云计算综述

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DOI : 10.16707/j .cnkiijpc .2018.01.001

福建电脑

U JIA N C O M P U T E R

云计算综述

彭好佑,傅翠玉,姚坚,杨登攀

(海南软件职业技术学院海南琼海571100)

【摘要】云计算作为一种新的计算应用模式,能为大量的用户提供可靠的、高质量的云服务,具有广泛的应用前景。

本文主要综述云计算主要特点、云计算架构和相关技术,重点分析云计算面临的主要问题和现阶段主要研究工作,最后 展望了云计算亟待解决的关键问题和研究方向。

【关键词】云计算;虚拟技术;中间件技术

随着信息技术的飞速发展,云计算成为了一种普遍认可的 计算模式。近年来,云计算的应用为用户提供可靠的各种资源 月艮务,它是一种一切皆为服务的模式,为用户提高质量的服务。 另外,云计算与互联网+的结合和云计算与大数据之间的应用, 使云计算得到新的发展和应用。现阶段,由于得到相关技术标 准和各个服务层协议的支撑,一些云计算产品的推出和座用, 为客户提供高品质的服务体验,因此云计算具有广阔的发展前 景。

本文主耍研究云计算的主5?特点、架构和相关技术,重点 阐述云计算的研究相关工作,展望云计算研究小应解决的关键 问题和研究方向。1云计算特点

云计算是在原有网格计算(Grid Computing ),并行计算 (Parallel Computing )和分布式计算(Distributed Computing )的基础上扩展而成的[^。云计算有着不同的定义,通常把云计算记 义为一种网络的增值服务,即用广可以在任何地方、任何吋间 最大限度地使用相关服务,处理大规模计算问题%

云汁算主要有以下特点:(1)

服务资源池化:通过虚拟化技术,将硬件、软件等资源

进行资源化,并根据W 户耑求进行动态分配资源,提高了资源 的共?:和群体的合作沟通能力。

(2) 弹性的计费模式,减少成本投入:用户根据耑求来访问基础设施、平台服务和软件服务等服务,按需分配资源。而不必 要自己搭建相关的硬件和软件平台,减少成本的投入,并解决 了

计算能力不足而不满足应相耑求,或计算能力空闲而浪费相关资源,提i H j 了使用效率。

(3)

可靠性:云服务在性能和质量上具备Q 0S 保证,通过制 定的协议和技术提供Q 0S 保证,提高服务的可靠性和有效性。2云计算架构

云计算架构可分为4层,如图1所示,自下到上有:(1)

物理资源层,主耍为基础设施设备,包含计算机、存储 设备、数据库、软件和网络设施等。(2) 资源池层,资源池是通过虚拟技术实11对物理资源的 访问和管理,主要包含计算资源池、网络资源池、存储资源池、

数据资源池、软件资源池、网络资源池等。(3) 核心中间件层,实现应用服务接口对资源池的访问,主 要负货资源管理、任务管理、用户管理、安全管理、性能监控和 计费管理等任务。

(4)云计算应用服务接口层,具有服务调度、服务S 询、服 务工作流和服务选择等功能。

TTTTTT

图1云基础架构框架图

从云计算服务的角度划分可分为三层,分別力基础设施即

服务(Infrastructure as service , IaaS ) [4],即向石用户提供出模拟 完善的计算机、存储器等菽础设施。乎台即服务(Platform as service ,PaaS ) [4],是在软件的研发平台提供给上层的开发相广。 软件即服务(Software as service ,SaaS )[4]是以租用的方式向用户 提供软件服务,并按一定的计费方式使用。从云计算的部署划 分,可分为私有云、社R 云、公共云和'混合云。

3云计算技术

3.1虚拟化技术

虚拟化@是指计算元件不是在真实的难础上而是處拟的雜 础上运行,是一种优化资源和简化管理的解决方案。虚拟化技术

适合在云计算平台屮的应用,虚拟化的核心解决了脱离硬件的

依赖,提供统一的虚拟化界面,通过虚拟化技术,可以在一台服

务器上运行多台虚拟机,从而达到服务器的优化和整合目的[5]。

虚拟化技术使用动态资源伸缩的手段降低云计算基础设

施的使用成本[6],提高负载部署的灵活性。比如当處拟化数据中 心耑耍维护和管理时,并不耑耍关闭虚拟机或关闭程序,只需

耍把虚拟机迀移到另一台服务器上。因此,云计算在数据中心 虚拟化过程中,A 有在线迁移、低开销管理、服务器整合、灵活 性和高可用性等优势,为云计算在部署资源池层中提供新的发 展思路。

基金项目:海南省自然科学基金资助项目(617166)

件即月民务Saas

1

服Paas

基础措施即服

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_3,_2_中间件技术

中间件即是=运行在两个雇次之间的一■神截件,是在操作系 统和应用软件之间的软件层次7支持应用软件的开发、运行、部 署和管理的荚撑禁件称为中间件。中间件等K 海蔽费件和操作 系统之间的兼容问题,并能具有管理分布式系统的中节点间的 通信点资源和协调工怍等功能r 通过中间件技术,可将不同 平台的计算机节点组成一个功能強大的计算机分:布系统。而云 环境下的中_件,萁i t 寥功输是对云服#资源迸杼管理,逢荽 食舎用户管理Y 住务管難、金全管理,为云计扉机提供可靠的部 暑、运行、开发和应用提供高效支撑》3.3 .存储技术

