基于云计算现状

基于云计算现状（共12篇）

基于云计算现状 篇1

0 引言

随着计算机在人们生产生活中的广泛应用, 人们对计算能力的要求越来越高, 迫使计算机的存储容量和运算速度不断地提高。虽然现有的机架式和刀片服务器可以解决高性能计算的问题, 但是它主要针对大型客户, 并且造价昂贵, 所以其适用范围有限;网格计算提供了一种造价低廉且数据处理能力较强的计算模型, 但网格计算是专门针对复杂科学计算的计算模型[1], 因此网格计算通用性不是很强。由于以上原因, 使高性能服务器和网格计算这两种方法都不能作为广泛适用且廉价的高性能计算的获取途径。云计算的兴起为以上问题提供了解决方法, 云计算可以给所有用户提供随时随地按需获取的存储空间和计算能力。

云计算是继网格计算之后兴起的新型分布式计算模型, 它利用分布式技术建造大型数据中心或者超级计算机, 并将这些数据中心和超级计算机中的所有软硬件资源虚拟化以服务的形式放在远程服务器上, 形成云服务, 用户以免费或者按需租用的方式获取服务, 这些由云营商提供的云服务就像天边的云彩, 用户在需要使用时把它拿来用, 平常就放在云上, 资源和服务的管理由服务的提供商负责。在这种模式下, 所有用户不用考虑任何软硬件的配置和维护问题, 用户端只需用浏览器和网络, 就可以随时随地按需使用云计算提供的各种应用软件、超级计算能力、海量存储空间, 这样就降低了用户配置软硬件的费用, 提高了用户使用软硬件资源的灵活性、广泛性。云计算的兴起为商业应用提供了一种新的模式, 已经成为一个新的研究热点。

1 云计算定义

1.1 云计算定义

云计算现在还没有统一的定义, 各个公司根据所处的领域提出了不同的云计算概念, 下面给出几个典型的定义。

IBM云计算的定义:云计算是一个虚拟化的计算机资源池。它可以托管多种不同的工作负载, 包括成批的后端作业和面向用户的交互式应用程序;通过快速提供虚拟机器或物理机器, 迅速部署和增加工作负载;支持冗余、自我恢复且具有高可扩展性的编程模型, 以使工作负载能够从多种不可避免的硬件软件故障中进行恢复;实时监控资源使用情况, 在需要时重新平衡资源分配[2]。

维基百科定义:云计算是分布式计算技术的一种, 其最基本的概念, 是通过网络将庞大的计算处理程序自动分拆成无数个较小的子程序, 再交由多部服务器所组成的庞大系统经搜寻、计算分析之后将处理结果回传给用户。过这项技术, 网络服务提供者可以在数秒之内, 达成处理数以千万计甚至以亿计的信息, 达到和“超级计算机”同样强大效能的网络服务[3]。

Google认为云计算就是软件服务, Amazon认为云计算就是平台服务, 微软认为云计算是软件和服务。

综上云计算的定义, 可知云计算是分布式计算、并行计算和网格计算的发展, 或者说是这些计算机科学概念的商业实现, 它是把计算机资源虚拟化成具有层次的计算机资源池, 并将这些资源按层以服务的形式提供给用户, 用户不用关心计算机资源的具体情况, 只需按需获取服务。

1.2 云计算与网格计算的异同

云计算和网格计算既有相似点, 又相互有区别。

云计算和网格计算的相同点:从云计算和网格的定义上看二者都是将各种资源看成一个虚拟的资源池, 然后向外提供服务;从发展上来看两者都是分布式计算的进一步发展, 都为试图为用户提供高性能的计算能力, 都是要提高计算机资源的使用效率, 降低用户成本。

云计算和网格计算区别:从定义上看云计算允许用户通过互联网访问云计算提供的各种计算机资源, 狭义网格只向用户提供高性能计算能力;从发展上来看云计算是网格计算的进一步发展, 云计算既可以支持网格程序又可以支持非网格程序;从用户的角度来看云计算可以满足所有用户对计算能力的需求, 网格计算主要针对科学计算支持的用户需求范围有限;从资源的分配方式来看云计算是所有资源作为一个整体进行统一分配, 实现资源的自动分配, 网格在分配资源时只能以节点为单位分配;从目标上看云计算把计算看作一种公共事业, 网格将分布在不同地理位置的计算机连接起来解决一个共同的问题。

2 云计算体系结构

云计算由云和云端两个部分构成, 聚集资源和服务构成云, 云端即用户端。云中包含大量的计算资源、存储资源、软件资源和服务, 所有能够使用网络的用户都可以通过Internet使用云提供的各种资源和服务。客户端不再需要配置昂贵的硬件设备, 不再需要购买和安装大量的应用软件, 仅仅在需要时从云中免费或者租用相应的服务, 这样就简化了客户端的应用复杂性, 降低了客户端的成本。云计算体系结构如图1所示, 依据云计算提供的服务所在的层次将云计算可分为基础设施服务 (Infrastructure-as-a-Service, Iaa S) 、平台服务 (Platform-as-a-S ervice, Paa S) 、应用程序服务 (Softw are-as-a-Service, Saa S) , 数据存储服务 (data-Storage-as-a-Service, d Saa S) 。

2.1 虚拟层

这一层通过虚拟化计算资源、存储资源和软件资源给上层应用提供统一访问接口, 提高上层使用的敏捷性和灵活性, 它不需要上层应用详细了解基础物理资源, 同时为上层提供了一个优势分享、可管理和隔离的云环境。

2.2 数据存储服务层

其作用是将存储作为一项服务, 为互操作和外部应用程序提供一个统一的编程接口。

2.3 基础设施服务层

这一层是将基础设作为服务出租, 只向用户提供虚拟计算机, 而没有应用软件栈。它具有在有特定服务质量约束的情况下提供计算能力或者数据存储能力, 并能执行任意类型的操作系统和应用软件。用户能够从虚拟计算机中获取满足要求的计算能力, 开发型用户可以在基础设施层上开发云计算应用程序。

2.4 平台服务层

类似于基础设施服务, 但是它包括操作系统和围绕特定应用的必需的服务, 即平台服务层是在基础设施服务层上加了一个用于定制的软件栈。平台服务层也可描述为一个有特定的操作系统和应用程序集的虚拟平台, 它包括一个或多个在一组物理服务器上虚拟而成的服务器、操作系统以及特定的应用程序。

2.5 软件服务层

这一层通过浏览器把应用程序服务提供给所有的用户。从用户的角度看来, 这样可以降低或者省去配置高级服务器和购买软件的费用, 从供应商的角度看, 这种模式只需要在云计算中维持一个程序就可以满足所有用户使用这个软件。利用软件服务, 用户就没有必要购买软件, 只需按照自己的需要从Internet上租用软件。软件服务提供两种应用方式, 一种是提供在Internet上使用远程执行的软件, 这种软件既可以是可以本地使用被定义为Web服务的软件, 也可以是通过Web浏览器远程调用的不可以本地使用的应用软件;另一种是可以在远程执行应用程序, 通常需要依赖于一个应用服务器来公布所提供的服务。

3 云计算研究现状

云计算是新兴的技术, 国外著名的IT公司谷歌、IBM、亚马逊、微软、Sun、EMC、HP、Oracle等都投入巨资进行云计算的研究和产品开发。目前比较著名的云计算有:谷歌的云计算平台和云计算应用程序、IBM云计算、微软的“软件+服务”和亚马逊的弹性云计算。与国外相比, 中国的云计算发展速度相对比较缓慢, 现在清华大学正在与谷歌合作把云计算课程推广到国内更多高校, 共同推动“云计算”在中国的普及, 国内的IT公司正在逐步展开云计算的研究与产品开发。

以下是一些研究云计算的公司:

3.1 谷歌

谷歌从2007年宣布云计算计划开始就和IBM公司合作把美国的卡内基美隆大学、麻省理工学院、史丹佛大学、加州大学柏克莱分校及马里兰大学等融入到云计算的研究和开发中, 并于2008年1月在台湾启动了“云计算学术计划”, 谷歌现在正互联网上宣传和推广其云计算产品。谷歌是最早提出云计算的公司, 也是云计算研究最活跃的公司之一。谷歌现有两个最典型的云计算应用, 一个是云计算平台Google App Engine。它是一个专为开发者而设计的服务, 开发者可以将自己编写的在线应用程序运行在Google的资源上。通过它可以在Google的可伸缩性极佳的架构上部署Web应用程序。App Engine为可通过Internet引用的Python应用程序提供一个沙盒。除了支持用户认证、镜像操作和电子邮件发送外, App Engine还提供了Python API, 用于持久地存储和管理数据。Web应用程序运行时所在的沙盒会限制对底层操作系统的访问, 这不会影响到App Engine支持有用的Web服务的构造。另一个是云计算应用程序Google Apps, 它是Google推出的在线应用服务, 中文名称是企业应用套件, 包括字处理、电子文档处理、Gmail邮件服务、Gtalk及时通讯服务、语音聊天服务以及在线日历服务等。其功能相当于微软的Office办公软件, 区别在于微软的Office办公软件要每个用户都必须在自己的计算机上安装整套软件, 而Google Apps只需通过一个标准的Web浏览器用域名申请注册就可以获取全套服务, 这些服务都是由Google托管的, 用户不需要配置安装任何软硬件, 并且使用费用远远低于自己配置硬件和购买软件授权的费用。

3.2 IBM

IBM是最早进行云计算研究和实施的公司之一, IBM推出“蓝云” (Blue Cloud) 计划, 它是一系列基于开放标准和开源软件的云计算产品, 能够把计算机连接起来提供如:Mashups、开放协作、社会网络和移动商务等Web2.0应用。2008年5月, IBM建立在无锡科教产业园第一个云计算中心开始运营, 该中心将为中国新兴软件公司提供接入一个虚拟计算环境的能力, 使其利用分配的资源来设计、开发和测试软件产品。2008年8月IBM投资3.6亿美元在美国北卡罗来纳州建立云计算数据中心, IBM将该数据中心称为史上最复杂的数据中心, 其数据中心的体系结构由基础设施、管理平台、虚拟机、应用构成。这些大型数据中心的建成极大的促进了云计算的发展。

3.3 微软

微软公司正在开发完全脱离桌面的互联网操作系统, 其目的是为了大规模应用云计算技术。微软已经发布了Live Mesh, 它是一个软件和服务相结合的云计算平台, 允许用户同步、共享、存储和访问文件和文件夹, 并且支持移动设备和网络云计算的项目。Live Mesh将计算机和其它设备通过互联网整合到一起, 允许个人和组织管理、访问和共享他们的文件和应用, 无缝整合各种设备和互联网。Live Mesh包括平台、云服务、软件和平台体验, 其中平台主要明确和构建用户的设备、数据、应用和人之间的数字关系, 开发者将获得开放的数据模型和协议;云服务提供微软数据中心的平台;软件允许本地应用客户端离线进行云计算的交互;平台体验将用户设备、文件和应用, 以及社会化图表通过Feed整合在一起。

3.4亚马逊

亚马逊2007年向开发者开放了名为“弹性计算机云”的服务, 让小软件公司可以按需购买亚马逊数据中心的处理能力。其代表产品是Amazon Elastic Compute Cloud (EC2) 。在EC2中, 可以指定一个特定的虚拟机器, 然后将应用程序部署到它上面, 或者提供要在服务器上执行的虚拟计算机镜像。根据计算时间、存储和网络带宽付费。Eucalyptus (Elastic Utility Computing Architecture for Linking Your Programs To Useful Systems) 是加利福尼亚大学为进行云计算研究而开发的项目, 是Amazon EC2的一个开源实现, 它与商业服务接口兼容。除了以上典型的云计算的研究公司和产品以外, 其它IT公司也在进行云计算的研究和产品开发, 限于文章篇幅, 不能每个都详细讨论, 在图2列出了云计算各层的主要产品。

另外有一个值得关注的云计算产品是10gen, 它是一个可下载开放源代码包的云平台, 用户可以用这个软件包创建自己的私有云。10gen是类似于App Engine的一个软件栈, 它提供与App Engine类似的功能。通过10gen, 可以使用Python以及Java Script和Ruby编程语言开发应用程序。

4 云计算发展趋势

云计算是崭新的技术, 是一个研究的热点, 虽然已经有了一些云计算的产品, 但是云计算还处在刚刚起步的阶段, 还远远没有到达成熟的阶段, 面临的主要问是:

4.1 云计算的安全性

云计算面临的安全问题主要包括, 用户远程登录安全、快速数据加密、数据访问安全、数据传输安全都是云计算研究的方向。

4.2 用户数据保密

随着云计算的发展和应用的推广, 将会有越来越多的用户使用云计算, 大量用户的数据都保存在数据中心, 保护用户的商业秘密数据和个人隐私, 是云计算必须解决的问题。

4.3 云计算标准制定

云计算刚刚起步, 各研究机构和公司对云计算的认识和看法都不相同, 现在每个公司都是依据自己对运计算的认识设计和开发自己的云计算产品。没有统一的标准, 众多的云计算产品将造给用户造成使用的烦杂、混乱, 也会影响到云计算的进一步发展。

4.4云计算服务的稳定性

硬件故障、软件故障和网络故障都会造成云计算系统运行不稳定, 如何检控和排除云计算中出现的各种故障是云计算一个重要的研究方向。

总之, 云计算被视为计算机技术的下一次革命, 它将给现在的工作方式和商业模式带来巨大改变。云计算的发展很可能改变用户使用计算机的习惯, 未来的个人计算机可能仅仅用作网络连接以及使用云计算服务, 那时网络就是计算机将成为现实。云计算正处在初级阶段, 还需要走很长的路, 还需要做很多的研究。

摘要：云计算是继网格计算之后兴起的新型分布式计算模型, 它为商业应用提供了一种新的模式。文章简述了云计算的定义、体系结构、发展现状, 分析了当前云计算中存在的问题和云计算的发展趋势。

关键词：云计算,云服务,虚拟化

参考文献

[1]邵党国.网格数据库系统的设计及应用研究.四川大学, 2008-03-06.

