云計(jì)算技術(shù)與應(yīng)用

內(nèi)容簡(jiǎn)介

本書從學(xué)習(xí)OpenStack所需要掌握的技能出發(fā)，大量采用實(shí)際案例的方式進(jìn)行內(nèi)容講解，

希望讀者能按照書中步驟完成OpenStack環(huán)境的搭建。全書內(nèi)容包括CentOS操作系統(tǒng)、MySQL

基礎(chǔ)、OpenStack基礎(chǔ)環(huán)境搭建、OpenStack服務(wù)、日常運(yùn)維及綜合案例等內(nèi)容。

本書適合作為高職高專學(xué)生的教材，也可作為云計(jì)算運(yùn)維相關(guān)技術(shù)人員的參考用書。

圖書在版編目（CIP）數(shù)據(jù)

云計(jì)算技術(shù)與應(yīng)用/王世剛,韓明主編.—北京：中國鐵道

出版社有限公司,2019.8

職業(yè)教育賽教一體化課程改革系列規(guī)劃教材

ISBN978-7-113-25810-8

Ⅰ.①云…Ⅱ.①王…②韓…Ⅲ.①云計(jì)算-職業(yè)教育-

教材Ⅳ.①TP393.027

本書通過四川一覽文化傳播廣告有限公司代理，經(jīng)福地出版社授權(quán)出版中文簡(jiǎn)體字版

中國版本圖書館CIP數(shù)據(jù)核字(2019)第166015號(hào)

書名：云計(jì)算技術(shù)與應(yīng)用

作者：王世剛韓明主編

策劃：徐海英編輯部電話2068

責(zé)任編輯：王春霞盧笛

封面制作：劉穎

責(zé)任校對(duì)：張玉華

責(zé)任印制：郭向偉

出版發(fā)行：中國鐵道出版社有限公司（100054，北京市西城區(qū)右安門西街8號(hào)）

網(wǎng)址：/51eds/

印刷：北京柏力行彩印有限公司

版次：2019年8月第1版2019年8月第1次印刷

開本：787mm×1092mm1/16印張：12字?jǐn)?shù)：290千

書號(hào)：ISBN978-7-113-25810-8

定價(jià)：39.00元

版權(quán)所有侵權(quán)必究

凡購買鐵道版圖書，如有印制質(zhì)量問題，請(qǐng)與本社教材圖書營銷部聯(lián)系調(diào)換。電話：（010）63550836

打擊盜版舉報(bào)電話：（010）51873659

前言

為認(rèn)真貫徹落實(shí)教育部實(shí)施新時(shí)代中國特色高水平高職學(xué)校和專業(yè)群建設(shè)，扎實(shí)、持續(xù)

地推進(jìn)職校改革，強(qiáng)化內(nèi)涵建設(shè)和高質(zhì)量發(fā)展，落實(shí)雙高計(jì)劃，抓好2019年職業(yè)院校信息

技術(shù)人才培養(yǎng)方案實(shí)施及配套建設(shè)，在湖北信息技術(shù)職業(yè)教育集團(tuán)的大力支持下，武漢唯眾

智創(chuàng)科技有限公司統(tǒng)一規(guī)劃并啟動(dòng)了“職業(yè)教育賽教一體化課程改革系列規(guī)劃教材”（《云

計(jì)算技術(shù)與應(yīng)用》《大數(shù)據(jù)技術(shù)與應(yīng)用Ⅰ》《網(wǎng)絡(luò)綜合布線》《物聯(lián)網(wǎng).NET開發(fā)》《物聯(lián)

網(wǎng)嵌入式開發(fā)》《物聯(lián)網(wǎng)移動(dòng)應(yīng)用開發(fā)》），本書是“教育教學(xué)一線專家、教育企業(yè)一線工

程師”等專業(yè)團(tuán)隊(duì)的匠心之作，是全體編委精益求精，在日復(fù)一日年復(fù)一年的工作中，不斷

探索和超越的教學(xué)結(jié)晶。本書教學(xué)設(shè)計(jì)遵循教學(xué)規(guī)律，涉及內(nèi)容是真實(shí)項(xiàng)目的拆分與提煉。

本書內(nèi)容圍繞實(shí)現(xiàn)云計(jì)算技術(shù)與應(yīng)用系統(tǒng)為中心，并適當(dāng)擴(kuò)展當(dāng)前云計(jì)算技術(shù)與應(yīng)用技

術(shù)必備基本技能，以技能操作培養(yǎng)為中心，按照理論知識(shí)夠用為度的原則來編寫。

本書由武漢城市職業(yè)學(xué)院的王世剛、韓明任主編，黃岡職業(yè)技術(shù)學(xué)院的夏晶、武漢軟

件工程職業(yè)學(xué)院的庫波、湖北生態(tài)工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院的楊旭、武漢唯眾智創(chuàng)科技有限公司的

冉柏權(quán)任副主編。具體分工如下：韓明編寫單元1和單元2；王世剛編寫單元5和單元6；

夏晶編寫單元7；庫波編寫單元3；楊旭編寫單元4；冉柏權(quán)編寫單元8。全書由王世剛統(tǒng)稿。

由于編者水平有限，加之編寫時(shí)間倉促，書中難免存在疏漏或不妥之處，敬請(qǐng)廣大讀者

批評(píng)指正。

編者

2019年6月

目錄

..........................................

單元1云計(jì)算的概念及發(fā)展歷程.........12.2.1常用命令29

2.2.2Vim編輯器的使用...........................32

1.1云計(jì)算的產(chǎn)生及演化...............................1

2.2.3鏡像的掛載方式..............................33

1.1.1云計(jì)算的產(chǎn)生....................................1

2.2.4Yum源的配置及軟件包的安裝......34

1.1.2云計(jì)算的概念....................................2

2.3網(wǎng)絡(luò)配置.................................................35

1.1.3云計(jì)算的發(fā)展....................................3

2.3.1網(wǎng)卡文件的配置..............................35

1.2云計(jì)算的特點(diǎn)...........................................4

2.3.2解決常見網(wǎng)絡(luò)故障..........................37

1.3云計(jì)算的應(yīng)用...........................................6

................................................

1.3.1云物聯(lián)6單元3MySQL數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)的

1.3.2云安全................................................6

基本操作..........................39

1.3.3云存儲(chǔ)................................................7

3.1在CentOS中MySQL數(shù)據(jù)庫安裝及操作...39

1.4私有云、公有云及混合云.....................10

3.1.1MySQL數(shù)據(jù)庫的安裝.....................39

1.4.1私有云..............................................10

3.1.2MySQL數(shù)據(jù)庫的備份與還原.........41

1.4.2公有云..............................................11

3.1.3MySQL數(shù)據(jù)庫用戶管理.................41

1.4.3混合云..............................................11

3.1.4MySQL數(shù)據(jù)庫的權(quán)限管理.............42

1.5云計(jì)算的服務(wù)形式.................................12

3.2在MySQL數(shù)據(jù)庫中插入數(shù)據(jù)................42

1.5.1基礎(chǔ)設(shè)施即服務(wù)..............................12

3.2.1為表中所有字段添加數(shù)據(jù)..............42

1.5.2平臺(tái)即服務(wù)......................................13

3.2.2為表中指定字段添加數(shù)據(jù)..............43

1.5.3軟件即服務(wù)......................................14

3.2.3同時(shí)添加多條記錄..........................44

1.6了解OpenStack........................................14

在數(shù)據(jù)庫中更新數(shù)據(jù)................

1.6.1OpensStack的誕生及發(fā)展...............143.3MySQL44

................

1.6.2OpenStack核心項(xiàng)目........................163.4在MySQL數(shù)據(jù)庫中查詢數(shù)據(jù)45

...................................

1.6.3OpenStack典型環(huán)境架構(gòu)................173.4.1SELECT語法45

3.4.2簡(jiǎn)單查詢..........................................45

單元2CentOS基本環(huán)境配置.........213.4.3條件查詢..........................................46

..........................................

