云计算专业调研报告

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1、云计算专业调研报告Prepared on 22 November 2020呼和浩特民族学院计算机系专业调研报告题目：云计算专业调研报告调研单位：呼和浩特民族学院专业：云计算班级：学号：学生姓名：指导教师：2015年 06月 05日目录云计算专业调研报告一. 调研信息1. 调研目的对云计算行业进行初步的了解2. 调研时间2015 年 6 月 3 日3. 调研对象云计算行业4. 调研方法上网查找相关资料二. 当前应用情况1. 应用领域 云计算有着广泛的应用前景。协作工具：个人、家庭、组织、社会通过“云”进行协同工作，实现同步处理或接续。例如：科研：地震监测、海洋信息 监控、天文信息计算处理等；医学

2、：DNA信息分析、海量病历存储分析、医疗 影像处理等；网络安全：病毒库存储、垃圾邮件屏蔽等；图形和图像处理：动 画素材存储分析、高仿真动画制作、图片检索等；互联网： Email 服务、在线 实时翻译、 网络检索服务等；服务平台：为需要大规模计算或存储时的各种 应用或开发提供虚拟化的资源服务，不同的使用者可以实现资源的共享；创新 基地：为用户提供API,鼓励用户进行创新尝试，不断涌现新的应用或服务。2. 产业现状自亚马逊EC2产品和Google-IBM并行计算项目提出云计算以来，从技术 供应商到软件服务提供商纷纷推出披着“云计算”外衣的各式产品与服务,其中 不乏炒作概念、混水摸鱼之辈。总的来看,

3、云计算还处于一个起步的阶段,业 务种类还比较单一。目前,提供云计算产品和服务的公司主要来自北美特别是 美国。 Amazon： 最早提供远程云计算平台服务的公司,云计算平台称为弹性 计算云(Elastic Compute Cloud，EC2)。用户租用的是虚拟的计算能力， 简化了计费方式。在弹性计算云中，提供了三种不同能力的虚拟机实例，具有 不同的收费价格。例如，其中默认的也是最小的运行实例是内存，1 个 EC2 的 计算单元（1虚拟的计算核以相关的计算单元），160GB虚拟机内部存储容 量，是一个32位的计算平台，收费标准为每个小时10 美分。在当前的云计算 平台中，还有两种性能更加强劲的虚拟

4、机实例可供使用，当然价格也更加昂贵 点。IBM :在2007年11月15日推出了蓝云计算平台，为客户带来即买即 用的云计算平台。它包括一系列的云计算产品，通过将 Tivoli、DB2、 WebSphere 与硬件产品（目前是 x86 刀片服务器）集成，能够为企业架设个 分布式、可全球访问的资源结构。首款支持Power和x86处理器刀片服务器系 统的“蓝云”产品于2008年正式推出，并且计划随后推出基于System z“大型主 机”的云环境，以及基于高密度机架集群的云环境。2007年2月起，IBM与无锡 市政府合建无锡太湖新城科教产业园建立云计算中心，已投商用。3. 商业模式应用云计算与电子商务

5、结合产生的电子外包就是前景看好的应用之。电子商 务是互联网的重要应用，代表着互联网从大众化娱乐向商业化服务的发展方 向。作为种面向互联网的商业模式创新，云计算与电子商务的结合必将在企 业的组织形式，盈利方式，市场营销，知识管理等领域带来重大的变化，从而 使从事电子商务活动的企业尤其是中小企业能够更有效的利用各种信息和资 源，降低成本，从而提高企业的核心竞争力，提高商品和服务交易的成交率。 基于云计算的电子外包使企业无需新增硬件投入、软件和程序开发成本，只要 按需支付定租金，就可以访问服务提供商如阿里巴巴等建立的电子商务云， 运行企业所需的管理程序，建立和存储商业数据库资料；只要有网络连接，就

