5. 云計(jì)算的發(fā)展原因
6. 云計(jì)算的核心技術(shù)
7.云計(jì)算的服務(wù)形式
8. 云計(jì)算的應(yīng)用類別
9. 云計(jì)算的識(shí)別方法
5. 云計(jì)算的發(fā)展原因
五個(gè)主要原因使得分布式計(jì)算必然會(huì)越來越普遍,逐漸發(fā)展成主流的計(jì)算模式而取代集中式的大型計(jì)算機(jī),最終推出云計(jì)算。
1、
高性價(jià)比 現(xiàn)在分布式系統(tǒng)的第一個(gè)原因就是因?yàn)樗哂斜燃惺较到y(tǒng)更好的性能價(jià)格比。你不要花幾十萬美元就能獲得高效能計(jì)算。
2、
應(yīng)用分布性 多數(shù)應(yīng)用本身就是分布式的。如工業(yè)企業(yè)應(yīng)用,管理部門和現(xiàn)場(chǎng)不在同一個(gè)地方。
3、
高可靠性 冗余不僅是生物進(jìn)化的必要條件,而且也是信息技術(shù)、現(xiàn)代分布式系統(tǒng)具有高度容錯(cuò)機(jī)制。
4、
可擴(kuò)展性 買一臺(tái)性能更高的大型機(jī),或者再買一臺(tái)性能相同的大型機(jī)的費(fèi)用都比添加幾臺(tái)PC的費(fèi)用高得多。
5、
高度靈活性 能夠兼容不同硬件廠商的產(chǎn)品,兼容低配置機(jī)器和外設(shè)而獲得高性能計(jì)算。
粗略地計(jì)算,目前的個(gè)人計(jì)算機(jī)每個(gè)CPU芯片的處理能力是200MIPS,就是每秒種執(zhí)行200M也就是兩億次指令,而最近Yahoo公司報(bào)道他們已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了有一萬個(gè)節(jié)點(diǎn)就是一萬臺(tái)PC計(jì)算機(jī)連接的分布式系統(tǒng),總的處理能力是 2,000,000MIPS,最快的芯片也達(dá)不到這個(gè)速度,因?yàn)樵谝欢娣e上設(shè)計(jì)的芯片的速度是存在一個(gè)極限的,不可逾越。現(xiàn)在社會(huì)和家庭擁有的個(gè)人計(jì)算機(jī),只有30%的計(jì)算能力被利用,甚至更低,而其余70%的實(shí)際上是被閑置的,這些閑置的計(jì)算機(jī)資源和計(jì)算能力只有通過分布式系統(tǒng)才能得到有效的利用,這樣可以大大提高一個(gè)國家的計(jì)算能力,而計(jì)算能力是衡量一個(gè)國家國力和科學(xué)研究能力的指標(biāo)。一個(gè)國家和地區(qū)的計(jì)算能力現(xiàn)在已經(jīng)成為一種重要的戰(zhàn)略資源,不亞于石油和其他戰(zhàn)略物資的重要性。云計(jì)算就是把普通的服務(wù)器或者個(gè)人計(jì)算機(jī)連接起來以獲得超級(jí)計(jì)算機(jī)也叫高性能和高可用性計(jì)算機(jī)的功能,但是成本更低。云計(jì)算模式必定能大大提高我國科學(xué)計(jì)算和商業(yè)計(jì)算的能力,使得我國經(jīng)濟(jì)競爭力大大提升。美國和歐洲有許多社會(huì)分布的分布式計(jì)算系統(tǒng),他們動(dòng)員和使用這些社會(huì)計(jì)算能力進(jìn)行人類基因組學(xué)的研究、天文學(xué)問題研究、數(shù)學(xué)難題研究以及其他的科學(xué)問題研究。去年的一個(gè)研究報(bào)告估計(jì)我國個(gè)人計(jì)算機(jī)保有量接近兩億臺(tái),如果通過云計(jì)算連在一起,這將是多大的一筆計(jì)算資源。
6. 云計(jì)算的核心技術(shù)
云計(jì)算系統(tǒng)運(yùn)用了許多技術(shù),其中以編程模型、數(shù)據(jù)管理技術(shù)、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)技術(shù)、虛擬化技術(shù)、云計(jì)算平臺(tái)管理技術(shù)為最關(guān)鍵。
(1)
編程模型 云計(jì)算的基本思想是通過構(gòu)建大規(guī)模的基于集群系統(tǒng)的數(shù)據(jù)中心,在并行分布式計(jì)算技術(shù)基礎(chǔ)上的更高層次的“集中式”計(jì)算處理模式。因此,存儲(chǔ)管理、數(shù)據(jù)管理、虛擬化技術(shù)、大規(guī)模并行任務(wù)調(diào)度,以及面向數(shù)據(jù)密集型計(jì)算的并行編程模型構(gòu)成了支撐云計(jì)算的關(guān)鍵技術(shù)。
(2)?