2.1安裝CentOS7操作系統(tǒng).........................213.4.4結(jié)果排序47

................

2.2Linux基本技能........................................293.5在MySQL數(shù)據(jù)庫中刪除數(shù)據(jù)47

...........

單元4使用Python對(duì)OpenStack6.1.4驗(yàn)證Keystone是否安裝成功82

....

進(jìn)行二次開發(fā).....................496.1.5創(chuàng)建OpenStack客戶端環(huán)境腳本82

..................

4.1需求分析.................................................496.2鏡像服務(wù)Glance的安裝配置84

..............................

4.1.1軟件項(xiàng)目開發(fā)流程..........................496.2.1Glance目錄結(jié)構(gòu)85

......

4.1.2項(xiàng)目需求分析..................................506.2.2在控制端安裝鏡像服務(wù)Glance85

....................

4.1.3對(duì)OpenStack進(jìn)行二次開發(fā)需求6.3計(jì)算服務(wù)Nova的安裝配置94

.................................

分析..................................................516.3.1Nova目錄結(jié)構(gòu)96

4.2數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì).............................................536.3.2安裝和配置控制結(jié)點(diǎn)的計(jì)算

..................................................

4.3技能訓(xùn)練.................................................54服務(wù)97

4.3.1使用PowerDesigner進(jìn)行數(shù)據(jù)庫6.3.3驗(yàn)證控制結(jié)點(diǎn)與計(jì)算結(jié)點(diǎn)的

........................................

設(shè)計(jì)..................................................54計(jì)算服務(wù)117

......

4.3.2使用Axure進(jìn)行項(xiàng)目原型設(shè)計(jì)........586.4網(wǎng)絡(luò)部署服務(wù)Neutron的安裝配置118

6.4.1Neutron目錄結(jié)構(gòu)...........................118

單元5OpenStack基礎(chǔ)配置..........636.4.2安裝和配置控制結(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)....119

6.4.3安裝和配置計(jì)算結(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)....130

5.1OpenStack環(huán)境準(zhǔn)備工作........................63

6.4.4驗(yàn)證網(wǎng)絡(luò)服務(wù)................................134

5.1.1OpenStack實(shí)驗(yàn)部署架構(gòu)................63

6.5Dashboard的安裝配置..........................136

5.1.2OpenStack實(shí)驗(yàn)環(huán)境硬件需求........63

6.5.1Dashboard安裝和配置組件.......136

5.1.3修改結(jié)點(diǎn)名稱..................................65

6.5.2驗(yàn)證Dashboard..............................138

5.1.4安全設(shè)置..........................................65

6.6塊存儲(chǔ)服務(wù)Cinder的安裝配置............138

5.1.5配置Yum源......................................66

6.6.1Cinder目錄結(jié)構(gòu).............................140

5.2主機(jī)網(wǎng)絡(luò)設(shè)置.........................................66

6.6.2安裝和配置控制結(jié)點(diǎn)....................141

5.3網(wǎng)絡(luò)時(shí)間協(xié)議（NTP）設(shè)置..................68

6.6.3安裝和配置存儲(chǔ)結(jié)點(diǎn)....................144

5.4OpenStack包的安裝................................69

6.6.4驗(yàn)證Cinder操作.............................146

5.5安裝及設(shè)置SQL數(shù)據(jù)庫..........................69

5.6消息服務(wù)器設(shè)置.....................................70

單元7OpenStack日常運(yùn)維........147

5.7安裝及設(shè)置Memcached..........................70

.......................

5.8配置Etcd..................................................717.1控制結(jié)點(diǎn)的維護(hù)與排錯(cuò)147

7.2計(jì)算結(jié)點(diǎn)的維護(hù)與排錯(cuò).......................148

單元6安裝OpenStack服務(wù)..........737.3網(wǎng)絡(luò)診斷...............................................148

7.3.1檢查網(wǎng)卡狀態(tài)................................148

6.1身份認(rèn)證服務(wù)Keystone的安裝配置......73

7.3.2虛擬機(jī)網(wǎng)絡(luò)....................................148

6.1.1Keystone目錄結(jié)構(gòu)...........................74

7.3.3檢測(cè)網(wǎng)絡(luò)........................................149

6.1.2安裝和配置組件..............................75

7.4診斷DHCP和DNS故障........................149

6.1.3創(chuàng)建Keystone的一般實(shí)例...............80

Ⅱ

7.4.1日志與監(jiān)控：故障的定位............1508.2.2OpenStack中的常規(guī)API類型........166

7.4.2錯(cuò)誤日志........................................1518.2.3OpenStackAPI使用規(guī)范...............166

7.5監(jiān)控指標(biāo)...............................................1538.3獲取鏡像列表.......................................168

7.6備份與恢復(fù)...........................................1578.4鏡像上傳與編輯...................................171

7.6.1備份的分類....................................1578.4.1創(chuàng)建鏡像（鏡像上傳）................171

7.6.2MySQL數(shù)據(jù)庫備份與恢復(fù)...........1588.4.2刪除鏡像........................................172

7.7OpenStack常用故障處理方法..............1598.4.3鏡像修改........................................173

8.5獲取云主機(jī)列表...................................173

........................

單元8綜合案例1638.6云主機(jī)相關(guān)操作...................................175

8.1OpenStack數(shù)據(jù)庫詳解..........................1638.6.1創(chuàng)建云主機(jī)....................................175

8.1.1項(xiàng)目相關(guān)數(shù)據(jù)庫............................1638.6.2創(chuàng)建云主機(jī)類型............................175

8.1.2OpenStack中主要的數(shù)據(jù)庫表......1658.6.3修改云主機(jī)類型............................176

8.2OpenStackAPI理解.............................1658.6.4刪除云主機(jī)類型............................176

8.2.1使用OpenStack服務(wù)的方式..........1658.6.5云主機(jī)運(yùn)行管理............................177

Ⅲ

單元1

云計(jì)算的概念及發(fā)展歷程

◎了解云計(jì)算的產(chǎn)生；

◎了解云計(jì)算的概念；

◎了解云計(jì)算的發(fā)展歷史；

◎了解云計(jì)算的特點(diǎn)；

◎了解云計(jì)算的應(yīng)用；

◎了解公有云、私有云、混合云的區(qū)別；

◎了解IaaS、PaaS、SaaS。

1.1云計(jì)算的產(chǎn)生及演化

1.1.1云計(jì)算的產(chǎn)生

傳統(tǒng)模式下，企業(yè)建立一套IT系統(tǒng)不僅僅需要購買硬件等基礎(chǔ)設(shè)施，還需要購買軟件的許可

證，需要專門的人員維護(hù)。當(dāng)企業(yè)的規(guī)模擴(kuò)大時(shí)還要繼續(xù)升級(jí)各種軟硬件設(shè)施以滿足需要。對(duì)于

企業(yè)來說，計(jì)算機(jī)硬件和軟件本身并非他們真正需要的，硬件和軟件僅僅是完成工作、提供效率

的工具而已。對(duì)個(gè)人來說，人們想正常使用計(jì)算機(jī)需要安裝許多軟件，而許多軟件是收費(fèi)的，對(duì)

