云计算简介

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1、此京眉油化工槽協BEIJNGINSTTUTE 0PETROCHEMIQA. TEC F-NOLO GY结课论文项目名称：云计算的简介课程名称:班级：姓名：学号：信息工程学院计算机系目录1云计算的概念及基本原理31.1云计算的基本原理31.2云计算的基本原理42云计算的特点42.1计算资源集成提高设备计算能力42.2分布式数据中心保证系统容灾能力52.3软硬件相互隔离减少设备依赖性52.4平台模块化设计体现高可扩展性52.5虚拟资源池为用户提供弹性服务52.6按需付费降低使用成本53云计算的关键技术53.1 虚拟机技术63.2数据存储技术63.3数据管理技术63.4分布式编程与计算63.5虚拟资

2、源的管理与调度63.6云计算的业务接口 64云计算的应用75云计算发展前景76参考文献8云计算简介1云计算的概念及基本原理1.1云计算的基本原理“云计算(Cloud Computing)是分布式处理(Distributed Computing)、并行处理 (Parallel Computing)和网格计算(Grid Computing)的发展，或者说是这些计算机科学概 念的商业实现。许多跨国信息技术行业的公司如IBM、Yahoo和Google等正在使用云计算的概念兜售自己的产品和服务。企事业单位中小企业云计算这个名词可能是借用了量子物理中的“电子云”(Electron Cloud)，强调说明计

3、算的弥漫性、无所不在的分布性和社会性特征。量子物理上有“电子云”，在原子核周围运动的电子不是一个经验世界的轨道例如像天体一样的运行轨道，而是弥漫空间的、云状的存在，描述电子的运动不是牛顿经典力学而是一个概率分布的密度函数， 用薛定谔波动方程来描述，特定的时间内粒子位于某个位置的概率有多大，这跟经典 力学的提法完全不同。电子云有以下特性，概然性、弥漫性、同时性等等，云计算可能的确是来自电子 云的概念，前些年就有所谓“无所不在的计算”，IBM有一个无所不在的计算叫 “Ubiquitous ”，MS(Bill)不久也跟着提出一个无所不在的计算 “Pervade”，现在人们对 无所不在的计算又有了新的

4、认识，现在说是 “Omnipresent”。但是，云计算的确不是 纯粹的商业炒作，的确会改变信息产业的格局，现在许多人已经用上了Google Doc和Google Apps，用上了许多远程软件应用如 Office字处理而不是用自己本地机器上 安装这些应用软件，以后谁还会花钱买Office软件呢?还有许多企业应用如电子商务应用，例如要写一个交易程序，Google的企业方案就包含了现成的模板，一个销售人员根本没学习过Netbeanr也能做出来。这种计算和产业动向是符合开源精神的，符合 SaaS(Software as a Service) 趋势。现在有这样的说法，当今世界只有五台计算机，一台是Go

5、ogle的，一台是IBM 的，一台是 Yahoo的，一台是 Amazon的，一台是Microsoft的，因为这五个公司率 先在分布式处理的商业应用上捷足先登引领潮流。Sun公司很早就提出说“网络就是计 算机”是有先见之明的。1.2云计算的基本原理云计算的基本原理是，通过使计算分布在大量的分布式计算机上，而非本地计算机或远 程服务器中,企业数据中心的运行将更与互联网相似。这使得企业能够将资源切换到需要的 应用上，根据需求访问计算机和存储系统。这可是一种革命性的举措，打个比方，这就好比 是从古老的单台发电机模式转向了电厂集中供电的模式。它意味着计算能力也可以作为一种 商品进行流通，就像煤气、水电一

6、样，取用方便，费用低廉。最大的不同在于，它是通过互 联网进行传输的。云计算的蓝图已经呼之欲岀：在未来，只需要一台笔记本或者一个手机， 就可以通过网络服务来实现我们需要的一切，甚至包括超级计算这样的任务。从这个角度而 言，最终用户才是云计算的真正拥有者。云计算的应用包含这样的一种思想，把力量联合起 来，给其中的每一个成员使用。从最根本的意义来说，云计算就是利用互联网上的软件和数 据的能力。对于云计算，李开复（Google全球副总裁、中国区总裁）打了一个形象的比喻： 钱庄。最早人们只是把钱放在枕头底下，后来有了钱庄，很安全，不过兑现起来比较麻烦。 现在发展到银行可以到任何一个网点取钱，甚至通过AT

