云計(jì)算技術(shù)原理和應(yīng)用發(fā)展

云計(jì)算技術(shù)原理和應(yīng)用發(fā)展2024/3/24云計(jì)算技術(shù)原理和應(yīng)用發(fā)展云計(jì)算：CloudComputing

云計(jì)算已被業(yè)界視為互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的下一次革命，它將帶來(lái)工作方式和商業(yè)模式的根本性改變

云時(shí)代已經(jīng)到來(lái)！云計(jì)算技術(shù)原理和應(yīng)用發(fā)展主要內(nèi)容云計(jì)算概念及影響01云計(jì)算的主要服務(wù)形式和典型應(yīng)用02典型云計(jì)算平臺(tái)介紹04云計(jì)算實(shí)驗(yàn)：云腦系統(tǒng)05如何進(jìn)入云計(jì)算領(lǐng)域06云計(jì)算的核心技術(shù)03云計(jì)算技術(shù)原理和應(yīng)用發(fā)展云計(jì)算概念及影響

云計(jì)算（CloudComputing）是由分布式計(jì)算（DistributedComputing）、并行處理（ParallelComputing）、網(wǎng)格計(jì)算（GridComputing）發(fā)展來(lái)的，是一種新興的商業(yè)計(jì)算模型。中國(guó)網(wǎng)格計(jì)算、云計(jì)算專家劉鵬給出如下定義：“云計(jì)算將計(jì)算任務(wù)分布在大量計(jì)算機(jī)構(gòu)成的資源池上，使各種應(yīng)用系統(tǒng)能夠根據(jù)需要獲取計(jì)算力、存儲(chǔ)空間和各種軟件服務(wù)”。

云計(jì)算模式即為電廠集中供電模式，它的最終目標(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)算技術(shù)原理和應(yīng)用發(fā)展分布式計(jì)算所謂分布式計(jì)算是一門計(jì)算機(jī)科學(xué)，它研究如何把一個(gè)需要非常巨大的計(jì)算能力才能解決的問(wèn)題分成許多小的部分，然后把這些部分分配給許多計(jì)算機(jī)進(jìn)行處理，最后把這些計(jì)算結(jié)果綜合起來(lái)得到最終的結(jié)果。最近的分布式計(jì)算項(xiàng)目已經(jīng)被用于使用世界各地成千上萬(wàn)位志愿者的計(jì)算機(jī)的閑置計(jì)算能力，通過(guò)因特網(wǎng)，您可以分析來(lái)自外太空的電訊號(hào)，尋找隱蔽的黑洞，并探索可能存在的外星智慧生命；您可以尋找超過(guò)1000萬(wàn)位數(shù)字的梅森質(zhì)數(shù)；您也可以尋找并發(fā)現(xiàn)對(duì)抗艾滋病病毒的更為有效的藥物。這些項(xiàng)目都很龐大，需要驚人的計(jì)算量，僅僅由單個(gè)的電腦或是個(gè)人在一個(gè)能讓人接受的時(shí)間內(nèi)計(jì)算完成是決不可能的。

分布式計(jì)算是利用互聯(lián)網(wǎng)上的計(jì)算機(jī)的中央處理器的閑置處理能力來(lái)解決大型計(jì)算問(wèn)題的一種計(jì)算科學(xué)。在兩個(gè)或多個(gè)軟件互相共享信息，這些軟件既可以在同一臺(tái)計(jì)算機(jī)上運(yùn)行，也可以在通過(guò)網(wǎng)絡(luò)連接起來(lái)的多臺(tái)計(jì)算機(jī)上運(yùn)行。