不經(jīng)常使用該軟件的用戶來說購買是非常不劃算的?？刹豢梢杂羞@樣的服務(wù)，能夠提供人們需要

的所有軟件以租用？這樣只需要在用時(shí)付少量“租金”即可，“租用”這些軟件服務(wù)為人們節(jié)省許

多購買軟硬件的資金。

人們每天都要用電，但不是每家自備發(fā)電機(jī)，它由電廠集中提供；人們每天都要用自來水，

但不是每家都有井，它由自來水廠集中提供。這種模式極大地節(jié)約了資源，方便人們的生活。面

云計(jì)算技術(shù)與應(yīng)用

對(duì)計(jì)算機(jī)給人們帶來的困擾，可不可以像用水和用電一樣使用計(jì)算機(jī)資源？這些想法最終促使云

計(jì)算的產(chǎn)生。

云計(jì)算的最終目標(biāo)是將計(jì)算、服務(wù)和應(yīng)用作為一種公共設(shè)施提供給公眾，使人們能夠像使用

水、電、煤氣和電話那樣使用計(jì)算機(jī)資源。

云計(jì)算模式即為電廠集中供電模式。在云計(jì)算模式下，用戶的計(jì)算機(jī)會(huì)變得十分簡(jiǎn)單，

或許不大的內(nèi)存、不需要硬盤和各種應(yīng)用軟件，就可以滿足大眾的需求。因?yàn)橛脩舻挠?jì)算機(jī)

除了通過瀏覽器給“云”發(fā)送指令和接收數(shù)據(jù)外基本上什么都不用做便可以使用云服務(wù)提供

商的計(jì)算資源、存儲(chǔ)空間和各種應(yīng)用軟件。這就像連接“顯示器”和“主機(jī)”的電線無限長，

從而可以把“顯示器”放在使用者的面前，而“主機(jī)”放在遠(yuǎn)到甚至計(jì)算機(jī)使用者本人也不

知道的地方。

云計(jì)算把連接“顯示器”和“主機(jī)”的電線變成網(wǎng)絡(luò)，把“主機(jī)”變成云服務(wù)提供商的服務(wù)

器集群。

在云計(jì)算環(huán)境下，用戶的使用觀念也會(huì)發(fā)生徹底變化：從“購買產(chǎn)品”向“購買服務(wù)”轉(zhuǎn)變，

因?yàn)樗麄冎苯用鎸?duì)的將不再是復(fù)雜的硬件和軟件，而是最終的服務(wù)。用戶不需要擁有看得見、摸

得著的硬件設(shè)施，也不需要為機(jī)房支付設(shè)備供電、空調(diào)制冷、專人維護(hù)等費(fèi)用，并且不需要等待

漫長的供貨周期、項(xiàng)目實(shí)施等冗長的時(shí)間，只要把錢匯給云計(jì)算服務(wù)提供商，就會(huì)馬上得到需要

的服務(wù)。

1.1.2云計(jì)算的概念

云計(jì)算（CloudComputing）是一種基于互聯(lián)網(wǎng)的計(jì)算新方式，通過互聯(lián)網(wǎng)上異構(gòu)、自治的服

務(wù)為個(gè)人和企業(yè)用戶提供按需即取的計(jì)算。由于資源存儲(chǔ)在互聯(lián)網(wǎng)上，互聯(lián)網(wǎng)常以一個(gè)云狀圖案

來表示，因此可以形象地類比為云，“云”同時(shí)也是對(duì)底層基礎(chǔ)設(shè)施的一種抽象概念。

云計(jì)算是分布式處理（DistributedComputing）、并行處理（ParallelComputing）和網(wǎng)格計(jì)算（Grid

Computing）的發(fā)展，或者說是這些計(jì)算機(jī)科學(xué)概念的商業(yè)實(shí)現(xiàn)。許多跨國信息技術(shù)行業(yè)的公司如

IBM、Yahoo和Google等正在使用云計(jì)算的概念銷售自己的產(chǎn)品和服務(wù)。

云計(jì)算的資源是動(dòng)態(tài)易擴(kuò)展而且虛擬化的，通過互聯(lián)網(wǎng)提供。終端用戶不需要了解“云”中

基礎(chǔ)設(shè)施的細(xì)節(jié)，不必具備相應(yīng)的專業(yè)知識(shí)，也無須直接進(jìn)行控制，只關(guān)注自己真正需要什么樣

的資源，以及如果通過網(wǎng)絡(luò)得到相應(yīng)的服務(wù)。

云計(jì)算可以認(rèn)為包括以下幾個(gè)層次的服務(wù)：基礎(chǔ)設(shè)施及服務(wù)（IaaS）、平臺(tái)及服務(wù)（PaaS）和

軟件及服務(wù)（SaaS）。云計(jì)算服務(wù)通常提供通用的通過瀏覽器訪問的在線商業(yè)應(yīng)用，軟件和數(shù)據(jù)可

存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)中心。

互聯(lián)網(wǎng)上的云計(jì)算服務(wù)特征與自然界的云、水循環(huán)具有一定的相似性，因此，云是一個(gè)相當(dāng)

貼切的比喻。通常云計(jì)算服務(wù)應(yīng)具備以下幾條特征：基于虛擬化技術(shù)快速部署資源或獲得服務(wù)；

實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)的、可伸縮的擴(kuò)展；按需提供資源、按使用量付費(fèi)；通過互聯(lián)網(wǎng)提供、面向海量信息處理；

用戶可以方便地參與。云計(jì)算服務(wù)框架如圖1-1所示。

2

單元1云計(jì)算的概念及發(fā)展歷程

圖1-1云計(jì)算服務(wù)框架

1.1.3云計(jì)算的發(fā)展

“云計(jì)算”的變更和發(fā)展基本可以分為四個(gè)階段：

第一個(gè)階段：理論完善階段

SaaS/IaaS云服務(wù)出現(xiàn)，并被市場(chǎng)接受。

1959年6月，ChristopherStrachey發(fā)表虛擬化論文，虛擬化是今天“云計(jì)算”基礎(chǔ)架構(gòu)的基

石。1984年，Sun公司的聯(lián)合創(chuàng)始人JohnGage提出了“網(wǎng)絡(luò)就是計(jì)算機(jī)”的名言，用于描述分

布式計(jì)算技術(shù)帶來的新世界，今天的“云計(jì)算”正在將這一理念變成現(xiàn)實(shí)。1997年，南加州大

學(xué)教授RamnathK.Chellappa提出“云計(jì)算”的第一個(gè)學(xué)術(shù)定義，認(rèn)為計(jì)算的邊界可以不是技術(shù)

局限，而是經(jīng)濟(jì)合理性。1999年，MarcAndreessen創(chuàng)建LoudCloud，是第一個(gè)商業(yè)化的IaaS平

臺(tái)。1999年3月Salesforce成立，成為最早初現(xiàn)的云服務(wù)，即SaaS服務(wù)。2005年，Amazon宣布

AmazonWebServices“云計(jì)算”平臺(tái)。

第二階段：發(fā)展準(zhǔn)備階段

云服務(wù)的三種形式全部出現(xiàn)，IT企業(yè)、電信運(yùn)營商、互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)等紛紛推出云服務(wù)，云服務(wù)形成。

2007年，Salesforce發(fā)布F即PaaS服務(wù)。2007年11月，IBM首次發(fā)布“云計(jì)算”

商業(yè)解決方案，推出“藍(lán)云”（BlueCloud）計(jì)劃。2008年4月，GoogleAppEngine發(fā)布。2008年

3

云計(jì)算技術(shù)與應(yīng)用

年中，Gartner發(fā)布報(bào)告，認(rèn)為“云計(jì)算”代表了計(jì)算的方向。2008年8月3日，美國專利商標(biāo)局

（以下簡(jiǎn)稱“SPTO”）網(wǎng)站信息顯示，戴爾正在申請(qǐng)“云計(jì)算”（CloudComputing）商標(biāo)。2008年

10月，微軟發(fā)布其公共“云計(jì)算”平臺(tái)——WindowsAzurePlatform，由此拉開微軟的“云計(jì)算”大幕。

2008年12月，Gartner披露十大數(shù)據(jù)中心突破性技術(shù)，虛擬化和“云計(jì)算”上榜。

第三階段：穩(wěn)步成長階段

云服務(wù)功能日趨完善，種類日趨多樣；傳統(tǒng)企業(yè)開始通過自身能力擴(kuò)展、收購等模式、紛紛

投入云服務(wù)之中。

2009年中國“云計(jì)算”進(jìn)入實(shí)質(zhì)性發(fā)展階段。2009年4月，VMware推出業(yè)界首款云操作系

統(tǒng)VMwarevSphere4。2009年7月，中國首個(gè)企業(yè)“云計(jì)算”平臺(tái)誕生——中化企業(yè)“云計(jì)算”平臺(tái)。

