云计算技术调查报告.docx

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————————————————云计算技术调查报告—————————————————

云计算技术调查报告

指导教师：

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作者姓名：

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作者学号：

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完成时间：

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摘要：

云计算（英语：

CloudComputing），是一种基于互联网的计算方式，通过这种方式，共享的软硬件资源和信息可以按需提供给计算机和其他设备。

整个运行方式很像电网。

云计算描述了一种基于互联网的新的IT服务增加、使用和交付模式，通常涉及通过互联网来提供动态易扩展而且经常是虚拟化的资源。

云其实是网络、互联网的一种比喻说法。

典型的云计算提供商往往提供通用的网络业务应用，可以通过浏览器等软件或者其他Web服务来访问，而软件和数据都存储在服务器上。

云计算关键的要素，还包括个性化的用户体验。

云计算可以认为包括以下几个层次的服务：

基础设施即服务（IaaS），平台即服务（PaaS）和软件即服务（SaaS）。

云计算服务通常提供通用的通过浏览器访问的在线商业应用，软件和数据可存储在数据中心。

关键字：

BigTable数据管理技术，虚拟计算，编程模式，基础设施即服务（IaaS），平台即服务（PaaS）和软件即服务（SaaS），远程网络访问

目录

1.当前应用情况 3

1.1应用领域 3

1.2产业现状 3

1.3商业模式应用 4

2.技术组成 6

2.1数据存储技术 6

2.2数据管理技术 6

2.3编程模型技术 7

3.核心技术原理 10

4.优缺点总结 13

4.1云计算优点：

13

4.2云计算缺点：

14

5.未来发展趋势 15

5.1私有云将首先发展起来 15

5.2混合云架构将成为企业IT趋势 15

5.3云计算概念逐渐平民化 15

5.4云计算安全权责更明确 15

6.参考文献及资料 16

1.当前应用情况

1.1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

医学：

DNA信息分析海量病历存储分析医疗影像处理

网络安全：

病毒库存储垃圾邮件屏蔽

图形和图像处理：

动画素材存储分析高仿真动画制作海量图片检索

互联网：

Email服务在线实时翻译网络检索服务

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。

1.2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，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（ElasticComputeCloud，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1.7GB的内存，1个EC2的计算单元（1虚拟的计算核以相关的计算单元），160GB的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机实例可供使用，当然价格也更加昂贵一点。

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，能够为企业架设一个分布式、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Systemz“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。

Google：

是云计算的发起人和重要推动力量之一，针对自身特定的网络应用程序定制云计算平台。

针对内部网络数据规模超大的特点，Google提出了一整套基于分布式并行集群方式的基础架构，利用软件的能力来处理集群中经常发生的节点失效问题。

Google使用的云计算基础架构模式包括四个相互独立又紧密结合在一起的系统。

包括Google建立在集群之上的文件系统GoogleFileSystem，针对Google应用程序的特点提出的Map/Reduce编程模式，分布式的锁机制Chubby以及Google开发的模型简化的大规模分布式数据库BigTable。

Google并不是通过向用户提供云计算服务来收费，而是基于云计算平台实现Google各种应用的运行，并通过后向收费获取收益。

其他：

思科、英特尔、微软、惠普、……云计算提供商的队伍越来越长。

中国企业积极投身于云计算的产业之中，电信运营商、软件厂商、设备制造企业、互联网企业等从不同角度切入云计算，希望分得一杯羹。

趋势科技和瑞星等安全厂商纷纷提出了“安全云”计划。

如今，每天有2万多种新的病毒和木马产生，传统的通过更新用户病毒库的防毒模式，受到了严峻的挑战，用户端的病毒库将过于庞大。

趋势科技和瑞星的“安全云”将病毒资料库放在“云”端，与客户端通过网络相连，当“云”在网络上发现不安全链接时，可以直接形成判断，阻止其进入用户机器，从根本上保护机器的安全。

据趋势科技大中华区执行总裁张伟钦介绍，趋势科技已投入了大量资金，在全球数个地方建设了新型数据中心。

同时，趋势科技还花费了1000多万美元，租借了34000多台服务器，构建了一个服务遍及全球的“安全云”。

目前趋势科技已将公司中低端的部分产品线放到“云安全”计划中，而高端的大部分产品线，仍在准备过程中。

谷歌提供的Gmail、GoogleEarth、GoogleAnalytics等服务都基于其云计算服务器运行。

谷歌基于云计算提供的翻译服务具有现今最好的性能。

对互联网和美国人生活的一项研究显示，大约70%的在线用户使用以上“云计算”服务。

1.3商业模式应用

云计算与电子商务结合产生的电子外包就是前景看好的应用之一。

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。

作为一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，只要按需支付一定租金，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，避免错过任何一个商业机会。

电子外包实际上是“随需而变”电子商务的一种形式，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、电力和燃气等一般公共服务一样方便。

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。

此外，通过统一开放的接口，云平台还将允许企业进行电子商务的创新尝试和搭建属于自己的商务系统。

从这个意义上说，电子商务与云计算的结合，融合了SaaS、PaaS和IaaS的形式，是一种新型的电子商务活动。

随着业务的不断发展，云计算的应用创新还将不断涌现出来。

从租用软件到租用开发平台再到租用基础设施，或者其他各种类型的应用模式，云计算的创新在于一切以客户需要为中心，通过无所不在的网络为客户提供7×24的全天候服务。

金融危机引发的经济衰退则为云计算的发展提供了有力的外部条件。

2.技术组成

云计算是一种新型的超级计算方式，以数据为中心，是一种数据密集型的超级计算。

在数据存储、数据管理、编程模式等方面具有自身独特的技术。

2.1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的

GFS（GoogleFileSystem）和Hadoop开发团队开发的GFS的开源实现HDFS（HadoopDistributedFileSystem）。

大部分IT厂商，包括yahoo、Intel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。

2.2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。

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,column:

string,time:

int64>->string。

BigTable的基本元素是：

行，列，记录板和时间戳。

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