云計(jì)算技術(shù)原理和應(yīng)用發(fā)展并行處理并行處理（ParallelProcessing）是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中能同時(shí)執(zhí)行兩個(gè)或更多個(gè)處理機(jī)的一種計(jì)算方法。處理機(jī)可同時(shí)工作于同一程序的不同方面。并行處理的主要目的是節(jié)省大型和復(fù)雜問(wèn)題的解決時(shí)間。為使用并行處理，首先需要對(duì)程序進(jìn)行并行化處理，也就是說(shuō)將工作各部分分配到不同處理機(jī)中。而主要問(wèn)題是并行是一個(gè)相互依靠性問(wèn)題，而不能自動(dòng)實(shí)現(xiàn)。此外，并行也不能保證加速。但是一個(gè)在n個(gè)處理機(jī)上執(zhí)行的程序速度可能會(huì)是在單一處理機(jī)上執(zhí)行的速度的n倍。云計(jì)算技術(shù)原理和應(yīng)用發(fā)展網(wǎng)格計(jì)算

首先網(wǎng)格計(jì)算也是一種分布式計(jì)算。

網(wǎng)格計(jì)算通過(guò)利用大量異構(gòu)計(jì)算機(jī)（通常為桌面）的未用資源（CPU周期和磁盤存儲(chǔ)），將其作為嵌入在分布式電信基礎(chǔ)設(shè)施中的一個(gè)虛擬的計(jì)算機(jī)集群，為解決大規(guī)模的計(jì)算問(wèn)題提供了一個(gè)模型。網(wǎng)格計(jì)算的焦點(diǎn)放在支持跨管理域計(jì)算的能力，這使它與傳統(tǒng)的計(jì)算機(jī)集群或傳統(tǒng)的分布式計(jì)算相區(qū)別。

網(wǎng)格計(jì)算與其他所有的分布式計(jì)算范例都有所區(qū)別：網(wǎng)格計(jì)算的本質(zhì)在于以有效且優(yōu)化的方式來(lái)利用組織中各種異構(gòu)松耦合資源，來(lái)實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的工作負(fù)載管理和信息虛擬化功能。

云計(jì)算技術(shù)原理和應(yīng)用發(fā)展云計(jì)算的主要服務(wù)形式和典型應(yīng)用

云計(jì)算的主要服務(wù)形式有：SaaS(SoftwareasaService)，PaaS(PlatformasaService)，IaaS(InfrastructureasaService)。(1)軟件即服務(wù)(SaaS)SaaS服務(wù)提供商將應(yīng)用軟件統(tǒng)一部署在自己的服務(wù)器上，用戶根據(jù)需求通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)向廠商訂購(gòu)應(yīng)用軟件服務(wù)，服務(wù)提供商根據(jù)客戶所定軟件的數(shù)量、時(shí)間的長(zhǎng)短等因素收費(fèi)，并且通過(guò)瀏覽器向客戶提供軟件的模式。

