云計算及其應(yīng)用鐘晨暉林曉麗(武漢科技大學(xué)城市學(xué)院湖北武漢430081)摘要:對云計算進行了簡要介紹,給出了云計算的定義,云計算組成的六層結(jié)構(gòu),及云計算的主要特征,并對世界上先進的云計算的平臺和應(yīng)用做了簡要外框變細線描述。關(guān)鍵詞:云計算;互聯(lián)網(wǎng);網(wǎng)絡(luò)服務(wù);網(wǎng)格計算中圖分類號:TP393文獻標(biāo)識碼:A案都實時的在互聯(lián)網(wǎng)上交付和使用。這些1引言服務(wù)可能通過訪問其他云計算的部件,比云計算( Cloud Computing),是一種動Services如軟件,直接和最終用戶通信。具體應(yīng)用態(tài)的、易擴展的且通常是通過互聯(lián)網(wǎng)提供Application如:亞馬遜簡單排列服務(wù)( Simple Queuing虛擬化資源的計算方式,用戶不需要了解PlatformService)、貝寶在線支付系統(tǒng)( Pay Pal)、谷歌云內(nèi)部的細節(jié),也不必具有云內(nèi)部的專業(yè)Storage地圖( Google Maps)等。知識或直接控制基礎(chǔ)設(shè)施,便能使用的相Infrastructure26客戶端關(guān)資源。云計算包括基礎(chǔ)設(shè)施即服務(wù)(In圖2云計算六層結(jié)構(gòu)云客戶端包括專為提供云服務(wù)的計算frastructure as a Service,簡稱laS),平臺機硬件和電腦軟件終端。例如:蘋果手機即服務(wù)( Platform as a Service,簡稱PaS)施,通常是虛擬化的平臺環(huán)境,作為一項服( iPhone)、谷歌瀏覽器( Google Chrome)。和軟件即服務(wù)( Software as a Service,簡稱務(wù)。具體應(yīng)用例如:Sun公司的Sun網(wǎng)格SaS)以及其他依賴于互聯(lián)網(wǎng)滿足客戶計( Sun gird)、亞馬遜(Amon)的彈性計章3云計算的主要特征算需求的技術(shù)趨勢。云計算服務(wù)通常提供云( Elastic Compute Cloud,EC2)。用戶從事云計算并不擁有有形基礎(chǔ)設(shè)通用的通過瀏覽器訪問的在線商業(yè)應(yīng)用,22存儲施作為自身的軟件平臺。相反,他們避免了而軟件和數(shù)據(jù)則存儲在服務(wù)器上。云存儲涉及提供數(shù)據(jù)存儲作為一項服m固定資產(chǎn)的支出,而從第三方供應(yīng)商租EPR B F, CRM ERI Cinn Appliations務(wù)包括類似數(shù)據(jù)庫的服務(wù),通常以使用的賃資源的使用權(quán)。該資源作為一項服務(wù)提存儲量為結(jié)算基礎(chǔ)。全球網(wǎng)絡(luò)存儲工業(yè)協(xié)供給客戶,并按照效用計算模式向最終用Platformasas如k,會(SNA)為云存儲建立相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)。它既可戶收取費用,這類似于傳統(tǒng)公用事業(yè)中的交付作為云計算服務(wù),又可交付給單純的電力消耗。多個用戶共享云計算能力,這樣畫m“m.數(shù)據(jù)存儲服務(wù)具體應(yīng)用如亞馬遜簡單存服務(wù)器不閑置,可以在應(yīng)用程序開發(fā)速度儲服務(wù)( ( Simple Storage Service,S3)、谷歌的同時提高利用率大大降低成本。這種做Infrastructure as應(yīng)用程序引擘的 BigTable數(shù)據(jù)存儲法還能使“計算機能力大幅增加”,因為云23平臺計算的基礎(chǔ)設(shè)施能通過自身動態(tài)調(diào)配閑置圖1云計算示意圍云平臺,即PaS,直接提供計算平臺的資源來響應(yīng)客戶的請求,使客戶不必擔(dān)和解決方案作為服務(wù),以方便應(yīng)用程序部心服務(wù)器的高峰負荷。更加具體的來說,云術(shù)語云來源于在計算機網(wǎng)絡(luò)拓撲圖中署,從而節(jié)省購買和管理底層硬件和軟件計算具有以下特征:互聯(lián)網(wǎng)通常以云表示,在這里便是在互聯(lián)的成本。具體應(yīng)用如:谷歌應(yīng)用程序引擎(1)靈活性。使用戶能夠快速和廉價地網(wǎng)之后的復(fù)雜基礎(chǔ)設(shè)施的抽象,云計算示( Google App Engine),這種服務(wù)讓開發(fā)人利用技術(shù)基礎(chǔ)設(shè)施資源。服務(wù)的實現(xiàn)機制意圖(見圖1)員可以編譯基于 Python的應(yīng)用程序,并可對用戶透明,用戶無需了解云計算的具體2云計算的組成免費使用谷歌的基礎(chǔ)設(shè)施來進行托管。機制,就可以獲得需要的服務(wù)。24應(yīng)用(2)經(jīng)濟性。