2009年9月，VMware啟動(dòng)vCloud計(jì)劃構(gòu)建全新云服務(wù)。2009年11月，中國移動(dòng)“云計(jì)算”

平臺(tái)——“大云”計(jì)劃啟動(dòng)。2010年1月，IBM與松下達(dá)成迄今為止全球最大的“云計(jì)算”交易。

2010年1月，Microsoft正式發(fā)布MicrosoftAzure云平臺(tái)服務(wù)。2013年，甲骨文公司全面展示了甲

骨文最新“云計(jì)算”產(chǎn)品。

第四階段：高速發(fā)展階段

通過深度競(jìng)爭(zhēng)，逐漸形成主流平臺(tái)產(chǎn)品和標(biāo)準(zhǔn)；產(chǎn)品功能比較健全、市場(chǎng)格局相對(duì)穩(wěn)定；云

服務(wù)進(jìn)入成熟階段，增速放緩。

2014年，阿里云啟動(dòng)云合計(jì)劃。2015年，華為在北京正式對(duì)外宣布“企業(yè)云”戰(zhàn)略。2016年，

騰訊云戰(zhàn)略升級(jí)，并宣布云出海計(jì)劃等。

“云計(jì)算”的由來

自2005年Amazon推出其彈性云計(jì)算，并在IaaS領(lǐng)域大獲成功之后，Google、微軟、

VMware、IBM等IT巨頭們大舉跟進(jìn)，紛紛涉足云計(jì)算領(lǐng)域，云計(jì)算的熱潮洶涌而至。

從最早的Eucalyptus、OpenNebula、CloudStack等，到人們熟知的OpenStack，百花齊放，百

家爭(zhēng)鳴，一時(shí)云計(jì)算領(lǐng)域熱鬧非凡。當(dāng)然，隨著眾多大型廠商的支持、社區(qū)的壯大以及生態(tài)體系

的不斷完善，OpenStack如今大放異彩，開始逐漸占據(jù)主導(dǎo)地位。不是說OpenStack現(xiàn)在完美無缺，

只是在當(dāng)下的開源IaaS領(lǐng)域，OpenStack已經(jīng)毫無爭(zhēng)議地成為最受關(guān)注的云計(jì)算技術(shù)，逐漸成為開

源IaaS領(lǐng)域的代名詞。

在PaaS層，基于標(biāo)準(zhǔn)的開源PaaS有：Cloudify（GigaSpaces）；廠商驅(qū)動(dòng)的開源PaaS有：

CloudFoundry（原先由VMware開發(fā)）、OpenShift（紅帽）、Stackato（ActiveState）等技術(shù)，都已

成為國內(nèi)云計(jì)算PaaS層開源的主流。

除此之外，在云計(jì)算的關(guān)鍵技術(shù)領(lǐng)域，開源的力量也無處不在，Kvm虛擬化技術(shù)、Ceph存儲(chǔ)

技術(shù)、Container技術(shù)在開源社區(qū)獨(dú)樹一幟，社區(qū)空前活躍、影響力也不容小覷，生態(tài)體系建設(shè)儼

然成形。

1.2云計(jì)算的特點(diǎn)

云計(jì)算的特點(diǎn)有：

4

單元1云計(jì)算的概念及發(fā)展歷程

1.超大規(guī)模

“云”具有相當(dāng)?shù)囊?guī)模，Google云計(jì)算已經(jīng)擁有100多萬臺(tái)服務(wù)器，Amazon、IBM、微軟、

Yahoo等的“云”均擁有幾十萬臺(tái)服務(wù)器。企業(yè)私有云一般擁有數(shù)百上千臺(tái)服務(wù)器?！霸啤蹦苜x予

用戶前所未有的計(jì)算能力。

2.虛擬化

云計(jì)算支持用戶在任意位置、使用各種終端獲取應(yīng)用服務(wù)。所請(qǐng)求的資源來自“云”，而不是

固定的、有形的實(shí)體。應(yīng)用在“云”中某處運(yùn)行，但實(shí)際上用戶無須了解、也不用擔(dān)心應(yīng)用運(yùn)行

的具體位置。只需要一臺(tái)筆記本計(jì)算機(jī)或者一部手機(jī)，就可以通過網(wǎng)絡(luò)服務(wù)來實(shí)現(xiàn)人們需要的一

切，甚至包括超級(jí)計(jì)算這樣的任務(wù)。

3.高可靠性

“云”使用了數(shù)據(jù)多副本容錯(cuò)、計(jì)算結(jié)點(diǎn)同構(gòu)可互換等措施來保障服務(wù)的高可靠性，使用云計(jì)

算比使用本地計(jì)算機(jī)可靠。

4.通用性

云計(jì)算不針對(duì)特定的應(yīng)用，在“云”的支撐下可以構(gòu)造出千變?nèi)f化的應(yīng)用，同一個(gè)“云”可

以同時(shí)支撐不同的應(yīng)用運(yùn)行。

5.高可擴(kuò)展性

“云”的規(guī)?？梢詣?dòng)態(tài)伸縮，滿足應(yīng)用和用戶規(guī)模增長的需要。

6.按需服務(wù)

“云”是一個(gè)龐大的資源池，用戶按需購買；云可以像自來水、電、煤氣那樣計(jì)費(fèi)。

7.極其廉價(jià)

由于“云”的特殊容錯(cuò)措施可以采用極其廉價(jià)的結(jié)點(diǎn)來構(gòu)成云，“云”的自動(dòng)化集中式管理使

大量企業(yè)無須負(fù)擔(dān)日益高昂的數(shù)據(jù)中心管理成本，“云”的通用性使資源的利用率較之傳統(tǒng)系統(tǒng)大

幅提升，因此用戶可以充分享受“云”的低成本優(yōu)勢(shì)，經(jīng)常只要花費(fèi)幾百美元、幾天時(shí)間就能完

成以前需要數(shù)萬美元、數(shù)月時(shí)間才能完成的任務(wù)。

云計(jì)算可以徹底改變?nèi)藗兾磥淼纳?，但同時(shí)也要重視環(huán)境問題，這樣才能真正為人類進(jìn)步

做貢獻(xiàn)，而不是簡(jiǎn)單的技術(shù)提升。

8.潛在的危險(xiǎn)性

云計(jì)算服務(wù)除了提供計(jì)算服務(wù)外，必然還提供存儲(chǔ)服務(wù)。但是云計(jì)算服務(wù)當(dāng)前壟斷在私人機(jī)

構(gòu)（企業(yè)）手中，而他們僅僅能夠提供商業(yè)信用。政府機(jī)構(gòu)、商業(yè)機(jī)構(gòu)（特別像銀行這樣持有敏

感數(shù)據(jù)的商業(yè)機(jī)構(gòu)）對(duì)于選擇云計(jì)算服務(wù)應(yīng)保持足夠的警惕。一旦商業(yè)用戶大規(guī)模使用私人機(jī)構(gòu)

提供的云計(jì)算服務(wù)，無論其技術(shù)優(yōu)勢(shì)有多強(qiáng)，都不可避免地讓這些私人機(jī)構(gòu)以“數(shù)據(jù)（信息）”的

重要性挾制整個(gè)社會(huì)。對(duì)于信息社會(huì)而言，“信息”是至關(guān)重要的。另一方面，云計(jì)算中的數(shù)據(jù)對(duì)

于數(shù)據(jù)所有者以外的其他云計(jì)算用戶是保密的，但是對(duì)于提供云計(jì)算的商業(yè)機(jī)構(gòu)而言確實(shí)毫無秘

密可言。所有這些潛在的危險(xiǎn)，是商業(yè)機(jī)構(gòu)和政府機(jī)構(gòu)選擇云計(jì)算服務(wù)，特別是國外機(jī)構(gòu)提供的