海量數(shù)據(jù)分布存儲(chǔ)技術(shù) 云計(jì)算系統(tǒng)由大量服務(wù)器組成,同時(shí)為大量用戶服務(wù),因此云計(jì)算系統(tǒng)采用分布式存儲(chǔ)的方式存儲(chǔ)數(shù)據(jù),用冗余存儲(chǔ)的方式保證數(shù)據(jù)的可靠性。
(3)?
海量數(shù)據(jù)管理技術(shù) 云計(jì)算需要對(duì)分布的、海量的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理、分析,因此,數(shù)據(jù)管理技術(shù)必需能夠高效的管理大量的數(shù)據(jù)。
(4)
虛擬化技術(shù) 虛擬化技術(shù)根據(jù)對(duì)象可分成存儲(chǔ)虛擬化、計(jì)算虛擬化、網(wǎng)絡(luò)虛擬化等,計(jì)算虛擬化又分為系統(tǒng)級(jí)虛擬化、應(yīng)用級(jí)虛擬化和桌面虛擬化。
(5)
云計(jì)算平臺(tái)管理技術(shù) 云計(jì)算系統(tǒng)的平臺(tái)管理技術(shù)能夠使大量的服務(wù)器協(xié)同工作,方便的進(jìn)行業(yè)務(wù)部署和開通,快速發(fā)現(xiàn)和恢復(fù)系統(tǒng)故障,通過自動(dòng)化、智能化的手段實(shí)現(xiàn)大規(guī)模系統(tǒng)的可靠運(yùn)營。

圖6:Amazon的云計(jì)算平臺(tái)彈性計(jì)算云EC2(elastic compute cloud)
7. 云計(jì)算的服務(wù)形式
圖7:云計(jì)算
經(jīng)數(shù)十家公司、分析家和IT用戶討論,給出了云計(jì)算服務(wù)的幾大形式:
1.
SaaS(Software as a Service,軟件即服務(wù))
它是一種通過
Internet提供軟件的模式,用戶無需購買軟件,而是向提供商租用基于
Web的軟件,來管理企業(yè)經(jīng)營活動(dòng)。這種類型的云計(jì)算通過瀏覽器把程序傳給成千上萬的用戶。在用戶眼中看來,這樣會(huì)省去在服務(wù)器和軟件授權(quán)上的開支;從供應(yīng)商角度來看,這樣只需要維持一個(gè)程序就夠了,這樣能夠減少成本。
2.
IaaS(Infrastructure as a Servic,基礎(chǔ)設(shè)施即服務(wù))
消費(fèi)者通過Internet可以從完善的計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)設(shè)施獲得服務(wù)。

圖8:IaaS和PaaS都脫胎于SaaS
3.?
PaaS(Platform as a Service,平臺(tái)即服務(wù))
PaaS實(shí)際上是指將軟件研發(fā)的平臺(tái)作為一種服務(wù),以
SaaS的模式提交給用戶。這種形式的云計(jì)算把開發(fā)環(huán)境作為一種服務(wù)來提供。你可以使用中間商的設(shè)備來開發(fā)自己的程序并通過互聯(lián)網(wǎng)和其服務(wù)器傳到用戶手中。因此,
PaaS也是
SaaS模式的一種應(yīng)用。但是,
PaaS的出現(xiàn)可以加快
SaaS的發(fā)展,尤其是加快
SaaS應(yīng)用的開發(fā)速度。
圖9:SaaS還是PaaS
4.
實(shí)用計(jì)算(Utility Computing)
這種云計(jì)算是為IT行業(yè)創(chuàng)造虛擬的數(shù)據(jù)中心使得其能夠把內(nèi)存、I/O設(shè)備、存儲(chǔ)和計(jì)算能力集中起來成為一個(gè)虛擬的資源池來為整個(gè)網(wǎng)絡(luò)提供服務(wù)。
5.
網(wǎng)絡(luò)服務(wù)
同SaaS關(guān)系密切,網(wǎng)絡(luò)服務(wù)提供者們能夠提供API讓開發(fā)者能夠開發(fā)更多基于互聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用,而不是提供單機(jī)程序。
6.
MSP(管理服務(wù)提供商)
最古老的云計(jì)算運(yùn)用之一。這種應(yīng)用更多的是面向IT行業(yè)而不是終端用戶,常用于郵件病毒掃描、程序監(jiān)控等等。
7.
商業(yè)服務(wù)平臺(tái)
SaaS和MSP的混合應(yīng)用,該類云計(jì)算為用戶和提供商之間的互動(dòng)提供了一個(gè)平臺(tái)。比如用戶個(gè)人開支管理系統(tǒng),能夠根據(jù)用戶的設(shè)置來管理其開支并協(xié)調(diào)其訂購的各種服務(wù)。
8.
