梁光華

一、認(rèn)識(shí)云計(jì)算（cloud computing）

1.什么是云計(jì)算

首先認(rèn)識(shí)一下云計(jì)算中的云和計(jì)算?！霸啤笔蔷W(wǎng)絡(luò)，互聯(lián)網(wǎng)的一種比喻說(shuō)法，“計(jì)算”可以理解為計(jì)算機(jī)，因此云計(jì)算的實(shí)質(zhì)就是遠(yuǎn)程計(jì)算服務(wù)。

遠(yuǎn)程計(jì)算服務(wù)具有三個(gè)特點(diǎn)：

（1）具有著強(qiáng)大若干個(gè)數(shù)量級(jí)的計(jì)算能力

用戶的個(gè)人計(jì)算機(jī)每一臺(tái)智能配置一個(gè)CPU，但云計(jì)算遠(yuǎn)程調(diào)用的計(jì)算機(jī)集群能有成千上百個(gè)不同種類(lèi)的CPU，計(jì)算能力和一臺(tái)個(gè)人計(jì)算機(jī)相比是天壤之別。

（2）具有彈性伸縮的計(jì)算資源

個(gè)人計(jì)算機(jī)想要增加內(nèi)存，只能買(mǎi)個(gè)有限大小的內(nèi)存條插入機(jī)內(nèi)，而云計(jì)算的彈性伸縮能力，只要點(diǎn)擊一下鼠標(biāo)，內(nèi)存就可以由4G變?yōu)?G了……。

（3）具有低廉的使用成本

由于云計(jì)算具有規(guī)模效應(yīng)，以及按需分配的原則，硬件成本和資源空閑率也低，所以也進(jìn)一步降低了云計(jì)算的使用成本。

2.云計(jì)算的定義

目前，云計(jì)算的定義是眾說(shuō)紛紜，綜合來(lái)說(shuō)云計(jì)算就是傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展融合的產(chǎn)物，其中主要包括有：（1）分布式計(jì)算（Distributed Computing）。（2）并行計(jì)算（Parallel Computing）。（3）效用計(jì)（UtilityComputing）。（4）網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)（Network Storage Technologies）。（5）虛擬化（Virtualization）。（6）負(fù)載均衡（Load Balance）。（7）熱備份冗余（High Available）

3.云計(jì)算的基本原理

（1）云計(jì)算是各種虛擬化、效用計(jì)算、服務(wù)計(jì)算、網(wǎng)格計(jì)算、自動(dòng)計(jì)算等概念的混合演進(jìn)集成。

（2）它從主機(jī)計(jì)算開(kāi)始、經(jīng)歷小型機(jī)計(jì)算、客戶機(jī)/服務(wù)器計(jì)算、分布式計(jì)算、網(wǎng)格計(jì)算、效用計(jì)算進(jìn)化而來(lái)，它既是技術(shù)上的突破，也是商業(yè)模式上的飛躍。

（3）對(duì)于用戶來(lái)說(shuō)，云計(jì)算屏蔽了IT的所有細(xì)節(jié)，用戶不需對(duì)云端所提供服務(wù)技術(shù)的基礎(chǔ)設(shè)施有任何了解或任何控制，甚至根本不用知道提供服務(wù)的系統(tǒng)配置和地理位置，只需要“打開(kāi)開(kāi)關(guān)”（接上網(wǎng)絡(luò)），坐享其成。

二、云計(jì)算技術(shù)的體系結(jié)構(gòu)

云計(jì)算平臺(tái)是一個(gè)強(qiáng)大的“云”網(wǎng)絡(luò)，連接了大量并發(fā)的網(wǎng)絡(luò)計(jì)算和服務(wù)器，可利用虛擬化技術(shù)擴(kuò)展每一個(gè)服務(wù)器的能力，將各個(gè)服務(wù)器的資源通過(guò)云計(jì)算平臺(tái)結(jié)合起來(lái)，提供超級(jí)計(jì)算和存儲(chǔ)能力。

云計(jì)算技術(shù)體系結(jié)構(gòu)分為4層：物理資源層、資源池層、管理中間件層和SOA構(gòu)建層。

1.物理資源層

物理資源層包括有“計(jì)算機(jī)”“存儲(chǔ)器”“網(wǎng)絡(luò)設(shè)施”“數(shù)據(jù)庫(kù)和軟件”等。

2.資源池層

資源池層是將大量相同類(lèi)型的資源構(gòu)成同構(gòu)或接近同構(gòu)的資源池，如“計(jì)算資源池“、”數(shù)據(jù)資源池“等。構(gòu)建資源池主要是物理資源的集成和管理工作，例如，研究在一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)集裝箱的空間如何裝下2000個(gè)服務(wù)器、解決散熱和故障節(jié)點(diǎn)替換的問(wèn)題并降低能耗等。

3.管理中間件

負(fù)責(zé)對(duì)云計(jì)算的資源進(jìn)行管理，并對(duì)眾多用戶應(yīng)用任務(wù)進(jìn)行調(diào)度，使資源能夠高效、安全地為應(yīng)用提供服務(wù)。

