云計算及其應用

云計算及其應用鐘晨暉林曉麗(武漢科技大學(xué)城市學(xué)院湖北武漢430081)摘要:對云計算進(jìn)行了簡(jiǎn)要介紹,給出了云計算的定義,云計算組成的六層結構,及云計算的主要特征,并對世界上先進(jìn)的云計算的平臺和應用做了簡(jiǎn)要外框變細線(xiàn)描述。關(guān)鍵詞:云計算;互聯(lián)網(wǎng);網(wǎng)絡(luò )服務(wù);網(wǎng)格計算中圖分類(lèi)號:TP393文獻標識碼:A案都實(shí)時(shí)的在互聯(lián)網(wǎng)上交付和使用。這些1引言服務(wù)可能通過(guò)訪(fǎng)問(wèn)其他云計算的部件,比云計算( Cloud Computing),是一種動(dòng)Services如軟件,直接和最終用戶(hù)通信。具體應用態(tài)的、易擴展的且通常是通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)提供Application如:亞馬遜簡(jiǎn)單排列服務(wù)( Simple Queuing虛擬化資源的計算方式,用戶(hù)不需要了解PlatformService)、貝寶在線(xiàn)支付系統( Pay Pal)、谷歌云內部的細節,也不必具有云內部的專(zhuān)業(yè)Storage地圖( Google Maps)等。知識或直接控制基礎設施,便能使用的相Infrastructure26客戶(hù)端關(guān)資源。云計算包括基礎設施即服務(wù)(In圖2云計算六層結構云客戶(hù)端包括專(zhuān)為提供云服務(wù)的計算frastructure as a Service,簡(jiǎn)稱(chēng)laS),平臺機硬件和電腦軟件終端。例如:蘋(píng)果手機即服務(wù)( Platform as a Service,簡(jiǎn)稱(chēng)PaS)施,通常是虛擬化的平臺環(huán)境,作為一項服( iPhone)、谷歌瀏覽器( Google Chrome)。和軟件即服務(wù)( Software as a Service,簡(jiǎn)稱(chēng)務(wù)。具體應用例如:Sun公司的Sun網(wǎng)格SaS)以及其他依賴(lài)于互聯(lián)網(wǎng)滿(mǎn)足客戶(hù)計( Sun gird)、亞馬遜(Amon)的彈性計章3云計算的主要特征算需求的技術(shù)趨勢。云計算服務(wù)通常提供云( Elastic Compute Cloud,EC2)。用戶(hù)從事云計算并不擁有有形基礎設通用的通過(guò)瀏覽器訪(fǎng)問(wèn)的在線(xiàn)商業(yè)應用,22存儲施作為自身的軟件平臺。相反,他們避免了而軟件和數據則存儲在服務(wù)器上。云存儲涉及提供數據存儲作為一項服m固定資產(chǎn)的支出,而從第三方供應商租EPR B F, CRM ERI Cinn Appliations務(wù)包括類(lèi)似數據庫的服務(wù),通常以使用的賃資源的使用權。該資源作為一項服務(wù)提存儲量為結算基礎。全球網(wǎng)絡(luò )存儲工業(yè)協(xié)供給客戶(hù),并按照效用計算模式向最終用Platformasas如k,會(huì )(SNA)為云存儲建立相應標準。它既可戶(hù)收取費用,這類(lèi)似于傳統公用事業(yè)中的交付作為云計算服務(wù),又可交付給單純的電力消耗。多個(gè)用戶(hù)共享云計算能力,這樣畫(huà)m“m.數據存儲服務(wù)具體應用如亞馬遜簡(jiǎn)單存服務(wù)器不閑置,可以在應用程序開(kāi)發(fā)速度儲服務(wù)( ( Simple Storage Service,S3)、谷歌的同時(shí)提高利用率大大降低成本。這種做Infrastructure as應用程序引擘的 BigTable數據存儲法還能使“計算機能力大幅增加”,因為云23平臺計算的基礎設施能通過(guò)自身動(dòng)態(tài)調配閑置圖1云計算示意圍云平臺,即PaS,直接提供計算平臺的資源來(lái)響應客戶(hù)的請求,使客戶(hù)不必擔和解決方案作為服務(wù),以方便應用程序部心服務(wù)器的高峰負荷。更加具體的來(lái)說(shuō),云術(shù)語(yǔ)云來(lái)源于在計算機網(wǎng)絡(luò )拓撲圖中署,從而節省購買(mǎi)和管理底層硬件和軟件計算具有以下特征:互聯(lián)網(wǎng)通常以云表示,在這里便是在互聯(lián)的成本。具體應用如:谷歌應用程序引擎(1)靈活性。使用戶(hù)能夠快速和廉價(jià)地網(wǎng)之后的復雜基礎設施的抽象,云計算示( Google App Engine),這種服務(wù)讓開(kāi)發(fā)人利用技術(shù)基礎設施資源。服務(wù)的實(shí)現機制意圖(見(jiàn)圖1)員可以編譯基于 Python的應用程序,并可對用戶(hù)透明,用戶(hù)無(wú)需了解云計算的具體2云計算的組成免費使用谷歌的基礎設施來(lái)進(jìn)行托管。