6、可以做到在任何时间、任何地点进行操作，不受时间和地域的限制，保证业务 的不间断运转，避免错过任何个商业机会。电子外包实际上是“随需而变”电 子商务的种形式，这种模式就是利用云计算平台，将分布在各个地方的各种 资源虚拟地构建起来，实现资源共享，使得企业在使用网络构架和应用程序时 就能像使用自来水、电力和燃气等般公共服务样方便。它不仅能同时为成 千上万客户同时提供商务服务，而且能保证其应用环境的高度安全。4. 云计算的优点（1）虚拟化技术现有的云计算平台的最大的特点是利用软件来实现硬件资源的虚拟化管 理、调度及应用。通过虚拟平台用户使用网络资源、计算资源、数据库资源、 硬件资源、存储资源等，与在自

7、己的本地计算机上使用的感觉是一样的，相当 于是在操作自己的计算机，而在云计算中利用虚拟化技术可大大降低维护成本 和提高资源的利用率。（2）灵活定制在云计算时代，用户可以根据自己的需要或喜好定制相应的服务、应用及 资源，云计算平台可以按照用户的需求来部署相应的资源、计算能力、服务及 应用。用户不必关心资源在哪里、如何部署，只需要把自己的需求告诉云，剩 下的工作就交给云了，云将返回用户定制的结果，当然用户也可以对定制的服 务进行管理，如退订或删除一些服务等。（3）动态可扩展性在云计算体系中，可以将服务器实时加入到现有服务器群中，提高云处 理能力，如果某计算节点出现故障，则通过相应策略抛弃掉该节点，

8、并将其任 务交给别的节点，而在节点故障排除后可实时加入现有集群中。（4）高可靠性和安全性用户数据存储在服务器端，而应用程序在服务器端运行，计算由服务器端 来处理。所有的服务分布在不同的服务器上，如果什么地方（节点）出问题就 终止它，另外再启动一个程序或节点，即自动处理失败节点，保证了应用和计 算的正常进行，而用户端不必备份，可以任意点恢复。在云计算服务器端提供 了最可靠、最安全的数据存储中心，有全世界最专业的团队管理信息，有全世 界最先进的数据中心保存数据，严格的权限管理策略可以帮助用户放心地与指 定的人共享数据。另一方面数据被复制到多个服务器节点上有多个副本（备 份），存储在云里的数据即使意

9、外删除或硬件崩溃都不会受到影响。（5）高性价比云计算对用户端的硬件设备要求最低，使用起来也最方便，软件不用购买 和升级只需定制就可以了，而服务器端也可以用价格低廉的 PC 组成云，而计 算能力却可超过大型主机，而用户在软硬件维护和升级上的投入大大减少。（6）数据、软件在云端（服务器端）云计算模式下，用户的所有数据直接存储在云端，在需要的时候直接从云 端下载使用；用户使用的软件由服务商统一部署在云端运行，软件维护由服务 商来完成，当个人计算出现故障或崩溃，也不会影响该用户对其软件的试用， 用户只需要换个 PC 就可以继续自己的工作，包括文档实时编辑和协作开发 等。（7）超强大的计算和存储能力用户

10、可以在任何时间、任意地点，采用任何设备登录到云计算系统后就可 以进行计算服务；云计算云端由成千上万台甚至更多服务器组成的集群具有无 限空间、无限速度。5. 云计算的缺点因为云计算计算能力和数据都在云里，如何保证客户数据的安全就是比较 重要的了。安全有两个方面，一个是数据不会丢失，这个一般服务商都会有备 份能力解决，但是也是偶尔会发生丢失的；另外一个就是你的数据不会泄漏， 这个虽然服务商也会采取一些措施，不让外部人员，例如黑客等攻击获取数 据，但是服务商内部人员的问题也是很大的，例如前一阶段暴露的某国有大型 移动运营商内部员工非法销售客户通话列表一事。当然服务商都会说数据放在 他们那里是安全的，