7、M,或者国外的渠道。就像用电不 需要家家装备发电机，直接从电力公司购买一样。“云计算”带来的就是这样一种变革一由 谷歌、IBM这样的专业网络公司来搭建计算机存储、运算中心，用户通过一根网线借助浏 览器就可以很方便的访问，把“云”做为资料存储以及应用服务的中心。云计算目前已经发 展出了云安全和云存储两大领域。如国内的瑞星和趋势科技就已开始提供云安全的产品；而 微软、谷歌等国际头更多的是涉足云存储领域。2云计算的特点2.1计算资源集成提高设备计算能力云计算把大量计算资源集中到一个公共资源池中，通过多主租用的方式共享计算资源。 虽然单个用户在云计算平台获得服务水平受到网络带宽等各因素影响，未必获得优

8、于本地主 机所提供的服务，但是从整个社会资源的角度而言整体的资源调控降低了部分地区峰值荷载 提咼了部分荒废的主机的运行率，从而提咼资源利用率。2.2分布式数据中心保证系统容灾能力分布式数据中心可将云端的用户信息备份到地理上相互隔离的数据库主机中，甚至用户 自己也无法判断信息的确切备份地点。该特点不仅仅提供了数据恢复的依据，也使得网络病 毒和网络黑客的攻击失去目的性而变成徒劳，大大提高系统的安全性和容灾能力。2.3软硬件相互隔离减少设备依赖性虚拟化层将云平台上方的应用软件和下方的基础设备隔离开来。技术设备的维护者无法 看到设备中运行的具体应用。同时对软件层的用户而言基础设备层透明的，用户只能看到

9、虚 拟化层中虚拟出来的各类设备。这种架构减少了设备依赖性，也为动态的资源配置提供可能。 2.4平台模块化设计体现高可扩展性目前主流的云计算平台均根据SPI架构在各层集成功能各异的软硬件设备和中间件软件。 大量中间件软件和设备提供针对该平台的通用接口，允许用户添加本层的扩展设备。部分云 与云之间提供对应接口，允许用户在不同云之间进行数据迁移。类似功能更大程度上满足了 用户需求，集成了计算资源，是未来云计算的发展方向之一。2.5虚拟资源池为用户提供弹性服务云平台管理软件将整合的计算资源根据应用访问的具体情况进行动态调整，包括增大或 减少资源的要求。因此云计算对于在非恒定需求的应用，如对需求波动很大

10、、阶段性需求等, 具有非常好的应用效果。在云计算环境中，既可以对规律性需求通过事先预测事先分配，也 可根据事先设定的规则进行实时公台调整。弹性的云服务可帮助用户在任意时间得到满足需 求的计算资源。2.6按需付费降低使用成本作为云计算的代表按需提供服务按需付费是目前各类云计算服务中不可或缺的一部分。 对用户而言，云计算不但省去了基础设备的购置运维费用，而且能根据企业成长的需要不断 扩展订购的服务，不断更换更加适合的服务，提高了资金的利用率。3云计算的关键技术Web 2.0技术!云计算是分布式处理、并行计算和网格计算等概念的发展和商业实现，其技术实 质是计算、存储、服务器、应用软件等 IT软硬件资

11、源的虚拟化，云计算在虚拟化、 数据存储、数据管理、编程模式等方面具有自身独特的技术。世用足修涮馬的檢心技术. 嘩接素； 悔同工作：社交网帘:卫计算叩间忏平设审症槪化.廿私式计翼：负聂顷：存桂虚谢t：存蜷宴中世理和短控- 存性访冋接口:云计篦註雄.呻: 应用服劳as.3.1虚拟机技术虚拟机，即服务器虚拟化是云计算底层架构的重要基石。在服务器虚拟化中，虚 拟化软件需要实现对硬件的抽象，资源的分配、调度和管理，虚拟机与宿主操作系统 及多个虚拟机间的隔离等功能，目前典型的实现（基本成为事实标准）有 Citrix Xen、 VMware ESX Server 和 Microsoft Hype-V 等。3