互聯(lián)網(wǎng)整合
將互聯(lián)網(wǎng)上提供類似服務(wù)的公司整合起來,以便用戶能夠更方便的比較和選擇自己的服務(wù)供應(yīng)商。
8. 云計(jì)算的應(yīng)用類別
云計(jì)算有以下一些不同的應(yīng)用類別。
物聯(lián)網(wǎng)
物聯(lián)網(wǎng)
(Internet of Things,簡記為IoT)就是物物相連的互聯(lián)網(wǎng)。這有兩層意思:第一,物聯(lián)網(wǎng)的核心和基礎(chǔ)仍然是互聯(lián)網(wǎng),是在互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)上的延伸和擴(kuò)展的網(wǎng)絡(luò);第二,其用戶端延伸和擴(kuò)展到了任何物品與物品之間,進(jìn)行信息交換和通信。
隨著物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)量的增加,對(duì)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和計(jì)算量的需求將帶來對(duì)“云計(jì)算”能力的要求。
云安全
云安全(Cloud Security)是一個(gè)從“云計(jì)算”演變而來的新名詞。云安全的策略構(gòu)想是:使用者越多,每個(gè)使用者就越安全,因?yàn)槿绱她嫶蟮挠脩羧?,足以覆蓋互聯(lián)網(wǎng)的每個(gè)角落,只要某個(gè)網(wǎng)站被掛馬或某個(gè)新木馬病毒出現(xiàn),就會(huì)立刻被截獲。
“云安全”通過網(wǎng)狀的大量客戶端對(duì)網(wǎng)絡(luò)中軟件行為的異常監(jiān)測(cè),獲取互聯(lián)網(wǎng)中木馬、惡意程序的最新信息,推送到Server端進(jìn)行自動(dòng)分析和處理,再把病毒和木馬的解決方案分發(fā)到每一個(gè)客戶端。
云存儲(chǔ)
云存儲(chǔ)是在云計(jì)算概念上延伸和發(fā)展出來的一個(gè)新的概念,是指通過集群應(yīng)用、網(wǎng)格技術(shù)或分布式文件系統(tǒng)等功能,將網(wǎng)絡(luò)中大量各種不同類型的存儲(chǔ)設(shè)備通過應(yīng)用軟件集合起來協(xié)同工作,共同對(duì)外提供數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和業(yè)務(wù)訪問功能的一個(gè)系統(tǒng)。 當(dāng)云計(jì)算系統(tǒng)運(yùn)算和處理的核心是大量數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)和管理時(shí),云計(jì)算系統(tǒng)中就需要配置大量的存儲(chǔ)設(shè)備,那么云計(jì)算系統(tǒng)就轉(zhuǎn)變成為一個(gè)云存儲(chǔ)系統(tǒng),所以云存儲(chǔ)是一個(gè)以數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和管理為核心的云計(jì)算系統(tǒng)。
私有云
私有云(Private Cloud)是將云基礎(chǔ)設(shè)施與軟硬件資源創(chuàng)建在防火墻內(nèi),以供機(jī)構(gòu)或企業(yè)內(nèi)各部門共享數(shù)據(jù)中心內(nèi)的資源。創(chuàng)建私有云,除了硬件資源外,一般還有云設(shè)備(IaaS)軟件。
云教育
視頻云計(jì)算應(yīng)用在教育行業(yè)的實(shí)例。
云視頻
云視頻技術(shù)是云計(jì)算思想的一種具體應(yīng)用模式。云視頻概念的核心理念:讓用戶從復(fù)雜的終端工具中解放出來;從復(fù)雜的硬件維護(hù)中解放出來;從復(fù)雜的難以管理的軟件中解放出來。讓這一切復(fù)雜的東西交由云端的專業(yè)人員與專業(yè)的服務(wù)器去處理。簡單說,云視頻概念就是讓現(xiàn)在的各種終端用戶在享用視頻體驗(yàn)的時(shí)候回歸到像打開電視一樣那么簡單。
云游戲
云游戲是以云計(jì)算為基礎(chǔ)的游戲方式,在云游戲的運(yùn)行模式下,所有游戲都在服務(wù)器端運(yùn)行,并將渲染完畢后的游戲畫面壓縮后通過網(wǎng)絡(luò)傳送給用戶。在客戶端,用戶的游戲設(shè)備不需要任何高端處理器和顯卡,只需要基本的視頻解壓能力就可以了。
