计算机科学前沿技术之云计算

1、计算机科学前沿技术之云计算高婉馨 201424010209摘要本文意围绕计算机前沿技术云计算展开研究， 随着云计算的不断发展，使电 脑的运算速度越来越快，也使很多大而复杂的问题得以解决。 本文分别介绍云计 算的定义、云计算的相关应用、云计算存在的问题与云计算未来的发展趋势。关键字云计算、云应用、云安全前言“云计算”被Google提出后，随着它的不断发展，为信息界带来了一场新 的革命。它使依靠掌上终端移动办公成为可能，这个超级计算模式具有高达每秒 超过十万亿次的运算能力。这个强大的互联网模式解决了原始的互联网系统和服 务设计不能解决的种种问题。云计算为我们带来了不可预料的前景。一、云计算的定义1

2、1. 并行计算的定义并行计算或称平行计算是相对丁申行计算来说的。它是一种一次可执行多 个指令的算法，目的是提高计算速度，及通过扩大问题求解规模，解决大型而复 杂的计算问题。所谓并行计算可分为时间上的并行和空间上的并行。时间上的并行就是指流水线技术，而空间上的并行则是指用多个处理器并发的执行计算。2. 分布式计算的定义分布式计算是研究如何把一个需要非常巨大的计算能力才能解决的问题分 I 成许多小的部分，然后把这些部分分配给许多计算机进行处理， 最后把这些计算 结果综合起来得到最终的结果。3. 网格计算的定义网格计算是利用互联网把地理上广泛分布的各种资源连成一个逻辑整体， 就像一台超级计算机一样，

3、为用户提供一体化信息和应用服务。4. 云计算的定义云计算是分布式计算、并行计算、网格计算、网络存储、虚拟化、负载均衡、热备份冗余等传统计算机和网络技术发展融合的产物。是基丁互联网的相关服务的增加、使用和交付模式，通常涉及通过互联网来提供动态易扩展且经常 是虚拟化的资源。是一种基丁互联网的计算方式，通过这种方式，共享的软硬件 资源和信息可以按需提供给计算机和其他设备。二、云计算的相关应用云计算的相关应用简称“云应用”。它们的工作原理是把传统软件“本地 I 安装、本地运算”的使用方式变为”即取即用”的服务，通过互联网或局域网连 接并操控远程服务器集群，完成业务逻辑或运算任务的一种新型应用。 云应用

4、不 但可以帮助用户降低IT成本，更能大大提高工作效率，因此传统软件向云应用 转型的发展革新浪潮已经不可阻挡。1. 云服务这是一种更广义的服务方式，其中的典型代表就是苹果的全新云服务 iCloud这是一款可与iPhone、iPad、iPodtouch、Mac或PC应用程序完美兼容 的突破性全新云服务免费套件，它能够无线存储你的某个苹果设备上的数据内 容，并自动无线推送至你所有的苹果设备。 也就是说当你修改某个苹果设备上的 信息时，所有设备上的信息几乎同时以无线方式得以更新。此外，还增加了云备份与音乐自动同步功能，云备份可以每天自动备份包括购买的音乐、应用、电子书、音频、视频、设置届性以及软件数据

5、等，而以上备份仅支持通过WiFi上传下载数据。iCloudStorage 可完好地保存使用iCloudStorageAPIs创建的所 有文档，并自动推送至你的全部设备。当你在更改设备文档时，iCloud自动将更改推送至你的所有设备。iCloud创新的PhotoStream服务可自动上传你拍摄 的照片，导入任意设备，并无线推送至你的所有设备和电脑。当你用iPhone为好友拍摄照片后，回家后即可与iPad （或者AppleTV）上的整个群组共享。这项 服务非常受欢迎，如今已有超过 2000万人创建了 iCloud账户。2. 云存储云存储是在云计算概念上延伸和发展出来的一个新的概念，是指通过集群 应

6、用、网格技术或分布式文件系统等功能，将网络中大量各种不同类型的存储设 备通过应用软件集合起来协同工作，共同对外提供数据存储和业务访问功能的一 个系统。当云计算系统运算和处理的核心是大量数据的存储和管理时，云计算 系统中就需要配置大量的存储设备，那么云计算系统就转变成为一个云存储系 统，所以云存储是一个以数据存储和管理为核心的云计算系统。云存储可以使你可以抛弃U盘等移动设备，只需要进入GoogleDocs页面，新建文档，编辑内容, 然后，直接将文档的URLM址分享给你的朋友或者上司，他可以直接打开浏览器 访问URL我们再也不用担心因PC硬盘的损坏或者优盘打不开而发生资料丢失 事件。3. 云安全“

7、云安全”是一个从“云计算”演变而来的新名词，是网络时代信息安全 的新产物，它融合了并行处理、网格计算、未知病蠹行为判断等新兴技术和概念。 云安全的策略构想是：使用者越多，每个使用者就越安全，因为如此庞大的用户 群，足以覆盖互联网的每个角落，只要某个网站被挂马或某个新木马病蠹出现， 就会立刻被截获。“云安全”通过网状的大量客户端对网络中软件行为的异常监 测，获取互联网中木马、恶意程序的最新信息，推送到Server端进行自动分析和处理，再把病蠹和木马的解决方案分发到每一个客户端。通过网状的大量客户 端对网络中软件行为的异常监测， 获取互联网中木马、恶意程序的最新信息，传 送到Server端进行自动

