云计算优势及应用研究

摘要：2014年，云计算技术已经成为这个时代的标志，作为一种基于互联网的计算方式，云计算可以允许将共享的软硬件资源、信息服务按需提供给计算机或者其他的联网设备。本文针对云计算的应用优势、核心技术、整体架构进行了详细解析，并结合应用案例来充分展示云计算系统强大的应用优势和广泛的市场前景。

关键词：云计算；互联网；虚拟化

中图分类号：tp311 文献标识码：a 文章编号：1006-4311（2016）03-0188-02

0 引言

近些年来，随着互联网在各行各业的迅速普及，信息技术领域逐步进入“大数据”时代。巨大的信息量丰富了人们的意识形态，但是也映射出当前互联网数据处理能力不足的问题。用户不得不购置更多数量和/或更高性能的终端设备来存储信息资源，但是终端设备昂贵的造价和不断更新的速度往往使许多用户望而却步。如果用户能通过互联网直接获取存储空间，就不必为了购置终端设备而花费一大笔费用。这是我们研究云计算系统的主要目的之一。

借助虚拟技术科学整合信息资源，形成巨大的计算与网络存储空间，用户只需通过终端计算机设备连接该网络存储空间即可自行存取所需的信息资源。从这点来看，云计算其实是一种实用的网络服务模式。它实现了资源和计算能力的分布式共享，能够有效环节急剧增长的网络信息与有限的信息存储能力之间的矛盾冲突。

1 云计算优势

云计算属于一种分布式计算技术。它是将计算网络信息处理程序自动拆解成若干个子程序，再交由多部服务器所组成的庞大系统进行搜寻、计算分析之后，将处理结果反馈给用户的网络信息处理技术。网络服务提供者通过云计算可以在数秒之内存储或处理数以亿计的信息资源，其工作效能与“超级计算机”无异。

随着信息技术不断发展，数据量正在呈指数级增长，云计算的诞生让我们步入大数据时代。“大数据”开始向各行业渗透，颠覆传统管理和运营思维大数据在电商行业的价值已被人熟知与接受。对企业用户来说，云计算带来的服务整合与按需供给有效缩短了业务运营时间，提高了工作效率，并且减少了一部分能耗。云计算对于企业运营管理的价值，不仅是解决复杂业务的技术手段，更是提高运营效率，保障用户体验的基石。从表1所展示的内容不难得出结论：相对于传统方式来说，云计算的确具有绝对的应用优势。

此外，云计算软件的开发与传统桌面软件的开发也有着很大的不同，其比较如表2所示。

2 云计算的核心技术

云计算系统运用了许多技术，其中以编程模型、数据管理技术、数据存储技术、虚拟化技术、云计算平台管理技术是核心部分。

2.1 编程模型

mapreduce是google开发的java、python、c++编程模型，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（大于1tb）的并行运算。在云计算环境下，运用专业编程模型能够进一步简化编程工艺流程，减少一部分工作量。mapreduce模式的核心理念是将要执行的问题拆解为map（映射）和reduce（化简）两个子程序，用map程序把数据分解成不同的模块，合理分配给计算机中断设备进行分布式运算，最后利用reduce将汇总出运算结果。

2.2 海量数据分布存储技术

由多个服务器组成的云计算系统可以为许多用户提供网络服务，因此云计算系统需要对网络信息进行分布式存储，通过冗余存储来确保数据信息完整、可靠。就目前来看，google 的gfs和hadoop团队开发的gfs的开源实现hdfs，是云计算系统常用的数据存储系统。

2.3 海量数据管理技术

云计算系统中的数据管理技术主要是google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是基于gfs，scheduler，lock service和mapreduce建立的大型的分布式数据库，以表格的形式将结构化的数据进行分布式存储和处理，这点与传统数据存储方式有明显的区别。

google的很多项目使用bt来存储数据，包括网页查询，google earth和google金融。bt系统能针对不同应用程序对数据大小、反应速度等个性化要求，提供灵活高效的网络服务。

2.4 虚拟化技术

虚拟化技术能将软件应用层与底层硬件隔离，比如把单个资源拆解成若干个资源，或将若干个资源整合为一个资源。根据不同对象的不同需求，虚拟化技术通常可提供存储虚拟化、计算虚拟化、网络虚拟化等不同类型的服务。其中计算虚拟化服务又包括桌面虚拟化、应用级虚拟化和系统级虚拟化。 2.5 云计算平台管理技术

云计算系统主要利用分布在不同地点的服务器来存储海量信息资源。在信息存储过程中，运行着数百种应用程序，所以必须建立一个功能强大的管理平台，才能保证各部分正常运转。该管理平台应该能统一部署工作任务，对各服务器进行科学的调度指挥，使之协同运行，并且应该具备鼓掌识别和故障处理功能，从而使整套系统在自动化程序的管理下高速且稳定的运行。

3 云计算架构解析

云计算是互联网的一个重要演变，它不仅是一种计算模式，更是一种新的商业模式。那云服务中有哪些角色呢？云计算可以认为包括以下几个层次的服务：

第一种是基础设施即服务（iaas），如amazon的ec2；云服务供应商通过网络，直接提供计算服务器、网络服务器等硬件，以及网络连接点及存储空间给有需要使用iaas云计算设备的企业，而租用iaas云计算设备的企业则省下了自行建置计算机机房与网络线路布置的硬件成本，能够提供专属于自己企业的云计算设备。

第三种是软件即服务（saas）如google maps、yotube等。saas提供商为企业搭建信息化所需要的所有网络基础设施及软件、硬件运作平台，提供从前期实施到后期维护的一整套网络服务，企业只需在计算机终端设备接入该信息系统，即可享受数据存储等一系列服务项目，操作人员只需掌握计算机基本操作技能即可在线操作。

第四种是硬件即服务，负责提供运营设备。云计算运作体系构架图如图1所示。

4 应用案例

奥巴马政府将云计算、虚拟化和开源列为节约政府网络工程成本的重要措施。特别任命了联邦政府cio，负责协调政府机构之间信息科技运作，同时对云计算的纵深发展给予了高度关注，在云计算和虚拟技术的推广应用方面进行了许多尝试。据统计，云计算以及saas 软件租赁服务为美国政府节省了66亿美元的财政费用。单就美国政府网站的改版来说，若按传统模式改版，每年将耗费250万美元，6个月才能完工，引入云计算系统后，只需一天即可完成改版，一年的费用只需80万美元。美国政府正式瞄准了云计算在时间和成本上的应用优势及市场前景，才在云计算上投入大量时间和精力进行纵深研究。在未来社会，云计算将更多的应用在各行各业，它的低成本、高效率的应用优势将在各个领域的生产系统中得到充分验证。除此以外，云计算还被视为政务公开的有效手段。美国政府发布的2010年预算文件中，资助众多试点推行云计算项目，又一次表明了云计算在政府机构的it政策和战略中会扮演越来越重要的角色。

5 结论

云计算作为重要的信息基础设施，是信息化发展的重大变革和必然趋势，是战略性新兴产业的重点领域，是推动信息技术能力实现按需供给，促进信息技术和数据资源充分利用的