4.SOA構(gòu)建層

該層將云計(jì)算能力封裝成標(biāo)準(zhǔn)的Web Services服務(wù)，并納入到SOA體系進(jìn)行管理和使用，它主要包括服務(wù)注冊(cè)、查找、訪問(wèn)和構(gòu)建服務(wù)工作流等。管理中間件和資源池層是云計(jì)算技術(shù)的最關(guān)鍵部分，SOA構(gòu)建層的功能更多依靠外部設(shè)施提供。

三、云計(jì)算關(guān)鍵技術(shù)

云計(jì)算系統(tǒng)運(yùn)用了許多技術(shù)，其中最為關(guān)鍵：

1.MapReduce編程模式（Map映射，Reduce歸約）

這種編程模式主要思想是使編程人員在不會(huì)分布式并行編程的情況下，將自己的程序運(yùn)行在分布式系統(tǒng)上。軟件實(shí)現(xiàn)的是指定用一個(gè)Map（映射）函數(shù)把一組鍵值對(duì)映射成一組新的鍵值對(duì)，指定并發(fā)的Reduce（歸約）函數(shù)，用來(lái)保證所有映射的鍵值對(duì)中的每一個(gè)共享相同的鍵組。

2.數(shù)據(jù)管理技術(shù)

云計(jì)算需要對(duì)分布的、海量的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理、分析，因此，數(shù)據(jù)管理技術(shù)必須能夠高效地管理大量的數(shù)據(jù)。云計(jì)算系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)管理技術(shù)主要是Google的BT（BigTable）數(shù)據(jù)管理技術(shù)和Hadoop團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)的開(kāi)源數(shù)據(jù)管理模塊HBase。

3.數(shù)據(jù)存儲(chǔ)技術(shù)

傳統(tǒng)的存儲(chǔ)方式大都采用DAS方式，各種存儲(chǔ)設(shè)備通過(guò)諸如IDE或SCSI等I/O總線與服務(wù)器相連，DAS直連存儲(chǔ)的效率較低。

4.虛擬化技術(shù)（vmware）

是計(jì)算、存儲(chǔ)、網(wǎng)絡(luò)等資源的一種邏輯表示，并不局限于這些資源的實(shí)現(xiàn)方式、物理包裝和物理位置等。通常采用虛擬化（Virtualization）技術(shù)對(duì)計(jì)算資源進(jìn)行動(dòng)態(tài)組織。從而提高計(jì)算資源的使用效率，真正實(shí)現(xiàn)透明、高效、可定制地按需使用計(jì)算資源。

5.云計(jì)算平臺(tái)管理技術(shù)

云管理平臺(tái)最重要的兩個(gè)特質(zhì)是管理云資源和提供云服務(wù)。即通過(guò)構(gòu)建基礎(chǔ)架構(gòu)資源池（IaaS）、搭建企業(yè)級(jí)應(yīng)用/開(kāi)發(fā)/數(shù)據(jù)平臺(tái)（PaaS），以及通過(guò)SOA架構(gòu)整合服務(wù)（SaaS）來(lái)實(shí)現(xiàn)全服務(wù)周期的一站式服務(wù)，構(gòu)建多層級(jí)、全方位的云資源管理體系。

四、云計(jì)算的發(fā)展

目前，云計(jì)算在全球正處于發(fā)展初期，關(guān)鍵技術(shù)的發(fā)展在不斷完善，產(chǎn)品和服務(wù)持續(xù)創(chuàng)新，產(chǎn)業(yè)生態(tài)逐漸形成。據(jù)Gartner研究報(bào)告顯示，全球云計(jì)算服務(wù)市場(chǎng)規(guī)模從2009年的586億美元增長(zhǎng)至2013年的1317億美元，年均增速為18%。其中，美國(guó)占全球服務(wù)市場(chǎng)的50%以上的份額，西歐占23.5%，日本占4.5%，中國(guó)占4%預(yù)計(jì)未來(lái)幾年，全球云計(jì)算服務(wù)增長(zhǎng)率依然保持在15%以上。

五、結(jié)束語(yǔ)

云計(jì)算采用的是以人為本理念的先進(jìn)的技術(shù)，它具有著動(dòng)態(tài)性、通用型、可靠性、虛擬化、可伸縮性等特點(diǎn)，在應(yīng)用的過(guò)程中可以根據(jù)用戶的需求提供多種服務(wù)。隨著云計(jì)算時(shí)代的到來(lái)，傳統(tǒng)的計(jì)算方式被云計(jì)算所取代，使得人們的生活和工作更加效率化、及時(shí)化。人們只需要一臺(tái)筆記本或者一個(gè)手機(jī)，就可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)來(lái)實(shí)現(xiàn)我們需要的一切，甚至包括超級(jí)計(jì)算這樣的任務(wù)。在云計(jì)算不斷優(yōu)化和完善的同時(shí)，將發(fā)揮出更大的效用價(jià)值。