云計算發(fā)展簡述

張枝令

（寧德師范學(xué)院，福建 寧德 352100）

云計算發(fā)展簡述

張枝令

（寧德師范學(xué)院，福建 寧德 352100）

以闡述云計算整體的發(fā)展進程為目的，采用文獻分析的方法對現(xiàn)有的云計算知識進行剖析和總結(jié)，介紹云計算的主要特征、經(jīng)典定義，分析現(xiàn)有的具有代表性的云計算系統(tǒng)并指出當(dāng)前云計算面臨的挑戰(zhàn)及亟待解決的問題。

云計算；參考模型；云計算系統(tǒng)

科學(xué)計算涉及建立數(shù)學(xué)模型、求解的計算方法和利用計算機解決科學(xué)、社會科學(xué)和工程等問題[1]。云計算概念的提出在一定范圍里解決了上述問題。云計算是并行計算、分布式計算和網(wǎng)格計算的發(fā)展，或者說是這些計算機科學(xué)概念的商業(yè)實現(xiàn)[2]。

1 云計算簡介

1.1 云計算的定義

目前關(guān)于云計算系統(tǒng)沒有統(tǒng)一的定義，從某種意義上講，云計算是一種計算模型。云計算的特點是：云計算系統(tǒng)擁有大量具有計算功能的資源池，各種應(yīng)用系統(tǒng)根據(jù)實際需求，通過大量的資源池完成各種計算任務(wù)，以及獲取存儲空間和各種服務(wù)。

1.2 云計算的主要特征

云計算主要具有以下特點：

一是“規(guī)模巨大。2014年，亞馬遜在全世界有28組數(shù)據(jù)中心，每個數(shù)據(jù)中心有5萬到8萬臺服務(wù)器，保守估計有超過150萬臺服務(wù)器，而市場研究公司 Gartner分析師則估計服務(wù)器數(shù)量超過200萬臺。微軟和Google的服務(wù)器也均超過100萬臺。二是接入簡單、按需服務(wù)、成本低廉。只要有存在網(wǎng)絡(luò)接入點，客戶可以通過智能手機、平板電腦、筆記本電腦和辦公電腦隨時隨地自由接入“云”服務(wù)器獲取所需要的服務(wù)。三是擴展性強、可靠性高?！霸啤辈皇莾H為特定的應(yīng)用服務(wù)，而是同時為不同的應(yīng)用服務(wù)，“云”又是靈活的和可擴展的，“云”規(guī)?？梢詣討B(tài)伸縮，以滿足不同客戶的即時業(yè)務(wù)需求。同時，“云”具有很高的可靠性，“云”主要通過建立數(shù)據(jù)多個副本、采取計算節(jié)點同構(gòu)可互換等措施來保障服務(wù)的高可靠性。

2 云計算的參考模型及代表性系統(tǒng)

2.1 云計算參考模型

目前比較流行的一種云計算模型觀點是將云計算分為三層，最底層是基礎(chǔ)架構(gòu)層，包括硬件、服務(wù)器等物理資源；第二層是平臺；最上面一層是應(yīng)用和服務(wù)，也就是SaaS。

2.2 代表性的云計算系統(tǒng)

（1）Amazon EC2：彈性計算云(elastic compute cloud,簡稱EC2)，簡言之，就是一部具有無限采集能力的虛擬計算機，用戶能夠用來執(zhí)行一些處理任務(wù)。Amazon是最早提供遠程云計算平臺服務(wù)的公司，它將自己的彈性計算云建立在公司內(nèi)部的大規(guī)模集群計算的平臺上，用戶使用EC2服務(wù)時必須先創(chuàng)建一個 AMI（Amazon Machine Image），機器映像AMI是用戶整個云計算平臺運行的基礎(chǔ)，是由一個操作系統(tǒng)和當(dāng)虛擬機啟動時想要預(yù)先載入的應(yīng)用程序組成。創(chuàng)建好AMI后，用戶可以通過彈性計算云的網(wǎng)絡(luò)界面去操作在云計算平臺上運行的各個實例(instance)，而且只需為自己所使用的計算平臺實例付費。這里所說的實例即是由用戶控制的完整的虛擬機運行實例。

（2） Google的云計算平臺：Google公司擁有一套專屬的云計算平臺，其目的是想讓應(yīng)用、數(shù)據(jù)、計算能力、存儲空間向互聯(lián)網(wǎng)遷移。其特性為海量用戶+海量數(shù)據(jù)，具備較強的可伸縮性，又快又好地提供服務(wù)。Google搜索引擎建立在分布在30多個站點、超過200萬臺服務(wù)器構(gòu)成的云計算設(shè)施的支撐之上，這些設(shè)施的數(shù)量正在迅猛增長。目前，Google已經(jīng)允許第三方在 Google的云計算中通過Google App Engine運行大型并行應(yīng)用程序。Google的云計算應(yīng)用均依賴于四個基礎(chǔ)組件：分布式文件存儲GFS，并行數(shù)據(jù)處理模型MapReduce，分布式鎖Chubby，結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)表 BigTable 。GFS構(gòu)架為單一 Master,若干ChunkServer。采用中心服務(wù)器模式，可以方便地增加Chunk Server。Master掌握系統(tǒng)內(nèi)所有Chunk Server的情況，方便進行負載均衡，不存在元數(shù)據(jù)的一致性問題。在用戶態(tài)下實現(xiàn)，提供專用的訪問接口，降低GFS的實現(xiàn)復(fù)雜度。

