云计算综述

云计算综述
云计算(Cloud Computing)是继分布式计算(Distribut—ed Computing)、并行处理(Parallel Computing)、网格计算
(Grid Computing)等之后计算模式的最新发展。

云计算通过将各种互联的计算、存储、数据、应用等资源进行有效整合来实现多层次的虚拟化与抽象，用户只需要连接上网络即可方便使用云计算强大的计算和存储能力。

1云计算的定义
不同的企业从自己的商业应用角度提出不同的定
义，有的强调虚拟化技术，有的强调客户端，有的强调服务器，因此云计算定义至今也没有统一认识。

中国网格计算、云计算专家刘鹏给出的定义：“云计
算将计算任务分布在大量计算机构成的资源池上，使各
种应用系统能够根据需要获取计算力、存储空间和各种
软件服务”。

在IBM的技术自皮书中的定义：“云计算描述一种
系统平台或者一类的应用程序。

云计算平台可以按需进
行动态地部署、配置、重新配置以及撤销⋯”。

虽然云计算的定义没有统一认识，但均能体现以下
特点：①云计算为用户提供按需分配的计算、服务和应用服务能力，类似于自来水的供水模式，用户拧开水龙头即
可取水；②方便用户，大大降低了软硬件的购置成本；③个子服务集合：软件即服务(SaaSSoftware a8 aService)、平台即服务(PaaS Platform as a Service)和基础设施即服务
(IaaS Infrastructure鹊a Service)。

2云计算的服务层次
2．1 SaaS
把软件作为一种服务来提供。

应用软件统一部署在
自己的服务器上，通过浏览器向客户提供软件的模式。

SaaS吸收了网格与并行计算的优点，打破了传统软件本
地安装模式，由服务提供商维护和管理软件。

目前Google Apps和Zoho Office等都属于这类服务。

2．2 P越Is
这是一种分布式平台服务，厂商提供开发环境、服务
器平台、硬件资源等服务给客户，用户在其平台基础上定制开发自己的应用程序并通过其服务器和互联网传递给
其他客户。

即把开发环境作为一种服务来提供。

GoogleApp Engine、八百客的800APP等都是代表产品。

2．3 IaaS
企业将由多台服务器组成的“云端”基础设施，作为
计量服务提供给客户。

内存、I／O设备、存储和计算能力被整合成一个虚拟的资源池，为整个业界提供所需要的存
储资源和虚拟化服务器等服务。

IaaS的优点是大大降低了用户在硬件上的开销。

Amazon EC2、Blue Cloud等均是该类的代表产品。

易于动态扩展；④高可靠性和高安全性。

云计算的应用
1云计算在国外人才管理社区的应用
近期，一体化人才管理解决方案领域中的领
导者——美国Taleo公司宣布推出伞球最大的人才
网络管理社区，并称其人才网格集成了云计算和
社交网络的力量。

Taleo的独特之处在于对“云
计算”的利用，Taleo的人才网格号称是第一个
也是唯一一个基于云计算的社区，它能提供符合“云”特点的服务，用户能通过网络以按需、易
扩展的方式获得所需的资源(包括硬件、平台、
软件、信息、人才等)，“云”中的资源在使用者
看来是可以无限扩展的，并且可以随时获取、按需
使用、随时扩展、按使用付费，用户可像使用水、
电一样使用Taleo人才网格社区中的基础设施。

Taleo的人才网格社区具有相当大的规模，构
成其人才网格基础的关键资产包括：超过1．75亿求
职者、人才交流每个季度能给一个社区带来50万
个新的工作岗位和1300万个申请者、4100个主要
全球客户(包括46个财富100强企业)、70个合作
伙伴、开放的集成平台及全球规模最大的基于云
计算的基础软硬件设施。

2国内云计算的应用
国内最大的互联网基础服务厂商世纪互联，
在09年1月正式发布了国内首个基于云计算技
术的产品线，CloudEx服务。

世纪互联推出的CloudEx产品线将包括完整的互联网弹性主机服务“CloudEx Computing Service”，基于在线存储虚拟化的“CloudEx Storage Service”，供个人及企业进行互联网云端备份的数据保全服务等等全系
列互联网云计算服务。

世纪互联推出的云计算服务品牌将完全建筑
在新近推出的CioudEx．Crl网站平台之上。

而世纪互联云计算旗下产品弹性主机服务非常类似美国亚
马逊提供的EC2云计算服务。

作为成熟产品，世纪互联提供了各种档次的
弹性主机配置，以适应各种不同级别用户的需
求，并在全国各地选择适合的地点部署CloudEx产
品服务。

最终，客户只需要专心致志的去开拓新
的市场、吸引新的访问者。

网站的访问速度、安全、性能、可用性等问题均交给CIoudEx来解决。

而世纪互联云计算客户只需要按使用量来支付费
用，CloudEx真正为客户节省了额外的支出18】。

3云计算的核心技术
根据云计算所提供的服务类型，将其划分为3个层
次：应用层、平台层和基础设施层。

相应地，各自对
应着一主要研究方向：高性能计算．网络。

从并行计算、分布式计算、网格到云计算．随着云计
算的研究的深入，云计算需研究的问题越来越多。

3．1编程模型
在高性能计算还没有完全普及，甚至最专业并行程
序的开发都已经大大落后于硬件发展的今天，我们缺少
一个通用的编程模型来实现现有程序的并行化11】。

当前比较有代表性的是Google和Hadoop项目。

Google开发了iava、Python、C++编程工具Map／Reduce，它是一种简化的分布式编程模型和高效的任务调度模型，
用于大规模数据集的并行运算。

Map／Reduce模式的思想
是将要执行的问题分解成Map(映射)和Reduce(化简)
的方式，先通过Map程序将数据分片后，调度给大量计
算机处理，达到分布式运算的效果，再通过Reduce程序
将结果汇总输出。

