張浩 龐艷艷 韓梅梅

[摘要]根據(jù)國(guó)內(nèi)外對(duì)云計(jì)算技術(shù)的相關(guān)研究，本文分析了亞馬遜的EC2、谷歌的ApEngene，Microsor的Azure等云計(jì)算平臺(tái)，并對(duì)云計(jì)算技術(shù)的發(fā)展進(jìn)行了闡述。云計(jì)算平臺(tái)的三個(gè)獨(dú)有特征：平臺(tái)用戶對(duì)基礎(chǔ)實(shí)現(xiàn)很感興趣;它非常靈活;并且資源規(guī)?？梢酝耆鶕?jù)實(shí)際需求進(jìn)行調(diào)整。本文在云計(jì)算的概念開始切入分析，對(duì)它的技術(shù)架構(gòu)進(jìn)行了闡述，對(duì)不同的企業(yè)采取的云計(jì)算技術(shù)進(jìn)行分析，提供了基于大規(guī)模數(shù)據(jù)，對(duì)計(jì)算技術(shù)的一般技術(shù)框架及其未來的發(fā)展方向進(jìn)行了分析，為云計(jì)算技術(shù)發(fā)展提供合理性的建議。

[關(guān)鍵詞]虛擬化;云計(jì)算;網(wǎng)絡(luò)服務(wù);規(guī)?？缮炜s性

[中圖分類號(hào)]TP393.09

[文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼]A

計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的蓬勃發(fā)展，在性能方面的增長(zhǎng)面臨瓶頸，而網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展使得有可能實(shí)現(xiàn)在全球范圍內(nèi)共享計(jì)算資源，因此需要使用大量的網(wǎng)絡(luò)資源，用于提供高性能服務(wù)的計(jì)算資源。自技術(shù)引入以來，網(wǎng)絡(luò)計(jì)算就一直致力于解決這一問題。但是網(wǎng)絡(luò)面向應(yīng)用程序，調(diào)用網(wǎng)絡(luò)的資源需要用戶將程序轉(zhuǎn)換為分布式方式，這對(duì)程序員的硬性要求就是了解網(wǎng)絡(luò)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，這些障礙使普通用戶難以使用網(wǎng)絡(luò)資源。因此，計(jì)箅機(jī)與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用對(duì)于企業(yè)的發(fā)展有著重要的意義，很多時(shí)候企業(yè)的數(shù)據(jù)分析和服務(wù)運(yùn)作都需要計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的支撐，在這個(gè)競(jìng)爭(zhēng)積累的時(shí)代只有掌握了核心技術(shù)才能夠有長(zhǎng)遠(yuǎn)的發(fā)展。

1 云計(jì)算的概念

云計(jì)算興起與網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序轉(zhuǎn)型密不可分。從理論到實(shí)踐的Web2.0概念，到一些實(shí)驗(yàn)性網(wǎng)站的出現(xiàn)，再到當(dāng)今吸引大量用戶的學(xué)校內(nèi)部網(wǎng)和其他應(yīng)用程序，網(wǎng)絡(luò)都體現(xiàn)著緊密連接，從“高承諾義務(wù)”時(shí)代到“松耦合，低維護(hù)成本，低承諾義務(wù)”的商業(yè)模式。以網(wǎng)站作為網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序提供商的示例，維護(hù)一個(gè)大型有利可圖的網(wǎng)站通常意味著要維護(hù)一個(gè)龐大的團(tuán)隊(duì)，從硬件維護(hù)者到市場(chǎng)分析師和服務(wù)設(shè)計(jì)師，企業(yè)需要完全意識(shí)到硬件和軟件的問題，網(wǎng)絡(luò)服務(wù)只是龐大系統(tǒng)金字塔的一部分。云計(jì)算技術(shù)對(duì)于現(xiàn)今很多企業(yè)而言都是必不可少的內(nèi)容，這主要是因?yàn)樵朴?jì)算技術(shù)在面對(duì)服務(wù)人群和目標(biāo)人群時(shí)可以有更科學(xué)和準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)預(yù)測(cè)，云計(jì)算技術(shù)是企業(yè)的發(fā)展?fàn)顟B(tài)的展現(xiàn)，但它仍然有很多的問題和困難，如果要滿足現(xiàn)今企業(yè)的內(nèi)部運(yùn)作需求和市場(chǎng)的需要，就要有把這些問題找出來，并投入一定的人力物力成本，讓云計(jì)算技術(shù)能夠更好地適應(yīng)企業(yè)的發(fā)展，這種由于技術(shù)問題導(dǎo)致的不平衡的功能極大地阻礙了網(wǎng)站的進(jìn)一少發(fā)展，對(duì)于那些使用網(wǎng)絡(luò)來提供服務(wù)的組織，傳統(tǒng)計(jì)算模型的困難體現(xiàn)在四個(gè)方面。