這種服務(wù)模式的優(yōu)勢(shì)是，由服務(wù)提供商維護(hù)和管理軟件、提供軟件運(yùn)行的硬件設(shè)施，用戶只需擁有能夠接入互聯(lián)網(wǎng)的終端，即可隨時(shí)隨地使用軟件?？蛻舨辉傧駛鹘y(tǒng)模式那樣花費(fèi)大量資金在硬件、軟件、維護(hù)人員，只需要支出一定的租賃服務(wù)費(fèi)用，通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)就可以享受到相應(yīng)的硬件、軟件和維護(hù)服務(wù)。對(duì)于小型企業(yè)來(lái)說(shuō)，SaaS是采用先進(jìn)技術(shù)的最好途徑。目前，S是提供這類服務(wù)最有名的公司，GoogleDocs,GoogleApps和ZohoOffice也屬于這類服務(wù)。云計(jì)算技術(shù)原理和應(yīng)用發(fā)展zoho全球第一大在線軟件商Zoho成立于1996年，致力于在線辦公的研究，是全球第一大在線軟件提供商，由印度人SridharVembu創(chuàng)立。ZOHO是AdventNet公司開(kāi)發(fā)的一個(gè)辦公室軟件套裝。Zoho提供了全方位的在線商務(wù)辦公解決方案，并且完全同現(xiàn)在主流程序兼容，可以直接導(dǎo)入現(xiàn)在主流辦公系統(tǒng)的各種文件，同時(shí)還可以管理計(jì)劃、客戶，甚至你無(wú)需懂編程也可以創(chuàng)建網(wǎng)站應(yīng)用程序。Zoho采用了AJAX技術(shù)，在可視化界面下操作非常人性化，Zoho還提供一些很人性化的功能，如自動(dòng)保存、拼寫檢查等。右鍵菜單也同線下的辦公軟件一致。日前，宣布將正式登陸中國(guó)市場(chǎng).這意味著ZOHO旗下包括字處理(ZohoWriter)、電子表格(ZohoSheet)、演示幻燈片(ZohoShow)在內(nèi)的全套在線Office解決方案將與中國(guó)用戶見(jiàn)面.業(yè)內(nèi)人士分析,ZOHO的加入無(wú)疑為本已炙手可熱的在線軟件市場(chǎng)又添一把火,而國(guó)內(nèi)外巨頭圍繞在線企業(yè)商務(wù)軟件領(lǐng)域的博弈也成為2008年整個(gè)IT界的一大亮點(diǎn)。云計(jì)算技術(shù)原理和應(yīng)用發(fā)展Zoho服務(wù)列表ZohoShow：在線的PowerPoint，免費(fèi)ZohoWriter：在線的Word，免費(fèi)ZohoSheet：在線Excel，免費(fèi)ZohoVirtualOffice：在線虛擬辦公室，免費(fèi)版支持10個(gè)用戶ZohoCRM：客戶關(guān)系管理系統(tǒng)，免費(fèi)版支持3個(gè)用戶ZohoCreator：可以訂制模塊生成web應(yīng)用程序，免費(fèi)ZohoPlanner：計(jì)劃、提醒、備忘，免費(fèi)ZohoChat：聊天室，免費(fèi)ZohoChallenge：?jiǎn)柧碚{(diào)查，免費(fèi)版支持25個(gè)Thandora：基于TAG的黃頁(yè)，免費(fèi)Site24×7：網(wǎng)站監(jiān)視服務(wù)，免費(fèi)ZohoPolls：投票系統(tǒng)，免費(fèi)ZohoMail：企業(yè)和專業(yè)郵箱用戶的最佳選擇云計(jì)算技術(shù)原理和應(yīng)用發(fā)展云計(jì)算技術(shù)原理和應(yīng)用發(fā)展平臺(tái)即服務(wù)(PaaS)

把開(kāi)發(fā)環(huán)境作為一種服務(wù)來(lái)提供。這是一種分布式平臺(tái)服務(wù)，廠商提供開(kāi)發(fā)環(huán)境、服務(wù)器平臺(tái)、硬件資源等服務(wù)給客戶，用戶在其平臺(tái)基礎(chǔ)上定制開(kāi)發(fā)自己的應(yīng)用程序并通過(guò)其服務(wù)器和互聯(lián)網(wǎng)傳遞給其他客戶。PaaS能夠給企業(yè)或個(gè)人提供研發(fā)的中間件平臺(tái)，提供應(yīng)用程序開(kāi)發(fā)、數(shù)據(jù)庫(kù)、應(yīng)用服務(wù)器、試驗(yàn)、托管及應(yīng)用服務(wù)。GoogleAppEngine,Salesforce的平臺(tái)，八百客的800APP是PaaS的代表產(chǎn)品。

云計(jì)算技術(shù)原理和應(yīng)用發(fā)展云計(jì)算技術(shù)原理和應(yīng)用發(fā)展云計(jì)算的主要服務(wù)形式和典型應(yīng)用

基礎(chǔ)設(shè)施即服務(wù)(IaaS)