機制,就可以獲得需要的服務(wù)。24應用(2)經(jīng)濟性。成本大大降低,資本開(kāi)支云計算的組成可以分為六個(gè)部分,它云應用利用云軟件架構,往往不再需將其轉換為業(yè)務(wù)支出。云計算的基礎設施們由下至上分別是:基礎設施( Infrastruc·要客戶(hù)在自已的電腦上安裝和運行該應用通常是所提供的第三方,這使得用戶(hù)不需ure)、存儲( Storage)、平臺( Platform)、應用程序,從而減輕軟件維護操作和售后支持要為了一次性或非經(jīng)常性的計算任務(wù)購買(mǎi)( Application)、服務(wù)( Services)和客戶(hù)端的負擔。具體應用例如:Fa中國煤化工算量為計費標準,也減少( Clients)(見(jiàn)圖2)用程序谷歌企業(yè)應用套件(知識的要求。21基礎設施CNMHG25服務(wù)…。由于能夠使用網(wǎng)絡(luò )瀏覽器云基礎設施,即IaS,是計算機基礎設服務(wù)是指包括產(chǎn)品、服務(wù)和解決方接人系統,于是用戶(hù)可以從任何位置,利用收稿日期:20090416PIONEERING WITH SCIENCE TECHNOLOGY MONTHLY NO. 7 2009 133云計算及其應用正在使用的設備,如個(gè)人電腦或者移動(dòng)電排隊和數據庫管理系統接入式服務(wù)。認為云計算和互聯(lián)網(wǎng)的移動(dòng)化是未來(lái)發(fā)展話(huà),通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)訪(fǎng)問(wèn)他們所需的信息,獲得42谷歌公司的云計算平臺和應用方向,目前已經(jīng)完成了云計算中心試驗。他們所需的服務(wù)從2003年開(kāi)始,Coge連續幾年在計5結語(yǔ)(4)共享性。眾多用戶(hù)分享資源,并且算機系統研究領(lǐng)域的最頂級會(huì )議與雜志上避免單一用戶(hù)承擔較高的費用或者有限的發(fā)表論文,揭示其內部的分布式數據處理云計算的產(chǎn)生并非來(lái)自學(xué)術(shù)理論,而資源無(wú)法被充分利用。方法,向外界展示其使用的云計算核心技是直接產(chǎn)生于企業(yè)計算、互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域,它更(5)可靠性。云計算系統由大量商用計術(shù)。 Google使用的云計算基礎架構模式包關(guān)心如何擴展系統、如何方便r管理。導算機組成機群向用戶(hù)提供數據處理服務(wù),括四個(gè)相互獨立又緊密結合在一起的系致和激勵其發(fā)展的主要有以下三個(gè)因素利用多種硬件和軟件冗余機制,這使得它統。包括 Google建立在集群之上的文件系(1)第一個(gè)因索是互聯(lián)網(wǎng)應用需求刺適合于業(yè)務(wù)連續性和災難恢復統 Google File System,針對 Google應用程激。比如網(wǎng)站或者業(yè)務(wù)系統所需要處理的(6)可擴展性?，F在大部分的軟件和硬序的特點(diǎn)提出的Map/ Reduce編程模式,業(yè)務(wù)量快速的增長(cháng);比如說(shuō)視頻在線(xiàn)或者件都對虛擬化有一定支持,各種r資源,分布式的鎖機制 Chubby以及 Google開(kāi)發(fā)照相共享,這樣的網(wǎng)站要處理大量的數據軟件、硬件都虛擬化放在云計算平臺中統的模型簡(jiǎn)化的大規模分布式數據庫提供給用戶(hù)。此類(lèi)網(wǎng)站的主要問(wèn)題是當用管理,通過(guò)動(dòng)態(tài)的擴展虛擬化的層次達 BigTable.戶(hù)數量快速增長(cháng)時(shí),如何擴展自己的T系到對以上應用進(jìn)行擴展的目的除了上述的云計算基礎設施之外,統(7)安全性。云計算的安全由于中央集 Google還在其云計算基礎設施之上建立了(2)第二個(gè)因素來(lái)自于移動(dòng)寬帶網(wǎng)絡(luò )權的數據管理而提高,這是因為供應商能系列新型網(wǎng)絡(luò )應用程序。由于借鑒了異的普及。不久的將來(lái)隨著(zhù)移動(dòng)終端的智能,夠把資源用于進(jìn)行安全審計和解決安全問(wèn)步網(wǎng)絡(luò )數據傳輸的Web20技術(shù),這些應會(huì )有越來(lái)越的移動(dòng)設備會(huì )進(jìn)入互聯(lián)網(wǎng),rT題,而一般的客戶(hù)能力或者資金有限。用程序給予用戶(hù)全新的界面感受以及更加系統會(huì )承受更多的負載。對于企業(yè)來(lái)講,r8)可持續性。由于計算機及相關(guān)的基強大的多用戶(hù)交互能力。這些應用程序的系統要處理更多的業(yè)務(wù)量。礎設施是主要的消費能源。