基于云計算技術的研究與探討
論文關鍵詞:云計算 編程模型 虛擬化技術
論文摘 要:云計算是一種基于Internet的新興應用計算機技術,云計算由于其優(yōu)點和巨大商業(yè)價值,在各個領域得到了廣泛的運用。本文介紹了云計算的主要服務形式及其核心技術,并提出了目前云計算所面臨的問題。
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、服務作為一種公共設施為公眾提供,像使用電話、煤氣和水電一樣使用計算機資源,并且費用低廉、取用方便。云計算是通過互聯(lián)網(wǎng)進行傳輸?shù)?數(shù)據(jù)存儲在云端,服務存儲在云端,通過利用數(shù)據(jù)的強大計算能力,為用戶服務。繼2007年IBM和Google宣布在云計算領域的合作后[2],云計算迅速成為產(chǎn)業(yè)界與學術界的熱點研究,得到廣泛的關注。
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)絡存儲(Network Storage Technologies)、虛擬化(Virtualization)、負載均衡(Load Balance)等傳統(tǒng)計算機技術和網(wǎng)絡技術發(fā)展融合的產(chǎn)物,是新興的商業(yè)計算模型。它旨在通過網(wǎng)絡把多個成本相對較低的計算實體整合成一個具有強大計算能力的完美系統(tǒng),并借助SaaS、PaaS、IaaS、MSP等先進的商業(yè)模式把這強大的計算能力分布到終端用戶手中。Cloud Computing的一個核心理念就是通過不斷提高“云”的處理能力,進而減少用戶終端的處理負擔,最終使用戶終端簡化成一個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互聯(lián)網(wǎng)發(fā)送一個需求信息,遠端就會有成千上萬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完成。
2 云計算的主要服務形式
目前,云計算的主要服務形式有:SaaS、Paas和IaaS。
(1)軟件即服務(SaaS)。SaaS服務指的是提供商在自己的服務器上將應用軟件統(tǒng)一部署,用戶通過互聯(lián)網(wǎng)來訂購自己需要的應用軟件,提供商會根據(jù)所定軟件的時間長短和數(shù)量來收費,服務提供商會通過瀏覽器給用戶提供軟件。(2)平臺即服務(PaaS)。PaaS是指將開發(fā)環(huán)境作為服務來提供。廠商提供開發(fā)環(huán)境、服務器平臺、硬件資源等服務給客戶,用戶在其平臺基礎上定制開發(fā)自己的應用程序并通過其服務器和互聯(lián)網(wǎng)傳遞給其他客戶。PaaS能夠給企業(yè)或個人提供研發(fā)的中間件平臺,提供應用程序開發(fā)、數(shù)據(jù)庫、應用服務器、試驗、托管及應用服務。(3)基礎設施服務(IaaS)。IaaS即把廠商的由多臺服務器組成的“云端”基礎設施,作為計量服務提供給客戶。它可以提供存儲資源和虛擬化服務器,前提是它將I/O設備、內(nèi)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,用戶付費使用廠商的硬件設施。
3 云計算的核心技術
云計算系統(tǒng)運用了許多技術,其中以編程模型、數(shù)據(jù)管理技術、數(shù)據(jù)存儲技術、虛擬化技術、云計算平臺管理技術最為關鍵。
(1)編程模型。MapReduce是Google開發(fā)的java、Python、C++編程模型,它是一種簡化的分布式編程模型和高效的任務調(diào)度模型,用于大規(guī)模數(shù)據(jù)集(大于1TB)的并行運算。嚴格的編程模型使云計算環(huán)境下的編程十分簡單。(2)海量數(shù)據(jù)分布存儲技術。云計算系統(tǒng)由大量服務器組成,同時為大量用戶服務,因此云計算系統(tǒng)采用分布式存儲的方式存儲數(shù)據(jù),用冗余存儲的方式保證了數(shù)據(jù)可靠性。(3)海量數(shù)據(jù)管理技術。云計算需要對分布的、海量的數(shù)據(jù)進行處理、分析,因此,數(shù)據(jù)管理技術必需能夠高效的管理大量的數(shù)據(jù)。云計算系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)管理技術主要是Google的BT數(shù)據(jù)管理技術和Hadoop團隊開發(fā)的開源數(shù)據(jù)管理模塊HBase。(4)虛擬化技術。通過虛擬化技術可實現(xiàn)軟件應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。(5)云計算平臺管理技術。云計算系統(tǒng)的平臺管理技術能夠將大量的服務器進行協(xié)同工作,進行業(yè)務部署和開通非常方便,發(fā)現(xiàn)和恢復系統(tǒng)故障也非常的快速,通過智能化、自動化的手段實現(xiàn)大規(guī)模系統(tǒng)的運營。
4 云計算技術發(fā)展面臨的主要問題
隨著云計算技術的日益發(fā)展和廣泛應用,云計算模式同時存在著一些問題。(1)數(shù)據(jù)隱私問題。如何保證存放在云服務提供商的數(shù)據(jù)隱私不被非法利用,不僅需要技術的改進,也需要法律的進一步完善。(2)數(shù)據(jù)安全性。有些數(shù)據(jù)是企業(yè)的商業(yè)機密,數(shù)據(jù)的安全性關系到企業(yè)的生存和發(fā)展。云計算數(shù)據(jù)的安全性問題解決不了會影響云計算在企業(yè)中的應用。(3)用戶使用習慣。如何改變用戶的使用習慣,使用戶適應網(wǎng)絡化的軟硬件應用是長期而艱巨的挑戰(zhàn)。(4)網(wǎng)絡傳輸問題。云計算服務依賴網(wǎng)絡,目前網(wǎng)速低且不穩(wěn)定,使云應用的性能不高。云計算的普及依賴網(wǎng)絡技術的發(fā)展。
5 結語
目前,云計算技術的發(fā)展正處在起步階段,但云計算技術的發(fā)展將會改變用戶對計算資源的使用方式,使用戶從以桌面為核心轉向了以Web為核心。云計算的前景美好,但還存在一些技術問題亟待解決,例如可擴展的并行計算技術、高可靠的系統(tǒng)容錯技術、數(shù)據(jù)安全技術、負載均衡技術、海量數(shù)據(jù)的挖掘技術、任務調(diào)度技術等方向。隨著云計算技術的發(fā)展,將會有更多的平臺和服務不斷涌現(xiàn)出來進而推動云計算技術及其應用的發(fā)展。
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