浅谈计算机云计算.doc

面向对象系统分析与设计及C+综述文章学生：学号：浅谈云计算摘要：云计算包含了两个方面的含义：一方面是底层构建的云计算平台基础设施,，是用来构造上层云服务的基础；另外一方面是构建在这个基础平台之上的云计算服务层。本文在了解云计算的背景的基础上阐述了云计算的实现形式、栈结构、以及发展瓶颈，具有较为重要的意义。关键词：云计算；栈结构；网格计算；虚拟化云计算是一种新型的基于Internet的计算机技术。随着多核处理器、虚拟化、分布式存储、宽带互联网和自动化管理等技术的发展, 产生了一种新型的计算模式云计算。它能够按需部署计算资源，而用户只需要为所使用的资源费。从本质上讲。云计算是指用户终端通过远程连接，获取存储、计算、数据库等计算资源。云计算在资源分布上包括“云”和“云终端”。“云”是列互联网或大型服务器集群的一种比喻。由分布的互联网基础设施，如网络设备、服务器、存储设备、安全设备等构成。几乎所有的数据和应用软件，都可存储在“云”里。1 云计算的背景 计算机软件与硬件技术的飞速发展也导致了计算模型的不断演化。继分布式计算，并行计算，网络计算，效用计算，Web2.0等计算概念与模型的不断被推出以后，计算机工业界与学术界又提出了云计算模型1，在某种意义上实现对这些计算概念与模型的泛化与商业化。总体上来讲，云计算通过互联网将超大规模的计算与存储资源整合起来，并以可信服务的形式按需提供给用户。 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。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、SAN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。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。云计算同时也是计算机资源公共化在商业模型上一个重要革新。通过云计算，用户将从繁重，复杂，易错的计算机资源管理中解放出来，而只需关注业务逻辑。这种业务逻辑与计算资源的分离将大大地降低企业信息化的复杂度。更重要的是，云计算带来的服务整合与按需供给将大大提高当前计算资源的利用率，降低侮服务的能耗量，并且有效屏弊计算资源的出错问题。2 云计算实现形式（1）SAAS（软件即服务）这种类型的云计算通过浏览器把程序传给成千上万的用户2。从用户的角度来看，这样会省去在服务器和软件授权上的开支；从供应商角度来看，这样只需要维持一个程序就够了，从而能够减少成本。SAAS 在人力资源管理程序和ERP中比较常用。（2）实用计算 这种云计算是为IT行业创造虚拟的数据中心，使其能够把内存、设备、存储和计算能力集中起来成为一个虚拟的资源池，为整个网络提供服务。 （3）网络服务该服务同SAAS关系密切，它由网络服务提供者们提API，让开发者能够开发更多基于互联网的应用，而不是提供单机程序。（4）平台即服务它是另一种SAAS，这种形式的云计算把开发环境作为一种服务来提供，用户可以使用中间商的设备来开发自己的程序并通过互联网及其服务器传到用户手中。3 云计算模型的栈结构 云计算是一种革新的计算模式，因此正确认识和理解云计算的模型至关重要。图1 高度概括了云计算的栈模型视图。最底两层是以虚拟化资源的形式提供存储和计算，是云服务的基础所在。虚拟资源层之上是云服务层，它为外部应用程序编程接口提供了内部机制。云服务并不是一个单独的服务，而是一个服务集合，传统意义上对云服务采用栈分层结构，这些层定义了提供的服务的级别。如图1 所示。 图1 云计算的栈结构 云服务层的底层为基础设施服务层。IaaS 是将基础设施(计算资源和存储资源) 作为服务出租。这意味着虚拟计算机不仅具有快速的处理能力，而且拥有稳定的存储能力，并为Internet 访问预留了带宽。实际上，IaaS具有在特定服务质量约束的情况下出租计算机或数据中心的能力，使之能执行任意操作系统和软件，相当于提供一个中间的操作系统平台。如图2 所示。图 2 IaaS 屏蔽了底层操作系统的异构顺着层次往上看,上一级的服务是平台服务层。它是SaaS 技术发展的趋势，PaaS 能给客户带来更高性能、更个性化的基础硬件和软件服务。比如诸多SaaS 应用都重复建设了一些模块,如远程调用模块、分布式数据库模块、用户登录注册模块、收费模块、在线支付模块等。虽然有些SaaS 应用已经按SOA 的思想实现了这些模块的松散耦合设计，但不同应用都实现了这些模块，重复建设费用较大，而PaaS 正好可以提供这些基础设施，并提供灵活的功能配置。4 现阶段云计算发展的瓶颈44.1 云计算的技术4.1.1 数据安全云计算核心强调的是将存储和计算更多的通过网络进行，通过共享达到提高资源的利用率降低成本的最终目的。所以“云”涉及非常广泛的技术：基于网络的存储、在线应用程序、虚拟化等，所有的这些都需要安全的保证，其中最重要的就是数据安全的问题。云计算的服务都是通过互联网来进行的，它利用分布式系统来实现数据的存储，这样可以提高数据的存储容量和存储速度。但这也带来很多的问题：数据存储在什么地方？ 数据通过什么加密算法存储以及加密算法的密钥管理是否科学？ 