IaaS即把廠商的由多臺(tái)服務(wù)器組成的“云端”基礎(chǔ)設(shè)施，作為計(jì)量服務(wù)提供給客戶。它將內(nèi)存、I/O設(shè)備、存儲(chǔ)和計(jì)算能力整合成一個(gè)虛擬的資源池為整個(gè)業(yè)界提供所需要的存儲(chǔ)資源和虛擬化服務(wù)器等服務(wù)。這是一種托管型硬件方式，用戶付費(fèi)使用廠商的硬件設(shè)施。AmazonWeb服務(wù)（AWS），IBM的BlueCloud等均是將基礎(chǔ)設(shè)施作為服務(wù)出租。IaaS的優(yōu)點(diǎn)是用戶只需低成本硬件，按需租用相應(yīng)計(jì)算能力和存儲(chǔ)能力，大大降低了用戶在硬件上的開(kāi)銷。云計(jì)算技術(shù)原理和應(yīng)用發(fā)展

GoogleDocs類似于微軟的Office的一套在線辦公軟件。用戶只需一臺(tái)接入互聯(lián)網(wǎng)的計(jì)算機(jī)和瀏覽器即可在線處理和搜索文檔、表格、幻燈片，并可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)和他人分享并設(shè)置共享權(quán)限。GoogleAppEngine使用戶可以使用Python和Java在Google的基礎(chǔ)架構(gòu)上開(kāi)發(fā)和部署運(yùn)行自己的應(yīng)用程序。每個(gè)GoogleAppEngine應(yīng)用程序可以使用達(dá)到500MB的持久存儲(chǔ)空間及可支持每月500萬(wàn)綜合瀏覽量的帶寬和CPU，并且可根據(jù)用戶的訪問(wèn)量和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)需要的增長(zhǎng)輕松擴(kuò)展。 其它與“云”相關(guān)應(yīng)用：云安全、云存儲(chǔ)、云下載云計(jì)算技術(shù)原理和應(yīng)用發(fā)展云安全“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(guò)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，再把病毒和木馬的解決方案分發(fā)到每一個(gè)客戶端。整個(gè)互聯(lián)網(wǎng)，變成了一個(gè)超級(jí)大的殺毒軟件，這就是云安全計(jì)劃的宏偉目標(biāo)。

云計(jì)算技術(shù)原理和應(yīng)用發(fā)展云存儲(chǔ)云存儲(chǔ)是在云計(jì)算(cloudcomputing)概念上延伸和發(fā)展出來(lái)的一個(gè)新的概念，是指通過(guò)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(guò)應(yīng)用軟件集合起來(lái)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(wèn)功能的一個(gè)系統(tǒng)。當(dāng)云計(jì)算系統(tǒng)運(yùn)算和處理的核心是大量數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)和管理時(shí)，云計(jì)算系統(tǒng)中就需要配置大量的存儲(chǔ)設(shè)備，那么云計(jì)算系統(tǒng)就轉(zhuǎn)變成為一個(gè)云存儲(chǔ)系統(tǒng)，所以云存儲(chǔ)是一個(gè)以數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和管理為核心的云計(jì)算系統(tǒng)。云計(jì)算技術(shù)原理和應(yīng)用發(fā)展云下載“云下載”是云計(jì)算的一種，云計(jì)算是一種基于網(wǎng)絡(luò)的架構(gòu)，它的特點(diǎn)是利用網(wǎng)絡(luò)使多臺(tái)計(jì)算機(jī)共享信息以處理相同或相似的任務(wù)，使得計(jì)算變得方便快捷?？墒?，云計(jì)算在這個(gè)概念被提出來(lái)前就已經(jīng)存在了，所以也算是故弄玄虛。云下載給你舉個(gè)例子吧：迅雷。