成本大大降低,資本開支云計算的組成可以分為六個部分,它云應(yīng)用利用云軟件架構(gòu),往往不再需將其轉(zhuǎn)換為業(yè)務(wù)支出。云計算的基礎(chǔ)設(shè)施們由下至上分別是:基礎(chǔ)設(shè)施( Infrastruc·要客戶在自已的電腦上安裝和運行該應(yīng)用通常是所提供的第三方,這使得用戶不需ure)、存儲( Storage)、平臺( Platform)、應(yīng)用程序,從而減輕軟件維護操作和售后支持要為了一次性或非經(jīng)常性的計算任務(wù)購買( Application)、服務(wù)( Services)和客戶端的負擔(dān)。具體應(yīng)用例如:Fa中國煤化工算量為計費標(biāo)準(zhǔn),也減少( Clients)(見圖2)用程序谷歌企業(yè)應(yīng)用套件(知識的要求。21基礎(chǔ)設(shè)施CNMHG25服務(wù)…。由于能夠使用網(wǎng)絡(luò)瀏覽器云基礎(chǔ)設(shè)施,即IaS,是計算機基礎(chǔ)設(shè)服務(wù)是指包括產(chǎn)品、服務(wù)和解決方接人系統(tǒng),于是用戶可以從任何位置,利用收稿日期:20090416PIONEERING WITH SCIENCE TECHNOLOGY MONTHLY NO. 7 2009 133云計算及其應(yīng)用正在使用的設(shè)備,如個人電腦或者移動電排隊和數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)接入式服務(wù)。認為云計算和互聯(lián)網(wǎng)的移動化是未來發(fā)展話,通過互聯(lián)網(wǎng)訪問他們所需的信息,獲得42谷歌公司的云計算平臺和應(yīng)用方向,目前已經(jīng)完成了云計算中心試驗。他們所需的服務(wù)從2003年開始,Coge連續(xù)幾年在計5結(jié)語(4)共享性。眾多用戶分享資源,并且算機系統(tǒng)研究領(lǐng)域的最頂級會議與雜志上避免單一用戶承擔(dān)較高的費用或者有限的發(fā)表論文,揭示其內(nèi)部的分布式數(shù)據(jù)處理云計算的產(chǎn)生并非來自學(xué)術(shù)理論,而資源無法被充分利用。方法,向外界展示其使用的云計算核心技是直接產(chǎn)生于企業(yè)計算、互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域,它更(5)可靠性。云計算系統(tǒng)由大量商用計術(shù)。 Google使用的云計算基礎(chǔ)架構(gòu)模式包關(guān)心如何擴展系統(tǒng)、如何方便r管理。導(dǎo)算機組成機群向用戶提供數(shù)據(jù)處理服務(wù),括四個相互獨立又緊密結(jié)合在一起的系致和激勵其發(fā)展的主要有以下三個因素利用多種硬件和軟件冗余機制,這使得它統(tǒng)。包括 Google建立在集群之上的文件系(1)第一個因索是互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用需求刺適合于業(yè)務(wù)連續(xù)性和災(zāi)難恢復(fù)統(tǒng) Google File System,針對 Google應(yīng)用程激。比如網(wǎng)站或者業(yè)務(wù)系統(tǒng)所需要處理的(6)可擴展性。現(xiàn)在大部分的軟件和硬序的特點提出的Map/ Reduce編程模式,業(yè)務(wù)量快速的增長;比如說視頻在線或者件都對虛擬化有一定支持,各種r資源,分布式的鎖機制 Chubby以及 Google開發(fā)照相共享,這樣的網(wǎng)站要處理大量的數(shù)據(jù)軟件、硬件都虛擬化放在云計算平臺中統(tǒng)的模型簡化的大規(guī)模分布式數(shù)據(jù)庫提供給用戶。此類網(wǎng)站的主要問題是當(dāng)用管理,通過動態(tài)的擴展虛擬化的層次達 BigTable.戶數(shù)量快速增長時,如何擴展自己的T系到對以上應(yīng)用進行擴展的目的除了上述的云計算基礎(chǔ)設(shè)施之外,統(tǒng)(7)安全性。云計算的安全由于中央集 Google還在其云計算基礎(chǔ)設(shè)施之上建立了(2)第二個因素來自于移動寬帶網(wǎng)絡(luò)權(quán)的數(shù)據(jù)管理而提高,這是因為供應(yīng)商能系列新型網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序。由于借鑒了異的普及。不久的將來隨著移動終端的智能,夠把資源用于進行安全審計和解決安全問步網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸?shù)腤eb20技術(shù),這些應(yīng)會有越來越的移動設(shè)備會進入互聯(lián)網(wǎng),rT題,而一般的客戶能力或者資金有限。用程序給予用戶全新的界面感受以及更加系統(tǒng)會承受更多的負載。