数据有无丢失和备份？ 数据在遭到破坏后有无恢复机制？ 数据是否受到有效的管理和监测？ 众多的数据中心如何协调的有效运作？ 目前还没有一家云服务提供商能证明自己一直很可靠。而今年Google 和亚马逊云计算服务故障频出，以及据亚马逊的服务健康状况控制台报告称，在美国和欧洲的S3 服务的错误率增加了则从侧面说明了云计算的数据安全技术还有待于改善。4.1.2 具有云功能的浏览器既然云计算提出了用户在不久的将来只需要一个浏览器就可以体验云服务了，那么什么样的浏览器才真正的适合云计算？ 也是推广云计算的拦路虎之一了。用户想充分使用云服务，必然要通过相关的浏览器。但浏览器是否符合相关的国际标准和相关统一的协议，以及使用什么样的脚本代码就显得尤为的重要。4.2 云计算的商业模式4.2.1 信息基础的建设云计算提供云服务的性能的好坏与网络有直接的关系。良好的网络性能才能保证云服务的质量。要实现云计算，不仅需要远程使用应用业务，更关键的是使用者能够及时、稳定、安全地使用。这就需要拥有更宽，更顺畅的网络接入。4.2.2 电信运营商的付费机制云计算要求的最基本的条件就是拥有高速的网络，又由于不同的网络联机费用、网络联机习惯，以及使用者惯用的网络联机装置不一，因此，各地的电信营运商应该考虑上述状况，制定符合使用者预期的资费方案，这极为重要。这也是为推广云计算必须搬开的一个绊脚石。只有合理而又人性化的付费机制才可以使更多的人来体验云计算，那才是真正的云计算。4.2.3 推出特色的企业应用程序云计算其实既可以看成是一项新的技术，又可以看成是一个商业口号。这也就表明了，云计算的重点对象是企业。那么具有什么特色的商业模式的应用程序才能使云计算有用武之地呢？ 又是云计算在未来的发展道路上引人深思的问题。而云计算的商业模式牵涉到的厂商包括了ISP (Internet Service Provider)、ASP (Application ServiceProeider)、DSP (Data Service Provider) 以及Cloud Provider，形成一个紧密的产业结构，由ISP 提供网络、ASP 提供软件、DSP 提供资源、Cloud Provider 提供计算能力。所以应该在上述的各个环节上做文章，使各个环节能够有机的结合，打造具有强势的云计算产业链，这样就可以开发出满足企业真实需要的网络应用程序的云端服务，进而打造各个企业自己特色的云。4.3 企业的观念4.3.1 网络接入成本增加目前云计算的运营商投资的收入的收益正在下降，又由于不能向用户推广分层次的定价结构以及iPhone 用户消耗大量资源造成资源的日益紧张，运营商不愿意向用量大的用户销售没有限制的接入服务。而云端服务又在远程终端上，用户所有的操作基于网_络通讯，这就导致了企业的成本的增加。尤其在现前的全球经济不景气的情况下更不利于云计算的推广。4.3.2 云计算服务的质量如果某个企业租用了云计算服务，那么它就关心此云服务的质量，是否能够达到预期的经济效益和社会效益。而云计算本身的具有性能不可预测性的缺陷。这也就意味着可能会发生不可避免的服务中断，对于企业来说就是丢失时间就是丢失业务，这也是企业所不可接受的。4.3.3 企业的隐私保护每个企业都有自己的商业机密，而这些的商业机密是不可共享的资源，这是他们在市场中竞争的优势和资本。如果某个公司利用云计算处理ERP/CRM 等信息，那么公司的运营机密以及客户信息也都会被云计算的厂商知道。而这些的秘密资源很有可能会为其他同行的竞争对手所服务，那对于这个企业所造成的后果可想而知。这也是由于云计算的数据保密性和可审计性的可控性比较差所带来的。目前有个很好的过渡妥协的办法就是使企业遵循80/20 的原则。意味着对于企业或者公司来说，80%的信息和处理要放在云计算提供商这个“外云”上，还有20%的商业机密信息要放在企业内部的云计算的“内云”上。4.3.4 缺少相关的法律保障企业和云计算服务运营商是买家和卖家的关系。既然是买卖的关系，就牵涉到利益的关系，而所有的利益的分配又必须通过相关的合同或者协议来确定，以免一旦出现利益的争执可以通过法律得途径来解决。如果买卖双方都来自不同的国度，那么究竟采用哪个国家的法律来执行？ 何况目前缺少相关而又统一的权威法律来保障双方的利益.4.3.5 云计算运营商的信誉目前的云计算还处于萌芽状态，一些云计算技术还不成熟。而良好的云计算运营商的信誉却恰恰建立在成熟的技术基础和优质的云服务之上。只有信誉好的运营商才可取得企业的信任，企业才放心的租用其服务。由此看来目前企业对云计算的可信度很低也是可以理解的。总之，云计算作为新兴的技术出现，不是偶然，而是必然。虽然云计算目前的发展和应用遭遇了瓶颈，但只要云计算运营商能够攻克云计算的技术、商业模式、企业的观念三大难题，相信云计算的道路会更加的平坦。5 结语目前，计算机网络的应用正处于一个爆炸性增长的时期，并且网络规模迅速扩大，网络的复杂程度也日益加剧。为适应网络大发展的这一时代需要，对计算机云计算的研究显得相当重要。云计算是一种新兴的共享基础架构的方法。云计算将所有的计算资源集中起来，并由软件实现自动管理，无需人为参与。这使得企业无需为繁琐的细节而烦恼，能够更加专注于自己的业务，有利于创新，相信在若干年后，云上的数据稳定性和安