（3）Microsoft Azure：微軟公司的商業(yè)模式是建立在個人電腦（PC）時代的基礎(chǔ)上的，推出的Azure是采用“云+端”模式 ，為了實現(xiàn)S+S（軟件+服務(wù)）戰(zhàn)略，為開發(fā)者提供一個平臺，幫助開發(fā)可運行在云服務(wù)器、數(shù)據(jù)中心、Web和PC上的應(yīng)用程序的云計算平臺。Azure的關(guān)鍵技術(shù)是虛擬機制、存儲機制、管理機制。它能提供的服務(wù)有Live Mesh、企業(yè)實踐、NET服務(wù)、SQL服務(wù)、SharePoint服務(wù)以及動態(tài)CRM服務(wù)。幫助開發(fā)者輕松創(chuàng)建web和互聯(lián)設(shè)備的應(yīng)用程序，提供最大限度的靈活性，選擇和使用現(xiàn)有技術(shù)連接用戶和客戶的控制。

2.3 幾個代表性的云平臺比較

云計算系統(tǒng)可以根據(jù)它提供的服務(wù)層次進行分類，主要有提供軟件服務(wù)的系統(tǒng)（SaaS）,提供平臺服務(wù)的系統(tǒng)（PaaS），提供基礎(chǔ)設(shè)施服務(wù)的系統(tǒng)（IaaS）。從對幾個不同平臺的比較來看，各有優(yōu)勢，也有其不足。具體在實踐應(yīng)用中可根據(jù)需要而進行選擇。

3 云計算亟待解決的問題

企業(yè)利用“云計算”這一新興技術(shù)，可以大幅降低成本、提高企業(yè)效率，但是，“云計算”也有它的缺點，也面臨著諸多問題要解決。

（1）技術(shù)問題?！霸朴嬎恪钡膶崿F(xiàn)是建立在海量服務(wù)器、海量用戶、海量數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上實現(xiàn)的。規(guī)模龐大的“云計算”面臨著數(shù)據(jù)存儲等諸多問題，比如：現(xiàn)有的數(shù)據(jù)庫不能完全滿足“云”中海量數(shù)據(jù)的處理，數(shù)據(jù)庫技術(shù)必須進一步提高與發(fā)展；在存儲領(lǐng)域，同樣存在要解決事務(wù)實現(xiàn)技術(shù)和存儲技術(shù)存在限制性問題。

（2）安全問題。企業(yè)在采用“云計算”技術(shù)時候，會把公司的敏感信息提供給第三方云服務(wù)提供商。這可能會大大提高公司風(fēng)險。此外，存儲在“云”中的信息，可能讓企業(yè)更容易受到外部黑客攻擊和威脅。

4 總結(jié)

云計算為 IT行業(yè)創(chuàng)造出更高水平的效率和經(jīng)濟性，并開創(chuàng)出新的商業(yè)模式和市場機會，但是其自身所存在的一些問題，如數(shù)據(jù)管理方面，各種“云”之間的互聯(lián)，數(shù)據(jù)安全和隱私管理上仍需不斷研究并進行改進。只有逐步解決這些問題，云計算模式才會真正地發(fā)揮其本身的價值。本文主要是對云計算的一些基本概念，相關(guān)技術(shù)平臺進行闡述，為進一步研究提供參考。

[1]張建勛，古志民，鄭超.云計算研究進展綜述.計算機應(yīng)用研究.2010,（2）：429-433.

[2]錢文靜，鄧仲華.云計算與信息資源共享管理.圖書與情報.2009,（4）：47-52.

Development of cloud computing

ZHANG Zhi-ling
(Ningde Normal University,Ningde Fujian 352100)

To describe the overall development process of cloud computing，use the literature analysis method to analyze and summarize the current cloud computing knowledge，introduce the main characteristics and the classical definition of cloud computing,analyze the existing system of representative cloud computing，and point out the current challenges and problems to be solved.

cloud computing; reference model; cloud computing system

TP393

：A

10.3969/j.issn.1672-7304.2016.01.062

1672–7304(2016)01–0133–02

福建教育廳省屬高校科研專項計劃資助項目(JK2013057)。

（責(zé)任編輯：廖建勇）

張枝令（1975-），男，福建屏南人，副教授，研究方向：計算機網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)挖掘。