[2]Cloud Computing.Greg Boss、Padma Malladi、Dennis Qu an等.http://www.ibm.com/developerworks/websphere/zones/hip ods.

[3]Cloud computing.http://en.wikipedia.org/wiki/Cloud_comp uting.

[4]Infrastructure as a service.http://en.wikipedia.org/wik-i/Infrastructure_as_a_Service.

[5]Platform as a service.http://en.wikipedia.org/wiki/Plat-form_as_a_service.

[6]Software as a service.http://en.wikipedia.org/wiki/Soft-w are_as_a_service.

基于云计算现状 篇2

2010中国新媒体传播学年会于2010年12月9日在广州举行，该年会由中国网络传播学会主办、暨南大学新闻与传播学院承办。数十位专家学者以“新媒体·新生活·新世界”为主题，在学科交叉融合与传播研究国际化、科学化、本土化进一步深化的大趋势下，对新媒体的现状与未来、影响与使命进行了广泛的探讨与交流。以下为华中科技大学新闻与信息传播学院教授，副院长钟瑛主题发言《云计算发展现状—问题及前景》全文：

我这次报告的主题是《云计算发展现状—问题及前景》主要四个问题什么是云计算，云计算发展的现状，云计算产生的影响，云计算应用的前景。

什么是云计算，在2010年5月23日第二届中国云计算大会在北京召开，这个会议的听众有两千多，所以这次会议引起了极大的关注。这个概念的提出是在1997年南加州大学教授首次提出了这个概念，2007年云计算作为新名词被关注。到目前，媒体评论，云计算现在成为计算和软件的代名词。今天我们听的比较多的就是云计算、物联网、智慧地球、3G世界，都是热门的词汇。云计算在谷歌搜索上在不同国家和地区都非常的热门，在2010年10月19日，美国市场研究公司评出了2011年十大战略技术，云计算是居首的。

最早的美国学者给云计算下的定义，就是作为商业化的概念来使用。然后维基百科也给它下了一种定义，云计算是一种基于互联网的计算新方式，通过互联网的异构、资质的服务为个人和企业用户提供按需即取的计算。中国云计算网也给它一个定义，分布图里运行计算和网格计算的发展，所以是计算机科学专业的一种商业实现。还有很多相关的定义，我们为什么把它称为云，因为它具有云的特征，更大、动态伸缩，边界模糊，飘忽不定，无法确定位置。

云计算的核心不是计算而是一种服务，一种商业应用，这种服务具有超大规模、虚拟化、高可靠性、高可扩展性、通用性等特点，所以业界有很多机构正在做研究。云计算的发展现状，我从应用和研究来方面说，一个是关于应用，是一种运算模式，在这种模式里面，它的应用数据和IT资源是以应用、数据和IT资源以服务的方式通过网络提供给用户使用，用户应用非常的广泛，各类用户有企业政府、学术机构、个人等都能用，是按量计费的商业模型，简化的服务接口。目前使用云计算的主要厂商有IBM、微软、亚马逊等。

代表性的云计算系统，亚马逊也推出了一些，谷歌也推出了，IBM也都有自己的云计算，我们以亚马逊为例，亚马逊的网络服务也是一种云计算，面向应用开发人员会客户端应用开发人员，和客户单应用和Web网站提供在线服务。亚马逊这样的服务主要有四块核心组成，一个简单存储服务、弹性计算云、简单排列服务、简单的数据服务，它已经有大量签约客户，有纽约时报。使用亚马逊云计算服务，24小时内可以处理1100万篇文章，如果用自己的服务器，花费就更大了，需要数月和数倍的费用。

大云项目，大云项目包括基础架构的建设及平台服务的建设，大云1.0版在2010年代正式发布，现在正在开发商业用途。体系结构研究、标准化问题研究、编程模型研究、支持平台研究、关键技术的研究、应外领域的开发，关于体系结构有各种代表性的研究，这里就不展开了。

关于标准化的问题，在国际云计算标准化工作主要组织，电信管理论坛、国际电信联盟云计算转项工作组，分布式管理任务组，网络存储工业协会，在我们国内有三个组织开展云计算标准研究，中国通信标准化协会，中国电子协会，云计算专家委员会，全国信息技术标准化技术委员会IT服务工作和SOA标准工作组。在2010年11月19日，中国云计算标准化研讨会在深圳召开，如果有兴趣我们可以在网上看一下。

研究者提出分布式系统和运行编程模型支持大规模数据处理，还有支撑平台的研究也有很多的案例，这就不多说了。

主要的技术有，虚拟化技术，云计算是关键的技术，核心是传统成熟的计算技术和分区技术的结合，包括网络虚拟化和服务的虚拟化。云计算主要应用距离，云安全和云存储，如国内的瑞星和趋势科技就是提供云安全的产品，微软、估计等国际巨头更多的是涉足云存储领域。云安全，将用户与一个安全平台通过互联网紧密相连，组成了一个庞大的病毒、垃圾邮件、木马、恶意软件等监测网络、每个用户都为云安全贡献一份力量，同时也分享它的安全成果。典型案例有瑞星的云安全，使瑞星查杀病毒体积更小、查杀病毒能力更强等。

云计算的影响，对个人的影响，对中小企业的影响，对IT产业的影响，各方面都有影响，对个人来说，云计算将彻底改变用户使用电脑的习惯，从以桌面为核心的转移多Web为核心，计算机退化成一个简单的终端，云计算服务将实现从计算机到手机、汽车、家电迁移，把所有家电器中的计算机联网。云计算对中小企业的影响，中小企业创造了国内生产总值55.6%，开发了80%以上的新产生，申请了65%的国家专利，提供了75%以上的就业岗位，但是信息化的创新平台及管理平台维护困难，信息化业务及管理平台部署到云计算平台上去，极大降低投资成本、管理成本及维护成本，产品与市场成为竞争关键。它的影响对IT产业的影响，对服务器厂商而言，云计算及数据中心对服务器系统需求急剧膨胀，市场前景巨大，对终端设备厂商而言，网络化的云计算中断设备，特别是小型移动设备的多元化、个性化发展提供了重要的机遇。对软件产业而言，随着技术、数据及服务网络化，谷歌等网络服务提供商会根据改变软件的使用模式，微软独霸桌面系统的局面将会改变，在服务化的软件产业面临着全新的挑战。云计算对国家、的影响，对国家而言，云计算主力构建独立、安全的国际级公众信息服务网络。

在美国，国防部与惠普达成了合作，将建立庞大的云计算基础设施，美国国家航空和宇宙航行局已经建立了云计算环境，在英国也在这方面进行启动。云计算虽然热门，但是云计算潜在的问题也很清楚，意味着数据被转移到用户掌控外的云计算平台上，安全和隐私成为了首要的问题，包括2008年底的时候，仅谷歌旗下的邮件服务Gmail，在中国大约拥有10%的市场占有率，拥有2000多万左右的中国用户，而至今，已有9100万用户。国家安全面临着严重的威胁，有关国计民生的大量信息将掌控在国外的服务提供商手中，众多敏感和热点信息对于国外政府和厂商来说毫无机密可言，大量社会和经济活动依赖于这些云计算服务，可能被终端，蒙受巨大的损失，云平台和云服务等国际标准还没有原料的形成。

基于云计算现状 篇3

关键词：云计算 数字图书馆 资源整合 云服务模式

中图分类号：TP302 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2016）02（b）-0063-02

随着互联网的发展和信息技术的不断创新，云计算成为当前研究的热点问题，而云服务也随着云计算出现在人们的生活、工作和学习的各个领域。云计算在高校图书馆的应用越来越广泛，为数字图书馆改变服务对象、服务内容和服务方式带来新的更有力的技术支撑，同时极大地促进了服务水平的提升。

该文在研究目前云环境下高校图书馆服务模式的基础上，提出一种新的高校数字图书馆云服务模式。该模式解决了传统图书馆存在的内容重复、形式单一化、个性化服务差、资源共建共享程度低、馆藏资源冗余、成本效益低、售后服务不完善、安全性差等问题[1-2]，同时提升了高校图书馆的管理和服务能力，资源利用率和服务效率得到较大提升，用户与系统的互动方式得以改善，图书馆的运维成本缩减了。这种新的高校数字图书馆云服务模式更有利于高校的发展，也极大地推动了为信息时代下高校数字图书馆服务模式的创新。

1 云计算概述

云计算是一种新兴的商业计算模式，将分布在不同地理位置上的大量计算机连接在一起提供一种按需付费的服务方式，包括计算力、存储空间和各种软件服务。它是分布式计算、并行计算、网格计算、效用计算、网络存储、虚拟化、负载均衡等传统计算机技术和网络技术发展与融合的产物。由云计算的概念不难看出其具有以下特点：以网络为中心、超大规模、虚拟化、高可靠性、高扩展性、通用性、按需服务、动态配置资源、资源透明化和高性价比等[3]。云计算将大量的虚拟资源整合起来进行统一管理和调度，进而为用户提供统一的按需付费的服务，使得传统的服务得到了提升与创新，同时能够更好地满足不同用户的需求。

2 高校数字图书馆云服务概述

传统的高校图书馆存在较多问题，服务模式已不能满足用户的需求，对这种旧服务模式进行创新是目前亟待解决的一个重要问题。高校数字图书馆云服务是指将云计算作为基础设施，所有资源都外包给“云”，图书馆通过云服务的方式向读者提供馆藏资源[4]。图书馆云服务解决了信息资源共建共享问题，实现了更大程度的信息资源整合和共享，提高了系统运行效率，从而使得高校图书馆的服务水平得到提高，与此同时师生获取这种服务的方式也更加快捷方便。图书馆的这种云服务模式在未来图书馆的发展进程中是必然的趋势。

3 高校数字图书馆云服务模式的构建

3.1 数字图书馆云服务平台架构

基于云计算的数字图书馆云服务可根据用户的实际需求收取一定的费用，并且对分散的资源进行整合，资源搜索能力也得到较大提高，达到成本低、效益高的服务理念，也满足了用户对数字图书馆的服务需求。鉴于目前高校师生对图书馆的服务需求，云环境下高校数字图书馆云服务主要有3种模式[5]：基础设施云服务（IaaS）、平台云服务（PaaS）和软件云服务（SaaS）。

3.2 基于用户需求的云服务模式

基于现有的3种云服务模式来构建符合信息时代下高校图书馆实际运行需求的数字化图书馆云服务模式。这种模式的服务平台通过跨平台技术对各个图书馆的设备集群和集成数据加以应用，对高校图书馆资源进行深入整合，并将整合后的云资源放到云服务平台来向用户提供服务。用户登录平台后即可根据自己的需求随时随地检索所需的图书信息，该模式在减少图书馆建设成本和压力的同时也很大程度上提高了服务质量，满足了不同用户的不同需求。

3.2.1 信息资源整合程度高

基于用户需求的高校数字图书馆云服务模式能够将分布在不同地理位置上的各个高校图书馆的信息资源和服务整合为一个整体，这里的信息资源整合是根据一定的需求通过各种技术手段将不同来源和不同协议的信息资源进行融合，实现信息资源的无缝连接。整合的具体内容包括系统整合、技术整合、协议整合、数据库整合和检索方式整合等。整合后的信息资源是一个跨平台、跨数据库和跨内容的信息资源库，信息资源类型和范围较之前更加广泛，具有集成检索功能，查询速度更快，且使用非常灵活[6]。

3.2.2 多层次服务

由于云本身具有安全性，基于用户需求的云服务模式的服务平台的安全性得以保证。高校图书馆在保证云服务安全的基础上就应当为用户提供更多的信息服务，这就要求图书馆将用户的访问记录实时、准确地进行记录并加以整理和分析，从而为用户的使用提供动态数据。这里的动态数据是多层次的，不仅包括面向读者的服务，还包括面向图书馆管理员的服务。

3.2.3 智能化服务

为了实现对云图书馆数据的管理，缩短网络数据的传输、响应和处理时间等需求必须加强云图书馆的智能化管理建设，在有条件的前提下还可以将物联网技术引入到高校数字图书馆的建设中，更大程度上提供云图书馆建设所需的技术支持，从而实现智能化云图书馆的建设。

3.2.4 一体化服务

在满足用户需求的同时，图书馆的服务模式也在不断地发展和完善。在云环境下，图书馆应在充分了解用户的内在需求后，利用已有平台为用户提供个性化的服务。随着云图书馆服务模式的发展，一体化的信息服务方式成为信息服务发展趋势，一体化的信息服务方式使得用户能够进行统一认证、检索和结算，提高了图书馆信息资源的利用率[7]。

4 结语

将云计算应用到高校图书馆建设中为用户提供云服务是高校图书馆发展的趋势，也是图书馆服务模式的变革，对传统图书馆服务模式进行了转变，是服务模式的创新，实践表明很大程度上解决了传统图书馆所面临的问题。基于云计算的高校数字图书馆云服务模式实现了高校图书馆资源和服务的共享与集成，为用户提供了更高质量的信息服务。尽管如此，数字图书馆云服务的研究在实践中不是很完善，还存在一些问题，如采取何种措施来有效解决网络安全问题等，发展前景还很大，为今后的研究提供了一个方向。

参考文献

[1]许新巧，刘华，徐莉.国内图书馆云计算研究文献综述[J].图书馆学研究，2015（2）：17-21.

