云计算技术与发展趋势

云计算技术与发展趋势

一．摘要：

云计算(Cloud Computing)是一项正在兴起中的技术。它的出现，有可能完全改变用户现有的以桌面为核心的使用习惯，而转移到以Web 为核心，使用Web 上的存储与服务。人类有可能因此迎来一个新的信息化时代，什么是云计算？云计算有何研究意义？云计算目前究竟处于怎样的现状？云计算在不同领域中的应用和云计算的发展趋势等，本文对这些问题逐一进行讨论。

云计算概念是由Google提出的，这是一个美丽的网络应用模式。

云计算（Cloud Computing）是网格计算（Grid Computing）、分布式计算（Distributed Computing）、并行计算（Parallel Computing）、效用计算（Utility Computing）、网络存储（Network Storage Technologies）、虚拟化（Virtualization）、负载均衡（Load Balance）等传统计算机技术和网络技术发展融合的产物。

对于云计算的定义分为狭义云计算的定义和广义云计算的定义：

狭义云计算是指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。这种服务可以是IT和软件、互联网相关的，也可以是任意其他的服务。

云计算旨在通过网络把多个成本相对较低的计算实体整合成一个具有强大计算能力的完美系统，并借助SaaS（软件即服务）、PaaS（平台即服务）、IaaS（基础设施即服务）、MSP （管理服务提供商）等先进的商业模式把这强大的计算能力分布到终端用户手中。

二．引言：

1．云计算研究意义

对服务提供商而言：快速部署；缩小主机规模；提高利用资源；提高管理效率；降低运营成本；基础设施可以放置在低土地和能源成本的地区；提供商业连续性服务；提高服务水平；复杂的体系结构；商业模式和理念的转变等。

对用户而言：用户端负载降低；降低总体拥有成本；可能将应用的开发与基础设施维护相对分离；可能将程序代码与物力资源分离；不需要为一次性任务或罕见的负载状况准备大量设备；按需扩展资源；使应用具有高可用性；快速部署应用；按使用付费等。

2．云计算的研究现状

当前，工业界已经有很多公司聚集在云计算这样一个新型计算概念下面，分别提出了自己针对云计算的理解，用不同的技术来实现云计算的目标，主要包括下面重要的云计算实现系统：

1）亚马逊的弹性计算云。事实上，网络零售商亚马逊公司是最早也是一个非常重要的云计算实践者之一。亚马逊公司在构建自身零售平台的时候，也使用了云计算的方法，将自己的购物平台构建在其基础之上。亚马逊公司将自己的云计算平台开放给外部开发人员使用，建立了弹性计算云（Elastic ComputeCloud，EC2），使得独立的开发人员也能够使用亚马逊公司内部的计算资源来建立自己的网络应用程序。

2）Google 的云计算平台及其云计算网络应用程序。主要包括Google 针对云计算提出的大规模分布式计算的基础架构以及Google 在此基础之上构造的云计算应用服务程序。Google 自己的整个基础计算平台以及相应的应用称为云计算，并且成为云计算最大的实践者。

3）IBM 公司在与Google 的合作过程中，提出了自己对于云计算的理解以及相应的技术解决方案。IBM 公司于2007 年11月15 日在上海宣布了蓝云"Blue Cloud"计划，使得公司内部的数据中心能够按照互联网应用服务程序的形式进行组织，将计算能力分配到分布式全局可以访问的资源组织中，而不是局限于本地的一些服务节点或者固定远端的服务器机群中。IBM 在云计算的白皮书中也提出了蓝云计划的基础设施结构，这些基础设施结构构建在IBM 本身的x 服务器之上。在IBM 的云计算架构中也采用了类似于Google 进行大规模数据处理的基础设施，在其蓝云计算环境中部署了Google File System以MapReduce 用以实现Hadop。