云計(jì)算時(shí)代，可以拋棄U盤等移動(dòng)設(shè)備，只需要進(jìn)入GoogleDocs頁(yè)面，新建文檔，編輯內(nèi)容，然后，直接將文檔的URL分享給你的朋友或者上司，他可以直接打開(kāi)瀏覽器訪問(wèn)URL。我們?cè)僖膊挥脫?dān)心因PC硬盤的損壞而發(fā)生資料丟失事件。云計(jì)算技術(shù)原理和應(yīng)用發(fā)展云計(jì)算的核心技術(shù)

編程模型海量數(shù)據(jù)分布存儲(chǔ)技術(shù)海量數(shù)據(jù)管理技術(shù)

虛擬化技術(shù)

云計(jì)算平臺(tái)管理技術(shù)云計(jì)算技術(shù)原理和應(yīng)用發(fā)展編程模型

為了使云計(jì)算環(huán)境下的編程十分簡(jiǎn)單，Google開(kāi)發(fā)了java、Python、C++編程工具M(jìn)apReduce，它是一種簡(jiǎn)化的分布式編程模型和高效的任務(wù)調(diào)度模型，用于大規(guī)模數(shù)據(jù)集（大于1TB）的并行運(yùn)算。MapReduce模式的思想是將要執(zhí)行的問(wèn)題分解成Map(映射)和Reduce(化簡(jiǎn))的方式，先通過(guò)Map程序?qū)?shù)據(jù)切割成不相關(guān)的區(qū)塊，分配（調(diào)度）給大量計(jì)算機(jī)處理，達(dá)到分布式運(yùn)算的效果，再通過(guò)Reduce程序?qū)⒔Y(jié)果匯整輸出。

云計(jì)算技術(shù)原理和應(yīng)用發(fā)展

GFS是一個(gè)可擴(kuò)展的分布式文件系統(tǒng)，用于大型的、分布式的、對(duì)大量數(shù)據(jù)進(jìn)行訪問(wèn)的應(yīng)用。一個(gè)GFS集群由一個(gè)主服務(wù)器和大量的塊服務(wù)器構(gòu)成，并被許多客戶訪問(wèn)。主服務(wù)器存儲(chǔ)文件系統(tǒng)所有的元數(shù)據(jù)，包括名字空間、訪問(wèn)控制信息、從文件到塊的映射以及塊的當(dāng)前位置。它也控制系統(tǒng)范圍的活動(dòng)，如塊租約管理，孤兒塊的垃圾收集，塊服務(wù)器間的塊遷移。主服務(wù)器定期通過(guò)HeartBeat消息與每一個(gè)塊服務(wù)器通信，給塊服務(wù)器傳遞指令并收集它的狀態(tài)。GFS中的文件被切分為64MB的塊并以冗余存儲(chǔ)，每份數(shù)據(jù)在系統(tǒng)中保存3個(gè)以上備份。客戶與主服務(wù)器的交換只限于對(duì)元數(shù)據(jù)的操作，所有數(shù)據(jù)方面的通信都直接和塊服務(wù)器聯(lián)系，這大大提高了系統(tǒng)的效率，防止主服務(wù)器負(fù)載過(guò)重。海量數(shù)據(jù)分布存儲(chǔ)技術(shù)

云計(jì)算技術(shù)原理和應(yīng)用發(fā)展數(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)必需能夠高效的管理大量的數(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。BT是建立在GFS,Scheduler,LockService和MapReduce之上的一個(gè)大型的分布式數(shù)據(jù)庫(kù)，與傳統(tǒng)的關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)不同，它把所有數(shù)據(jù)都作為對(duì)象來(lái)處理，形成一個(gè)巨大的表格，用來(lái)分布存儲(chǔ)大規(guī)模結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)。Google的很多項(xiàng)目使用BT來(lái)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，包括網(wǎng)頁(yè)查詢，Googleearth和Google金融。這些應(yīng)用程序?qū)T的要求各不相同：數(shù)據(jù)大?。◤腢RL到網(wǎng)頁(yè)到衛(wèi)星圖象）不同，反應(yīng)速度不同（從后端的大批處理到實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)服務(wù)）。對(duì)于不同的要求，BT都成功的提供了靈活高效的服務(wù)。云計(jì)算技術(shù)原理和應(yīng)用發(fā)展