[2]付佳，闫实.基于云计算环境的数字图书馆云服务模式构建[J].图书馆学刊，2014（11）：85-87.

[3]樊雪梅.关于云服务技术发展的研究与综述[C]//中国新闻技术工作者联合会2011年学术年会论文集.2011.

[4]李丽娟.基于云计算的图书馆云服务模式研究[J].软件，2014，35（3）：174-175.

[5]刘鹏.云服务[M].北京：电子工业出版社，2010.

[6]王长全，艾雰.云计算环境下的数字图书馆信息资源整合与服务模式创新[J].图书馆工作与研究，2011（179）：48-51.

云计算现状综述 篇4

1 云计算

1.1 云计算的定义

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。文献[2]给云计算下的定义:云计算将IT相关的能力以服务的方式提供给用户,允许用户在不了解提供服务的技术、没有相关知识以及设备操作能力的情况下,通过Internet获取需要的服务。Rajkumar Buyya等人认为云计算提供的是一种与交互式和虚拟计算构成的分布式系统相同的并行服务[3]。Oracle在其技术白皮书中给出的云计算的定义可以理解为:云计算是由虚拟的分布式应用设计和网格计算发展演化而来的[4]。以上对于云计算的定义各有侧重,从根本上说,云计算是以虚拟技术为核心技术,以规模经济为驱动,以Internet为载体,以由大量的计算资源组成的IT资源池为支撑,按照用户需求动态地提供虚拟化的、可伸缩的IT服务。

1.2 云计算的特点

1)具有高可靠性。云计算提供了安全的数据存储方式[5],能够保证数据的可靠性,用户无需担心软件的升级更新、漏洞修补、病毒的攻击和数据丢失等问题,从而为用户提供可靠的信息服务。

2)具有高扩展性[6]。云计算能够无缝地扩展到大规模的集群之上,甚至包含数千个节点同时处理[7]。云计算可从水平和竖直2个方向进行扩展。

3)具有高可用性[8]。在云计算系统中,出现节点错误甚至很多节点发生失效的情况都不会影响系统的正常运行。因为云计算可以自动检测节点是否出现错误或失效,并且可以将出现错误和失效的节点清除掉。

4)虚拟技术[5]。云计算是一个虚拟的资源池,它将底层的硬件设备全部虚拟化,并通过互联网使得用户可以使用资源池内的计算资源。

5)廉价性[5]。云计算将数据送到互联网的超级计算机集群中处理,这样无需对计算机的设备不断进行升级和更新,仅需支付低廉的服务费用,就可完成数据的计算和处理,从而大大减少了成本资金。

1.3 云计算系统的体系结构

通过对现有的云计算系统进行深入剖析,云计算系统内部可以看作是一组服务的集合。图1是云计算的体系结构。

1)基础设施层。主要包括计算资源和存储资源,整个基础设施也可以作为一种服务向用户提供,即Iaa S(infrastructuas a service)。Iaa S向用户提供的不仅包括虚拟化的计算资源、存储,同时还要保证用户访问时的网络带宽等。如Amazon云计算AWS(Amazon Web Services)的弹性计算云EC2和简单存储服务S3。在Iaa S环境中,用户相当于在使用裸机,既可以让它运行Windows,也可以让它运行Linux。用户在使用过程中很方便。

2)平台层。在基础设施之上的平台层可以认为是整个云计算系统的核心层,主要包括并行程序设计和开发环境、结构化海量数据的分布式存储管理系统、海量数据分布式文件系统以及实现云计算的其他系统管理工具,如云计算的系统中资源的部署、分配、监控管理、安全管理、分布式并发控制等。平台层主要为应用程序开发者设计,开发者不用担心应用运行时所需要的资源,平台层提供应用程序运行及维护所需要的一切平台资源。平台即服务称之为Paa S(platform as a service,平台即服务),大多数提供商限定于某种语言和集成开发环境(IDE),例如谷歌的App Engine支持python以及相应的IDE。这有点像在高性能集群计算机里进行MPI编程只适用于解决某些特定的计算问题。

3)应用层。它是面向用户提供简单的软件应用服务以及用户交互接口等,这一层称为软件即服务,即Saa S(infrastructure as a service,基础设施即服务)。Saa S的针对性更强,它将某些特定应用软件功能封装成服务,如Sales force公司提供的在线客户关系管理CRM(Clien Relationship Management)服务。Saa S既不像Paa S一样提供计算或存储资源类型的服务,也不像Iaa S一样提供运行用户自定义应用程序的环境,它只提供某些专门用途的服务供应用调用。

1.4 云计算和其它几种计算的概念及其区别

1.4.1 分布式计算

分布式计算是利用互联网上的计算机的中央处理器的闲置处理能力来解决大型计算问题的一种计算科学。研究如何把巨大的问题分成许多小的部分,然后把这些小任务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。在两个或多个软件间互相共享数据,这些软件既可以在同一台计算机上运行,也可以在利用网络连接起来的多台计算机上运行。

1.4.2 网格计算

网格计算也是一种分布式计算,通过利用大量异构计算机的未用资源,将其作为嵌入在分布式电信基础设施中的一个虚拟的计算机集群,为解决大规模的计算问题提供了一个模型。网格计算的焦点放在支持跨管理域计算的能力,这使它与传统的计算机集群或传统的分布式计算相区别。

1.4.3 云计算

云计算和网格计算都是属于分布式计算。它们之间[9]的一个重要区别在于资源调度模式。云计算采用集群来存储和管理数据资源,运行的任务以数据为中心。即调度计算任务到数据存储节点运行。而网格计算则以计算为中心。计算资源和存储资源分布在因特网的各个角落,不强调任务所需的计算和存储资源同处一地。由于网络带宽的限制,网格计算中的数据传输时间占总运行时间的很大一部分。网格将数据和计算资源虚拟化,而云计算则进一步将硬件资源虚拟化,活用虚拟机技术,对失败任务重新执行,而不必重启任务。

同时,网格内各节点采用统一的操作系统,大部分为UNIX,而云计算放宽了条件,在各种操作系统的虚拟机上提供各种服务。和网格的复杂管理方式不同,云计算提供一种简单易用的管理环境。另外,网格和云在付费方式上有着显著的不同。网格按照固定的资费标准收费或者若干组织之间共享空闲资源。而云计算则采用时付费以及服务等级协议的模式收费。其他区别不再赘述。

2 云计算信息策略

伴随着大范围的云计算发展,云计算信息政策制定也成为焦点,因此,云计算在成为一个技术服务的同时也是对政策的一项挑战,政策和技术的现实差距,正变得极其突出[10]。例如,在个人身份信息的保密标准上,美国和欧盟存在很大的差异[11]。

2.1 云计算存在的问题

2.1.1 可靠性和责任

可靠性问题。云用户要求云服务商能够提供一个可靠的服务,如果云服务商在实施重大任务的过程中出现严重失误,应该可以按照预期规则明确划分责任。2008年2月15日亚马逊的S3服务中断两小时。虽然随着云计算技术的成熟,服务中断可能性变得越来越小,但是100%的可靠性无法达到。即使服务中断过程非常短暂,但是数据相关完整性可能会被破坏。这种风险由谁承担,是用户、是供应商还是第三方,如保险公司等。

除了服务中断和数据完整性,正确性也存在隐患。许多情况高强度的计算任务无法独立验证结果。例如:金融公司在云端进行大规模模拟,基础硬件设施缺陷可能造成数据损坏,因此得到不正确的结果,这种情况谁应该承担责任?

策略借鉴问题。有学者提出借鉴电信业策略,但云计算和电信通讯不同:第一,它不仅是数据,还包含处理指令;二是数据经常在云传输过程中发生变化;第三,云没有通常意义上的“接收者”,计算结果一般传回发送者或者存储在云端。因此,诸多的不同点也导致很难借鉴现有电信法策略。

2.1.2 安全、隐私和匿名

云户云隐私和匿名安全性比其他用户低[12]。为了保护云用户隐私,不仅要对用户数据密切关注,同时对数据也要谨慎处理。企业担心客户数据安全;研究人员担心研究成果被窃取;个人担心个人敏感信息被泄露。但是,这种未经授权就泄露敏感信息在过去已经发生。

共享云介质问题。由于云用户物理基础设施共享使用,敏感信息安全性有很大风险。如个人身份信息,医疗记录,商业秘密、银行记录等。如何确保这些数据安全?目前常用方法是对记录加密,但是也有被破译的危险。

云计算插件问题。不法分子利用云计算实施犯罪活动,如窃取政府密码、破坏公用网网址等。云服务商需要了解用户以确保安全服务,但是一般云用户不同意实际内容被监控。很多公司已经推出基于语境的插件,通过云用户使用的关键字、浏览过的网页,自动学习用户的活动和内容。云用户能接受这样的措施吗?

2.1.3 访问和用户权限

专利权保护。云用户要求在知识产权权利得到保护的前提下能够随时随地访问云,不被云服务商或第三方妨碍。云提供商跟踪使用情况作为一种防止非法活动[12,13]的手段。知识产权和专利会不会也是服务商监控的范围,如何保证其安全性。

公共云接口薄弱。很多美国人依靠公共电脑设施,如公共图书馆[14]。一般的云提供商不提供公共电脑访问服务,虽然目前有的云服务商提供了公共计算机的访问端口,但是很多是不堪重负和技术需求的Web2.0服务[15]。

跨国云访问。很多国家访问和使用云协议标准不同,因此云供应商在软件使用类型和运行能力方面会出现些问题。此外,数据输出规则的不同也会导致云服务提供商被限制对某些国家科学资料的访问[16]。

2.2 云计算信息策略标准的提出

随着云计算技术迅速发展,技术能力和信息政策完善差距变得越来越突出,迫使一些国家的政策制定者意识到积极制定信息政策的必要性。目前,主要有两种思路:指定国家政府机关,诸如国家通讯委员会,强制执行云计算信息策略规则;或在提供者和用户之间制定详细的服务协议。无论如何制定,以下都是策略制定者需要考虑的方面:

1)可靠性基本标准

2)鉴定数据丢失和违法数据责任标准

3)数据安全的期望值

4)隐私保护

5)潜在的匿名需求

6)访问权和使用权

7)跨国界数据访问国际标准化

以上要素的具体参数能通过云计算服务协议产生。除了公共策略直接介入,还可以从教育入手。IBM/google的第六校是已经开设了云计算教育课程;华盛顿大学在2007年也已经成功实现对大学生进行云计算知识教育[17]。

2.3 云计算信息策略提出存在的问题

虽然云信息策略制定的研究是大多数专家所关注的焦点[1],但是云计算政策的提出还存在很多问题,例如:

1)个人、公司、学者、政府等云用户对云策略的要求会不会发生变化

2)若云用户使用不同的云服务提供商,如何通过制定云策略来协调不同服务商之间计算资源的关系

3)能否以现有的信息策略为基础形成一套云计算的策略。

这些仅仅是云计算研究问题的类型抽样,它推进了云计算技术发展,但也引发了技术和政策之间的关系协调问题,这些研究数据对云策略的形成也将是极其宝贵的。

3 结束语

云计算的关键技术及发展现状 篇5

摘要：云计算是一种全新的领先信息技术，结合 IT 技术和互联网实现超级计算和存储能力，它的目标是要像供水、供电、金融系统一样，把“计算力”作为一种公用基础设施、组织大规模的信息和计算资源，面向用户提供便捷、全面的公众服务，满足个人和社会信息服务的需要。

关键词：云计算

关键技术 发展现状

云计算的最初想法可以追溯到上世纪 60 年代，图灵奖得主 John McCarthy 提到的：“在不远的将来，计算有可能成为一种公共基础设施”。2007 年底，IBM 公司率先提出了他们的云计算计划，并将云计算平台描述为一个按需进行动态部署和配置的可伸缩性平台。

一、云计算的概念

对于云计算仍没有普遍一致的定义。美国国家标准技术研究院对云计算的定义: 云计算是一个模型, 这个模型是可以方便地按需访问一个可配置的计算资源(例如, 网络、服务器、存储设备、应用程序以及服务)的公共集。这些资源可以被迅速提供并发布, 同时最小化管理成本或服务提供商的干涉。中国云计算专家刘鹏给出的定义如下: 云计算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。

通俗地理解, 云计算的 云 就是存在于互联网上的服务器集群

上的资源, 它包括硬件资源和软件资源, 本地计算机只需要通过互联网发送一个需求信息, 就能够获取所需的计算资源。

二、云计算的关键技术

云计算的发展离不开虚拟化、并行计算等核心技术的发展成熟, 正是这些计算机技术和网络技术的发展融合产生了云计算, 并借助 SaaS/PaaS/IaaS 等先进的商业模式把这强大的计算能力分布到终端用户手中。1.虚拟化技术