云計(jì)算服務(wù)時(shí)，不得不考慮的一個(gè)重要的前提。

5

云計(jì)算技術(shù)與應(yīng)用

1.3云計(jì)算的應(yīng)用

1.3.1云物聯(lián)

什么是云物聯(lián)？“云”怎么和“物聯(lián)”關(guān)聯(lián)在一起？什么關(guān)系？什么理念？什么技術(shù)？什么

工具？什么意思？有什么用？其實(shí)，“云”指云計(jì)算，“物聯(lián)”指物聯(lián)網(wǎng)。要想很好理解云物聯(lián)，

必須對(duì)于云計(jì)算和物聯(lián)網(wǎng)及其二者的關(guān)系有一個(gè)完整且完善的把握。

什么是物聯(lián)網(wǎng)？其實(shí)對(duì)于物聯(lián)網(wǎng)，人們恐怕接觸的RFID、傳感技術(shù)等都不會(huì)落下物聯(lián)網(wǎng)的影

子。從技術(shù)上來講，物聯(lián)網(wǎng)又有什么特點(diǎn)呢？從目前公眾比較認(rèn)可的理解來看，物聯(lián)網(wǎng)是指在現(xiàn)

實(shí)世界中，那些具有一定的感知能力、識(shí)別能力或者具有其他智能化特點(diǎn)的傳感設(shè)備。除了剛才

提到的傳感器、RFID以外，像二維碼、小范圍的無線傳輸技術(shù)，或者一些移動(dòng)通信的模塊等，都

可以算在范圍內(nèi)?？偟膩碚f，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)基本就是通過網(wǎng)絡(luò)設(shè)施實(shí)現(xiàn)信息的傳輸和管理的技術(shù)，

從而讓人們可以打破空間距離的限制，更好的實(shí)現(xiàn)隔空交流或者設(shè)備的控制。嚴(yán)格意義上來說，

物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)該被劃為工程學(xué)的分類當(dāng)中。原因在于它強(qiáng)調(diào)的是在互聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)上，物與物之間建立

的一種連接關(guān)系。如果從作用的角度來分析，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)帶給事物的是一種技術(shù)上的革新，而它

的載體還是原有的事物，并不是一些人理解的取代，如果真要取代，那么物聯(lián)網(wǎng)賦予物品先進(jìn)的

意義恐怕也會(huì)隨之消失。

云計(jì)算與物聯(lián)網(wǎng)之間有何關(guān)系？由于很多時(shí)候云計(jì)算和物聯(lián)網(wǎng)經(jīng)常在同一個(gè)場(chǎng)景中出現(xiàn)，所

以很多人認(rèn)為二者之間有著密切的聯(lián)系。其實(shí)從技術(shù)的角度來說，物聯(lián)網(wǎng)和云計(jì)算還著實(shí)沒有什

么太多的聯(lián)系。如果從工作架構(gòu)的角度分析，物聯(lián)網(wǎng)則可以認(rèn)為是承載云計(jì)算技術(shù)的一個(gè)平臺(tái)。

借助云計(jì)算技術(shù)的支持，物聯(lián)網(wǎng)則可以更好地提升數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)以及處理能力。從而使自身的

技術(shù)得到進(jìn)一步完善。如果失去云計(jì)算的支持，物聯(lián)網(wǎng)的工作性能無疑會(huì)大打折扣，而在和其他

傳統(tǒng)的技術(shù)相比，它的意義也會(huì)大大降低。所以說物聯(lián)網(wǎng)對(duì)云計(jì)算有著很強(qiáng)的依賴性。

但是對(duì)于云計(jì)算技術(shù)來說，物聯(lián)網(wǎng)只是其眾多的應(yīng)用載體之一。盡管物聯(lián)網(wǎng)對(duì)云計(jì)算有著很

強(qiáng)的依賴，但作為諸多載體的一種，云計(jì)算對(duì)于物聯(lián)網(wǎng)可真沒有“特殊的感情”。甚至就像柜臺(tái)與

貨物的關(guān)系一樣，貨物在哪個(gè)臺(tái)子上都會(huì)使這個(gè)柜臺(tái)受到更多的關(guān)注；如果柜臺(tái)失去了貨物，那么，

無論是作用還是關(guān)注度都會(huì)隨之降低。因此，云計(jì)算對(duì)于物聯(lián)網(wǎng)只是普通的“合作關(guān)系”，并沒有

什么太特殊的聯(lián)系。

不過，從目前的發(fā)展前景來看，物聯(lián)網(wǎng)和云計(jì)算之間的聯(lián)系將會(huì)向著越來越緊密的方向發(fā)展。

在云計(jì)算技術(shù)的支持下，被賦予更強(qiáng)工作能力的物聯(lián)網(wǎng)，在我國的使用率呈現(xiàn)逐年遞增的趨勢(shì)，

所涉及的領(lǐng)域也越來越廣泛。我國的RFID技術(shù)已經(jīng)成為世界排名第三的應(yīng)用市場(chǎng)，當(dāng)前被各個(gè)領(lǐng)

域廣泛應(yīng)用的二維碼識(shí)別技術(shù)，其實(shí)也是物聯(lián)網(wǎng)RFID技術(shù)中的一種。所以說，云計(jì)算承載物聯(lián)網(wǎng)

在我國有著更加廣闊的發(fā)展空間。

1.3.2云安全

“云安全（CloudSecurity）”計(jì)劃是網(wǎng)絡(luò)時(shí)代信息安全的最新體現(xiàn)，它融合了并行處理、網(wǎng)格

計(jì)算、未知病毒行為判斷等新興技術(shù)和概念，通過網(wǎng)狀的大量客戶端對(duì)網(wǎng)絡(luò)中軟件行為的異常監(jiān)

測(cè)，獲取互聯(lián)網(wǎng)中木馬、惡意程序的最新信息，傳送到Server端進(jìn)行自動(dòng)分析和處理，再把病毒

6

單元1云計(jì)算的概念及發(fā)展歷程

和木馬的解決方案分發(fā)到每一個(gè)客戶端。

“云安全”是繼“云計(jì)算”“云存儲(chǔ)”之后出現(xiàn)的“云”技術(shù)的重要應(yīng)用，已經(jīng)在反病毒軟件

中取得了廣泛應(yīng)用，發(fā)揮了良好的效果。在病毒與反病毒軟件的技術(shù)競(jìng)爭(zhēng)當(dāng)中為反病毒軟件奪得

了先機(jī)。

未來殺毒軟件將無法有效地處理日益增多的惡意程序。來自互聯(lián)網(wǎng)的主要威脅正在由計(jì)算機(jī)

病毒轉(zhuǎn)向惡意程序及木馬，在這樣的情況下，采用的特征庫判別法顯然已經(jīng)過時(shí)。云安全技術(shù)應(yīng)

用后，識(shí)別和查殺病毒不再僅僅依靠本地硬盤中的病毒庫，而是依靠龐大的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，實(shí)時(shí)進(jìn)行

采集、分析及處理。整個(gè)互聯(lián)網(wǎng)就是一個(gè)巨大的“殺毒軟件”，參與者越多，每個(gè)參與者就越安全，

整個(gè)互聯(lián)網(wǎng)就會(huì)更安全。

云安全技術(shù)是P2P技術(shù)、網(wǎng)格技術(shù)、云計(jì)算技術(shù)等分布式計(jì)算技術(shù)混合發(fā)展、自然演化的結(jié)果。

要想建立“云安全”系統(tǒng)，并使之正常運(yùn)行，需要解決云安全系統(tǒng)的四大難點(diǎn)問題：

第一，需要海量的客戶端（云安全探針）。只有擁有海量的客戶端，才能對(duì)互聯(lián)網(wǎng)上出現(xiàn)的惡

意程序、危險(xiǎn)網(wǎng)站有最靈敏的感知能力。一般而言安全廠商的產(chǎn)品使用率越高，反應(yīng)應(yīng)當(dāng)越快，

最終應(yīng)當(dāng)能夠?qū)崿F(xiàn)無論哪個(gè)網(wǎng)民中毒、訪問掛馬網(wǎng)頁，都能在第一時(shí)間做出反應(yīng)。