對于企業(yè)來講,r8)可持續(xù)性。由于計算機及相關(guān)的基強大的多用戶交互能力。這些應(yīng)用程序的系統(tǒng)要處理更多的業(yè)務(wù)量。礎(chǔ)設(shè)施是主要的消費能源。供應(yīng)商出于各代表有 Gmail, Google Docs、 Google Maps等(3)第三個因素是數(shù)據(jù)中心成本的上方面考慮,都會是通過提高資源利用率,建43mT三大公司聯(lián)合的云計算升。電力成本、空間成本、維護成本都快速設(shè)更有效的系統(tǒng),從而降低整體能耗?；萜铡⒂⑻貭柡脱呕⒙?lián)合宣布,未來3上升,這給硬件的擁有者們,尤其是生產(chǎn)型4云計算的應(yīng)用家公司將共同組隊創(chuàng)建一項名為“測試平企業(yè)用戶提出了一個問題,怎么樣有效地臺”的云計算研究項目。這一名為“惠普英利用這些資源,或者利用更少的資源做更4.1亞馬遜的云計算平臺和應(yīng)用特爾和雅虎云計算測試平臺”( Cloud多的事情亞馬遜網(wǎng)站是以在線書店和電子零售 Computing Test Bed)的開源項目研究來自綜上所述,時代的需要為云計算提供業(yè)起家的如今已在業(yè)界享有盛譽,不過它全球多個數(shù)據(jù)庫。除了來自3家公司的數(shù)了良好的發(fā)展機遇。雖然現(xiàn)在的云計算并最新的業(yè)務(wù)卻與云計算有關(guān)。兩年多以前,據(jù)中心支持外,該項目還包括新加坡資通不能完美地解決所有的問題,但是在不久亞馬遜作為首批進軍云計算新興市場的廠訊發(fā)展局、依俐諾伊大學(xué)香檳分校德國卡的將來,一定會有越來越多的云計算系統(tǒng)商之一,為嘗試進入該領(lǐng)域的企業(yè)開創(chuàng)了爾斯魯厄理工學(xué)院以及美國國家科學(xué)基金投入實用,云計算系統(tǒng)也會不斷地被完善,良好的開端。會等單位。并推動其他科學(xué)技術(shù)的發(fā)展亞馬遜的云名為亞馬遜網(wǎng)絡(luò)服務(wù)(A惠普和英特爾公司為該項目提供了硬參考文獻mazon Web services),目前主要由4塊核件和軟件支持,上述每個數(shù)據(jù)中心都將成心服務(wù)組成:簡單存儲服務(wù)( Simple Storage為云計算中心的一個主站。這些合作機構(gòu)1鄧倩κ,陳全云計算及其關(guān)鍵技術(shù)門高性Service,S3);彈性計算云( Elastic Compute將成立6個數(shù)據(jù)庫,每個數(shù)據(jù)庫均配有能計算發(fā)展與應(yīng)用,2009(1)Cloud,EC2);簡單排列服務(wù)( Simple Queu-10004000個處理器內(nèi)核(大約需要125lan Foster. The Anatomy of the Grid En-ing Service)以及尚處于測試階段的Sim·500個服務(wù)器支持)。3家公司聯(lián)合創(chuàng)建的abling Scalable Virtual Organizations [J].In-temational Joumal of High PerformancepleB。換句話說,亞馬遜現(xiàn)在提供的是可云計算試驗臺項目將在200下半年推出omputing Applications, 2001(15)以通過網(wǎng)絡(luò)訪問的存儲、計算機處理信息該項目建成后,將為推廣和發(fā)展云計算科3 Buyya Rajkumar and Yeo Chee Shin.coud技提供測試與研究環(huán)境The quickly growing stack of Amazon Web Services44我國的云計算平臺和應(yīng)用sion, Hype, and Reality for Delivering Com-chana在我國,云計算發(fā)展也非常 puting as the Sth Utility[J]. Future Gener-迅猛。2008年5月,IBM在中國無 ation Computer Systems,2009(25)錫太湖新城科教產(chǎn)業(yè)園建立的中4F. Chang, J. Dean,s. Ghemawat,W.C國第一個云計算中心投入運營。Hich,D.A. Wallach,M. Burrows,T同年6月,IBM在北京IBM中國hndn,A.Fke,adR.E.cmbr創(chuàng)新中心成立了第二家中國的云Smple Queuing Service計算中心—IBM中國煤化工(ms).20326算中心;2009年阿南京開始建立國內(nèi)CNMHGbaum. Distributed SystemsPrinciples and Paradigms [M]. 2e. N務(wù)云計算中心”。中國移動研究院Jersey: Prentice-Hall, 2006圖3亞馬遜網(wǎng)絡(luò)服務(wù)做云計算的探索起步較早,他們責(zé)任編輯134科技創(chuàng)業(yè)月刊2009年第7期