云计算的未来

云计算的未来

1“云”:存储个人数据随着网络的普及和科学技术的发展，网络存储和网络计算服务深入日常生活，改变了传统的生活方式和工作方式。目前,PC依然是我们日常工作生活的核心工具—我们用来处理工作文档、存储数据、发送Email、业务计算或与别人信息共享等。然而,当PC硬盘出现问题而无法修复时,我们将束手无策而最终丢失所有个人数据。而在未来的“云计算”时代,“云”会替我们做存储和计算的工作。我们只需要一台能上网的电脑或其它终端设备,不需要安装任何应用软件,不需要关心存储或计算发生在哪朵“云”上,就可以在网络上实现各种应用,也可以存储大量的数据,通过网络服务来实现我们需要做的一切,甚至包括超级计算这样的任务。重要的是,我们不必担心个人的数据会丢失,因为“云”会帮我们安全保管,毫不发生差错。这样的愿景能否实现,将决定于互联网技术给我们带来的一种新型网络计算模式—云计算。2云计算总结2.1公用计算的发展目前,云计算是IT行业的热点话题,但它并不是革命性的新发展,而是历经数十载不断演进的结果。从上世纪80年代末,开始出现应用大量系统来解决单一的科学问题,这就是网格计算的概念,而这种概念又导致向云计算的发展。到了上世纪90年代,虚拟化的概念已从虚拟服务器扩展到更高层次的抽象,首先是虚拟平台,而后又是虚拟应用程序。公用计算将集群作为虚拟平台,采用可计量的业务模型进行计算。2001年,软件即服务(SaaS)又将虚拟化提升到了应用程序的层次,它所使用的业务模型不是按消耗的资源收费,而是根据向订户提供的应用程序的价值收费。云计算的概念就是源于网格、公用计算和SaaS的概念发展而产生的,如图1所示。2.2云计算中小型企业云计算是2007年才兴起的新名词,对它的定义和内涵众说纷纭,目前在网上至少有几十种说法。“云”的概念,对于计算机来说并不陌生,它是对那些网状分布的计算机的比喻,也是指那些由服务器按你的需要所进行的看不到的计算过程。而利用高速互联网的传输能力,将数据的处理过程从个人计算机或服务器转移到互联网上的计算机集群中,这就是所谓的云计算了。云计算(CloudComputing)是一种新兴的商业计算模型,它将计算任务分布在大量计算机构成的资源池上,使各种应用系统能够根据需要获取计算力、存储空间和各种软件服务。其核心是数据中心,硬件便是这些普通的符合工业标准的服务器。同时,这些计算机由一个大型的数据处理中心管理,数据中心按客户的需要分配计算资源,达到与超级计算机同样的效果。对于企业和个人用户而言,可以极低的成本投入获得极高的计算能力,不用再投资购买昂贵的硬件设备,从而节省了大量的硬件及其保养、升级的费用。“云”是一些可以自我维护和管理的虚拟计算资源,通常为一些大型服务器集群,包括计算服务器、存储服务器、宽带资源等等。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。这使得应用提供者无需为繁琐的细节而烦恼,能够更加专注于自己的业务,有利于创新和降低成本。3“云”的特点云计算具有以下特点:1)超大规模。“云”具有相当的规模,Google云计算已经拥有100多万台服务器,Amazon、IBM、微软、Yahoo等的“云”均拥有几十万台服务器。企业私有云一般拥有数百上千台服务器。“云”能赋予用户前所未有的计算能力。2)虚拟化。云计算支持用户在任意位置、使用各种终端获取应用服务。所请求的资源来自“云”,而不是固定的有形的实体。应用在“云”中某处运行,但实际上用户无需了解、也不用担心应用运行的具体位置。只需要一台笔记本或者一个手机,就可以通过网络服务来实现我们需要的一切,甚至包括超级计算这样的任务。3)高可靠性。“云”使用了数据多副本容错、计算节点同构可互换等措施来保障服务的高可靠性,使用云计算比使用本地计算机可靠。4)通用性。云计算不针对特定的应用,在“云”的支撑下可以构造出千变万化的应用,同一个“云”可以同时支撑不同的应用运行。5)高可扩展性。“云”的规模可以动态伸缩,满足应用和用户规模增长的需要。6)按需服务。“云”是一个庞大的资源池,你按需购买;云可以像自来水,电,煤气那样计费。7)极其廉价。由于“云”的特殊容错措施可以采用极其廉价的节点来构成云,“云”的自动化集中式管理使大量企业无需负担日益高昂的数据中心管理成本,“云”的通用性使资源的利用率较之传统系统大幅提升,因此用户可以充分享受“云”的低成本优势。