第二，需要專業(yè)的反病毒技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)。發(fā)現(xiàn)的惡意程序被探測(cè)到，應(yīng)當(dāng)在盡量短的時(shí)間內(nèi)被

分析，這需要安全廠商具有過硬的技術(shù)，否則容易造成樣本的堆積，使云安全快速探測(cè)的結(jié)果大

打折扣。

第三，需要大量的資金和技術(shù)投入?！霸瓢踩毕到y(tǒng)在服務(wù)器、帶寬等硬件方面需要極大的投入，

同時(shí)要求安全廠商應(yīng)當(dāng)具有相應(yīng)的頂尖技術(shù)團(tuán)隊(duì)、持續(xù)的研究經(jīng)費(fèi)。

第四，可以是開放的系統(tǒng)，允許合作伙伴加入?！霸瓢踩笨梢允莻€(gè)開放性的系統(tǒng)，其“探

針”應(yīng)當(dāng)與其他軟件相兼容，即使用戶使用不同的殺毒軟件，也可以享受“云安全”系統(tǒng)帶

來的成果。

1.3.3云存儲(chǔ)

1.云存儲(chǔ)的概念

云存儲(chǔ)（CloudStorage）這個(gè)概念一經(jīng)提出，就得到了眾多廠商的支持和關(guān)注。Amazon推出

的ElasticComputeCloud（EC2：彈性計(jì)算云）云存儲(chǔ)產(chǎn)品，旨在為用戶提供互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)形式的同

時(shí)提供更強(qiáng)的存儲(chǔ)和計(jì)算功能。內(nèi)容分發(fā)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)提供商CDNetworks和業(yè)界著名的云存儲(chǔ)平臺(tái)服

務(wù)商N(yùn)irvanix發(fā)布了一項(xiàng)新的合作，并宣布結(jié)成戰(zhàn)略伙伴關(guān)系，以提供業(yè)界目前唯一的云存儲(chǔ)和

內(nèi)容傳送服務(wù)集成平臺(tái)。微軟推出提供網(wǎng)絡(luò)移動(dòng)硬盤服務(wù)的WindowsLiveSkyDriveBeta測(cè)試版。

EMC宣布加入道里可信基礎(chǔ)架構(gòu)項(xiàng)目，致力于云計(jì)算環(huán)境下關(guān)于信任和可靠度保證的全球研究協(xié)

作，IBM也將云計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)作為全球備份中心的3億美元擴(kuò)展方案的一部分。

云存儲(chǔ)變得越來越熱，大家眾說紛“云”，而且各有各的說法，各有各的觀點(diǎn)，那么到底什么

是云存儲(chǔ)？

云存儲(chǔ)是在云計(jì)算（CloudComputing）概念上延伸和發(fā)展出來的一個(gè)新的概念。云計(jì)算

是分布式處理（DistributedComputing）、并行處理（ParallelComputing）和網(wǎng)格計(jì)算（Grid

Computing）的發(fā)展，是透過網(wǎng)絡(luò)將龐大的計(jì)算處理程序自動(dòng)分拆成無數(shù)個(gè)較小的子程序，再交

由多臺(tái)服務(wù)器所組成的龐大系統(tǒng)經(jīng)計(jì)算分析之后將處理結(jié)果回傳給用戶。通過云計(jì)算技術(shù)，網(wǎng)絡(luò)

服務(wù)提供者可以在數(shù)秒之內(nèi)，處理數(shù)以千萬計(jì)甚至億計(jì)的信息，達(dá)到和“超級(jí)計(jì)算機(jī)”同樣強(qiáng)大

7

云計(jì)算技術(shù)與應(yīng)用

的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。

云存儲(chǔ)的概念與云計(jì)算類似，它是指通過集群應(yīng)用、網(wǎng)格技術(shù)或分布式文件系統(tǒng)等功能，將

網(wǎng)絡(luò)中大量各種不同類型的存儲(chǔ)設(shè)備通過應(yīng)用軟件集合起來協(xié)同工作，共同對(duì)外提供數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和

業(yè)務(wù)訪問功能的一個(gè)系統(tǒng)。

如果這樣解釋還是難以理解，那么可以借用廣域網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)的結(jié)構(gòu)來解釋云存儲(chǔ)。

2.云狀的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

相信大家對(duì)局域網(wǎng)、廣域網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)都已經(jīng)非常了解了。在常見的局域網(wǎng)系統(tǒng)中，為了能更

好地使用局域網(wǎng)，一般來講，使用者需要非常清楚地知道網(wǎng)絡(luò)中每一個(gè)軟硬件的型號(hào)和配置，如

采用什么型號(hào)的交換機(jī)，有多少個(gè)端口，采用了什么路由器和防火墻，分別是如何設(shè)置的等。系

統(tǒng)中有多少臺(tái)服務(wù)器，分別安裝了什么操作系統(tǒng)和軟件。但當(dāng)使用廣域網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)時(shí)，只需要知

道是什么樣的接入網(wǎng)和用戶名、密碼就可以連接到廣域網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)，并不需要知道廣域網(wǎng)和互聯(lián)

網(wǎng)中到底有多少臺(tái)交換機(jī)、路由器、防火墻和服務(wù)器，不需要知道數(shù)據(jù)是通過什么樣的路由到達(dá)

用戶的計(jì)算機(jī)，也不需要知道網(wǎng)絡(luò)中的服務(wù)器分別安裝了什么軟件，更不需要知道網(wǎng)絡(luò)中各設(shè)備

之間采用了什么樣的連接線纜和端口。

廣域網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)對(duì)于具體的使用者是完全透明的，經(jīng)常用一個(gè)云狀的圖形來表示廣域網(wǎng)和互

聯(lián)網(wǎng)。

雖然云狀的圖形中包含許許多多的交換機(jī)、路由器、防火墻和服務(wù)器，但對(duì)具體的廣域網(wǎng)、

互聯(lián)網(wǎng)用戶來講，這些都是不需要知道的。這個(gè)云狀圖形代表的是廣域網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)帶給大家的互

聯(lián)互通的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，無論在什么地方，都可以通過一個(gè)網(wǎng)絡(luò)接入線纜和一個(gè)用戶名、密碼，即可

接入廣域網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)，享受網(wǎng)絡(luò)帶來的服務(wù)。

參考云狀的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，創(chuàng)建一個(gè)新型的云狀結(jié)構(gòu)的存儲(chǔ)系統(tǒng)，這個(gè)存儲(chǔ)系統(tǒng)由多臺(tái)存儲(chǔ)設(shè)備

組成，通過集群功能、分布式文件系統(tǒng)或類似網(wǎng)格計(jì)算等功能聯(lián)合起來協(xié)同工作，并通過一定的

應(yīng)用軟件或應(yīng)用接口，對(duì)用戶提供一定類型的存儲(chǔ)服務(wù)和訪問服務(wù)。

當(dāng)人們使用某一個(gè)獨(dú)立的存儲(chǔ)設(shè)備時(shí)，必須非常清楚這個(gè)存儲(chǔ)設(shè)備是什么型號(hào)、什么接口和

傳輸協(xié)議，必須清楚地知道存儲(chǔ)系統(tǒng)中有多少塊磁盤，分別是什么型號(hào)、多大容量，必須清楚存

儲(chǔ)設(shè)備和服務(wù)器之間采用什么樣的連接線纜。為了保證數(shù)據(jù)安全和業(yè)務(wù)的連續(xù)性，還需要建立相

應(yīng)的數(shù)據(jù)備份系統(tǒng)和容災(zāi)系統(tǒng)。除此之外，對(duì)存儲(chǔ)設(shè)備進(jìn)行定期的狀態(tài)監(jiān)控、維護(hù)、軟硬件更新