12、.2数据存储技术云计算系统需要同时满足大量用户的需求，并行地为大量用户提供服务。因此， 云计算的数据存储技术必须具有分布式、高吞吐率和高传输率的特点。目前数据存储 技术主要有 Google 的 GFS（ Google File System ，非开源）以及 HDFS（ Hadoop Distributed File System，开源），目前这两种技术已经成为事实标准。3.3数据管理技术云计算的特点是对海量的数据存储、读取后进行大量的分析，如何提高数据的更 新速率以及进一步提高随机读速率是未来的数据管理技术必须解决的问题。云计算的数据管理技术最著名的是谷歌的 BigTable数据管理技术，同时

13、Hadoop开发团队正在 开发类似BigTable的开源数据管理模块。3.4分布式编程与计算为了使用户能更轻松的享受云计算带来的服务，让用户能利用该编程模型编写简 单的程序来实现特定的目的，云计算上的编程模型必须十分简单。必须保证后台复杂 的并行执行和任务调度向用户和编程人员透明。当前各IT厂商提出的“云”计划的编程工具均基于Map-Reduce的编程模型。3.5虚拟资源的管理与调度云计算区别于单机虚拟化技术的重要特征是通过整合物理资源形成资源池，并通过资源管理层（管理中间件）实现对资源池中虚拟资源的调度。云计算的资源管理需 要负责资源管理、任务管理、用户管理和安全管理等工作，实现节点故障的屏

14、蔽，资 源状况监视，用户任务调度，用户身份管理等多重功能。3.6云计算的业务接口为了方便用户业务由传统IT系统竝计算环境的迁移，云计算应对用户提供统 一的业务接口。业务接口的统一不仅方便用户业务向云端的迁移，也会使用户业务在 云与云之间的迁移更加容易。在云计算时代，SOA架构和以Web Service为特征的业务模式仍是业务发展的主要路线。4云计算的应用透过这项技术，网络服务提供者可以在数秒之内，达成处理数以千万计甚至亿计 的信息，达到和“超级计算机”同样强大效能的网络服务。最简单的云计算技术在网络服务中已经随处可见，例如搜寻引擎、网络信箱等, 使用者只要输入简单指令即能得到大量信息。Q瑚e?

15、甘頃理痒回臓横域参曙实现固!ngbl n.org135中画舞功通世ClISiAMOISLL未来如手机、GPS等行动装置都可以透过云计算技术，发展出更多的应用服务。进一步的云计算不仅只做资料搜寻、分析的功能，未来如分析DNA结构、基因图谱定序、解析癌症细胞等，都可以透过这项技术轻易达成。如果仅仅如此那么云计算和其他计算例如网格计算，分布式计算还有何种不同呢？答案当然是云计算的应用还不仅仅如此。网格计算是针对特定的需求，采用分布 式计算的模式来处理用户请求，在短时间内做出相应。且结果不依赖与单个参与计算 的计算机。因此他的应用就很厉害啦：包括如上所说分析DNA结构等。而云计算是你需要什么资源，在某个国家级的地点的云下经过协商，付费之后。相应的就能获得 什么资源，来解决你的“任何”请求。或者公司的，或者国家的。此时当请求数增多的 时候，添加额外的付费即可获得额外的资源来处理你的请求。即费用是和使用的资源 成正比的。也就是说任何需要，云计算都可以为你解决。小到需要使用特定软件，大 到模拟卫星的周期轨道，以及数据的存储，公司的管理。对人们的生活方式的影响等 等应用可以说包含了你能想到的和你想不到的。而一切的资源，你想要得到的方式很 简单，只需要提供合理