供應商出于各代表有 Gmail, Google Docs、 Google Maps等(3)第三個(gè)因素是數據中心成本的上方面考慮,都會(huì )是通過(guò)提高資源利用率,建43mT三大公司聯(lián)合的云計算升。電力成本、空間成本、維護成本都快速設更有效的系統,從而降低整體能耗?；萜?、英特爾和雅虎聯(lián)合宣布,未來(lái)3上升,這給硬件的擁有者們,尤其是生產(chǎn)型4云計算的應用家公司將共同組隊創(chuàng )建一項名為“測試平企業(yè)用戶(hù)提出了一個(gè)問(wèn)題,怎么樣有效地臺”的云計算研究項目。這一名為“惠普英利用這些資源,或者利用更少的資源做更4.1亞馬遜的云計算平臺和應用特爾和雅虎云計算測試平臺”( Cloud多的事情亞馬遜網(wǎng)站是以在線(xiàn)書(shū)店和電子零售 Computing Test Bed)的開(kāi)源項目研究來(lái)自綜上所述,時(shí)代的需要為云計算提供業(yè)起家的如今已在業(yè)界享有盛譽(yù),不過(guò)它全球多個(gè)數據庫。除了來(lái)自3家公司的數了良好的發(fā)展機遇。雖然現在的云計算并最新的業(yè)務(wù)卻與云計算有關(guān)。兩年多以前,據中心支持外,該項目還包括新加坡資通不能完美地解決所有的問(wèn)題,但是在不久亞馬遜作為首批進(jìn)軍云計算新興市場(chǎng)的廠(chǎng)訊發(fā)展局、依俐諾伊大學(xué)香檳分校德國卡的將來(lái),一定會(huì )有越來(lái)越多的云計算系統商之一,為嘗試進(jìn)入該領(lǐng)域的企業(yè)開(kāi)創(chuàng )了爾斯魯厄理工學(xué)院以及美國國家科學(xué)基金投入實(shí)用,云計算系統也會(huì )不斷地被完善,良好的開(kāi)端。會(huì )等單位。并推動(dòng)其他科學(xué)技術(shù)的發(fā)展亞馬遜的云名為亞馬遜網(wǎng)絡(luò )服務(wù)(A惠普和英特爾公司為該項目提供了硬參考文獻mazon Web services),目前主要由4塊核件和軟件支持,上述每個(gè)數據中心都將成心服務(wù)組成:簡(jiǎn)單存儲服務(wù)( Simple Storage為云計算中心的一個(gè)主站。這些合作機構1鄧倩κ,陳全云計算及其關(guān)鍵技術(shù)門(mén)高性Service,S3);彈性計算云( Elastic Compute將成立6個(gè)數據庫,每個(gè)數據庫均配有能計算發(fā)展與應用,2009(1)Cloud,EC2);簡(jiǎn)單排列服務(wù)( Simple Queu-10004000個(gè)處理器內核(大約需要125lan Foster. The Anatomy of the Grid En-ing Service)以及尚處于測試階段的Sim·500個(gè)服務(wù)器支持)。3家公司聯(lián)合創(chuàng )建的abling Scalable Virtual Organizations [J].In-temational Joumal of High PerformancepleB。換句話(huà)說(shuō),亞馬遜現在提供的是可云計算試驗臺項目將在200下半年推出omputing Applications, 2001(15)以通過(guò)網(wǎng)絡(luò )訪(fǎng)問(wèn)的存儲、計算機處理信息該項目建成后,將為推廣和發(fā)展云計算科3 Buyya Rajkumar and Yeo Chee Shin.coud技提供測試與研究環(huán)境The quickly growing stack of Amazon Web Services44我國的云計算平臺和應用sion, Hype, and Reality for Delivering Com-chana在我國,云計算發(fā)展也非常 puting as the Sth Utility[J]. Future Gener-迅猛。2008年5月,IBM在中國無(wú) ation Computer Systems,2009(25)錫太湖新城科教產(chǎn)業(yè)園建立的中4F. Chang, J. Dean,s. Ghemawat,W.C國第一個(gè)云計算中心投入運營(yíng)。Hich,D.A. Wallach,M. Burrows,T同年6月,IBM在北京IBM中國hndn,A.Fke,adR.E.cmbr創(chuàng )新中心成立了第二家中國的云Smple Queuing Service計算中心—IBM中國煤化工(ms).20326算中心;2009年阿南京開(kāi)始建立國內CNMHGbaum. Distributed SystemsPrinciples and Paradigms [M]. 2e. N務(wù)云計算中心”。中國移動(dòng)研究院Jersey: Prentice-Hall, 2006圖3亞馬遜網(wǎng)絡(luò )服務(wù)做云計算的探索起步較早,他們責任編輯134科技創(chuàng )業(yè)月刊2009年第7期