和升級(jí)也是必需的。

如果采用云存儲(chǔ)，那么上面所提到的一切對(duì)使用者來講都不需要了。云狀存儲(chǔ)系統(tǒng)中的所有

設(shè)備對(duì)使用者來講都是完全透明的，任何地方的任何一個(gè)經(jīng)過授權(quán)的使用者都可以通過一根接入

線纜與云存儲(chǔ)連接，對(duì)云存儲(chǔ)進(jìn)行數(shù)據(jù)訪問。

云存儲(chǔ)不是存儲(chǔ)，而是服務(wù)。就如同云狀的廣域網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)一樣，云存儲(chǔ)對(duì)使用者來講，不

是指某一個(gè)具體的設(shè)備，而是指一個(gè)由許許多多存儲(chǔ)設(shè)備和服務(wù)器所構(gòu)成的集合體。使用者使用

云存儲(chǔ)，并不是使用某一個(gè)存儲(chǔ)設(shè)備，而是使用整個(gè)云存儲(chǔ)系統(tǒng)帶來的一種數(shù)據(jù)訪問服務(wù)。嚴(yán)格

來講，云存儲(chǔ)不是存儲(chǔ)，而是一種服務(wù)。

云存儲(chǔ)的核心是應(yīng)用軟件與存儲(chǔ)設(shè)備相結(jié)合，通過應(yīng)用軟件來實(shí)現(xiàn)存儲(chǔ)設(shè)備向存儲(chǔ)服務(wù)的轉(zhuǎn)變。

3.云存儲(chǔ)的優(yōu)勢(shì)

不得不說云存儲(chǔ)是一種極具誘惑的存儲(chǔ)技術(shù)，功能強(qiáng)大，靈活多變。

8

單元1云計(jì)算的概念及發(fā)展歷程

1）設(shè)備層面

云存儲(chǔ)的存儲(chǔ)設(shè)備數(shù)量龐大，分布區(qū)域各異，多臺(tái)設(shè)備之間進(jìn)行協(xié)同合作，許多設(shè)備可以同

時(shí)為某一個(gè)人提供同一種服務(wù)，并且云存儲(chǔ)都是平臺(tái)服務(wù)，云存儲(chǔ)的供應(yīng)商會(huì)根據(jù)用戶需求開發(fā)

多種多樣的平臺(tái)，如IPTV應(yīng)用平臺(tái)、視頻監(jiān)控應(yīng)用平臺(tái)、數(shù)據(jù)備份應(yīng)用平臺(tái)等。只要有標(biāo)準(zhǔn)的公

用應(yīng)用接口，任何一個(gè)被授權(quán)的用戶都可以通過一個(gè)簡(jiǎn)單的網(wǎng)址登錄云存儲(chǔ)系統(tǒng)，享受云存儲(chǔ)服務(wù)。

2）功能層面

云存儲(chǔ)的容量分配不受物理硬盤的控制，可以按照客戶的需求及時(shí)擴(kuò)容，設(shè)備故障和設(shè)備升

級(jí)都不會(huì)影響用戶的正常訪問。云存儲(chǔ)技術(shù)針對(duì)數(shù)據(jù)重要性采取不同的復(fù)制策略，并且復(fù)制的文件

存放在不同的服務(wù)器上，因此當(dāng)硬件損壞時(shí)，不管是硬盤還是服務(wù)器，服務(wù)始終不會(huì)終止，而且

正因?yàn)椴捎盟饕募軜?gòu)，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)將讀/寫指令引導(dǎo)到其他存儲(chǔ)結(jié)點(diǎn)，讀/寫效能完全不受影響，

管理人員只要更換硬件即可，數(shù)據(jù)也不會(huì)丟失。換上新的硬盤服務(wù)器后，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)將文件復(fù)制

回來，永遠(yuǎn)保持多備份的文件，從而避免數(shù)據(jù)丟失。在擴(kuò)容時(shí)，只要安裝好存儲(chǔ)結(jié)點(diǎn)，接上網(wǎng)絡(luò)，

新增加的容量便會(huì)自動(dòng)合并到存儲(chǔ)中，其數(shù)據(jù)會(huì)自動(dòng)遷移到新存儲(chǔ)的結(jié)點(diǎn)，不需要做多余的設(shè)定，

大大降低了維護(hù)人員的工作量。

3）開支層面

傳統(tǒng)存儲(chǔ)模式一旦完成資金的一次性投入，系統(tǒng)無法在后續(xù)使用中動(dòng)態(tài)調(diào)整。隨著設(shè)備的更

新?lián)Q代，落后的硬件平臺(tái)難以處置；隨著業(yè)務(wù)需求不斷變化，軟件需要不斷地更新升級(jí)甚至重構(gòu)

來與之相適應(yīng)，導(dǎo)致維護(hù)成本高昂，很容易發(fā)展到不可控的程度。但使用云存儲(chǔ)服務(wù)，可以免去

企業(yè)在設(shè)備購買和技術(shù)人員聘用上的龐大開支，至于維護(hù)工作以及系統(tǒng)的更新升級(jí)都由云存儲(chǔ)服

務(wù)提供商完成，而且公用云的租用費(fèi)用和私有云的建設(shè)費(fèi)用會(huì)隨著云存儲(chǔ)供應(yīng)商競(jìng)爭(zhēng)的日趨激烈

而不斷減低。云存儲(chǔ)是未來的存儲(chǔ)應(yīng)用趨勢(shì)。

4.云存儲(chǔ)的劣勢(shì)

作為新生事物，云存儲(chǔ)的優(yōu)勢(shì)有目共睹，但是不可否認(rèn)，云存儲(chǔ)也有劣勢(shì)，就目前情況來看，

業(yè)界內(nèi)成功的云存儲(chǔ)服務(wù)是少之又少。

1）安全問題

云存儲(chǔ)的好處在于只要有標(biāo)準(zhǔn)的公用應(yīng)用接口，任何一個(gè)被授權(quán)的用戶都可以訪問云存儲(chǔ)系

統(tǒng)，查看相關(guān)數(shù)據(jù)，但這種便利性不能不說也是云存儲(chǔ)的致命傷。因?yàn)槊恳环N類的設(shè)備都有每一

種設(shè)備的可攻擊點(diǎn)，倘若用戶借助手機(jī)端口訪問云存儲(chǔ)系統(tǒng)，而恰巧該用戶在使用過程中數(shù)據(jù)被

攔截了，那結(jié)果顯而易見，數(shù)據(jù)極有可能被泄露。雖然目前許多云存儲(chǔ)都采用加密或者其他的安

全技術(shù)，但是，這些安全技術(shù)并不能把云存儲(chǔ)裝扮成銅墻鐵壁，除非進(jìn)行二次校驗(yàn)或者二次加密。

但進(jìn)行二次驗(yàn)證和加密無疑又加大了供應(yīng)商的開發(fā)難度和用戶訪問相關(guān)數(shù)據(jù)的煩瑣性。

2）訪問速度問題

訪問速度慢這是當(dāng)前云存儲(chǔ)短時(shí)間內(nèi)無法突破的一個(gè)瓶頸，也是許多用戶詬病的地方。截至

目前，云存儲(chǔ)還不能處理交易相對(duì)頻繁的文件，需要快速的網(wǎng)絡(luò)連接的數(shù)據(jù)庫也不是云存儲(chǔ)的存

儲(chǔ)對(duì)象，Tier1、Tier2或以塊為基礎(chǔ)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)亦是超出了云存儲(chǔ)的存儲(chǔ)能力。只有一些龐大的檔

案資料和非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)適合云存儲(chǔ)消化，如銀行的開戶信息、過去一段時(shí)間的賬戶交易信息，醫(yī)