虚拟化作为云计算的核心特征, 是云计算依托的基础。虚拟化技术实现了物理资源的逻辑抽象和统一表示, 它是指计算元件在虚拟的基础上而不是真实硬件的基础上运行。通过虚拟化技术可以实现资源的最优利用;并能够根据用户业务需求的变化, 按需分配资源, 实现动态负载均衡;同时与硬件无关的特性带来系统自愈功能, 提升系统的可靠性。

虚拟化技术的对象可以涵盖从服务器、存储、网络到平台、应用等各个方面。2.分布式技术

分布式技术最早由 Google 规模应用于向全球用户提供搜索服务, 其分布式的架构, 可以让多达百万台的廉价计算机协同工作。分布式文件系统完成海量数据的分布式存储,分布式计算编程模型完成大型任务的分解和基于多台计算机的并行计算, 分布式数据库完成海量结构化数据的存储。

分布式文件系统作为分布式技术中最重要的实现部分,不管是 Google 的 GFS 还是 Hadoop 的 HDFS, 都是针对特定的海量大文件存储应用设计的, 可以实现数据存储访问的高可靠性、高访问性能、在线迁移、自动负载均衡。3.并行计算

并行计算是指同时使用多种计算资源解决计算问题的过程, 是提高计算机系统计算速度和处理能力的一种有效手段。它的基本思想是用多个处理器来协同求解同一问题, 即将被求解的问题分解成若干个部分, 各部分均由一个独立的处理机来并行计算。

并行计算是相对于串行计算(通常针对单个 CPU 或单台计算机)而言, 它将进程相对独立地分配于不同的节点上, 由各自独立的操作系统调度, 享有独立的 CPU 和内存资源(内存可以共享);进程间相互信息交换通过消息传递。4.SaaS/ P aaS/ I aaS 服务模式

服务模式创新是云计算的一个重要特性, 云计算彻底实现了计算机软硬件都是服务的变革, 今后用户所需要的东西只有一种 服务, 包括计算服务、网络服务、软件服务、平台服务、存储服务等。云计算服务模式主要有: SaaS(软件即服务)、PaaS(平台即服务)和 IaaS(基础设施即服务)。

SaaS 是用户获取软件服务的一种新形式, 用户不需将软件产品安装在自己的电脑或服务器上, 而直接通过网络向专门的供商获取自己所需要的相应软件功能服务。

PaaS 是指把开发环境(包括应用设计、应用开发、应用测试和应用托管)都作为一种服务提供给客户。客户不需要购买硬件和软件, 只需要利用 PaaS平台, 就能够创建、测试和部署应用和服务。IaaS 是指企业或个人可以使用云计算技术来远程访问计算资源, 这包括计算、存储以及应用虚拟化技术所提供的相关功能。无论是最终用户、SaaS 提供商还是 PaaS 提供商都可以从基础设施服务中获得所需的计算能力, 但却无需对支持这一计算能力的基础 IT 软硬件付出相应的原始投资成本。

三、云计算的发展现状

云计算作为业界热点，近年来世界各国对于它的研究和应用方兴未艾，许多政府部门和著名公司在研发与应用云计算的过程中作出了大量的工作和努力。

1.云计算在国外的发展

云计算与网络密不可分。云计算的原始含义是通过互联网提供计算能力。云计算的起源与亚马逊和 Google 两个公司有十分密切的关系，它们最早使用到了“Cloud Computing”的表述方式。目前美国公开宣布进入或支持云计算技术开发的业界巨头包括微软、谷歌、IBM、亚马逊、Netsuite、NetApp、Adobe 等。

Goog le 是 云 计 算 的 提 出 者。2006 年，Goog le 启 动 了“Google101”计划，引导大学生们进行“云”系统的编程开发。多年的搜索引擎技术的积累成果使 Google 在云计算技术上处于领先的地位，不仅提供在线应用，还希望发挥自身的数据库系统优势，成为在线应用的统一平台。Google 以发表学术论文的形式公开了其云计算三大法宝：GFS、Map/Reduce 和 BigTable，并在美国、中国等高校开设云计算编程课程。

微软于 2008 年 10 月推出了 Windows Azure 操作系统，这个系统作为微软云计算计划的服务器端操作系统（Cloud OS）为广大开发者提供服务。微软拥有全世界数以亿计的 Windows 用户桌面和浏览器，Azure（蓝天）试图通过在互联网架构上打造新云计算平台，让Wind ows 由 PC 延伸到“蓝天”上。

IBM 从企业内部需求的逐渐上升出发，在 2007 年 11 月提出了“蓝云”计划，推出共有云和私有云的概念。IBM提出私有云解决方案是为减少诸如数据、信息安全等共有云现存的问题，从而抢占企业云计算市场。依托 IBM在服务器领域的传统优势，IBM成为目前唯一一个提供从硬件、软件到服务全部自主生产的厂商。

2008年7月，雅虎、惠普和英特尔联合宣布将建立全球性的开源云计算研究测试床，称为 Open Cirrus，鼓励开展云计算、服务和数据中心管理等领域中各方面的研究。

Apple 是云计算领域的一位积极参与者。从近年来推出的 iTunes服务，到Mob ile Me服务，到收购在线音乐服务商Lala，再到最近在美国北卡莱罗纳州投资 10 亿美元建立新数据中心的计划，无不显示其进军云计算领域的巨大决心。

这些国际知名大公司在全世界建造了庞大的云计算中心。譬如：Goog le 的搜索引擎分布于 200 多个站点、超过 100 万台服务器的

支撑，而且设施数量正在迅猛增长。

2.云计算在国内的发展

目前中国云计算的讨论多数集中在早期云计算的概念、技术和模式上。早期的云计算是一种动态的、易扩展的、通过互联网提供虚拟化IT 资源和应用的一种计算模式。用户不需要了解云技术内部的细节，也不必具有云内部的专业知识，更不需要直接参与、投入、建设、维护和控制就能直接按需使用并按用量付费。

2008年，IBM在无锡建立了中国第一个云计算中心，在北京 IBM中国创新中心建立了第二个云计算中心———IBM 大中华区云计算中心。2009 年初，在南京建立国内首个“电子商务云计算中心”。世纪互联推出“CloudEx”产品线，包括完整的互联网主机服务“CloudEx Comp uting Service ”、基于在线存储虚拟化的“CloudEx Storage Service ”等云计算服务。

随着云计算的升温，国内的电信运营商也都积极投入到云计算的研究中，以期通过云计算技术促进网络结构的优化和整合，寻找到新的赢利机会和利润增长点，以实现向信息服务企业的转型。中国移动推出了“大云”（Big Cloud）云计算基础服务平台，中国电信推出了“e云”云计算平台，中国联通则是推出了“互联云”平台。

我国企业创造了“云安全”概念，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，在服务端进行自动分析和处理，再把解决方案分发到客户端。瑞星、趋势等企业都推出了云安全解决方案。

随着云计算的发展，互联网的功能越来越强大，用户可以通过云计算在互联网上处理庞大的数据和获取所需的信息。从云计算的发展现状来看，未来云计算的发展会向构建大规模的能够与应用程序密切结合的底层基础设施的方向发展。不断创建新的云计算应用程序，为用户提供更多更完善的互联网服务也可作为云计算的一个发展方向。

四、总结

云计算是基于多种技术的新兴计算模式，现代软件应用和商务处理的全球化、信息化和自动化，必将为云计算的研究发展提供广泛的市场和应用背景。云计算具有超大规模、虚拟化、高可用性、高可靠性、按需服务及其廉价等特点，经历近年的许多成功案例和经验后，正在迅速普及应用。云计算所带来的新兴 IT资源共享和应用模式是互联网之后的又一次变革，将给 IT产业特别是软件服务业带来深远影响。

参考文献：

基于云计算的教学资源平台 篇6

关键词：云计算 教学资源平台 信息化建设

一、云计算技术概述

自2006年8月的搜索引擎大会上（SES San Jose 2006），谷歌CEO埃里克·施密特首次提出“云计算”的概念以来，随着网络技术的不断发展，人们对云计算的认识有着不断的提高和变化。

所谓云计算，狭义上是指信息技术基础设施的交付和使用模式，广义上是指服务的交付和使用模式。它的特点具有弹性扩展的资源池管理服务，以及虚拟化资源等。它是一种分布式计算、网格计算、并行计算、虚拟化和网络存储等技术融合发展的结果。所有云用户可访问“云”，并从云中提取动态的、无限扩展的、虚拟化的，并且可以随时获取的硬件、软件及平台等服务资源。因而，云计算的可扩展性强、资源利用率高，且具有节约成本的优势，体现了云计算“一切皆为服务”的理念。

1.云计算应用的层次与特点

云计算应用的层次与特点可分为三种：公共云、私有云和混合云。

（1）公共云。公共云是提供云计算底层服务和解决方案的公用平台。企业或机构在整个互联网上通过自身的基础架构，可以不限用户数量地提供云服务，云用户可以使用这些服务，但不拥有这些服务。因此，公用云具有不限制使用者，不属于任何一个企业或个人的特点。

（2）私有云。私有云是由企业或机构开发用于专用或私用的云服务。私用云按用户需求提供具有服务器、网络和磁盘等硬件设施的基础设施，并且指定专用者使用这些设施。由于私有云的构建是为单独群体用户使用的，所以它能够最有效地控制服务数据、服务安全性和服务质量。

（3）混合云。混合云是企业或机构将公共云和私有云进行整合，它既拥有公共云或私有云所提供的云服务，也拥有自己独立的基础架构。现今互联网上主要的云服务方式就是混合云方式。

2.云计算提供的服务类型

云计算提供的服务类型可以分为三类：IaaS（Infrastructure as a Service，基础设施即服务）、PaaS（Platform as a Service，平台即服务）和SaaS（Software as a Service，软件即服务）。

（1）IaaS是云基础设施层。它提供计算、存储、带宽和软件的模式等基础设施服务。如亚马逊的EC2系统就是提供此类服务。

（2）PaaS是为系统开发提供接口和软件运行环境的服务层。它将软件研发的平台作为一种服务，以SaaS的模式提交给用户，为用户提供系统平台的环境，如微软的Azure系统等。

（3）SaaS是云应用功能层。云用户可以通过互联网借助浏览器获得完善的计算机基础设施服务，如Google 的Doc系统等。

各类服务不存在严格的依赖关系，SaaS可以构建在IaaS之上或是PaaS平台之上， PaaS可以构建在IaaS之上或是直接构建在数据中心之上。

二、云计算技术教学资源平台需求分析

云计算技术在信息产业中带来的技术革新吸引着大量教育领域人士对此不断进行深入研究，很多教育行业信息部门深刻认识到云计算的快速发展可以带动未来教育发展的广阔空间和应用前景。目前，我国各类教育机构数量庞大，其信息化建设的规模与层次有着很大差别。很多机构都存在资金压力大、技术力量薄弱以及数据资源紧缺等问题。而云计算技术提供的在线应用服务，可以很好地改善众多机构在信息化建设中面临的难题，更好地提升国内教育领域的信息化建设水平。

1.云计算有利于教学资源的共享，从而降低教育基础建设的成本

在云计算的教学资源平台下，各类教育机构可共建一个教学资源的共享环境，通过云，各机构可将自己的优质数字资源分享给所有用户。云用户不仅可以访问平台内的数字资源进行教学学习，也可通过平台内的设施设备进行科研实验，从而大大降低了资源的重复建设，也使得一些办学条件差的机构能更有效地进行教学科研活动。

2.云计算可面向更多的受众，从而提高教学资源平台的服务能力

现在，国内很多高校不仅承担着校内学生的教学服务，还承担着面向社会、服务于公众的服务任务。如此众多的受众用户，这不仅需要海量的数据资源，也需要有着庞大的存储空间和超级计算能力，而大多数学校难以满足。但云计算的动态扩展特性，即使面对大规模应用，在不更改应用架构的前提下，只需扩充服务器集群的数量就可以从容应对。

3.云计算利用分布式存储，从而提高了教学资源平台的安全可靠性

目前，多数机构建设的教学资源平台数据往往都是存储在本地磁盘中，数据较为集中。当突遇灾害时，这些数据资源的安全性无法得到保障。而云计算中采用的是分布式存储，资源数据以数据块形式存储在分散的节点中，各类数据又通过副本备份机制将若干个副本存储在不同的节点中，即使某个节点发生故障，都不影响资源数据的完整性。

三、基于云计算的教学资源平台架构

1.逻辑架构

基于云计算的教学资源平台中的教学资源由参加合作的各机构组成，各云用户在访问资源时，只要指定资源类型，系统将判断选择最佳的资源及链路进行传送数据。在用户的注册上，采用统一的身份认证SaaS服务模式，就可通过一次注册访问全部的资源。而用户端也不仅再局限于计算机，移动互联设备和网络电视等都可以进行访问。

2.平台架构

基于云计算的教学资源平台的基础设施层提供可自由扩展的计算、存储、带宽等基础设施和教学资源等IaaS云基础设施服务。而云操作软件及各类系统管理软件组成了PaaS层，系统经过虚拟化软件和统一的调度管理软件，为用户提供统一的接口。SaaS层是面向用户提供各类教学资源的应用软件服务。

四、结语

基于云计算的教学资源平台将在不久的将来发挥着不可估量的作用。教育行业应努力掌握云计算应用模式，积极整合教育资源，促进行业内各资源的发展与创新。

参考文献：

[1]张莹.“云计算”技术在高校资源建设中的应用初探[J].科技资讯，2009（9）.