4云计算的主要形式1供应商管理程序和erp中的开支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。在用户看来,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,能够减少成本。S是迄今为止这类服务最为出名的公司。SAAS在人力资源管理程序和ERP中比较常用。GoogleApps和ZohoOffice也是类似的服务。2提供存储服务和虚拟服务器的新生这个主意很早就有了,但是直到最近才在A、Sun、IBM和其它提供存储服务和虚拟服务器的公司中新生。这种云计算是为IT行业创造虚拟的数据中心使得其能够把内存、I/O设备、存储和计算能力集中起来成为一个虚拟的资源池来为整个网络提供服务。32网络服务同SAAS关系密切,网络服务提供者们能够提供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提供服务来提供另一种SAAS,这种形式的云计算把开发环境作为一种服务来提供。你可以使用中间商的设备来开发自己的程序并通过互联网和其服务器传到用户手中。5msp管理服务提供商最古老的云计算运用之一。这种应用更多的是面向IT行业而不是终端用户,常用于邮件病毒扫描、程序监控等等。6用户与服务商之间的互动平台SAAS和MSP的混合应用,该类云计算为用户和提供商之间的互动提供了一个平台。比如用户个人开支管理系统,能够根据用户的设置来管理其开支并协调其订购的各种服务。72网络整合将互联网上提供类似服务的公司整合起来,以便用户能够更方便的比较和选择自己的服务供应商。5云计算的基本原理云计算是分布式处理(DistributedComputing)、并行处理(ParallelComputing)和网格计算(GridComputing)的发展,它的基本原理是,通过使计算分布在大量的分布式计算机上,而非本地计算机或远程服务器中,企业数据中心的运行将更与互联网相似。这使得企业能够将资源切换到需要的应用上,根据需求访问计算机和存储系统。打个比方,这就好比是从古老的单台发电机模式转向了电厂集中供电的模式。它意味着计算能力也可以作为一种商品进行流通,就像煤气、水电一样,取用方便,费用低廉。最大的不同在于,它是通过互联网进行传输的。云计算是一种以数据为中心的密集型的超级计算。在数据存储、数据管理、编程模式等方面具有自身独特的技术。5.1云计算用户需求分析为了保证高可用性、高可靠性和经济性,云计算采用分布式存储的方式来存储数据,采用冗余存储的方式来保证存储数据的可靠性,即为同一份数据存储多个副本。另外,云计算系统需要同时满足大量用户的需求,并行地为大量用户提供服务。因此,云计算的数据存储技术必须具有高吞吐率和高传输率的特点。云计算的数据存储技术主要有Google的非开源的文件系统(GFS,GoogleFileSystem)和Hadoop开发团队开发的GFS的开源实现HDFS(HadoopDistributedFileSystem)。目前,大部分IT厂商,包括yahoo、Intel的“云”计划采用的都是HDFS的数据存储技术。5.2云计算的数据管理为了能够对大型数据进行高效的分析处理和特定数据的快速搜索,云计算系统必须具备以下特点的数据管理技术,即对海量数据的存储、读取后进行大量的分析,数据的读操作频率要远大于数据的更新频率,采用了数据库领域中列存储的数据管理模式,将表按列划分后存储的读优化数据管理。云计算的数据管理技术最著名的是Google的BigTable数据管理技术,同时Hadoop开发团队正在开发类似BigTable的开源数据管理模块。由于采用列存储的方式管理数据,如何提高数据的更新速率以及进一步提高随机读速率,将是未来数据管理技术必须解决的问题。5.3多应用性能分析为了使用户能更轻松地享受云计算带来的服务,能利用该编程模型编写简单的程序来实现特定的目的,云计算采用类似MAP/Reduce的编程模式。Map/Reduce通过“Map(映射)”和“Reduce(化简)”这样两个简单的概念来参加运算,用户只需要提供自己的Map函数以及Reduce函数就可以在集群上进行大规模的分布式数据处理。