行業(yè)云
以浪潮為例,率先提出了“行業(yè)云”的概念,建立了包括政務(wù)云、工商云、衛(wèi)生云、藥監(jiān)云、食品安全云、煙草云、水利云、民政云、交通云、媒體云、企業(yè)云、文化云等跨越十余個(gè)行業(yè)的云應(yīng)用。
目前,浪潮已經(jīng)具備了涵蓋IaaS、PaaS、SaaS三個(gè)層面的云計(jì)算整體解決方案服務(wù)能力,率先領(lǐng)跑于中國云計(jì)算產(chǎn)業(yè),已經(jīng)與全國25個(gè)地市和行業(yè)簽訂了云計(jì)算戰(zhàn)略合作協(xié)議,覆蓋山東、浙江、江蘇、安徽、甘肅、內(nèi)蒙古、黑龍江、海南、山西、貴州等10個(gè)省20多個(gè)地市,涉及衛(wèi)生、食品安全、廣電、政務(wù)、水利、電力等行業(yè)。
9. 云計(jì)算的識(shí)別方法
判斷是否為云計(jì)算,可采用以下的兩種種方法
第一: 服務(wù)是否通過網(wǎng)絡(luò)計(jì)算實(shí)現(xiàn),即終端用戶只需要簡單的輸入、輸出;
第二: 網(wǎng)絡(luò)計(jì)算云提供的服務(wù)能力即服務(wù)節(jié)點(diǎn)數(shù)目是否能達(dá)到即時(shí)調(diào)整,即根據(jù)終端用戶服務(wù)能力需求即時(shí)增加或減少到適當(dāng)服務(wù)節(jié)點(diǎn)數(shù)目。
計(jì)算平臺(tái)需具備以下5個(gè)特征,缺一不可,可用來作為判斷真?zhèn)卧频囊罁?jù):
1) 按需自助服務(wù) 消費(fèi)者無需同服務(wù)提供商交互就可以自動(dòng)地得到自助的計(jì)算資源能力,如服務(wù)器的時(shí)間、網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)等。
2) 無所不在的網(wǎng)絡(luò)訪問 借助于不同的客戶端,通過標(biāo)準(zhǔn)的應(yīng)用對(duì)網(wǎng)絡(luò)訪問的可用能力。
3) 劃分獨(dú)立資源池 根據(jù)消費(fèi)者的需求動(dòng)態(tài)地劃分或釋放不同的物理和虛擬資源,這些池化的供應(yīng)商計(jì)算資源以多租戶的模式來提供服務(wù)。用戶經(jīng)常并不控制或了解這些資源池的準(zhǔn)確劃分,但可以知道這些資源池在那個(gè)行政區(qū)域或數(shù)據(jù)中心。例如包括存儲(chǔ)、計(jì)算處理、內(nèi)存、網(wǎng)絡(luò)帶寬以及虛擬機(jī)個(gè)數(shù)等。
4) 快速彈性 一種對(duì)資源快速和彈性提供和同樣對(duì)資源快速和彈性釋放的能力。對(duì)消費(fèi)者來講,所提供的這種能力是無限的,并且在任何時(shí)間、以任何量化方式可購買的。
5) 服務(wù)可計(jì)量 云系統(tǒng)對(duì)服務(wù)類型通過計(jì)量的方法來自動(dòng)控制和優(yōu)化資源使用 (如存儲(chǔ)、處理、帶寬以及活動(dòng)用戶數(shù))。資源的使用可被監(jiān)測(cè)、控制以及對(duì)供應(yīng)商和用戶提供透明的報(bào)告(即付即用的模式)。
如具有如下特點(diǎn)之一者,可斷定不是云計(jì)算:
1)如果標(biāo)稱是“網(wǎng)格”或“OGSA(開放網(wǎng)格服務(wù)架構(gòu))”…那么,它不是云。
2)如果需要你向廠商提供一份幾十頁的需求說明書…那么,它不是云。
3)如果你不能用自己的信用卡來購買…那么,它不是云。
4)如果他們想賣給你硬件設(shè)備…那么,它不是云。
5)如果沒有提供API…那么,它不是云。
6)如果需要你重新構(gòu)架你的系統(tǒng)…那么,它不是云。
7)如果你不能在10分鐘之間部署服務(wù)器…那么,它不是云。
8)如果你不能在10分鐘之間撤銷服務(wù)器…那么,它不是云。
9)如果你知道你所使用的機(jī)器的具體位置…那么,它不是云。
10)如果需要有一個(gè)咨詢顧問來幫助你…那么,它不是云。
11)如果需要你事先準(zhǔn)備好所需機(jī)器數(shù)目清單…那么,它不是云。
12)如果它只運(yùn)行一種操作系統(tǒng)…那么,它不是云。
13)如果你不用把它連到你自己的機(jī)器上去…那么,它不是云。
14)如果需要你安裝軟件才能使用它…那么,它不是云。
15)如果你擁有所有這些硬件…那么,它不是云。