虛擬化技術(shù)

通過(guò)虛擬化技術(shù)可實(shí)現(xiàn)軟件應(yīng)用與底層硬件相隔離，它包括將單個(gè)資源劃分成多個(gè)虛擬資源的裂分模式，也包括將多個(gè)資源整合成一個(gè)虛擬資源的聚合模式。虛擬化技術(shù)根據(jù)對(duì)象可分成存儲(chǔ)虛擬化、計(jì)算虛擬化、網(wǎng)絡(luò)虛擬化等，計(jì)算虛擬化又分為系統(tǒng)級(jí)虛擬化、應(yīng)用級(jí)虛擬化和桌面虛擬化。

云計(jì)算平臺(tái)管理技術(shù)云計(jì)算資源規(guī)模龐大，服務(wù)器數(shù)量眾多并分布在不同的地點(diǎn)，同時(shí)運(yùn)行著數(shù)百種應(yīng)用，如何有效的管理這些服務(wù)器，保證整個(gè)系統(tǒng)提供不間斷的服務(wù)是巨大的挑戰(zhàn)。云計(jì)算系統(tǒng)的平臺(tái)管理技術(shù)能夠使大量的服務(wù)器協(xié)同工作，方便的進(jìn)行業(yè)務(wù)部署和開(kāi)通，快速發(fā)現(xiàn)和恢復(fù)系統(tǒng)故障，通過(guò)自動(dòng)化、智能化的手段實(shí)現(xiàn)大規(guī)模系統(tǒng)的可靠運(yùn)營(yíng)。

云計(jì)算技術(shù)原理和應(yīng)用發(fā)展典型云計(jì)算平臺(tái)介紹

Google的云計(jì)算平臺(tái)

Google公布的云計(jì)算技術(shù)主要由MapReduce、Google文件系統(tǒng)(GFS)、BigTable組成。Google還構(gòu)建其他云計(jì)算組件，包括一個(gè)領(lǐng)域描述語(yǔ)言以及分布式鎖服務(wù)機(jī)制等。Sawzall是一種建立在MapReduce基礎(chǔ)上的領(lǐng)域語(yǔ)言，專門用于大規(guī)模的信息處理。Chubby是一個(gè)高可用、分布式數(shù)據(jù)鎖服務(wù)，當(dāng)有機(jī)器失效時(shí)，Chubby使用Paxos算法來(lái)保證備份。

云計(jì)算技術(shù)原理和應(yīng)用發(fā)展IBM“藍(lán)云”計(jì)算平臺(tái)

“藍(lán)云”基于IBMAlmaden研究中心的云基礎(chǔ)架構(gòu)，采用了Xen和PowerVM虛擬化軟件，Linux操作系統(tǒng)映像以及Hadoop軟件(GoogleFileSystem以及MapReduce的開(kāi)源實(shí)現(xiàn))。IBM已經(jīng)正式推出了基于x86芯片服務(wù)器系統(tǒng)的“藍(lán)云”產(chǎn)品。

由圖可知，“藍(lán)云”計(jì)算平臺(tái)由一個(gè)數(shù)據(jù)中心、IBMTivoli部署管理軟件(Tivoliprovisioningmanager)、IBMTivoli監(jiān)控軟件(IBMTivolimonitoring)、IBMWebSphere應(yīng)用服務(wù)器、IBMDB2數(shù)據(jù)庫(kù)以及一些開(kāi)源信息處理軟件和開(kāi)源虛擬化軟件共同組成。

云計(jì)算技術(shù)原理和應(yīng)用發(fā)展Amazon將自己的彈性計(jì)算云建立在公司內(nèi)部的大規(guī)模集