Map/Reduce不仅仅是一种编程模型,同时也是一种高效的任务调度模型,该编程模型仅适用于编写任务内部松耦合、能够高度并行化的程序。因此,如何改进这种模式,使程序员得能够轻松的编写紧耦合的程序,运行时能高效的调度和执行任务,是Map/Reduce编程模型未来的发展方向。6云计算平台技术从云计算的描述可知,所谓的云计算可以被看成是网格计算和虚拟化技术的融合:即利用网格分布式计算处理的能力,将IT资源构筑成一个资源池,再加上成熟的服务器虚拟化、存储虚拟化技术,以便用户可以实时地监控和调配资源。可以说云计算的概念涵盖了网格计算,并且加上了更多企业级安全的因素。如表1所示,分别从各个方面分析了云计算与网格计算之间的区别。7云计算的应用现状7.1定制化网络服务Google是目前云计算最大的实践者,正在运营目前最接近云计算特征的商用平台—在线应用服务托管平台Google应用引擎(GAE)。软件开发者可以在此之上编写应用程序,企业客户可以使用定制化的网络服务。例如开发人员根据提供的服务可以编译基于Python的应用程序,并可免费使用Google的基础设施来进行托管(最高存储空间达500MB)。对于超过此上限的存储空间,Google按“每CPU内核每小时”10至12美分及1GB空间15至18美分的标准进行收费。典型的应用方式有Gmail、GooglePicasaWeb以及可收费的Google应用软件套件(GoogleApps)。7.2用层面的计算亚马逊是以在线书店和电子零售业起家的,如今已在业界享有盛誉,它的云计算服务不涉及应用层面的计算,主要是基于虚拟化技术提供通过底层的可通过网络访问的存储、计算机处理、信息排队和数据库管理系统等租用式服务。亚马逊的云计算建立在其公司内部的大规模集群计算的平台之上,并提供托管式的计算资源出租服务,用户可以通过远端的操作界面选择和使用服务。7.3table库apexSalesforce是云计算中软件即服务厂商的先驱。该公司正在建造自己的网络应用软件平台F,这一平台可作为其他企业自身软件服务的基础。F包括关系数据库、用户界面选项、企业逻辑以及一个名为Apex的集成开发环境。程序员可以在平台的Sandbox上对他们利用Apex开发出的应用软件进行测试,然后在Salesforce的AppExchange目录上提交完成后的代码。7.4pc—微软公司微软紧跟云计算步伐,于2008年10月推出了WindowsAzure操作系统。Azure(译为“蓝天”)是继Windows取代DOS之后,微软的又一次颠覆性转型—通过在互联网架构上打造新云计算平台,让Windows真正由PC延伸到“蓝天”上。微软拥有全世界数以亿计的Windows用户桌面和浏览器,现在它将它们连接到“蓝天”上。Azure的底层是微软全球基础服务系统,由遍布全球的第四代数据中心构成。7.5基于op的分布式文件系统IBM的蓝云计算平台为企业客户搭建分布式、可通过互联网访问的云计算体系,是一个企业级的解决方案。整合了IBM自身的Tivoli、vmware的虚拟化软件以及Hadoop开源分布式文件系统,由数据中心、管理软件、监控软件、应用服务器、数据库以及一些虚拟化的组件共同组成。2008年2月,IBM成功在无锡科教产业园设立中国第一个商业化运营的云计算中心。它提供了一个可运营的IT支撑体系,当一个公司在科教产业园成立后,它的部分软硬件可以通过云计算中心来获取和使用,大大降低基础设施的建设成本。8影响用户商业模式的发展云计算被视为科技业的下一次革命,它的出现和应用范围的逐渐扩展,必将对未来用户的工作模式和企业的商业模式,产生根本性的改变和深刻的影响。1云计算网络技术应用的方式过去几乎所有应用都是装在用户端或者局端数据库上运行,但今后通过云计算,更多地应用能够以互联网服务的方式进行。云计算的先驱者之一谷歌甚至强调未来几乎所有的软件都可以搬上互联网,以服务取代软件。当然这种观点有些极端,不可能所有的应用都完全通过网络作为存储和计算,但是云计算作为一种应用的模式将成为更多企业和个人的选择。由此,也必然引起互联网企业在运营模式方面的相应改变。2云技术的应用场景有一种流行的说法,将云计算比喻为电厂集中供电的模式,即客户不再需要自己购买发电机发电,而只要去电厂买电使用就够了。也就是说,通过云计算,用户可以不必购买新的服务器和部署软件,就可