(wù)作為一種公共設施為公眾提供,像使用電話(huà)、煤氣和水電一樣使用計算機資源,并且費用低廉、取用方便。云計算是通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行傳輸的,數據存儲在云端,服務(wù)存儲在云端,通過(guò)利用數據的強大計算能力,為用戶(hù)服務(wù)。繼2007年IBM和Google宣布在云計算領(lǐng)域的合作后[2],云計算迅速成為產(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 云計算的定義
云計算(Cloud Computing)是網(wǎng)格計算(Grid Computing)、分布式計算(Distributed Computing)、并行計算(Parallel Computing)、效用計算(Utility Computing)網(wǎng)絡(luò )存儲(Network Storage Technologies)、虛擬化(Virtualization)、負載均衡(Load Balance)等傳統計算機技術(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)計算模型。它旨在通過(guò)網(wǎng)絡(luò )把多個(gè)成本相對較低的計算實(shí)體整合成一個(gè)具有強大計算能力的完美系統,并借助SaaS、PaaS、IaaS、MSP等先進(jìn)的商業(yè)模式把這強大的計算能力分布到終端用戶(hù)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(hù)終端的處理負擔,最終使用戶(hù)終端簡(jiǎn)化成一個(gè)單純的輸入輸出設備,并能按需享受“云”的強大計算處理能力通俗的理解是,云計算的“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,本地計算機只需要通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)送一個(gè)需求信息,遠端就會(huì )有成千上萬(wàn)的計算機為你提供需要的資源并將結果返回到本地計算機,這樣,本地計算機幾乎不需要做什么,所有的處理都在云計算提供商所提供的計算機群來(lái)完成。
2 云計算的主要服務(wù)形式
目前,云計算的主要服務(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)器上將應用軟件統一部署,用戶(hù)通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)來(lái)訂購自己需要的應用軟件,提供商會(huì )根據所定軟件的時(shí)間長(cháng)短和數量來(lái)收費,服務(wù)提供商會(huì )通過(guò)瀏覽器給用戶(hù)提供軟件。(2)平臺即服務(wù)(PaaS)。PaaS是指將開(kāi)發(fā)環(huán)境作為服務(wù)來(lái)提供。廠(chǎng)商提供開(kāi)發(fā)環(huán)境、服務(wù)器平臺、硬件資源等服務(wù)給客戶(hù),用戶(hù)在其平臺基礎上定制開(kāi)發(fā)自己的應用程序并通過(guò)其服務(wù)器和互聯(lián)網(wǎng)傳遞給其他客戶(hù)。PaaS能夠給企業(yè)或個(gè)人提供研發(fā)的中間件平臺,提供應用程序開(kāi)發(fā)、數據庫、應用服務(wù)器、試驗、托管及應用服務(wù)。(3)基礎設施服務(wù)(IaaS)。IaaS即把廠(chǎng)商的由多臺服務(wù)器組成的“云端”基礎設施,作為計量服務(wù)提供給客戶(hù)。它可以提供存儲資源和虛擬化服務(wù)器,前提是它將I/O設備、內存、計算能力和存儲整理合并成虛擬的資源池。這是一種托管型硬件方式,用戶(hù)付費使用廠(chǎng)商的硬件設施。
3 云計算的核心技術(shù)
云計算系統運用了許多技術(shù),其中以編程模型、數據管理技術(shù)、數據存儲技術(shù)、虛擬化技術(shù)、云計算平臺管理技術(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)調度模型,用于大規模數據集(大于1TB)的并行運算。嚴格的編程模型使云計算環(huán)境下的編程十分簡(jiǎn)單。(2)海量數據分布存儲技術(shù)。云計算系統由大量服務(wù)器組成,同時(shí)為大量用戶(hù)服務(wù),因此云計算系統采用分布式存儲的方式存儲數據,用冗余存儲的方式保證了數據可靠性。(3)海量數據管理技術(shù)。云計算需要對分布的、海量的數據進(jìn)行處理、分析,因此,數據管理技術(shù)必需能夠高效的管理大量的數據。云計算系統中的數據管理技術(shù)主要是Google的BT數據管理技術(shù)和Hadoop團隊開(kāi)發(fā)的開(kāi)源數據管理模塊HBase。(4)虛擬化技術(shù)。通過(guò)虛擬化技術(shù)可實(shí)現軟件應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)云計算平臺管理技術(shù)。云計算系統的平臺管理技術(shù)能夠將大量的服務(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)現和恢復系統故障也非常的快速,通過(guò)智能化、自動(dòng)化的手段實(shí)現大規模系統的運營(yíng)。
4 云計算技術(shù)發(fā)展面臨的主要問(wèn)題
隨著(zhù)云計算技術(shù)的日益發(fā)展和廣泛應用,云計算模式同時(shí)存在著(zhù)一些問(wèn)題。(1)數據隱私問(wèn)題。如何保證存放在云服務(wù)提供商的數據隱私不被非法利用,不僅需要技術(shù)的改進(jìn),也需要法律的進(jìn)一步完善。(2)數據安全性。有些數據是企業(yè)的商業(yè)機密,數據的安全性關(guān)系到企業(yè)的生存和發(fā)展。云計算數據的安全性問(wèn)題解決不了會(huì )影響云計算在企業(yè)中的應用。(3)用戶(hù)使用習慣。如何改變用戶(hù)的使用習慣,使用戶(hù)適應網(wǎng)絡(luò )化的軟硬件應用是長(cháng)期而艱巨的挑戰。(4)網(wǎng)絡(luò )傳輸問(wèn)題。云計算服務(wù)依賴(lài)網(wǎng)絡(luò ),目前網(wǎng)速低且不穩定,使云應用的性能不高。云計算的普及依賴(lài)網(wǎng)絡(luò )技術(shù)的發(fā)展。
5 結語(yǔ)
目前,云計算技術(shù)的發(fā)展正處在起步階段,但云計算技術(shù)的發(fā)展將會(huì )改變用戶(hù)對計算資源的使用方式,使用戶(hù)從以桌面為核心轉向了以Web為核心。云計算的前景美好,但還存在一些技術(shù)問(wèn)題亟待解決,例如可擴展的并行計算技術(shù)、高可靠的系統容錯技術(shù)、數據安全技術(shù)、負載均衡技術(shù)、海量數據的挖掘技術(shù)、任務(wù)調度技術(shù)等方向。隨著(zhù)云計算技術(shù)的發(fā)展,將會(huì )有更多的平臺和服務(wù)不斷涌現出來(lái)進(jìn)而推動(dòng)云計算技術(shù)及其應用的發(fā)展。
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