11、但是都是他们自说自的，没有一个第三方的权威机构统一 认证和判定。三. 技术组成1. 数据存储技术为保证高可用、高可靠和经济性，云计算采用分布式存储的方式来存储数 据，采用冗余存储的方式来保证存储数据的可靠性，即为同一份数据存储多个 副本。另外，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高吞吐率和高传输率的特点。 云计算的数据存储技术主要有谷歌的非开源GFS (Google File System)和 Hadoop 开发团队开发的 GFS 的开源实现 HDFS(Hadoop Distributed FileSys tem)。大部分IT厂商

12、，包括Yahoo、In tel的云计划采用的都是 HDFS 的数据存储技术。未来的发展将集中在超大规模的数据存储、数据加密和 安全性保证、以及继续提高 I/O 速率等方面。2. 数据管理技术云计算系统对大数据集进行处理、分析向用户提供高效的服务。因此，数 据管理技术必须能够高效的管理大数据集。其次，如何在规模巨大的数据中找 到特定的数据，也是云计算数据管理技术所必须解决的问题。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，数据的读操作频率远大于数据的 更新频率，云中的数据管理是一种读优化的数据管理。因此，云系统的数据管 理往往采用数据库领域中列存储的数据管理模式。将表按列划分后存储。

13、为了 满足云计算的大规模数据集管理，高效的数据定位需求。谷歌采用 BigTable 的数据管理技术。在各大IT厂商的支持下，Hadoop开发团队正在开发其开源 版本。以BigTable为例，BigTable数据管理方式设计者Google给出了如下定义：BigTable是一种为了管理结构化数据而设计的分布式存储系统，这 些数据可以扩展到非常大的规模，例如在数千台商用服务器上的达到 PB(Petabytes)规模的数据。BigTable对数据读操作进行优化，采用列存储的 方式，提高数据读取效率。BigTable管理的数据的存储结构为： -string。 BigTable 的基本元素是：行，列，记录

14、板和时间戳。其中， 记录板是一段行的集合体。BigTable中的数据项按照行关键字的字典序排列， 每行动态地划分到记录板中。每个节点管理大约 100 个记录板。时间戳是一个 64位的整数，表示数据的不同版本。BigTable在执行时需要三个主要的组 件： 链接到每个客户端的库，一个主服务器，多个记录板服务器。主服务器 用于分配记录板到记录板服务器以及负载平衡，垃圾回收等。记录板服务器用 于直接管理一组记录板，处理读写请求等。为保证数据结构的高可扩展性， BigTable 采用三级的层次化的方式来存储位置信息。3. 编程模型技术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

15、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。云计算采用类似 MAP-Reduce 的编程模式。现在所有 IT 厂商提出的“云”计划中采用的编程模型， 都是基于MAP-Reduce的思想开发的编程工具。MAP-Reduce不仅仅是一种编程 模型，同时也是一种高效的任务调度模型。Map-Reduce这种编程模型并不仅适 用于云计算，在多核和多处理器、cellprocessor、以及异构机群上同样有良 好的性能。该编程模式仅适用于编写任务内部松耦合、能够高度并行化的程 序。如何改进该编程模式，使程序员得能够轻松的编写紧耦合

16、的程序，运行时 能高效的调度和执行任务，是Map-Reduce编程模型未来的发展方向。为了满 足云计算的分布式存储方式、同时保证数据可靠性和高吞吐率以及高传输率的 需求。目前各IT厂商多采用GFS或HDFS的数据存储技术。四. 发展现状及趋势目前，云计算正处于发展起步阶段，市场规模相对较小，但前景诱人。据 国际数据公司（International Data Corporation，IDC）最新报告显示，目 前全球云计算市场规模为 172亿美元， 2013年将增长至442亿美元，未来4年 全球云计算市场平均每年将增长26%。IDC首席分析师弗兰克吉恩斯认为：云 计算服务的普及正处于“跨越鸿沟”阶段。另有预测，云计算