云计算专业调查研究报告

呼和浩特民族学院计算机系专业调研报告题目：云计算专业调研报告调研单位：呼和浩特民族学院专业：云计算班级：学号：学生姓名：指导教师：06月05日目录TOC\o"1-3"\h\u一.调研信息 11.调研目的 12.调研时间 13.调研对象 14.调研办法 1二.现在应用状况 11.应用领域 12.产业现状 13.商业模式应用 24.云计算的优点 3（1）虚拟化技术 3（2）灵活定制 3（3）动态可扩展性 3（4）高可靠性和安全性 3（5）高性价比 4（6）数据、软件在云端（服务器端） 4（7）超强大的计算和存储能力 45.云计算的缺点 4三.技术构成 41.数据存储技术 42.数据管理技术 53.编程模型技术 6四.发呈现状及趋势 6五.将来发展趋势 71.私有云将先发展起来 72.混合云架构将成为公司IT趋势 83.云计算概念逐步平民化 84.云计算安全权责更明确 8六.总结 8参考文献 10云计算专业调研报告一.调研信息1.调研目的对云计算行业进行初步的理解2.调研时间6月3日3.调研对象云计算行业4.调研办法上网查找有关资料二.现在应用状况1.应用领域云计算有着广泛的应用前景。协作工具：个人、家庭、组织、社会通过“云”进行协同工作，实现同时解决或接续。例如：科研：地震监测、海洋信息监控、天文信息计算解决等；医学：DNA信息分析、海量病历存储分析、医疗影像解决等；网络安全：病毒库存储、垃圾邮件屏蔽等；图形和图像解决：动画素材存储分析、高仿真动画制作、图片检索等；互联网：Email服务、在线实时翻译、网络检索服务等；服务平台：为需要大规模计算或存储时的多个应用或开发提供虚拟化的资源服务，不同的使用者能够实现资源的共享；创新基地：为顾客提供API，激励顾客进行创新尝试，不停涌现新的应用或服务。2.产业现状自亚马逊EC2产品和谷歌-IBM并行计算项目提出云计算以来，从技术供应商到软件服务提供商纷纷推出披着“云计算”外衣的各式产品与服务，其中不乏炒作概念、混水摸鱼之辈。总的来看，云计算还处在一种起步的阶段，业务种类还比较单一。现在，提供云计算产品和服务的公司重要来自北美特别是美国。Amazon：最早提供远程云计算平台服务的公司，云计算平台称为弹性计算云（ElasticComputeCloud，EC2）。顾客租用的是虚拟的计算能力，简化了计费方式。在弹性计算云中，提供了三种不同能力的虚拟机实例，含有不同的收费价格。例如，其中默认的也是最小的运行实例是1.7GB内存，1个EC2的计算单元（1虚拟的计算核以有关的计算单元），160GB虚拟机内部存储容量，是一种32位的计算平台，收费原则为每个小时10美分。在现在的云计算平台中，尚有两种性能更加强劲的虚拟机实例可供使用，固然价格也更加昂贵一点。IBM：在11月15日推出了蓝云计算平台，为客户带来即买即用的云计算平台。它涉及一系列的云计算产品，通过将Tivoli、DB2、WebSphere与硬件产品（现在是x86刀片服务器）集成，能够为公司架设一种分布式、可全球访问的资源构造。首款支持Power和x86解决器刀片服务器系统的“蓝云”产品于正式推出，并且计划随即推出基于Systemz“大型主机”的云环境，以及基于高密度机架集群的云环境。2月起，IBM与无锡市政府合建无锡太湖新城科教产业园建立云计算中心，已投商用。3.商业模式应用云计算与电子商务结合产生的电子外包就是前景看好的应用之一。电子商务是互联网的重要应用，代表着互联网从大众化娱乐向商业化服务的发展方向。作为一种面对互联网的商业模式创新，云计算与电子商务的结合必将在公司的组织形式，盈利方式，市场营销，知识管理等领域带来重大的变化，从而使从事电子商务活动的公司特别是中小公司能够更有效的运用多个信息和资源，减少成本，从而提高公司的核心竞争力，提高商品和服务交易的成交率。基于云计算的电子外包使公司无需新增硬件投入、软件和程序开发成本，只要按需支付一定租金，就能够访问服务提供商如阿里巴巴等建立的电子商务云，运行公司所需的管理程序，建立和存储商业数据库资料；只要有网络连接，就能够做到在任何时间、任何地点进行操作，不受时间和地区的限制，确保业务的不间断运转，避免错过任何一种商业机会。电子外包事实上是“随需而变”电子商务的一种形式，这种模式就是运用云计算平台，将分布在各个地方的多个资源虚拟地构建起来，实现资源共享，使得公司在使用网络构架和应用程序时就能像使用自来水、电力和燃气等普通公共服务同样方便。它不仅能同时为成千上万客户同时提供商务服务，并且能确保其应用环境的高度安全。4.云计算的优点（1）虚拟化技术现有的云计算平台的最大的特点是运用软件来实现硬件资源的虚拟化管理、调度及应用。通过虚拟平台顾客使用网络资源、计算资源、数据库资源、硬件资源、存储资源等，与在自己的本地计算机上使用的感觉是同样的，相称于是在操作自己的计算机，而在云计算中运用虚拟化技术可大大减少维护成本和提高资源的运用率。（2）灵活定制在云计算时代，顾客能够根据自己的需要或喜好定制对应的服务、应用及资源，云计算平台能够按照顾客的需求来布署对应的资源、计算能力、服务及应用。