（1）中小型組織沒有建立大型基礎(chǔ)和基礎(chǔ)設(shè)施所需的初始資金，即使大型基礎(chǔ)架構(gòu)也很難以在短期內(nèi)籌集到充足的資金，這也就意味著云計(jì)算技術(shù)難以在市場(chǎng)上幫助到更多的企業(yè)進(jìn)行工作，這對(duì)企業(yè)的未來發(fā)展是一個(gè)嚴(yán)峻的問題。

（2）開發(fā)的成本很高。即使是頂級(jí)設(shè)置，服務(wù)提供商也必須從硬件開始，這會(huì)增加開發(fā)時(shí)間和人工成本，對(duì)于很多中小企業(yè)而言，絕大多數(shù)都會(huì)面對(duì)這個(gè)問題，然而這也是最難解決的問題，因?yàn)殚_發(fā)成本需要巨大的投資，而且并不會(huì)在短時(shí)間內(nèi)得到回報(bào)。

（3）在服務(wù)上線時(shí)，服務(wù)提供商仍需要繼續(xù)維護(hù)，而不是專注于開發(fā)新服務(wù)，這就是云計(jì)算的維護(hù)工作，在服務(wù)開發(fā)后還需要多注重后臺(tái)對(duì)企業(yè)的數(shù)據(jù)分析和服務(wù)，這是因?yàn)榫S護(hù)工作不做好，后續(xù)的發(fā)展與服務(wù)的進(jìn)行都會(huì)受到限制。

（4）無法完全跟上需求的變化，因?yàn)槲覀儧]有根據(jù)規(guī)模進(jìn)行擴(kuò)展的服務(wù)支持平臺(tái)。如果服務(wù)的業(yè)務(wù)需求發(fā)生重大變化，或者僅在服務(wù)規(guī)模上增加或減少，則傳統(tǒng)計(jì)算模型就需要進(jìn)行重大更改。云計(jì)算平臺(tái)的靈活而可靠，允許用戶基于該平臺(tái)提供的現(xiàn)有服務(wù)快速構(gòu)建系統(tǒng)，并將維護(hù)基礎(chǔ)架構(gòu)的任務(wù)專門用于專門機(jī)構(gòu)，擁有這樣昀能力，則可以專注于完成業(yè)務(wù)的相關(guān)操作。

2 云計(jì)算的定義

關(guān)于云計(jì)算的定義有很多，但由于經(jīng)歷了時(shí)代的變化，定義也有所不同，很多對(duì)于云計(jì)算的定義只是說出理論層面，對(duì)于具體應(yīng)用沒有具體說明。華爾街日?qǐng)?bào)中表示：關(guān)于云計(jì)算平臺(tái)討論的諸多現(xiàn)象之一是我們經(jīng)常根據(jù)自己創(chuàng)建的內(nèi)容重新定義云計(jì)算。云計(jì)算具有多重定義，并且現(xiàn)有的云計(jì)算平臺(tái)也以不同的方式實(shí)現(xiàn)。通過諸如LanFoster此類的研究總結(jié)和分析當(dāng)今的云計(jì)算定義，以下摘錄是更具代表性的定義：

（1）用戶可以在幾分鐘甚至幾秒鐘內(nèi)計(jì)劃其基礎(chǔ)架構(gòu)的使用，根據(jù)一天或一周的時(shí)間安排而定，這可以避免了資源閑置（資源浪費(fèi)）或資源過載的問題。

（2）云計(jì)算是一組提供服務(wù)層同步的聯(lián)網(wǎng)虛擬設(shè)備，是由計(jì)算機(jī)提供的并行分布式系統(tǒng)，可以統(tǒng)一計(jì)算資源。

（3）云計(jì)算包含多個(gè)因素的概念，有發(fā)布，負(fù)載平衡，事物模型和體系結(jié)構(gòu)模型的概念，因此云計(jì)算最簡(jiǎn)單的定義是互聯(lián)網(wǎng)集成軟件。