[2]朱莉，王鹏.云计算在高校的部署与应用研究[J].吉林师范大学学报，2011（5）.

[3]万利平，陈燕.云计算在教育信息化中的应用探究[J].中国教育信息化，2009（5）.

基于云计算现状 篇7

“云计算”是一种虚拟计算机网络、因特网技术的应用模式, 这一概念来自于美国的谷歌网络公司, 其中的“云”字是比喻计算机网络的庞大像云一样。总体来说, 云计算就是指用户按照自己的需求可以在网络上便捷的获取服务, 当然, 这其中也包含计算机基础设施的使用与交付模式。云计算主要是利用计算机网络技术, 将网络资源进行合理的整合, 然后计算机网络上的计算能力扩散到计算机用户终端上, 使用户体验到更加快速便捷的服务, 同时减少客户计算机上的软件数量和计算负担, 服务商也从中获得好处。

二、计算机“云计算”发展前景

随着计算机网络技术和用户需求的不断扩张, 计算机终端的计算和服务水平越来越跟不上时代的发展, 计算机云计算悄然出现了, 虽然在应用中的成就并不十分明显, 但是它的研发却一直在进行, 并且不断做出突破, 而且云计算技术也被越来越多的开发商所看重。在这些巨型国际企业和大量客户需求的推动下, 云计算能力的潜力必然会被一点点的开发出来, 同时给人们的生活和工作带来变革性的影响。

1. 信息管理的有条不紊。

计算机网络的急速发展是一柄双刃剑, 信息的大爆炸带给了人们无限的便利, 让人们看到了以往不可能看到的事物, 收到了大量的信息, 促成了今天的信息化社会。但是信息分类的复杂混乱同时给人们造成一种灾难, 用户一旦无法从海量的信息中快速找到可以满足自己需求的信息的话, 巨大的信息资源便成了阻碍其工作的废料。云计算首先发现这一缺陷, 并试图改变这一情况, 它可以通过网络轻松地使鱼龙混杂的信息资源快速得到整理, 网络数据库可以非常有序的规范起来, 使用户可以根据自己的需求顺利的找到自己需要的目标信息, 最终实现科学合理的网络信息化平台。

2. 促进科学技术的创新。

简单来说, 云计算即是让广大的用户可以利用自己手中的设备就可以使用世界上其他地方的信息、软件等等, 使用户可以轻而易举的用成本非常小的设备就可以获取到整个网络的计算能力。一个很好的比喻就是, 用户花费很少的成本将全世界的网络放在自己家里使用, 这就是云计算的根本目的。这种计算能力和处理速度, 必然会加速新思维、新理念的出现, 也会促进新技术的出现, 云计算的会带动整个社会向前发展, 成为推动世界前进步伐重要环节之一。

3. 简约而不简单。

现阶段的科技和软件的发展让人咋舌, 各种高级、复杂的现代化技术越来越多的出现在人们的生活、工作中。但是大多数用户却希望自己得到的服务可以立竿见影, 迅速完成, 而不是去体验技术的发达程度和设备的复杂程度。用户更加倾向简约不简单的技术, 希望买到的是便捷的服务, 而非复杂绚丽的科技。云计算也正可以弥补这一缺口, 云计算的实现不需要非常复杂的设备, 就可以获取计算机网络上大量的服务, 不但成本低廉, 而且服务更加先进和快速。

4. 促成全球化网络传媒。

网络最大的功能之一还有传媒, 使信息在网络上时时刻刻的动态变化与更新。云计算的发展必然会促成全球化的网络传媒, 高速的分析归类网络中的媒体资源, 并且高效、动态的展示给用户。

三、总结

经过以上分析可知, “云计算”技术必将在不久的将来带来全球性的信息技术的变革, 进一步提升人们的工作效率, 使信息化、智能化与数字化世界离我们更进一步。

摘要：现阶段的云计算技术是基于计算机网络技术和计算机软件的快速发展产生的一项新技术, 也将会成为未来计算机网络和信息技术发展的新方向。文章首先简要讲述了计算机云计算的定义和发展现状, 然后着重分析了云计算的未来发展前景, 希望为云计算日后广泛应用增添理论基础。

关键词：“云计算”技术,信息技术,计算机

参考文献

[1]林沛.探索云计算的应用与发展[J].中国新技术新产品, 2010 (7) :35-36.

国外云计算发展现状综述 篇8

2006年,“云计算”(Cloud computing)的概念问世。在云计算环境下,用户无需自建基础系统,只需按需付费获得网上资源,于是,可以更加专注于自己的业务。未来,只需一台笔记本电脑或是一部手机就可以利用网络获得需求满足。因此,这种全新的IT资源交付模式降低了社会信息化的门槛,使得所有与之相关的工作变得更加简单、合理和自然,也使得创新更加容易和便捷。

1 对云计算的认知

目前,IBM、谷歌(Google)、亚马逊(Amazon)、中国云计算网等从不同的视角出发,对云计算的内涵进行了阐述,可谓各有千秋。其实,云计算不仅仅是一种技术,更是一种新的思想方法。基于这种认识,微软提出:云计算既不是一种简单的产品,也不是一种单纯的技术,而是一种新的产生和获取计算能力的方式的总称。云计算既是指一种可以根据需要动态地提供配置以及取得供应的计算和存储平台,又指一种可以通过互联网进行服务的应用类型。云计算作为新一代IT模式,在后端规模庞大,非常自动化和高可靠性的云计算中心支持下,为人们提供了在互联网环境中方便地访问各种基于云的应用和信息,并免去了安装和维护等繁琐操作。

据国外权威机构IDC(互联网数据中心)推算,未来三年,全球云计算领域将有8000亿美元的新业务收入。“十二五”期间我国云计算领域的产业链规模也将达到7500亿人民币~10000亿人民币。目前,全球各大IT公司竞相进入云计算领域,抢占新一代信息技术的制高点,力争最大限度地占领云计算应用服务市场份额。

正因为云计算有着广阔的市场发展和广泛的应用前景,云计算发展迅速,有人形容说“这是一场惊心动魄的信息化革命”。许多国家高度重视云计算的发展,以下作简单介绍。

2 国外云计算发展现状

2.1 美国

美国是云计算的发祥地,也是云计算技术研究的引导者和云计算推广的倡导者,其技术与产品的成熟度较高,在云计算领域一直占据领军地位。近几年,在许多知名的大型IT公司推动下,云计算技术、应用、市场发展都非常迅速。目前,美国政府机构正在大力推动云服务和自行构建云服务的计划。美国国防信息系统部(DISA)已经着手在其数据中心内部搭建云环境。美国宇航局艾姆斯研究中心推出名为“星云”(Nebula)的云环境。2009年3月,美国总统奥巴马任命维维克·昆德拉为美国联邦首席信息官之后,很快云计算被提上了美国政府的议事日程。2009年9月,奥巴马政府宣布,美国开始执行一项影响深远的长期性云计算策略。随后,美国联邦政府启动了新网站Apps.gov,利用这个新的平台展示并提供政府认同的云计算应用。通过这一举措促进政府机构有效降低管理和运营成本,更好地宣传、普及云计算理念,推动各领域创新。目前,云计算在美国联邦政府以及州各级地方政府机构得以广泛应用。美国硅谷目前有150家以上的企业直接参与或涉及云计算业务,新的商业模式和服务模式层出不穷。目前,美国联邦政府正在采取积极措施,进一步明确云计算的内涵,充分利用云计算技术整合数据,论证规范云计算标准的必要性和可行性,研究在适当时机制定云计算应用标准,为大面积推开做好准备。2011年2月8日,美国联邦政府CIO发布了《联邦云计算战略》,宣布将2012年的800亿美院联邦IT预算,拿出25%投放在云计算领域,着手将政府当前的IT应用方式转移到云计算方式上来,并明确规定在所有项目推进中“云计算优先”(Cloud First)。

最新调查显示,在美国政府机构中,有30%的机构已经制定了采用云计算技术的具体方案;正在研究或者着手计划采用云计算技术的机构达60%以上。从目前的发展趋势看,今后几年,联邦政府用于云计算应用的投资会逐年上升,到2016年,美国各级政府机构用于云计算方面的投资将会占到IT总投资的23%以上。

2.2 欧洲

欧洲对云计算开发应用的热情和积极性,与美国相比要冷静一些,所以欧洲一直是云计算应用市场的跟随者。这可能是受欧洲高度重视数据的安全性和隐私性这一传统意识有关。由于欧洲人更强调自我和私密,对数据的存取、传输等要求极其严格。事实也是如此,欧盟及欧洲各国的数据保护机构、网络安全机构最大的疑虑和担心是云计算的数据安全性、隐私安全性和私密可靠性。因此,每个欧盟成员国都设有自己的数据保护和数据保存政策。应该说,这种各自为政、分散不一、相互隐晦的数据不透明策略,在一定程度上限制,甚至阻碍了云计算产业的发展。这也是欧洲与美国在云计算技术上存在差别的主要原因。针对这一现实,谷歌、微软、亚马逊等云计算主力厂商不断调整技术方案,有针对性地改变经营策略,努力消除欧洲国家,特别是欧盟国家的疑虑和担心。随着各大厂商的不懈努力,云计算技术有针对性地改进和不断进步,欧盟及欧洲许多国家的传统意识和固有偏见已有明显改变,更多人逐渐接受了云计算的理念和服务,在欧洲建立起一个统一的云计算服务市场,决不会像前段时间那样遥不可及,用IBM推广商的话来说“已经指日可待”。

目前,世界许多著名的IT厂商纷至沓来,竞相在欧洲各国设立云计算中心。2009年,微软投资5亿美元建立都柏林数据中心,成为继阿姆斯特丹之后的又一个大型数据中心。欧洲粒子物理研究机构CERN目前使用的是Red Hat版本的Xen管理程序以及微软的Hyper-V技术。谷歌在欧洲已建成或在建的数据中心已达到12个,AT&T也将在伦敦建设它的又一个云计算中心。英国于2009年发表了《数字英国》白皮书,明确提出云计算将成为英国IT战略的重点。英国政府将全方位主导数字国家建设,并建立覆盖所有政府部门的云计算网络G-Cloud。《数字英国》提出将政府更多的IT应用转移到云计算模式上来。英国政府首席信息官(CIO)要求政府部门要加速建立统一的政府云,即G-Cloud,并号召政府机构尽量购买基于云的IT服务,以便在云计算的易于扩展、定价灵活、应用便利和提供快捷等优势中获益。

目前,在欧盟以及欧洲其它国家,越来越多的政府部门、企业、金融部门、医院、服务机构开始采用云计算技术,接受云计算服务。越来越多的资金不断地流入云计算市场和云计算应用领域。值得一提的是欧盟于2009年7月对外公布了今后5年,即到2014年欧盟电信的改革方案。这个方案明确规划了电信改革的四大优先项目,即加快数字内容立法,创建移动支付安全系统,创建云计算系统和鼓励企业利用云计算技术节能减排。

2.3 日本

近年来,日本政府积极推进云计算的发展,提出了“有效利用信息技术,开创云计算新产业”的发展战略。该战略包括若干具体措施:制定数字化教材等电子出版物的可复制利用制度以规范行为;利用云计算技术提高数据中心的节能环保指标(DPPE:Data center Performance Per Energy)和稳定性;逐步放松对异地数据存储、服务外包的管控;在充分考虑个人信息匿名和私密前提下,以信息安全为基础,完善信息传递和信息使用的规范性制度,强化管理;基于对海量数据的实时处理成果,拓展市场需求领域,构建新的面向对象平台。日本政府明确表示,希望此举能够推动云计算的发展,以创造更为广阔的服务领域和新兴产业。

日本内务部和通讯监管机构计划建立一个大规模的云计算基础设施,以支持政府运行所需的一应信息系统,此设施被命名为Kasumigaseki cloud(霞云)。新的基础设施将于2015年完工。目标是整合所有的政府IT系统,将其转化、归结成为一个独立的云基础设施,从而提高政府运行效率,降低成本。Kasumigaseki cloud将依据协同理论,在云计算技术的支持下协调政府各部门,在良好的协作环境下发挥职能作用,共同完成政府工作目标。这样既可以大大压缩电子政务运营成本,又能够增强数据处理能力,增加整合功能,扩大共享范围。从而实现政府提出的“为国民提供绿色、安全、先进的政府服务”。

2.4 韩国

由于韩国的信息产业比较发达,社会对云计算的认知度较高。韩国知识经济部、行政安全部和韩国广播通讯委员会于2011年联合公布了《搞活云计算综合计划》。这个计划明确提出了,在2014年以前,韩国政府要向云计算领域投入6016亿韩元(约合人民币36亿元)。目标是将韩国云计算市场的规模扩大到目前的四倍以上,达到2.5万亿韩元,并提出要将韩国相关企业的全球市场占有率再提高10%。

2.5 新加坡

近年来,新加坡在“智慧城市”建设方面取得了长足的进步。在政府的积极倡导和有力推动下,各级政府部门和企业紧密协调、加强沟通,重视在应用领域开拓创新,充分发挥IT产业和计算机技术的优势,在改善民众生活、工作、学习、福祉和信息沟通等方面取得了可喜的成绩。最近,新加坡政府明确提出,要在原来“智慧城市”的基础上,以云计算技术和方法推动智慧国家的建设。要进一步提高社会生产力,创造新产品,建立更加利民、便民的新型服务理念和体系,并采取措施强力推进。