在云计算机中,存储技术遒當和處拟技术相塞结合起来, 通过对数据资源虚拟化,:,提高镇问效象目前数据存储技术有 HDISffladoop Distributed File . System .* 开源〉和 Coogle 的 GFS (Google File System *非开派>,.该技术具有高1脊:吐率、分布.式和 高速传输等优点,适合云计算中为大量用户提供云服务。

4相关工作云计算是一种新发展技术,有着很大的应用前量和发雇优 藤,但在云计算的发展和应用中也有面临一幾新的何趨,比如 云计算系统的交亙性、安全性、可靠性、可维护性等画素制约云 计算的发展.

£1_>交篇性

云计算如何在用户使用高峰时,实现用户的箭求,能动态 地根据需求提供资源调度并实现负载均衡*并在非高鋒时释放 相应的资源。画此,克服云计算之间交互佳差的问:题 > 可襄现云 计算服务的高效栓和可靠性,提ite 服务遽釐。

(2>安全性

云计算服务为用户提供的服务是否安全A 即用户传输的 •种儀息是麵漏'顧纖7保蘇计算機输给客户前各 种数据的終

(3)可靠性

用户通过租用的方式来使用云计算服务,用户使用云服务 的琢量依赖云计算服务的可霏性,云计算必须为用户提供可靠 的服务》

⑷可维护性

云计算系统.具有专业管理和维护软件,对云计算提供裔效 维护和管理、,能支持云计算的开发和应用,并移植到柜应的云 计算系统中。幽此,云计算的高效维护和开发应用成为一个研 究熱点.问题-根锯以上的问题,相关研究人员也做出稍应的研究,__蔡 有M 下薄爾r

(1)云计算机应用服务

云计算.应用服务主要工作在软件即服务层,是云计算中一 种非常重要的服务交付方式,服务商负责座用软件的维护、管 _、升级等工作,租户通过网络租麗feW 弁按使用付费,不薷第 关心底屬复杂的实现细节,在邊层中_婆研究服务调度、服务 查齒、服务工作流和服务选择響内容。文献H为提高软件即服务 (saas )S 用中资源的访问效寧:,择:出支特&as 服务的负载均衡 策略。文敵针对云中软件即:服务多租户興享存储模式:下恶意: 服务提供商伪造、删除或驗租尸定制存储的数据'副本数据何 题,结:合多租户数据共專存储特点f t 及租卢间隐私与隔离霈 求,提出T 窗询租卢的多副本完鐘性保护机制*(2)云梭心中间件

云核心哨间件的研究:由:鐾雜中在乎合鄭服务中,这种義¥ 硬件资濂化模式的云架构下,平台软件(承载业务的中间件)本 身并沒磨适j s 云的特性,所以构建一套和硬件裏有m 地结合的 中间件5管理平會,#通过该管理平會寒现.对中间件的统一调

鹰及管既可以摆脱_2计算鳥全依靠:虚拟机来負埂的状态, 叉可m 打破依赖簾拟机实施云计算带来的一_局限性*卖现真 JE 愈夂上的中簡德座請云化< 中间件的研究_解决任务调 度、在秦管理、用户管理、安全誉理、_性能监食和计畫管理等_向 題:,文献p °]构建了 ■于云中间件的云计算平台,#_相一个双崖 次的负截均衡方案保嵌食翁均衡的效菜顧虜云系统可靠性,文 献m 设计并实现了一个云计算坏境下的服务软件设备动态管理 框架,该框架噂以根据茇发人员需求,透明地完成服务中间件 环境的配置与綠供,井对服筹申间件环境进行动态的傳康管擎 与维护*保障服务中间件环境的稳定性与可靠性。

(35资湄虚拟化

食源虚拟化主要集由研究物理资源、虚拟技术和资源池的 计算嘗内容*福

_

究在基81设施即服务‘即如I f 对业务系

铳的资源、存储提供更好的服务,瘍窩養源酤宣效_,降依成 本,保护业务系统的餐可用性。文献《在:云计算資.顏统一管理框 架的基拙J i 实现了 一个针对多甩户环境的异构云计算资源管 辑系统,并通过应用验证了所设计的云计算资源统一 _

框架

的有效性。文献发了讓$ 'M w a r e 的虚拟机管叢-會_

场毙成企业内部l aas 级别的私_

管理和维护。

5总结

線土所述》云*算集物现资源、虚拟技术、寮源池、中间件 技术、应用软件服务等为一体的集合,是一种新兴的计算模式。 随着信息的全球化和大数据的融合,云计算具有广大的发展和 应用前!^本文阐述了相关云计算特点、云计算架构,重点分析 了云讦籙相关技术和s 翁算的爾临的问題和现阶段的柑关研 -j c e 作,展叢了云计算的研秀方向和将要解决的甸題。

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