8、分析和处理，再把病蠹和木马的解决方 案分发到每一个 客户端。未来杀蠹软件将无法有效地处理日益增多的恶意程序。来自互联网的主要威胁正在由电脑病蠹转向恶意程序及木马， 在这种情况下，采用的特征库判别 法显然已经过时。云安全技术应用后，识别和查杀病蠹不再仅仅依靠本地硬盘 中的病蠹库，而是依靠庞大的网络服务，实时进行采集、分析以及处理。整个互 联网就是一个巨大的“杀蠹软件”，参与者越多，每个参与者就越安全，整个 互联网就会更安全。如今，瑞星、趋势、卡巴斯基、MCAFEESYMANTEC工民科 技、PANDA金山、360安全卫士等都推出了云安全解决方案。瑞星基丁云安全 策略开发的2009新品，每天拦截数

9、白万次木马攻击，其中 1月8日更是达到了 765万余次。趋势科技云安全已经在全球建立了 5大数据中心，几万部在线服务三、云计算存在的问题随着互联网的快速发展，网络安全问题不可回避，任何IT系统的建设都很 难忽视安全问题的存在。云计算业务系统的建构、服务器资源池的部署以及系统 的运营的操作目前还存在潜在的安全风险成为系统安全交付的因素。1. 标准不统一标准的不统一导致行业出现一定的混乱，并影响了其实际推进。据我市云 计算专家欧阳钟辉博士介绍，目前云计算已纳入国家“十二五”规划，国家及各 地政府都十分重视，纷纷拿出重金来奖励扶持。但由丁云计算认定标准过丁模糊， 导致许多似是而非的云计算企业争相戴上

10、云计算的帽子以争取扶持；另一方面，|一些地方政府为了追求政绩，也往往把一些不算云计算的企业纳入到云计算的产 值中。这就很容易给国家决策者和产业投资者一个错误的指向。实际上，有调查表明，目前国内云计算市场已有泡沫现象，这值得各地政府和投资者警惕。据了解，为解决目前国内云计算标准不统一的现象，目前国家相关部门及 一些代表性企业已着手开始进行云计算标准的制定。22. 数据的安全性|云计算的数据隐私存在问题，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；数据尚且存在 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， 而目前数据都

11、交给了云端，无法保证其安全性，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； 对丁用户的使用方面，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艰巨的挑战；网络传输的稳定性还有待提高，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，云计算对数据安全性还有待提高。3. 数据的可靠性随着云计算的发展，数据中心根据不同服务等级综合分类建设。最底层是 基丁标准化的硬件，而上面则由灵活的软件构筑成基础设施平台， 可以满足业务 动态需求的实时定制，快速响应整个云数据中心外部需求的变化。 随着业务量与 数据量的不断增加，云计算的数据

12、面临的问题与挑战愈加明显， 数据是否还在云 端，可否保证数据的完整性也成为挑战。目前，一方面是整个人社覆盖范围越来越广，基本覆盖全国公民，同时全国高比例的人员流动也要求人社的IT系统必须迈向自动化管理和自动化运营的新阶段。另一方面数据开始逐渐进行大集中， 业务的集中也成为一个必然的发展趋势，这些都是驱动人社IT架构转型，应对未来业务变革的重要因素。3四、云计算的现状云计算发展速度迅猛。从2008年，IBM先后在无锡和北京建立了两个云计 算中心；世纪互联推出了 CloudEx产品线，提供互联网主机服务、在线存储虚拟 化服务等；中国移动研究院已经建立起1024个CPLU勺云计算试验中心；解放军理

13、工大学研制了云存储系统MassClouq并以它支撑基丁 3G的大规模视频监控应用 和数字地球系统。作为云计算技术的一个分支，云安全技术通过大量客户端的参 与和大量服务器端的统计分析来识别病蠹和木马，取得了巨大成功。瑞星、 趋势、 卡巴斯基、McAfee Symantec江民、Panda金山、360安全卫士等均推出了云 安全解决方案。值得一提的是，云安全的核心思想，与早在 2003年就提出的反垃 圾邮件网格非常接近5。2008年11月25日，中国电子学会专门成立了云计算专 家委员会。2009年5月22日，中国电子学会隆重举办首届中国云计算大会，1200 多人与会，盛况空前。2009年11月2日，

14、中国互联网大会专门召开了 “ 2009云 计算产业峰会” 。2009年12月，中国电子学会举办了中国首届云计算学术会议。到2010年5月，中国电子学会举办第二届中国云计算大会。目前的云计算虽然还 处丁私有云状态，但技术已经比以往成熟。五、云计算未来发展趋势2013 年6月5日第五届中国云计算大会上，国移动通信研究院院长黄晓庆提出“云计算的未来一定是服务家庭和个人。”他认为，现在云计算在信息化领 域得到了应用，而未来云计算将会成为非常主流的服务，为每一个家庭和个人服 务。4云计算将带来工作方式和商业模式的根本性改变。首先，对中小企业和创业 者来说，云计算意味着巨大的商业机遇，他们可以借助云计算在

15、更高的层面上和 大企业竞争。自1989年微软推出Office办公软件以来，我们的工作方式已经发 生了极大变化，而云计算则带来了云端的办公室一一更强的计算能力但无须购买 软件，省却本地安装和维护。其次，从某种意义上说，云计算意味着硬件之死。 至少，那些对计算需求量越来越大的中小企业，不再试图去买价格高昂的硬件， 而是从云计算供应商那里租用计算能力。在避免了硬件投资的同时，公司的技术 部门也无须为忙乱不堪的技术维护而头痈，节省下来的时间可以进行更多的业务 创新。这是一个典型的新市场破坏，当互联网变得越来越快和更可依赖，用户正 从桌面电脑上的软件应用转向基丁互联网的应用。”“私有云”也将向“公有云”发展。云计算发展向公有云发展后能够