3 云计算前沿技术简介

云计算的前沿技术,目前主要由国外大型IT企业掌控,如微软、IBM、亚马逊、谷歌、Salesforce以及英特尔开源、雅虎等。

微软推出的Windows Azure操作系统为开发者提供了一个平台,整合以往所用软件和数据服务,帮助开发可运行在云服务器、数据中心、Web和PC上的应用程序。这一大型应用软件开发技术,使得应用程序开发者,可以利用微软全球数据中心的存储、计算能力和网络基础服务满足需求。Windows Azure云计算服务平台还包括Microsoft SQL数据库服务和Microsoft.Net服务。此外,微软还推出了企业Exchange的网络版和Office网络版,并预计投入200亿美元用较短的时间在各地建立起20个“云计算中心”。

IBM继推出即买即用“蓝云(Blue Cloud)”后,加大了与政府机构、大学和其它互联网企业的合作,于2008年向客户推出了第一套支持Power和x86处理器系统的“蓝云”产品。在蓝云平台一系列自动化、自我管理和自我修复的虚拟化云计算软件支持下,满足来自各地的应用访问分布式大型服务器池,使得数据中心在类似于互联网环境下运行。

Amazon于2008年推出了运用与云计算服务的简单存储服务(Simple Storage Service,S3);弹性计算云(Elastic Compute Cloud,EC2);简单排列服务(Simple Queuing Service)。目前,Amazon提供的是可以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接入式服务。

Google继推出Google Apps近两年后,又推出了应用软件引擎(Google App Engine,GAE)。这个服务平台的基本功能是让外部开发者借用Google的GAE开发新的Web应用,而Google通过“云中心”向用户提供相应的网络服务。这种让开发人员可以编译基于Python的应用程序并免费托管的服务,是Google围绕因特网搜索创建的一种新的超动力商业模式。

Salesforce的网络应用软件平台Force.com将发展重点由原来的SaaS(软件即服务)延伸到PaaS(平台及服务)领域。Force.com包括关系数据库、用户界面选项、企业逻辑,它还包括一个名为Apex的集成开发环境。这一平台可作为其它企业自身软件服务的基础,为用户提供更快捷、更具弹性、更智能的客户关系管理方案。

云计算的历史虽然不长,但学术界和企业界的密切协作和联动有力地推动了云计算技术的发展。如谷歌与麻省理工学院、斯坦福大学、卡耐基隆大学、加州大学伯克莱分校以及马里兰大学的合作研究;惠普、雅虎、英特尔推出的涵盖美国、德国和新加坡的联合研究计划等在创新技术和降低研发成本等方面都取得了良好的效果,成为云计算技术研发的范例。

目前,IT主力厂商的云计算技术与应用,占领了云计算市场的绝大部分,也形成了这项技术的若干事实标准。云计算作为未来互联网业务的重要模式和电子商务主战场,已经成为全球IT行业的共识。因此,一些国际标准化组织,如ITU-T(国际电信联盟远程通信标准化组织)、ISO(国际标准化组织)以及IEEE(美国电气和电子工程师协会)等已经开始着手云计算标准的研究,包括云计算的产业链,业务模型和参考模型。还包括安全、互操作、云计算的定义与技术架构、业务需求与商业模式等。云计算技术正在快速、有序、健康地发展。

摘要：云计算有着广阔的市场应用前景,因此,美国、英国、欧盟、日本、韩国等许多国家高度重视云计算的发展并积极参与。微软、IBM、亚马逊、谷歌等掌控着云计算的前沿技术,如Windows Azure操作系统,应用软件引擎(Google AppEngine,GAE)等。国际标准化组织也已着手云计算标准的研究。云计算将在全球迅速发展。

关键词：云计算,发展,研究,综述

参考文献

[1]云计算发展趋势一览[EB/OL].http://server.chinabyte.com.

[2]国际国内云计算发展现状及未来前景[EB/OL].http://cloud.it168.com.

[3]全球及中国云计算产业发展现状[EB/OL].http://www.enet.com.cn/esoftware.

[4]江苏赛联信息产业研究院.云计算[M].江苏人民出版社,2012.

[5]龚强.云计算及其在地理信息工程中的应用[J].测绘空间地理信息,2012(1):1-5.

[6]龚强.构建测绘地理信息行业云初探[J].测绘与空间地理信息,2013(1):1-4.

[7]龚强.论网格计算与云计算的关系[J].黑龙江工程学院学报,2011(4):9-12.

云计算技术现状与发展趋势分析 篇9

关键词：云计算,网格计算,数据中心,Web2.0

1 云计算技术研究现状分析

1.1 工业界对云计算的研究与应用情况

云计算最早起源于工业界, 工业界对于云计算的研究都是围绕产业化和提高效益来展开的, 目的是促进产业发展和使自身在未来竞争中占据有利地位。

Google公司是云计算的领跑者, 也是最大的实践者。Google搜索引擎算得上是最早的云计算应用之一了。它的数据和计算都在数据中心, 用户只需进入谷歌首页, 把自己想知道的东西输进去, Google庞大的搜索引擎就会从分布于世界各地的远端数据中心帮助用户寻找相关数据并进行计算排名, 然后把结果反馈到用户桌面。Google仅为自己在互联网上的应用提供云计算平台, 并没有将云计算的内部基础设施共享给外部的用户使用, 独立开发商或者开发人员无法在这个平台上工作, 所以它的云计算平台是一个相对的私有环境。

微软的云计算思想是将用户通过互联网更紧密地连接起来, 向他们提供云计算服务。按照微软构想, 不论用户的资料存储在电脑上、手机上或者是其它电子设备上, 都可以通过网络实现同步和备份。微软目前正大力发展Windows Live在线服务和数据存储及网络软件系统“Live Mesh”, 它通过网上的中央数据中心, 实现PC上的各种应用与服务。

IBM在推出的蓝云 (Blue Cloud) 计算平台, 为客户带来即买即用的云计算。它包括一系列的云计算产品, 通过架构一个分布式、可全球访问的资源结构, 使得数据中心在类似于互联网的环境下运行计算。IBM的蓝云计划特点是硬件和软件两个级别的虚拟化, 它希望藉此把存储于个人电脑、移动电话和其他设备上的大量信息和处理器资源集中在一起, 协同工作。

亚马逊于2007年推出了名为“弹性计算机云” (Elastic Compute Cloud, EC2) 的收费服务, 中小软件企业可以按需购买亚马逊数据中心的计算能力。亚马逊不销售物理的云计算服务平台, 弹性计算机云用户使用客户端实现与亚马逊弹性计算云内部的实例进行交互, 为用户或者开发人员提供了一个虚拟的集群环境, 使得用户可以租用虚拟的计算能力和远程的存储资源。

从上面对云计算的介绍和厂商们的相关策略及解决方案可以看出, 云计算创造了一种不同以往的全新商业模式, 在该模式下用户不再需要关心如何根据自己的业务需求来购买服务器、软件和解决方案, 只是根据自己的需要, 通过互联网来购买自己需要的计算处理资源。

1.2 学术界对云计算的研究情况

学术界认为云计算具备以下4个特点: (1) 在云上提供海量数据存储; (2) 有无数的软件和服务置于云中; (3) 它们均构筑于各种标准和协议之上; (4) 数据、软件和服务可通过各种设备获得。

按照学术界的观点, 云计算可以将巨大的系统池连接在一起以提供各种IT服务, 它能够提供搜索、开放协作、社会网络和移动商务等这样的Web 2.0应用。继传统的个人计算机、客户/服务器、网格计算等计算模式之后, 崭新的“云计算”模式展现了现代互联网络的重要特质, 世界已经从以硬件为中心转向以软件为中心, 并将转向以服务为中心的时代。其中李开复博士提出了推动云计算发展的6个因素: (1) 以用户为中心。数据存在于云海之中, 并伴随着你和你的设备, 你可以在任何时间、任何地点以某种便捷的方式安全地获得它或与他人分享; (2) 以任务为中心。人们可以方便地与合作者共同规划并执行各项任务, 并随时随地进行有效的交流和沟通; (3) 强大的功能。置于云海中由成千上万的计算机群提供的强大计算能力、存储能力等将能够为你完成传统上单台计算机根本无法完成的事情; (4) 智能化。基于海量数据的数据挖掘技术来获得大量的新知识; (5) 基础设施的可行性。通过大量计算机集群, 获得极高的性能; (6) 并行软件的可编程性。编写可以在上千台计算机上并行执行的程序。

云计算是一个偏重技术的概念, 不像Web2.0那样更偏重商业炒作。云计算的具体实施, 是将互联网上的各种计算资源整合在一起, 实现计算的无处不在、无时不在。在云计算时代, “网络就是计算机”有望成为可见的东西。

1.3 对学术界和工业界的云计算观点分析

工业界对云计算的定义和制订的技术方案, 都是服务于各自集团的经济利益, 并且希望借助于各自的定义, 使本集团在未来的云计算应用和产品领域的竞争中处于有利地位。

对于研究界, 他们研究的目的主要是希望找出云计算究竟能给我们带来什么样的便利, 能够为人们提供哪些好处, 因此他们对云计算的研究和分析要远比工业界客观。在这种前提下, 研究结论中的利益成分相对较少, 研究结论更接近于中立。

研究界的学者们不仅看到了云计算的巨大优势和广阔前景, 同时认为云计算的发展也存在不少挑战和隐忧, 其中安全和隐私将成为首要问题。试想一下, 如果未来用户与企业的数据都高度集中在一个个的计算云或数据中心中, 那么这些计算云的安全将是重大问题, 如何有效保护其不受破坏, 将是一项重要的安全任务。同时, 用户该如何信赖提供云存储以及云服务的那些公司, 如何确保那些公司不泄露用户的隐私呢?所有这些, 都是云计算技术在广泛普及之前必须彻底解决的问题。

2 云计算技术发展趋势

尽管在2000年前后Google公司就在从事云计算应用研究, 但云计算目前仍处于起步阶段。在云计算技术的发展趋势方面, Google公司认为对云计算的应用意味着未来是数据跟着用户走。用户如果买了一台新的计算机, 不用担心数据的拷贝或新应用软件的安装, 只需要有浏览器就能拥有需要的一切环境、内容和信息。这还不止是在电脑上, 未来用手机、电视、可视电话以及其他设备也可以接触这样的信息。未来应用软件将全部移植到云端, 经过浏览器可以得到所有网上的内容, 也可以做今天需要应用软件做的内容。如今, Google做的一些软件已不用担心储存缺失, 因为它们都储存在云端服务器里面。

微软认为云计算的下一步发展就是将这些用户通过互联网更紧密地连接起来, 并向他们提供云计算服务。微软正在创造这样一种用户体验, 即从一般设备存储转移到任何时间都可以存储的模式。微软从战略上将自己未来的云计算发展方向确定为三条路线:完成企业软件组合向网络服务的转型、发布PC软件的网络版及继续建设数据中心网络。

按照2006年Sun公司推出的基于云计算理论的“黑盒子”计划, 规划中将来的数据中心将不会局限于拥挤、闷热的机房中, 而是一个个可移动的数据中心。它既可以为拥有上万名雇员的大型公司服务, 也能为中小企业提供支持。至于这种数据中心的最佳安放位置, 在技术上可以是郊外的田野, 但最好还是发电站附近, 这样可以实现成本最低化。

对于云计算技术的未来, 作者认为它很可能彻底改变用户使用电脑的习惯, 使用户从以桌面为核心使用各项应用转移到以Web为核心进行各种活动。计算机也有可能退化成一个简单的终端, 不用再像现在一样需要安装各种软件, 同时不再为这些软件的配置和升级费心费神。而且Web数据集成、个人数据空间管理、数据外包服务、移动路网上的研究以及隐私问题都会成为未来云计算研究的重要组成部分。

笔者认为, 云计算是比网格计算更高层次的一项技术, 它的产业化会带来相关产品和软件开发方式和理念的调整。首先, “云计算”技术需要建立能提供丰富应用服务、丰富信息资源、用户信息私密性和安全保证的“云”;其次, “云计算”技术还要求有能保证高效、安全、使用简易的“瘦”用户端设备;再次, “云计算”技术是建立在高速、稳定、低廉、基于应用的网络基础之上的, 要求网络产品厂商能够提供基于应用服务保证、基于应用选择传输路径、高速、稳定的相关产品。

3 结束语

随着商用和科学数据计算量的日益膨胀壮大, 数据计算能力将转变成一种战略资源和资本。随着“云计算”技术的研究深入和各类产品不断推出, 我们相信目前以个人电脑为中心的计算模式将被新兴的“云计算”模式代替。

最后, 随着IT技术的发展, 云计算的广泛普及和深入应用已经变得呼之欲出。在这样的情况下, 国内IT行业应该加强对云计算的研究, 开展相关产品的研发, 使中国的云计算技术研究和云计算产品在世界IT领域占有一席之地。

参考文献

[1]陈康, 郑纬民.云计算的三架马车:Google、亚马逊和IBM[J].计算机世界报, 2008 (17) .

[2]富益群.泛谈云计算的发展之路[J].程序员, 2008 (11) .