3 云計(jì)算技術(shù)架構(gòu)的分析

云計(jì)算技術(shù)架構(gòu)的分析十分重要，這是運(yùn)作系統(tǒng)的內(nèi)容的分析，不同的企業(yè)有不同的云技術(shù)架構(gòu)，它們各有優(yōu)點(diǎn)，但是適用性才是最重要的，微軟、Google、Amazon都各有不同，這些企業(yè)都有自己特定的數(shù)據(jù)和服務(wù)系統(tǒng)，掌握了比較核心先進(jìn)的技術(shù)，當(dāng)前，正在研究許多云計(jì)算平臺(tái)一通過分析這些現(xiàn)有平臺(tái)，可以了解云計(jì)算總體技術(shù)架構(gòu)。

3.1 現(xiàn)有典型的云計(jì)算模式

3.1.1 微軟Azure

Microsoft的云計(jì)算平臺(tái)全名是Azure Service Platform，通過匯總Microsoft發(fā)布的信息，可以看到Azure的總體技術(shù)結(jié)構(gòu)。微軟的Azure服務(wù)平臺(tái)是一套基于大型，全球分布的數(shù)據(jù)中心的云計(jì)算技術(shù)，可為應(yīng)用程序開發(fā)人員提供一系列特定的服務(wù)?？梢酝ㄟ^在云中或本地系統(tǒng)上運(yùn)行的應(yīng)用程序調(diào)用Azure服務(wù)平臺(tái)。如果網(wǎng)絡(luò)條件不穩(wěn)定或?qū)?shù)據(jù)機(jī)密性的要求很高，則將在本地執(zhí)行計(jì)算。對(duì)于云計(jì)算應(yīng)用程序，Azure平臺(tái)已連接到Internet上以提供計(jì)算服務(wù)。該模型對(duì)于逐步采用云計(jì)算的平臺(tái)非常重要，并且由于用戶的逐漸習(xí)慣和軟件的不斷升級(jí)，大多數(shù)應(yīng)用程序最終都將遷移到云中?？梢酝ㄟ^在本地各種系統(tǒng)上運(yùn)行的軟件來調(diào)用Azure Service Platform組件，這包括Windows移動(dòng)設(shè)備和其他平臺(tái)，這些組件有：

（1）Windows Azure捉供平臺(tái)，該平臺(tái)可以運(yùn)行基于Windows環(huán)境的應(yīng)用程序并將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在Microsoft數(shù)據(jù)中心服務(wù)器上。

（2）Microsoft.NET Services為基于云的應(yīng)用程序和本地應(yīng)用程序提供分布式基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)服務(wù)。

（3）Microsoft SQL Services提供基于SQL Server上的數(shù)據(jù)服務(wù)。

（4）Live Services通過Live Framework提供來自Microsoft Live應(yīng)用程序和其他應(yīng)用程序的數(shù)據(jù)訪問。

3.1.2 Google

Google的云計(jì)算技術(shù)是針對(duì)Google的特定Weh應(yīng)用程序定制的。Google的內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)規(guī)模巨大。為了處理這些數(shù)據(jù)，Google提出了一套基于分布式并行集群的基礎(chǔ)架構(gòu)。這是為了利用軟件的功能來處理群集中頻繁發(fā)生的節(jié)點(diǎn)故障問題。Google使用的基礎(chǔ)架構(gòu)包括四個(gè)獨(dú)立的緊密集成的系統(tǒng)。群集Google FileSystem-包含基于Map/Reduce編程模型構(gòu)建的Google文件系統(tǒng)。Google應(yīng)用程序分布式鎖定機(jī)制針對(duì)Chubby的特性和由Google開發(fā)的簡(jiǎn)化的大型分布式數(shù)據(jù)庫Big Table提出的編程模型?；谶@組組件，Google特其基礎(chǔ)架構(gòu)集成到一個(gè)集成的云計(jì)算平臺(tái)中，主要提供平臺(tái)API服務(wù)和一組網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序服務(wù)。

