计算云技术和云应用的初步探讨

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软件开发前沿技术论文题目云技术和云发展的初步探讨

学院计算机与控制工程学院

专业班级

学生姓名

任课教师

成绩

2014年5月7日

云技术和云发展的初步探讨

软件XX班XX

摘要 云计算是一种在网格计算基础上发展而来的新型计算模型它在当下日趋成熟并且开始被广泛应用。本文介绍了云技术的产生发展及其应用领域,

总结了云计算中的技术 数据存储技术数据管理技术编程模型和任务调度模

型等为学着初步了解云奠定基础。关键字:云技术 网格计算云服务

1云技术的产生

传统模式下企业建立一套IT系统不仅仅需要购买硬件等基础设施还有买软件的许可证需要专门的人员维护。当企业的规模扩大时还要继续升级各种软硬件设施以满足需要。对于企业来说计算机等硬件和软件本身并非他们真正需要的它们仅仅是完成工作、提供效率的工具而已。对个人来说 我们想正常使用电脑需要安装许多软件 而许多软件是收费的对不经常使用该软件的用户来说购买是非常不划算的。可不可以有这样的服务能够提供我们需要的所有软件供我们租用这样我们只需要在用时付少量“租金”即可“租用”到这些软件服务为我们节省许多购买软硬件的资金。

云计算模式即为电厂集中供电模式。在云计算模式下用户的计算机会变的十分简单或许不大的内存、不需要硬盘和各种应用软件就可以满足我们的需求因为用户的计算机除了通过浏览器给“云”发送指令和接受数据外基本上什么都不用做便可以使用云服务提供商的计算资源、存储空间和各种应用软件。这就像连接“显示器” 和“主机”的电线无限长从而可

以把显示器放在使用者的面前而主机放在远到甚至计算机使用者本人也不知道的地方。云计算把连接“显示器”和“主机”的电线变成了网络把“主机”变成云服务提供商的服务器集群。

在云计算环境下用户的使用观念也会发生彻底的变化从“购买产品”到

“购买服务”转变 因为他们直接面对的将不再是复杂的硬件和软件 而是最终的服务。用户不需要拥有看得见、摸得着的硬件设施也不需要为机房支付设备供电、空调制冷、专人维护等等费用并且不需要等待漫长的供货周期、项目实施等冗长的时间只需要把钱汇给云计算服务提供商 我们将会马上得到需要的服务。

2云计算的概念

云计算(Cloud Computing)是由分布式计算(Distributed Computing)、并行处理(Parallel

Computing)、网格计算(Grid Computing)发展来的 是一种新兴的商业计算模型。目前对于云计算的认识在不断的发展变化 云计算没仍没有普遍一致的定义。通俗的理解是云计算的“云“就是存在于互联网上的服务器集群上的资源它包括硬件资源(服务器、存储器、CPU等)和软件资源(如应用软件、集成开发环境等)本地计算机只需要通过互联网发送一个需求信息远端就会有成千上万的计算机为你提供需要的资源并将结果返回到本地计算机这样本地计算机几乎不需要做什么所有的处理都在云计算提供商所提供的计算机群来完成。

3云计算的主要技术

3.1 虚拟化技术

虚拟化技术是指计算兀件在虚拟的基础上而不是真实的基础上运行,它可以扩大硬件的容量简化软件的重新配置过程减少软件虚拟机相关开销和支持更广泛的操作系统方面。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计算虚拟化又分为系统级虚拟化、应用级虚拟化和桌面虚拟化目。在云计算实现中。计算系统虚拟化是一切建立在“云”上的服务与应用的基础。虚拟化技术主要应用在CPU操作系统、服务器等多个方面是提高服务效率的最佳解决方案。

3.2分布式海量数据存储

云计算系统由大量服务器组成 同时为大量用户服务 因此云计算系统采用分布式存储

的方式存储数据用冗余存储的方式 集群计算、数据

冗余和分布式存储保证数据的可靠性。冗余的方式通过任务分解和集群 用低配机器替代超级计算机的性能来保证低成本这种方式保证分布式数据的高可用、高可靠和经济性 即为同一份数据存储多个副本。云计算系统中广泛使用的数据存储系统是Google 的GF S和Hadoop团队开发的GF S的开源实现HDF S

3.3海量数据管理技术

云计算需要对分布的、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的管理大量的数据。云计算系统中的数据管理技术主要是Google的BT sT~IO数据管理技术和Hadoop团队开发的开源数据管理模块HBase由于云数据存储管理形式不同于传统的 RD BM数据管理方式如何在规模巨大的分布式数据中找到特定的数据也是云计算数据管理技术所必须解决的问题61。同时 由于管理形式的不同造成传统的SQL数据库接口无法直接移植到云管理系统中来 研究在关注为云数据管理提供RDBM和SQL的接口如基于Hadoap子项目HBase和Hive等。另外在云数据管理方面如何保证数据安全性和数据访问高效性也是研究关注的重点问题之一。

3.4编程方式

云计算提供了分布式的计算模式客观上要求必须有分布式的编程模式。云计算采用了一种思想简洁的分布式并行编程模型 Ma—Reduce Map —Reduce是一种编程模型和任务调度模型。主要用于数据集的并行运算

和并行任务的调度处理。在该模式下用户只需要自行编写 Map函数和Reduce函数即可进行并行计算。其中Map函数中定义各节点上的分块数据的处理方法而Redu ce函数中定义中间结果的保存方法以及最终结果的归纳方法。

3.5云计算平台管理技术

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如何有效的管理这些服务器保证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方便的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。

4云技术的服务模式

目前云计算的主要服务形式有软件即服务 (SoftwareasaService)平台即服务(PlatformasaService)基础设施即服务

(In frastructureasaService) 。

S aaS 分布式数据挖掘 -41 Uiih'Ui

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4.1软件即服务

SaaS服务提供商将应用软件统一部署在自己的服务器上用户根据需求通过互联网向厂商订购应用软件服务服务提供商根据客户所定软件的数量、时间的长短等因素收费并且通过浏览器向客户提供软件的模式。这种服务模式的优势是 由服务提供商维护和管理软件、提供软件运行的硬件设施用户只需拥有能够接入互联网的终端 即可随时随地使用软件。对于小型企业来说 S aaS是采用先进技术的最好途径。

4.2平台即服务

把开发环境作为一种服务来提供。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。 PaaS能够给企业或个人提供研发的中间件平台 提供应用程序开发、数据库、应用服务器、试验、托管及应用服务。

4.3基础设施即服务

IaaS即把厂商的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。它将内存、 I/O设备、存储和计算能力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。这是一种托管型硬件方式用户付费使用

厂商的硬件设施。

5云技术所面临的问题

数据隐私问题如何保证存放在云服务提供商的数据隐私不被非法利用不仅需要技术的改进也需要法律的进一步完善

数据安全性有些数据是企业的商业机密数据的安全性关系到企业的生存和发展。云计算数据的安全性问题解决不了会影响云计算在企业中的应用。

用户的使用习惯如何改变用户的使用习惯使用户适应网络化的软硬件应用是长期而且艰巨的挑战。

网络传输问题云计算服务依赖网络 目前网速低且不稳定使云应用的性能不

高。云计算的普及依赖网络技术的发展。

缺乏统一的技术标准云计算的美好前景让传统IT厂商纷纷向云计算方向转型。但是由于缺乏统一的技术标准尤其是接口标准各厂商在开发各自产品和服务的过程中各自为政这为将来不同服务之间的互连互通带来严峻挑战。