[3]卢军.云计算离企业应用有多远[J].信息系统工程, 2008 (9) .

[4]蔡恩泽.Live Mesh:微软发力云计算[J].互联网天地, 2008 (7) .

云计算综述及其我国发展现状 篇10

云计算的“云“是指存在于互联网上的服务器集群上的资源, 它包括硬件资源 (服务器、存储器、CPU等) 和软件资源 (如应用软件、集成开发环境等) 。云计算是一种新兴的共享基础架构的方法, 可以将巨大的系统池连接在一起以提供各种IT服务。云计算被视为“革命性的计算模型”, 实现了超级计算能力通过互联网自由流通。企业与个人用户无需再投入购置成本, 仅需要通过互联网向云计算机提供商来租赁硬件、软件、数据存储、计算分析等不同类型的服务, 本地计算机通过互联网发送一个需求信息, 远端就会有成千上万的计算机来提供需要的资源并将结果返回到本地计算机, 这样, 本地计算机几乎不需要做什么, 所有的处理都是由云计算提供商所提供的计算机群来完成。

一、云计算的定义

目前, 对于云计算的认识在不断的发展变化, 云计算没仍没有普遍一致的定义。当前云计算的定义主要包括以下几种:

1、中国云计算网为云计算机定义如下:云计算 (cloud computing) 是一种基于因特网的超级计算模式, 在远程的数据中心里, 成千上万台电脑和服务器连接成一片电脑云。因此, 云计算甚至可以让你体验每秒超过10万亿次的运算能力, 拥有这么强大的计算能力可以模拟核爆炸、预测气候变化和市场发展趋势。用户通过电脑、笔记本、手机等方式接入数据中心, 按自己的需求进行运算[1]。

2、中国网格计算、云计算专家刘鹏定义如下:“云计算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”[2]。

3、另外, 针对云计算的定义普遍地还存在狭义和广义的定义。狭义的云计算是指IT基础设施的交付和使用模式, 指通过网络以按需、易扩展的方式获得所需的资源 (硬件、平台、软件) 。提供资源的网络被称为“云”。“云”中的资源在使用者看来是可以无限扩展的, 并且可以随时获取, 按需使用, 随时扩展, 按使用付费。这种特性经常被称为像水电一样使用IT基础设施。广义的云计算是指服务的交付和使用模式, 指通过网络以按需、易扩展的方式获得所需的服务。这种服务可以是IT和软件、互联网相关的, 也可以是任意其他的服务[3]。

二、云计算的特点

1、透明性

云计算提供的是软、硬件的服务。一般情况下, 服务的实现机制对用户来说是透明的。用户无需了解云计算的具体机制, 就可以获得所需要的服务, 具有很强的易用性。

2、规模大

云计算规模非常大, 截止到2010年7月Google云计算拥有100多万台服务器, Amazon、IBM、微软、Yahoo等的“云”也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”赋予了用户前所未有的计算能力。[3]

3、虚拟化

云计算支持用户在任意位置、使用任意终端获取应用服务。所请求的资源来自“云”, 不是固定的有形的实体;应用在“云”中的某处运行, 用户不需要了解应用运行的具体位置。只需要任意一台电脑甚至手机, 就可以通过网络来请求所需要的服务。

4、高可用性

云计算通过服务器之间的冗余和分布式存储方式来获得更高的可用性。“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用性, 云计算比使用本地计算机更可靠。高可用性代表了云计算能够容忍节点的错误, 即使有很大一部分节点发生失效也能保证程序的正确运行。

5、通用性和可扩展性

云计算不仅仅只针对某个特定的应用, 在“云”的支撑下可以构造出各种各样的应用, 同一个“云”可以同时支撑不同的应用运行。云计算可以无缝地扩展到大规模的集群之上, 甚至包含数千个节点同时处理。“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, 价格便宜

“云”是一个庞大的资源池, 按需购买;云可以实现像水、电、煤气那样计费。“云”的特殊容错方法使其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高昂的数据中心管理成本, “云”的通用性使资源的利用率比传统系统大幅提升, 因此用户可以充分享受“云”的低成本优势。

7、潜在的危险性

云计算服务除了提供计算服务外, 还提供了存储服务。云计算服务当前垄断在私人机构 (企业) 手中, 这些机构仅仅能够提供商业信用。对于政府机构、商业机构 (特别象银行这样持有敏感数据的商业机构) 对于选择云计算服务应保持足够的警惕。一旦商业用户大规模使用私人机构提供的云计算服务, 无论其技术优势有多强, 都不可能完全保证“数据 (信息) ”交到他们手上万无一失。另一方面, 云计算中的数据对于数据所有者以外的其他用户云计算用户是保密的, 但是对于提供云计算的商业机构而言确无秘密可言。

三、我国现状

在我国, 云计算发展也非常迅猛。2008年, 阿里巴巴集团旗下子公司阿里软件与江苏省南京市政府正式签订了2009年战略合作框架协议, 计划于2009年初在南京建立国内首个“电子商务云计算中心”, 首期投资额将达上亿元人民币;2009年, 全国首家云计算产业协会在深圳成立, 协会的成立标志深圳市政府对于云计算产业在未来发展的高度重视, 而云计算产业则给深圳信息产业带来新的商机, 当前深圳是全国首个大力发展云计算的城市, 现在有100多家企业从事云计算相关产业研究和技术开发等, 未来产业将蕴藏巨大的商机。

四、结语

中国的云计算——任重道远, 在中国云计算模式真正推广开来还需要解决市场环境不成熟的问题, 在中国大多企业都有自己拿不上台面的数据, 如何转变这部分企业利用云计算需要一个漫长的过程。

参考文献

[1]中国云计算机网. (201011-15) http://www.cloudcomputingchina.cn/.

[2]刘鹏:《云计算》, 电子工业出版社, 2010-3

基于云计算现状 篇11

关键词：云计算；数据安全；模型架构

中图分类号：TP309

互联网技术发展一直都很迅速，近年也不例外。随着时间的推移，网络基础硬件设施在不断地更新换代，互联网的应用深度和广度都在不断地深化，对于互联网的重要一环——数据存储，其成本也已经变得较低，互联网的用户数量也已经有了显著升高。因而，当今的世界也变得越来越信息化，大量的数据需要处理，传统的数据计算技术以及网络通信技术的简单结合遇到了瓶颈，数据的安全也受到了威胁，从而传统结构的数据中心满足不了当下的需求。随着研究人员的不懈努力，这个问题终于得到了极大地缓解，这也就是云计算以及预期相对应的云计算数据中心的相关理论的提出及应用。本文在介绍云计算的相关概念及理论之后，简单的地分析研究了数据安全的策略问题。

1 云计算数据中心概述

1.1 云计算的定义

云计算所涉及的内容非常广泛，总体来看主要包括以下三个部分：分布式处理、并行处理以及网络信息海量计算。云计算的概念是十分广泛的，目前所讲的云计算的标准是美国国家标准提出的：使用云计算的费用主要是流量的费用，只要有流量用户就可以随时随地的在云计算终端上查阅自己的资料，流量的费用可以在运营商那里进行购买，而且用户可以访问可配置的网络计算资源共享池。访问网络的用户如果想要使用这些网络资源，只需要通过一些简单的操作，即可以方便的得到。现如今，很多工业生产过程均涉及了云计算这项技术，而且经过长期的实践经验积累，云计算技术所能够提供的服务范围也大大拓展。

1.2 云计算的原理介绍

云计算的运行原理是将所需要计算的海量数据分别在不同的计算机上进行运算，也就是说将任务分开同步执行。企业数据中心的运行过程中实际上与网络极其相似，企业资源由需求大小来决定，按照需求量来访问计算机以及存储系统。互联网近些年的发展已经遇到了瓶颈，云计算的出现打破了这一阻碍，让互联网技术有了新的突破方向。目前比较流行的网络交易手机查询等业务，都是根据云计算技术而进行发展的，总的来说云计算就是利用网络对用户的数据进行运算存储从而最大限度的扩展互联网的应用范围及内容。

2 云计算安全的相关研究

当前社会是信息技术的社会，信息技术飞速的发展，计算机逐渐普及，计算机的风险问题也慢慢的被重视，其中最主要的就是存储数据的安全，这一方面一直是专家们研究的重点，很多研究机构都慢慢的发布了他们自己的研究成果，计算机所承受的不同的风险主要有以下7个方面：

（1）特权用户的接入：主要是工作人员在进行云计算服务操作时，对敏感的数据要进行加密，防止数据的泄露。这样管理员就必须认真的记下每次操作的日志，方便操作；

（2）数据位置：数据的位置就是相关信息在计算机中存储的位置，这个位置对用户而言是未知的，因此云计算的服务商必须允许用户查询存储的位置，这个权利是受到法律保护的；

（3）数据隔离：云计算的服务商提供了一个巨大的数据存储场所，这些数据都被存储在数据中心，但数据中心必须进行数据隔离服务；

（4）可审查性：用户在云计算中心的数据是不可控的，因此服务商必须要有相关机构的认证才能博得用户的信任，同时服务商要遵守国家的相关法律。

（5）数据恢复：很多用户的数据存在云计算中心中，而在自己的计算机中是没有备份的，因此数据中心必须对用户的数据进行备份。以免出现一些突发事件时能够及时的恢复用户的数据，减少损失；

（6）调查支持：一直有很多用户对云计算服务商持有怀疑的态度，针对这种现象云计算服务商可以开放一些调查的权限，使得用户对其不当的行为进行监督；

（7）长期生存性：云服务服务商能够长期的为用户存储数据，使得用户的数据不能迁移，一直存在一个固定的位置，保证用户的数据的安全。

虽然现阶段云计算有安全问题，但是相对于传统的计算模型来说还是具有一定的优势，云计算的参与者主要有云端和客户端组成，客户端主要是针对用户，云端则主要针对服务商，用户可以通过通信设备进行浏览，云端则具有很庞大的服务器，这也使得云计算在安全上有优势。

云计算的管理模式是独特的，是高度集中的，这种模式使得管理者很容易控制系统，虽然云端自身也有不安全的因素存在，这是无法避免的。在世界上任何一个架构都不是十全十美的，都多少会受到一些威胁。由于客户的数据比较集中这樣就能便于查找危险漏洞进行监控。

其次，云计算主要是提供数据的存储，这些数据存储服务器都要专业的技术人员进行维护，还要对一些用户的数据进行备份，以免会出现一些数据丢失的可能，云计算支持用户随时获取数据，只要有网络覆盖的地方用户就能获取自己的数据。

云计算的服务商服务很周到，其随时能提供高效的日志记录，而且还能够应对紧急情况的发生，在突发事件发生时云计算能够用最短的时间进行危机处理，速度惊人，这也能够最大限度的减少用户的损失。

用户大多都是通过计算机中的浏览器进行操作，自己的隐私能够得到保护。也使得一些人利用不正当的手段盗取别人的个人隐私。同时也允许用户进行数据加密，与传统的方式相比具有很大的灵活性。

3 云计算安全防护策略

（1）多安全域防护：云计算与传统的计算模式不同，其主要采用多层次的安全域设置，这就需要对不同的安全域进行必要的隔离；

（2）可靠的接入认证：如今，云计算用户不断的增长用户的身份验证以及维护显的更加重要，如今很流行的认证方式是手机认证或者证件认证，还有一些认证方式比如密码认证、生物认证等，这些认证都很方便快捷，安全性基本差不多；

（3）安全的数据维护：云计算服务商必须保证用户数据的安全，必须有能力保证用户数据的完成和保密，除此之外还要能够提供一些验证功能；

（4）高效的服务：云计算服务商不仅要提供安全可靠的服务还要提供实时的服务，避免由于自身服务器的原因使得服务延迟，使用户能够迅速的获取自己的数据，提高办事效率；

（5）可信的审计监管：云计算中心如果只有服务商和用户是远不够的，必须有相关的机构提供相关的认证，或者政府出台相关的政策和法律法规来约束云计算服务，使其能够受到用户的满意，从而更好的发展。

4 结束语

云计算的迅速发展是不可避免的，其被大多数人认为是下一代计算机的核心构架，改变的人们使用计算机的习惯，如今人们使用的计算机时数据都是存在自己电脑中，云计算则不同，其用户所有的数据都在一个庞大的服务器中，这也给用户的安全造成了影响。虽然很多专家说云计算很安全，但是世界上没有十全十美的东西，本文将基于云计算的数据安全作为研究课题，针对云计算的虚拟化、大规模、动态配置和可扩展等诸多特性，对云计算数据安全领域的关键技术进行了研究，最后给出了云计算安全防护的策略。

参考文献：

[1]石磊，邹德清，金海.Xen虚拟化技术[M].武汉：华中科技大学出版社，2009.

[2]吴吉义，傅建庆，张明西等.云数据管理研究综述[J].电信科学，2010.

[3]陈龙，肖敏.云计算安全：挑战与策略[J].数字通信，2010.

[4]陈康，郑纬民.云计算：系统实例与研究现状[J].软件学报，2009.