3.1.3 Amazon：EC2

與Microsoft和Google云計(jì)算平臺(tái)相比，Amazon的EC2（彈性計(jì)算云）需要進(jìn)一步商業(yè)化。用戶可以通過簡(jiǎn)單的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)界面使用或配置資源，并完全控制它們將哪些資源用作網(wǎng)絡(luò)虛擬機(jī)。請(qǐng)求資源和啟動(dòng)新服務(wù)實(shí)例的時(shí)間間隔達(dá)到分鐘級(jí)別。這意味著EC2可以快速響應(yīng)用戶請(qǐng)求并提供用戶使用情況的詳細(xì)分析。

從技術(shù)上講，EC2生成提供了完全虛擬化的計(jì)算環(huán)境。只要用戶請(qǐng)求資源，EC2就可以提供滿足不同系統(tǒng)要求的計(jì)算環(huán)境和響應(yīng)資源。但是，其主要技術(shù)級(jí)別是虛擬化級(jí)別。它提供的服務(wù)是虛擬化技術(shù)提供的基本實(shí)施服務(wù)資源（例如存儲(chǔ)和虛擬機(jī)）。

3.2 不同運(yùn)營(yíng)模式的比較

Berkeley的研究總結(jié)了這三個(gè)平臺(tái)的技術(shù)模型之間的差異。基于伯克利的研究得到了補(bǔ)充。無論平臺(tái)如何，它們提供的服務(wù)和計(jì)費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)通常可以分為三類：計(jì)算資源（例如CPU）、存儲(chǔ)和網(wǎng)絡(luò)傳輸。換句話說，對(duì)于這三種類型的服務(wù)，不同的平臺(tái)具有不同的技術(shù)模型。

從使用平臺(tái)的用戶的角度來看，Amazon傾向于提供基礎(chǔ)平臺(tái)和資源。Google提供丁高級(jí)編程API。微軟的Azure也基于許多自動(dòng)分配和程序員API，但是程序員也可以修改組件描述以限制資源供應(yīng)，因此，Azure位于Amazon和Google之間。

首先，對(duì)于像Amazon這樣的平臺(tái)，該平臺(tái)為用戶提供了對(duì)其模型的底層語言支持，用戶實(shí)際上可以使用它來完成不同的計(jì)算任務(wù)，但是用戶可以使用示例當(dāng)需要注意系統(tǒng)的細(xì)節(jié)時(shí)，代碼變得長(zhǎng)而復(fù)雜。另外，提供高級(jí)語言支持的框架要求用戶將其應(yīng)用程序嵌入現(xiàn)有框架中，例如Google的交互式API要求應(yīng)用程序遵守請(qǐng)求，響應(yīng)模型。

4 結(jié)語

綜上所述，當(dāng)今時(shí)代最重要的還是對(duì)于核心技術(shù)的掌握，互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代的來臨讓企業(yè)的發(fā)展產(chǎn)生了巨大的變化，對(duì)于技術(shù)的研發(fā)變得更為重要，高新技術(shù)人才的需求量也在不斷提高，云技術(shù)對(duì)于互聯(lián)網(wǎng)而言是一個(gè)合理性的存在，也是企業(yè)未來發(fā)展必須要掌握的內(nèi)容，但由于對(duì)云計(jì)算技術(shù)的應(yīng)用需要企業(yè)有強(qiáng)大的資源，包括資金的匯集和人才、技術(shù)的挖掘，這些都是必須要具備的條件，對(duì)于很多企業(yè)而言，這都是比較難實(shí)現(xiàn)的目標(biāo)，通常都只有大公司能夠擁有這些資源。但由于時(shí)代發(fā)展的需要，中小企業(yè)也需要在發(fā)展的潮流中不斷學(xué)習(xí)和進(jìn)步，互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代對(duì)于很多企業(yè)而言是機(jī)遇，同時(shí)也是桃戰(zhàn)，抓住時(shí)機(jī)不斷進(jìn)取，才能為企業(yè)和技術(shù)的發(fā)展開拓出一條道路，云計(jì)算的新時(shí)代已經(jīng)到來，當(dāng)前人們正在與有限的計(jì)算資源告別，與費(fèi)時(shí)且繁瑣的維護(hù)任務(wù)告別，市場(chǎng)的發(fā)展需要云計(jì)算，IT行業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展需要云計(jì)算。但不可否認(rèn)，電信級(jí)和云計(jì)算應(yīng)用程序已經(jīng)走了很長(zhǎng)一段路，有相關(guān)學(xué)者指出，云計(jì)算基礎(chǔ)架構(gòu)技術(shù)還需要較長(zhǎng)的時(shí)間才能成熟。

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