云计算技术及其应用的研究

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摘 要:“云计算”技术将所有的计算资源集中起来,并由软件实现自动管理,无需人为参与。这使得应用提供者无需为繁琐的细节而烦恼,能够更加专注于自己的业务,有利于创新和降低成本,同时提高了数据的安全性和灵活性。目前,云计算作为一种新兴的IT运用模式,带来了IT产业调整和升级,同时也催生了一条全新的产业链。

关键词:云计算关键技术 云技术运用 云计算

中图分类号:TP3 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2011)09(a)-0026-01

1 云计算概述

1.1 云计算的定义

1.1.1 什么是云计算

云计算的概念源于网格、公用计算和 SaaS概念。这是一种新兴的模型,利用该模型,用户可以在任何地方通过连接的设备访问其应用程序。应用程序位于可大规模伸缩的数据中心,计算资源可在其中动态部署并进行共享,以便能够实现显著的经济规模。

狭义的云计算是指IT基础设施的交付和使用模式,指通过网络以按需、易扩展的方式获得所需的资源(硬件、平台、软件)。 广义的云计算是指服务的交付和使用模式,指通过网络以按需、易扩展的方式获得所需的服务。

1.1.2 云计算的特征

(1)硬件和软件都是资源,通过互联网以服务的方式提供给用户;(2)应用资源可以根据需要进行动态的扩展和配置;(3)资源在物理上以分布式的共享方式存在,但最终在逻辑上以单一整体的形式呈现;(4)资源按需分配,按实际使用量付费,自动化管理。

1.2 云计算的优势

(1)优化产业格局,推进专业分工;(2)降低管理开销,提升资源利用率;(3)减少初期投资,减轻基础设施风险;(4)降低入市资本,加快技术创新。

2 云计算的关键技术

2.1 云计算的技术支撑

2.1.1 资源调度

资源调度指的是在特定的环境下,根据一定的资源使用规则,在不同的资源使用者之间进行资源调整的过程。目前,通常有两种途径可以实现计算任务的资源调度:一种是在计算任务所在的机器上它的资源使用量;另一种是将计算任务转移到其他机器上。

2.1.2 多租户技术

与传统的软件运行和维护模式相比,用户的应用软件不需要一次性购买和部署在个人的数据中心中,这些计算机硬件资源和软件资源能够更好的被共享,具有良好的伸缩性,任何一个企业用户都能够按照自己的需求对SaaS软件进行客户化配置而不影响其他用户的使用。多租户技术就是目前云计算环境中能够满足上述需求的关键技术。

2.1.3 海量数据处理

作为以互联网为计算平台的云计算,将会更广泛的涉及到海量数据处理任务。海量数据处理指的是对大规模数据的计算和分析,通常数据的规模可以达到TB甚至PB级。

2.1.4 大规模消息通信

云计算的一个核心理念就是资源和软件功能都是以服务的形式进行的,不同服务之间经常需要通过消息通信进行协助。可靠、安全、高效能的通信基础设施对于云计算的成功至关重要。

2.1.5 大规模分布式存储

分布式存储的目标是利用多台服务器的存储资源来满足单台服务器所不能满足的存储需求。分布式存储要求存储资源能够被抽象表示和统一管理,并且能够保证数据读写操作的安全性,可靠性,性能等各方面要求。目前,云环境下的大规模分布式存储领域已经有了一些研究成果和应用。

2.1.6 许可证管理与计费

随着云时代的到来,IT基础设施的许可证管理和计费模式将发生重大的变化。在云计算环境中,用户每月可以估计使用量选取许可证的数量,甚至可以根据系统自动跟踪用户在云环境里的使用情况定期生成的账单付费。

2.2 云计算的技术挑战

2.2.1 数据安全与隐私保护

在云环境中,云暴露在公开的网络中任何一个节点及它们的网络都可能受到攻击,而且服务器的更新和升级都在远程进行,每一次升级都可能带来潜在的威胁。

2.2.2 资源高效性和服务可用性

云环境下,通过技术创新,保证即使在计算机软硬件出现问题,服务仍然可用,云计算服务商希望预测到可能的可用性问题,并通过提前准备副本、提前解决故障、通知用户等手段来避免这些故障的发生,或者减少故障发生带来的损失。

2.2.3 资源的动态分配

在云计算环境中对资源的管理提出了更高的要求,要求资源的调度必须动态、及时、适量、细粒度、自动化和预动性。

2.2.4 统一的编程规范和标准化

为了使用户能更轻松地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。

3 云计算的应用前景

云计算正在成为IT的一种发展趋势,进入数字化、信息化的社会,为人们的生活和工作提供了无限多的可能,构建在网络之上的云计算给人们带来了诸多方便。无论是普通网络用户,还是企业员工,无论是IT管理者,还是软件开发人员,他们都能亲身体验到这种改变,成为云计算的真正受益者。

3.1 云计算面向大公司

对于大型企业而言,其具有相当完善的IT基础设施和相关的专业IT管理人员,对已有的IT基础设施进行高效的利用。将云计算的强大功能引入数据中心,变传统的IT基础架构成私有云(根据需要与外部云建立联邦的内部云集合),从而使IT基础架构作为可轻松访问的服务来交付将是最理想的解决方案。此方案优点在于:降低成本并最大限度提高IT效益,通过服务级别自动化加强IT控制力,为IT部门提供更多选择性。

3.2 云计算面向中小企业

对于中小企业来说,充分利用现有IT资源来部署新应用程序、提高可用性和确保业务持续性,以发挥虚拟化的强大功能。通过使用业界最受信赖、最可靠的虚拟化平台,大幅度降低资金和运营成本。同时,为企业提高IT人员效益,提供“IT永不停机”,保证其服务具备高可用性、高性能和高可靠性,混合云模式是中小型企业最理想的云计算方案。具有优势在于:减少资金投入和运营成本,提高IT人员生产效率和企业响应能力,保护应用程序和数据,提高业务可用性。

3.3 云计算面向家庭

现阶段,云计算和智能家庭在其各自的领域内发展都非常快速,为了能够在智能家庭中利用云计算提供的服务,那么需要将起桥接作用的家庭网关进行有效的改进,使之能够完成将智能家庭中提供的服务到云上,还能从云中搜索在智能家庭的网关层上看,每一个智能家庭被看作是一个结点,而智能家庭云是由很多个智能家庭结点构成的集群,智能家庭云就像其他由计算机组成的云一样是整个云架构的一部分,并且智能家庭云也可以向外界提供不同的服务。

参考文献

[1] 迈克尔・米勒[著].姜进磊,孙瑞志,向勇,等[译].云计算[M].

[2] 张为民,唐剑峰,罗治国,等.云计算:深刻改变未来[M].北京:科学出版社,2009,12.