作者简介：李彦蓉（1985.07-），女，云南文山人，本科，助教，经济师，研究方向：教育管理。

高性能计算云研究现状综述 篇12

云计算是一种新兴的计算模型, 很多专家认为, 云计算会改变互联网的技术基础, 甚至会影响整个产业的格局。正因为如此, 很多大型企业都在研究云计算技术和基于云计算的服务, 亚马逊、谷歌、微软、IBM、SUN等IT巨头都在其中。几年之内, 云计算已从新兴技术发展成为当今的热点技术。云计算有诸如可扩展性、隔离性、迁移性和可定制以及弹性资源等很多优点, 而这些优点为传统的高性能计算集群提供了丰富的软件环境、应用程序隔离和高效率的工作负载管理机制, 随着云计算的深入应用, 为用户提供高质量的远程高性能云服务成为当前研究的热点, 在云中“计算作为服务”已鼓励了高性能计算延伸到更广泛的科学和工业社区, 许多小型和中等规模的HPC用户都在探索基础设施云作为运行他们应用程序的一个可能平台, 同时也指出了HPC应用作为一个服务 (HPC-as-a-Service) 的思想。然而, 系统级的虚拟化带来的性能开销和网络性能等因素是一些在云中执行HPC应用程序所面临的挑战。机遇和挑战同时并存, HPC云必将带来又一波的研究热潮[1]。本文分析了高性能计算云 (HPC in the Cloud) 相关研究的进展, 展望了其未来研究方向及面临的挑战。

2 高性能计算云产生的合理性和必要性

伴随着高性能计算性能的不断提升和系统的日益庞大, 单一计算平台与不同应用多样化需求的矛盾也日益突出, 同时后期部署、管理、能耗、散热等成本也不断提高, 传统的高性能计算正面临着很多严峻的问题。云计算的关键技术之一是虚拟化技术, 由于虚拟化实现机制的不同, 许多平台对I/O性能产生了严重影响, 降低了整体性能, 除此之外, 还包括数据管理、负载管理和资源配送等挑战。

然而, 把高性能计算与传统的云计算结合起来就是高性能计算云, 高性能计算云 (HPC in the Cloud) 是一种基于云计算环境下的高性能计算资源管理和服务的模式, 它向用户提供可靠的HPC运行机制和自主管理计算资源的能力, 并向用户提供可定制HPC环境以适应不同应用的需要[2]。

3 高性能计算云研究

Mauch、Kunze等人研究了基于云的Iaa S为高性能计算应用程序提供更大的灵活性, 也节省了成本, 在这种模式下, 虚拟化和弹性的资源从大型的云计算服务提供商那里以按需的方式被利用, 以构建虚拟集群, 来符合客户的具体需求, 同时在高性能云计算环境中, 提出了一个新的方法来使用高速集群互连 (如Infini Band) [3]。文献[4]允许在虚拟机上挂载HPC应用, 可以无缝的桥接分布式云资源和紧耦合的超级计算, 从而实现可靠的集群资源, 主要描述了虚拟网络系统的设计、实施和对网络延迟、带宽开销的评估, 最后证明针对高性能计算云来说, VNET/P是可行、扩展的基于软件的覆盖网络。面向众核平台的一个轻量级高性能虚拟机监控器——蜂鸟 (Trochilidae) 被设计并已实现[5], 多操作系统可以同时运行在此虚拟机监控器之上, 同时对操作系统性能无损失, 在提供传统虚拟机监控器功能的基础上, 蜂鸟的代码量仅4 000行左右 (包括汇编与C代码) , 降低了系统的复杂度, 便于系统的维护与调试。以上是国内外对高性能计算与云计算相互结合的研究, 本文主要从性能评测和解决方案两大部分进行阐述。

3.1 性能评测

本节主要从性能评测平台方面综述了在云计算环境中实施高性能计算的研究情况。要进行性能评测, 首先要有方法, 即基准测试程序, 基准测试程序包括微观基准测试程序 (HPCC、PARSECBenchmark、LMBench等) 和宏观基准测试程序 (NAS、SPEC) 两类, 使用这些基准测试程序在不同测试平台上进行综合性能评估及性能瓶颈分析;其次是性能测试平台, 由于根据不同的平台、不同的测试负载会给出不一样的测试结果, 同时, 不同的测试方法可能给出完全不同的测试精度, 下面主要介绍一下主流的性能评测平台。

3.1.1 Future System

Future System测试床包括在地理上分布的异构计算系统、持有元数据和不断增长的软件映像库的数据管理系统, 以及一个保持隔离和安全实验的专用网络。该测试床支持基于虚拟机的环境以及本地操作系统的实验, 目的是最大限度减少开销和提高性能。该项目的合作伙伴, 将整合现有的开放源代码软件包来创建一个易于使用的软件环境, 支持网格和云计算实验的实例、执行和记录。Future System为研究人员提供了处理网格计算、云计算使用和安全性方面的挑战, 包括身份验证、授权、调度、虚拟化、高性能、中间件的设计和网络安全。支持的研究领域包括天文、化学、生物工程、大气科学和流行病学等。这个项目由国家科学基金会 (NSF) 所支持 (Grant No.0910812) , 其合作伙伴包括印第安那大学、芝加哥大学、佛罗里达大学、圣地亚哥超级计算机中心、德克萨斯高级计算中心、弗吉尼亚大学、美国田纳西大学、美国南加州大学、德累斯顿、美国普渡大学和Grid5000。

在虚拟集群测试中, 随着集群节点的增多, 网络通信和数据的读写速度成了性能上的主要瓶颈, 随着计算规模的扩大, 性能显示下滑的趋势。文献[6]和[7]采用了Future System测试床进行性能评估, 根据侧重点的不同, 可分为扩展性测试和花费有效性测试。

(1) 扩展性。文献[6]从扩展性的角度描述了一个科学的工作流应用程序在云中运行的经验。这个应用程序是去处理由Kepler项目发布的天文数据, 这些天文数据是NASA的使命去寻找类似地球的行星围绕其他恒星所产生的数据。使用Pegasus工作流管理系统, 通过把工作流映射在多个云中 (包括Future System、Magellan云和Amazon EC2云) 评估它的性能, 并讨论了在云中部署和执行工作流所面临的挑战。同时演示了Pegasus如何支持同时跨多个云基础设施的天空计算 (skycomputing) 。最后得出结论:天空计算对一些科学的工作流来说是一个可行且有效的解决方案。

(2) 花费有效性。文献[7]描述了计算机集群中节点数量与每美元所获得的计算性能的关系, 指出随着节点数量的增加, 单位成本所获得的计算性能在急剧减少, 所以运算的规模越大, 云计算所提供的计算性价比就越低, 这是当前制约在云计算环境中进行科学计算的主要原因之一。

3.1.2 Magellan

Magellan由国家能源研究科学计算中心 (NERSC) 部署的一个具有一定灵活性和性能的分布式测试床, Magellan主要研究以下几个问题:

(1) 开源云计算软件库是否能够满足美国能源部 (DOE) 利用高性能计算开展科研的需求;

(2) DOE的网络安全要求能否在云中得到实现;

(3) 新的云计算编程模式对科学计算是否有价值;

(4) DOE高性能计算应用程序能否在云中有效运行与哪些应用适用于云。

文献[8]采用了Magellan测试床, 项目Magellan研究针对科学计算的云计算, 并指出当前云计算对科学应用有很多的差距和挑战。

3.1.3 Amazon EC2

Amazon Elastic Compute Cloud (EC2) 是Amazon提供的云计算环境的基本平台。通过使用EC2, 可以在任何时候根据个人或企业的需要简便地创建、启动和供应虚拟实例。根据实例的类型和每小时的实际使用量付费。虚拟服务器在Amazon数据中心的安全环境中运行。EC2可以为Web范围的应用程序提供动态地配置计算需求和根据需要调整计算能力的功能。

采用Amazon EC2测试床进行相关的研究在文献[9]中有相关的介绍, 它详细描述了基准测试结果所特有的虚拟化开销和其对性能的影响, 同时检查了各种互连技术的性能, 以了解各种选择对性能的影响。研究结果显示, 虚拟化对性能有显著的影响;同时也显示了能力较差的互连技术显著影响典型的HPC应用的性能, 评估了Amazon的集群计算实例 (Amazon Cluster Compute Instance) 的性能。为了更清楚地理解云的优点和限制, 比较了云和HPC集群的性能, 同时关注虚拟化和基础网络怎样影响HPC应用的性能, 最后得出在云计算中可获得与HPC集群一样的性能主要取决于所运行的应用程序的类型的结论。

3.1.4 LLGrid

麻省理工学院林肯实验室网格 (MIT Lincoln Laboratory Grid, LLgrid) 项目的目标是开发按需网格计算能力, 使用主流编程语言MATLAB, 实施数值计算, 被广泛用于算法开发、仿真、数据缩减、测试和系统评估领域。麻省理工学院林肯实验室有一千多的MATLAB用户, 近200个用户长时间运行并行处理的任务。为了使这些用户使用LLgrid的计算资源能够透明地运行并行的MATLAB任务, LLgrid项目已开发了三种技术:点到点 (point-point) 消息Matlab MPI;全局数组语义p Matlab (类似高性能Fortran) ;把用户计算机整合到LLgird且自动分配网格计算资源的grid Matlab。

3.2 解决方案

性能优化着眼于可靠性, 相比之下, 解决方案则侧重于可行性, 即HPC计算资源与云计算相整合是否是可行的, 高性能计算云有哪些解决方案和成功案例。文献[10]、文献[11]对此有相关介绍, 下面分为编程模型、基于管理器的虚拟化、基于容器的虚拟化三个方面进行介绍。

3.2.1 编程模型

海量数据分析由于输入的数据非常大, 为了能在合理的时间内处理完数据, 计算通常分布在成百上千台计算机上去执行。如何分布数据、如何并发计算、如何处理失效等相关问题合在一起就会导致应用程序的代码非常复杂。编程模型正是为解决这些问题而提出来的, 编程模型是数据密集型计算领域的一个基础性的系统软件[10], 代表性的编程模型有Map Reduce、Hadoop、Dryad等。文献[11]基于Hadoop, 提出一种基于云的分布式数字海洋系统, 把不同的海洋数据通过高速网络连接起来建立一个存储云, 使用一个专用的网络服务协议, 用于高性能广域网络连接的计算机集群所进行的大型分布式数据集的高性能计算。实验结果表明, 与现有基于Hadoop分布式数字海洋系统相比, 该系统的性能有显著提高、数据高度共享。

3.2.2 基于管理器的虚拟化 (hypervisor-basedvirtualization)

基于虚拟机监视器的虚拟化技术包括Xen、VMware、KVM和Palacios等, 对于我们大家相对陌生的就是Palacios, Palacios是一个OS独立内嵌的、非参数化的VMM, 它是一个现代架构的开源的虚拟机监视器, 已经广泛的使用在现代Intel和AMD的x86处理器的虚拟化扩展中。Palacios是高度可配置的, 可以内嵌到诸如Linux和Kitten轻量级内核的不同的host操作系统中, 其目的是有效地虚拟化HPC应用。Palacios是V3VEE项目的一部分。起初, V3VEE作为美国国家科学基金会资助的Northwestern University和the Universityof New Mexico之间的合作项目。目前, 它涉及到5个能源部资助的合作伙伴机构:Northwestern University、the University of New Mexico、the University of Pittsburgh、Sandia National Laboratories和Oak Ridge National Laboratory。V3VEE是一个社会努力、资源发展的结果, 任何人都可以为之作出贡献。

对于内嵌到轻量级host操作系统的Palacios, 文献[12]通过Benchmark测试之后, 实验证明, 运行在虚拟LWK环境中的性能能够超越直接在Linux主机上执行同样的测试的性能, 进而满足了HPC计算的特性。关于Palacios的其他介绍请参考文献[4]。

3.2.3 基于容器的虚拟化 (container-basedvirtualization)

Linux-VServer, OpenVZ、LinuxContainers (LXC) 和Microsoft Hyper-V是操作系统级的虚拟化技术, 提供了轻量级 (lightweight) 的近似于裸机的虚拟化层。Open VZ经常被使用作为服务器虚拟化的最佳选择, Open VZ是开源软件, 是基于Linux内核和作业系统的操作系统级虚拟化技术。Open VZ允许物理服务器运行多个操作系统并以最大效率共享硬件和管理资源, 这些操作系统是相互隔离, 被称为虚拟专用服务器 (VPS) 和虚拟环境 (VE) 。

文献[13]采用了基于容器的虚拟化技术Open VZ, 实验表明, 基于容器的虚拟化带来了非常低的开销, 几乎与物理机一样的性能。文献[14]提出了一种面向高性能并行计算机的虚拟化技术:高性能虚拟计算域 (HPVZ) , 其中服务结点的虚拟计算域基于Open VZ构成。通过在操作系统上构建多个独立的用户运行环境, 实现了在一个操作系统内核上同时运行多个相互独立的用户运行环境的目标。HPVZ技术在保证系统性能的前提下, 为用户提供了独立可定制运行环境、服务质量管理、安全隔离和动态迁移的虚拟化高性能计算环境。

4 问题与展望

从目前的研究可以看出, 适合高性能计算的云计算环境这一领域正处于研究阶段, 高性能计算尚未广泛应用在云计算环境中;而云计算是一种通过Internet以服务的方式提供动态可伸缩的虚拟化资源的计算模式, 正被大量运用到生产环境中, 国内的“阿里云”与云谷公司的Xen System, 以及在国外已非常成熟的Intel和IBM, 各种“云计算”的应用服务范围正日渐扩大, 影响力也无可估量。高性能计算云将集成高性能计算与云计算的优点, 以一种新的资源管理和服务的模式为大家提供按需动态的服务。

5 结语