顾客不必关心资源在哪里、如何布署，只需要把自己的需求告诉云，剩余的工作就交给云了，云将返回想客定制的成果，固然顾客也能够对定制的服务进行管理，如退订或删除某些服务等。（3）动态可扩展性在云计算体系中，能够将服务器实时加入到现有服务器群中，提高"云"解决能力，如果某计算节点出现故障，则通过对应方略抛弃掉该节点，并将其任务交给别的节点，而在节点故障排除后可实时加入现有集群中。（4）高可靠性和安全性顾客数据存储在服务器端，而应用程序在服务器端运行，计算由服务器端来解决。全部的服务分布在不同的服务器上，如果什么地方（节点）出问题就终止它，另外再启动一种程序或节点，即自动解决失败节点，确保了应用和计算的正常进行，而顾客端不必备份，能够任意点恢复。在云计算服务器端提供了最可靠、最安全的数据存储中心，有全世界最专业的团体管理信息，有全世界最先进的数据中心保存数据，严格的权限管理方略能够协助顾客放心地与指定的人共享数据。另首先数据被复制到多个服务器节点上有多个副本（备份），存储在云里的数据即使意外删除或硬件崩溃都不会受到影响。（5）高性价比云计算对顾客端的硬件设备规定最低，使用起来也最方便，软件不用购置和升级只需定制就能够了，而服务器端也能够用价格低廉的PC构成云，而计算能力却可超出大型主机，而顾客在软硬件维护和升级上的投入大大减少。（6）数据、软件在云端（服务器端）云计算模式下，顾客的全部数据直接存储在云端，在需要的时候直接从云端下载使用；顾客使用的软件由服务商统一布署在云端运行，软件维护由服务商来完毕，当个人计算出现故障或崩溃，也不会影响该顾客对其软件的试用，顾客只需要换个PC就能够继续自己的工作，涉及文档实时编辑和协作开发等。（7）超强大的计算和存储能力顾客能够在任何时间、任意地点，采用任何设备登录到云计算系统后就能够进行计算服务；云计算云端由成千上万台甚至更多服务器构成的集群含有无限空间、无限速度。5.云计算的缺点由于云计算计算能力和数据都在云里，如何确保客户数据的安全就是比较重要的了。安全有两个方面，一种是数据不会丢失，这个普通服务商都会有备份能力解决，但是也是偶然会发生丢失的；另外一种就是你的数据不会泄漏，这个即使服务商也会采用某些方法，不让外部人员，例如黑客等攻击获取数据，但是服务商内部人员的问题也是很大的，例如前一阶段暴露的某国有大型移动运行商内部员工非法销售客户通话列表一事。固然服务商都会说数据放在他们那里是安全的，但是都是他们自说自的，没有一种第三方的权威机构统一认证和鉴定。三.技术构成1.数据存储技术为确保高可用、高可靠和经济性，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确保存储数据的可靠性，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顾客的需求，并行地为大量顾客提供服务。因此，云计算的数据存储技术必须含有高吞吐率和高传输率的特点。云计算的数据存储技术重要有谷歌的非开源GFS（谷歌FileSystem）和Hadoop开发团体开发的GFS的开源实现HDFS（HadoopDistributedFileSystem）。大部分IT厂商，涉及Yahoo、Intel的“云”计划采用的都是HDFS的数据存储技术。将来的发展将集中在超大规模的数据存储、数据加密和安全性确保、以及继续提高I/O速率等方面。2.数据管理技术云计算系统对大数据集进行解决、分析向顾客提供高效的服务。因此，数据管理技术必须能够高效的管理大数据集。另首先，如何在规模巨大的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。云计算的特点是对海量的数据存储、读取后进行大量的分析，数据的读操作频率远不不大于数据的更新频率，云中的数据管理是一种读优化的数据管理。因此，云系统的数据管理往往采用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。为了满足云计算的大规模数据集管理，高效的数据定位需求。谷歌采用BigTable的数据管理技术。在各大IT厂商的支持下，Hadoop开发团体正在开发其开源版本。以BigTable为例，BigTable数据管理方式设计者——谷歌给出了以下定义：BigTable是一种为了管理构造化数据而设计的分布式存储系统，这些数据能够扩展到非常大的规模，例如在数千台商用服务器上的达成PB(Petabytes)规模的数据。BigTable对数据读操作进行优化，采用列存储的方式，提高数据读取效率。BigTable管理的数据的存储构造为：<row:string,column:string,time:int64>->string。BigTable的基本元素是：行，列，统计板和时间戳。其中，统计板是一段行的集合体。BigTable中的数据项按照行核心字的字典序排列，每行动态地划分到统计板中。每个节点管理大概100个统计板。