Map映射和Reduce操作最先由
McCarthy于1956年提出，被Google的天才所吸收和拓
展。

来自开源社区Apache的Hadoop模仿了Map／Reduce，
不过还很不稳定。

3．2海量数据分布存储与数据管理技术
云计算需要对分散的、海量的数据进行处理、分析，
因此，数据管理技术必需能够高效地管理大量的数据。

云计算系统中的数据管理技术主要是Googlc的BT (BigTable)数据管理技术和Hadoop团队开发的开源数据管理模块HBase。

BT是一个大型的分布式数据库，与传统的关系数据
库不同，它把所有数据都作为对象来处理，形成巨大的表格，用来分布存储大规模结构化数据。

3．3虚拟化技术
通过虚拟化技术可实现软件应用与底层硬件相隔
离，它包括将单个资源划分成多个虚拟资源的裂分模式，也包括将多个资源整合成一个虚拟资源的聚合模式。

虚拟化技术根据对象可分成存储虚拟化、计算虚拟化、网络虚拟化等。

3．4平台管理技术
云计算资源规模庞大，服务器数量众多并分布在不同
的地点，同时运行着数百种应用，如何有效地管理这些服务器，保证为整个系统提供不问断的服务是巨大的挑战。

云计算系统的平台管理技术能够使大量的服务器协
同工作，方便进行业务部署和开通，快速发现和恢复系统
故障，通过自动化、智能化的手段实现大规模系统的可靠运营。

@Google的云计算平台f31：Google针对内部网络数据
规模超大的特点，提出了基于分布式并行集群方式的基
础架构，利用软件来处理集群中经常发生的节点失效问题。

云计算基础架构模式组成：Google建立在集群之上的文
件系统GFS、Map／Reduce编程模式、分布式的锁Chubby
以及大规模分布式数据库BT。

@)IBM“蓝云”计算平台：“蓝云”基于IBM Almaden研
究中心的云基础架构，采用了Xen和PowerVM虚拟化软
件，Linux操作系统映像以及Hadoop软件的开源实现，还
有Amazon的Amazon网络服务(AWS)14辱。

4云计算应用平台介绍参考文献：
云计算的快速发展更多地依赖于大企业来推动，主
要公司有Google．IBM等。

云计算实用化
4．1云计算产品
4．1．1云计算服务器
从广义上米看，普通的服务器或PC都能成为
云计算的一员，但从专业的角度和云计算服务器
发展的角度来看，在超大横向扩展的云计算环境
和服务器整体功耗日益受到关注的情况下，理想
化的云计算服务器要求兼具低功耗和高性能(特
别是存储性能)，而要完美地达到这样的目标却
很难，所以目前一些厂商对这方面的产品开发进行了尝试。

1)惠普ProLiant SL服务器
该系列服务器由一个开放式2U机架构成，其
中包括风扇、电源和任务特定的服务器节点(可
直接接入硬件的滑轨中)。

HP ProLiant SL机架可匹配来自惠普或第三方的任何一种标准机架。

惠普率先推出的三款服务器节点分别是：ProLiant SL2x170z、SLl60z、SLl70z，惠普还在ProLiant SL产品线中提供了管理软件和服务选配项。

这些惠普服务器解决方案专为需要超强扩展能力的客户进行了优惠，可共享电源和风扇，并具备出色的灵活性，因此能大幅降低企业成本，提高电源效率，让用户更方便地跨入云计算领域。

2)戴尔云计算服务器XSl 1一VX8
这款XS“一VX8主要针对的是部署超过千台
第32卷第9期2010-9 1701
万方数据
的超大型数据中心，同时也是戴尔云计算战略部署的重要组成部分。

戴尔携手威盛在云计算服务器
XS“一VX8首次采用了威盛的低功耗处理器Nano。

由于采用了Nano处理器，XSll．VX8实现了令人
惊诧的计算密度和功耗表现——其在2U的空间内
可以部署12个计算单元，同时其整机功耗也只有
采用传统处理器的服务器的1／10。

基于此，XSl 1一
VX8的性价比高得惊人，即使和白牌服务器相
比，XSll-VX8的总体拥有成本(TCo)仍要低上
34％忙‘。

对于终端用户来讲，应用成本的降低以及
应用自由度的增加是云计算所带来的基本价值。

5云计算面临的挑战
云计算需要解决计算机资源(存储和计算)的透明虚
拟化和弹性化以及数据安全等问题，云计算的前景虽然美好，但是道路并不平坦，主要面临以下几方面的挑战。

①高可靠的系统技术：支撑云计算的是大规模的集
群计算系统，当系统规模增大后，可靠性和稳定性就成为最大的挑战之一。

②可扩展的并行计算技术：多核处理器的出现增加
了并行的层次性，使得并行程序的开发比以往更难。

可扩展性是云计算时代并行计算的主要考量点之一，应用性能必须能随着用户的请求、系统规模的增大进行有效的扩展。

③海量数据的挖掘技术：云计算面对的是TB乃至
PB级的海量数据，如何从数据中获取有效的信息，这将是决定云计算应用成败的关键。

④数据安全技术：将原来保存在本地、为自己所掌控
的数据交给云计算服务中心，观念改变并不容易。

⑤非技术因素的制约：制度、法规、诚信、习惯、观念，这些非技术的因素将决定云计算的普及程度。

6结语
云计算时代已经来临，但是关于云的计算虚拟化、存
储资源化、安全性、不同云平台互操作性等仍需要做进一步的深入研究。