4）在我国，云计算发展也非常迅猛。2008年6月24日，IBM在北京IBM中国创新中心成立了第二家中国的云计算中心——IBM大中华区云计算中心；2008年11月28日，广东电子工业研究院与东莞松山湖科技产业园管委会签约，广东电子工业研究院将在东莞松山湖投资2亿元建立云计算平台；2008年12月30日，阿里巴巴集团旗下子公司阿里软件与江苏省南京市政府正式签订了2009年战略合作框架协议，计划于2009年初在南京建立国内首个“电子商务云计算中心”，首期投资额将达上亿元人民币；2009年11月11日，全国首家云计算产业协会在深圳成立，2009年12月中国云计算技术与产业联盟在京成立，四十多家企业一起共同倡议成立中国云计算技术与产业联盟。2010年8月上海公布云计算发展战略，3年内,云计算将为上海新增1000亿元的服务业收入,推动百家软件和信息服务业企业转型,培育10家年收入超亿元的龙头企业和10个云计算示范平台。上海的目标很明确:打

造亚太地区的云计算中心。

3．云计算的社会价值

云计算将改变这个社会，极大的提高社会生产力，推动人类经济的快速发展，已经成为人们的共识。云计算已经成为很多国家的未来发展战略，国际巨头已经开始云计算的研究。

首先，实施“云战略”能够帮助企业解决IT成本压力。为什么这么说呢？举个例子，比如银行和电信这类行业，在国外成熟市场、跨国公司，因为市场成熟度很高，他们的数据量或许两三年才会有大的变化。但国内呢，每年数据量会翻几倍，数据量增加必然需要更多价格昂贵的服务器。

其次是IT部门提供更好服务的压力。不论是对内部用户，还是外部用户。过去，IT部门懂技术就可以了，现在IT部门最重要的是懂得业务，因为IT是为业务的成长服务的。

第三是优化IT构架。中国企业的业务变化非常快，数据量积累很大，IT需求很多，IT 建设要能跟得上业务发展，成本就会急剧增加，所以，企业需要灵活的、适应性强的IT构架来应对这些挑战。

三．主要内容

1．云计算的产生背景

21世纪初期，崛起的Web2.0让网络迎来了新的发展高峰。网站或者业务系统所需要处理的业务量快速增长，例如视频在线或者照片共享网站需要为用户储存和处理大量的数据。这类系统所面临的重要问题是，如何在用户数量快速增长的情况下快速扩展原有系统，随着移动终端的智能化、移动宽带网络的普及，将有越来越多的移动设备进入互联网，这意味着与移动终端相关的IT系统会承受更多的负载，而列于提供数据服务的企业来讲，IT系统需要处理更多的业务量。由于资源的有限性，其电力成本、空间成本、各种设施的维护成本快速上升，直接导致数据中心的成本上升，这就面临着如何有效地、更少地利用资源解决更多的问题。同时，随着高速网络连接的衍生，芯片和磁盘驱动器产品在功能增强的同时，价格也在变得更加低廉，拥有大量计算机的数据中心，也具备了快速为大量用户处理复杂问题的能力。技术上，分布式计算的日益成熟和应用，特别是网格计算的发展通过Internet把分散在各处的硬件、软件、信息资源连接成为一个巨大的整体，使得人们能够利用地理上分散于各处的资源，完成大规模的、复杂的计算和数据处理的任务。数据存储的快速增长产生了以GFS(Google File System)，SAN(Storage AreaNemork)为代表的高性能存储技术。服务器整合需求的不断升温，推动了xen等虚拟化技术的进步，还有Web2.0的实现、Saas(Sofhare as a Senrice)观念的快速普及、多核技术的广泛应用等，所有这些技术为产生更强大的计算能力和服务提供了可能H1。随着对计算能力、资源利用效率、资源集中化的迫切需求，云计算应运而生。

2．云计算的特点

从现有的云计算平台来看，它与传统的单机和网络应用模式相比，其特点如表1所示。