时间戳是一种64位的整数，表达数据的不同版本。BigTable在执行时需要三个重要的组件：链接到每个客户端的库，一种主服务器，多个统计板服务器。主服务器用于分派统计板到统计板服务器以及负载平衡，垃圾回收等。统计板服务器用于直接管理一组统计板，解决读写请求等。为确保数据构造的高可扩展性，BigTable采用三级的层次化的方式来存储位置信息。3.编程模型技术为了使顾客能更轻松的享有云计算带来的服务，让顾客能运用该编程模型编写简朴的程序来实现特定的目的，云计算上的编程模型必须十分简朴。必须确保后台复杂的并行执行和任务调度向顾客和编程人员透明。云计算采用类似MAP-Reduce的编程模式。现在全部IT厂商提出的“云”计划中采用的编程模型，都是基于MAP-Reduce的思想开发的编程工具。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。Map-Reduce这种编程模型并不仅合用于云计算，在多核和多解决器、cellprocessor、以及异构机群上同样有良好的性能。该编程模式仅合用于编写任务内部松耦合、能够高度并行化的程序。如何改善该编程模式，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编程模型将来的发展方向。为了满足云计算的分布式存储方式、同时确保数据可靠性和高吞吐率以及高传输率的需求。现在各IT厂商多采用GFS或HDFS的数据存储技术。四.发呈现状及趋势现在，云计算正处在发展起步阶段，市场规模相对较小，但前景诱人。据国际数据公司（InternationalDataCorporation，IDC）最新报告显示，现在全球云计算市场规模为172亿美元，将增加至442亿美元，将来4年全球云计算市场平均每年将增加26%。IDC首席分析师弗兰克吉恩斯认为：云计算服务的普及正处在“跨越鸿沟”阶段。另有预测，云计算的全方面普及大致分为三个阶段：之前属于发展阶段；-为市场整合阶段；－年是该技术成熟并普及的阶段。现在，全球云计算发展整体呈现下列态势：一是各国政府日益关注。美国全力推动云计算计划，并重点从A政府网站的改革着手，进一步整合商业、社交媒体、生产力应用与云端IT服务。同时，年美国联邦预算着重加强了对云计算的安排，美国国防信息系统部门（DISA）正在其数据中心内部搭建云环境，美国宇航局（NASA）推出了一种名为“星云”（Nebula）的云计算环境。日本内务部和通信监管机构计划建立一种大规模的云计算基础设施，以支持全部政府运作所需的信息系统。系统被命名为“KasumigasekiCloud”的基础设施将在竣工，目的是集中政府的全部IT系统到一种单一的云基础设施，以提高运行效率和减少成本。二是公司加紧项目布局。国外云计算技术重要由大型IT公司掌握。美国硅谷现在已经约有150家涉及云计算的公司，新的商业模式层出不穷，微软、谷歌、IBM、亚马逊、以及业界领军人物Salesforce等IT巨头公开宣布进入或支持云计算技术开发。Salesforce宣布会于推出F的应用平台，将发展重点由原来的SaaS延伸到PaaS领域，为顾客提供更快捷、更具弹性、更智能的客户关系管理方案。亚马逊于正式推出了运用于云计算服务EC2的弹性块存储技术（EBS），其同年度财务报表显示其云计算业务收入超出1亿美元。谷歌云计算布局日趋明朗，继推出谷歌Apps近两年后，AppEngine服务平台问世，其基本功效是让外部开发者借助谷歌的AppEngine开发新的WEB应用，而谷歌通过“云中心”向顾客提供上述应用的网络服务。微软相继公布了一系列产品，推出了新操作系统Azure，公司Exchange的网络版和Office网络版；并计划在最短的时间内打造20个顶尖水准的数据中心，即“云计算中心”，每个中心预计耗资10亿美元。从社会经济发展来看云计算的必然性，从互联网本身的计算环境以及大型产业的发展来看，总的阐明，云计算是有它的必然性，是我们社会经济发展到现在一种必然的趋势。五.将来发展趋势1.私有云将先发展起来大型公司对数据的安全性有较高的规定，他们更倾向于选择私有云方案。将来几年，公有云受安全、性能、原则、客户认知等多个因素制约，在大型公司中的市场占有率还不能超越私有云。并且私有云系统的布署量还将持续增加，私有云在IT消费市场合占的比例也将持续增加。

2.混合云架构将成为公司IT趋势私有云只为公司内部服务，而公有云则是可觉得全部人提供服务的云计算系统。混合云将公有云和私有云有机地融合在一起，为公司提供更加灵活的云计算解决方案。

而混合云是一种更具优势的基础架构，它将系统的内部能力与外部服务资源灵活地结合在一起，并保了证低成本。在将来几年，随着服务提供商的增加与客户认知度的增强，混合云将成业公司IT架构的主导。

中国人口与发展研究中心信息办主任冯方回也认为，尽管现在私有云在公司内应用较多，但是在将来这两类云一定会走向融合。

3.云计算概念逐步平民化几年前，由于某些大公司对于云计算概念的渲染，造成诸多人对于云计算的态度始终停留在“仰望”的阶段。但是