療機(jī)構(gòu)的病患資料和病史資料等。目前訪問速度慢的主要根源在于云存儲(chǔ)提供商所提供設(shè)備的性

能和帶寬因素。相信這兩點(diǎn)在不久的將來都會(huì)得到解決。

9

云計(jì)算技術(shù)與應(yīng)用

3）數(shù)據(jù)所有權(quán)問題

云存儲(chǔ)的主要功能是借助大型的存儲(chǔ)設(shè)備將相同的數(shù)據(jù)分別存儲(chǔ)在不同的地域，形成數(shù)據(jù)備

份，幫用戶解決容災(zāi)難題。雖然用戶通過與供應(yīng)商簽訂服務(wù)水平協(xié)議免去了數(shù)據(jù)丟失甚至數(shù)據(jù)遭

受破壞的后顧之憂，但從另一方面來說，用戶的知情權(quán)卻少得可憐，他們只知道自身的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)

在云存儲(chǔ)當(dāng)中，但是至于存儲(chǔ)在什么地方，有沒有在沒有授予權(quán)限的情況下被別人訪問了就不得

而知了，知識(shí)產(chǎn)權(quán)得不到相應(yīng)的保護(hù)，數(shù)據(jù)所有權(quán)得不到相應(yīng)的保障。

1.4私有云、公有云及混合云

1.4.1私有云

私有云（PrivateClouds）是為一個(gè)客戶單獨(dú)使用而構(gòu)建的，因而提供對(duì)數(shù)據(jù)、安全性和服務(wù)

質(zhì)量的最有效控制。私有云的基礎(chǔ)是首先你要擁有基礎(chǔ)設(shè)施并可以控制在此設(shè)施上部署應(yīng)用程序

的方式，私有云可部署在企業(yè)數(shù)據(jù)中心的防火墻內(nèi)，也可以將它們部署在一個(gè)安全的主機(jī)托管場(chǎng)

所。私有云可以搭建在公司的局域網(wǎng)上，與公司內(nèi)部的公司監(jiān)控系統(tǒng)、資產(chǎn)管理系統(tǒng)等相關(guān)系統(tǒng)

進(jìn)行連通，從而有利于公司內(nèi)部系統(tǒng)的集成管理。

私有云可由公司自己的IT機(jī)構(gòu)建，也可由云提供商進(jìn)行構(gòu)建。在此“托管式專用”模式中，

像Sun、IBM這樣的云計(jì)算提供商可以安裝、配置和運(yùn)營基礎(chǔ)設(shè)施，以支持一個(gè)公司企業(yè)數(shù)據(jù)中心

內(nèi)的專用云。此模式賦予公司對(duì)于云資源使用情況的極高水平的控制能力，同時(shí)帶來建立并運(yùn)作該

環(huán)境所需的專門知識(shí)。一個(gè)著名的技術(shù)專家曾經(jīng)說過這樣的一句話：“對(duì)于云計(jì)算，每個(gè)人都有自

己的定義?！钡谴蠹覍?duì)于云計(jì)算很多方面都有一定的共識(shí)，如三層架構(gòu)（SaaS、PaaS和IaaS）。

除了三層架構(gòu)外，大家也都認(rèn)為云可以被分為三種：公有云、私有云和混合云。

部署私有云的優(yōu)點(diǎn)：

（1）數(shù)據(jù)安全。雖然每個(gè)公有云的提供商都對(duì)外宣稱，其服務(wù)在各方面都是非常安全的，特

別是對(duì)數(shù)據(jù)的管理。但是對(duì)企業(yè)而言，特別是大型企業(yè)而言，和業(yè)務(wù)有關(guān)的數(shù)據(jù)是其生命線，不

能受到任何形式的威脅，所以短期而言，大型企業(yè)是不會(huì)將其Mission-Critical的應(yīng)用放到公有云

上運(yùn)行的。而私有云在這方面是非常有優(yōu)勢(shì)的，因?yàn)樗话愣紭?gòu)筑在防火墻后。

（2）SLA（服務(wù)質(zhì)量）。因?yàn)樗接性埔话阍诜阑饓χ?，而不是在某一個(gè)遙遠(yuǎn)的數(shù)據(jù)中心，所

以當(dāng)公司員工訪問那些基于私有云的應(yīng)用時(shí)，它的SLA應(yīng)該會(huì)非常穩(wěn)定，不會(huì)受到網(wǎng)絡(luò)不穩(wěn)定的

影響。

（3）充分利用現(xiàn)有硬件資源和軟件資源。大家知道每個(gè)公司，特別大公司都會(huì)有很多l(xiāng)egacy

的應(yīng)用，而且legacy大多都是其核心應(yīng)用。雖然公有云的技術(shù)很先進(jìn)，但卻對(duì)legacy的應(yīng)用支持

不好，因?yàn)楹芏喽际怯渺o態(tài)語言編寫的，以COBOL、C、C++和Java為主，而現(xiàn)有的公有云對(duì)這

些語言的支持很一般。但私有云在這方面就不錯(cuò)，如IBM推出的cloudburst，通過cloudburst能非

常方便地構(gòu)建基于Java的私有云。而且一些私有云的工具能夠利用企業(yè)現(xiàn)有的硬件資源來構(gòu)建云，

這樣將極大降低企業(yè)的花費(fèi)。

（4）不影響現(xiàn)有IT管理的流程。對(duì)大型企業(yè)而言，流程是其管理的核心，如果沒有完善的流程，

企業(yè)將會(huì)成為一盤散沙。不僅有與業(yè)務(wù)相關(guān)的流程非常繁多，而且IT部門的流程也不少，如那些

10

單元1云計(jì)算的概念及發(fā)展歷程

和Sarbanes-Oxley相關(guān)的流程，并且這些流程對(duì)IT部門非常關(guān)鍵。此時(shí)使用公有云很吃虧，假如

使用公有云，將會(huì)對(duì)IT部門流程有很多沖擊，如在數(shù)據(jù)管理方面和安全規(guī)定等方面。

1.4.2公有云

公有云通常指第三方提供商為用戶提供的能夠使用的云，公有云一般可通過Internet使用，

可能是免費(fèi)或成本低廉的。這種云有許多實(shí)例，可在當(dāng)今整個(gè)開放的公有網(wǎng)絡(luò)中提供服務(wù)。能夠

以低廉的價(jià)格，提供有吸引力的服務(wù)給最終用戶，創(chuàng)造新的業(yè)務(wù)價(jià)值，公有云作為一個(gè)支撐平臺(tái)，

還能夠整合上游的服務(wù)（如增值業(yè)務(wù)、廣告等）提供者和下游最終用戶，打造新的價(jià)值鏈和生態(tài)

系統(tǒng)。

公有云被認(rèn)為是云計(jì)算的主要形態(tài)。目前在國內(nèi)發(fā)展如火如荼，根據(jù)市場(chǎng)參與者類型分類，

可以分為五類：

（1）傳統(tǒng)電信基礎(chǔ)設(shè)施運(yùn)營商，包括中國移動(dòng)、中國聯(lián)通和中國電信；

（2）政府主導(dǎo)下的地方云計(jì)算平臺(tái)，如各地的各種“××云”項(xiàng)目；

（3）互聯(lián)網(wǎng)巨頭打造的公有云平臺(tái)，如阿里云、華為云等；

（4）部分IDC運(yùn)營商，如世紀(jì)互聯(lián)；

（5）具有國外技術(shù)背景或引進(jìn)國外云計(jì)算技術(shù)的國內(nèi)企業(yè)，如亞馬遜AWS等。

公有云的計(jì)算模型分為三個(gè)部分：

1.公有云接入

個(gè)人或企業(yè)可以通過普通的互聯(lián)網(wǎng)來獲取云計(jì)算服務(wù)，公有云中的“服務(wù)接入點(diǎn)”負(fù)責(zé)對(duì)接

入的個(gè)人或企業(yè)進(jìn)行認(rèn)證，判斷權(quán)限和服務(wù)條件等，通過“審查”的