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云计算
1云计算相关概念
云计算概念是由Google提出的，这是一个美丽的网络应用模式。狭义云计算是指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；广义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，它具有超大规模、虚拟化、可靠安全等独特功效
定义
　　长定义是：“云计算是一种商业计算模型。它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、存储空间和信息服务。”
短定义是：“云计算是通过网络按需提供可动态伸缩的廉价计算服务。”
§

计算资源包括：CPU运算资源、存储资源、网络带宽等
云计算是并行计算、分布式计算和网格计算的发展，是这些计算机科学概念的商业实现。
云计算是虚拟化(Virtualization)、效用计算(Utility Computing)、IaaS(基础设施即服务)、PaaS(平台即服务)、SaaS(软件即服务)等概念混合演进并跃升的结果。

2云计算特点
v 超大规模：服务器群
v 虚拟化：可以看作是一片用于计算的云
v 高可靠性：冗余副本、负载均衡
v 通用性：支撑千变万化的实际应用
v 高可扩展性：灵活、动态伸缩
v 按需服务：按需购买
v 极其廉价：不再需要一次性购买超级电脑
v 安全： 摆脱数据丢失、病毒入侵
v 方便：支持多终端、数据共享
(1) 超大规模。“云”具有相当的规模，Google云计算已经拥有100多万台服务器， Amazon、IBM、微软、Yahoo等的“云”均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”能赋予用户前所未有的计算能力。
　　(2) 虚拟化。云计算支持用户在任意位置、使用各种终端获取应用服务。所请求的资源来自“云”，而不是固定的有形的实体。应用在“云”中某处运行，但实际上用户无需了解、也不用担心应用运行的具体位置。只需要一台笔记本或者一个手机，就可以通过网络服务来实现我们需要的一切，甚至包括超级计算这样的任务。
　　(3) 高可靠性。“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靠性，使用云计算比使用本地计算机可靠。
　　(4) 通用性。云计算不针对特定的应用，在“云”的支撑下可以构造出千变万化的应用，同一个“云”可以同时支撑不同的应用运行。
　　(5) 高可扩展性。“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。“云”是一个庞大的资源池，你按需购买；云可以象自来水，电，煤气那样计费。 比如一个视频网站，刚成立或空闲期只需买几千点的计算量；成功推广或用户高峰期，买几亿点。
　　(7) 极其廉价。由于“云”的特殊容错措施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日益高昂的数据中心管理成本，“云”的通用性使资源的利用率较之传统系统大幅提升，因此用户可以充分享受“云”的低成本优势，经常只要花费几百美元、几天时间就能完成以前需要数万美元、数月时间才能完成的任务。
(8)安全： 云计算提供了最可靠、最安全的数据存储中心，用户不用再担心数据丢失、病毒入侵等麻烦
(9)方便：它对用户端的设备要求最低，使用起来很方便，而且支持各种各样的设备；它可以轻松实现不同设备间的数据与应用共享。
3 云计算体系结构
云计算平台是一个强大的“云”网络，连接了大量并发的网络计算和服务，可利用虚拟化技术扩展每一个服务器的能力，将各自的资源通过云计算平台结合起来，提供超级计算和存储能力。通用的云计算体系结构如下图所示：

§ 云用户端：提供云用户请求服务的交互界面，也是用户使用云的入口，用户通过Web浏览器可以注册、登录及定制服务、配置和管理用户。打开应用实例与本地操作桌面系统一样。
§ 服务目录：云用户在取得相应权限（付费或其他限制）后可以选择或定制的服务列表，也可以对已有服务进行退订的操作，在云用户端界面生成相应的图标或列表的形式展示相关的服务。
§ 管理系统和部署工具：提供管理和服务，能管理云用户，能对用户授权、认证、登录进行管理，并可以管理可用计算资源和服务，接收用户发送的请求，根据用户请求并转发到相应的相应程序，调度资源智能地部署资源和应用，动态地部署、配置和回收资源。
§ 监控：监控和计量云系统资源的使用情况，以便做出迅速反应，完成节点同步配置、负载均衡配置和资源监控，确保资源能顺利分配给合适的用户。
§ 服务器集群：虚拟的或物理的服务器，由管理系统管理，负责高并发量的用户请求处理、大运算量计算处理、用户Web应用服务，云数据存储时采用相应数据切割算法采用并行方式上传和下载大容量数据。
§ 用户可通过云用户端从列表中选择所需的服务，其请求通过管理系统调度相应的资源，并通过部署工具分发请求、配置Web应用。

4 云计算服务层次
§ 在云计算中，根据其服务集合所提供的服务类型，整个云计算服务集合被划分成4个层次：应用层、平台层、基础设施层和虚拟化层。这4个层次每一层都对应着一个子服务集合，为云计算服务层次如下图所示：

§ 在云计算服务体系结构中各层次与相关云产品对应。
§ 应用层对应SaaS软件即服务如：Google APPS、SoftWare+Services；
§ 平台层对应PaaS平台即服务如：IBM IT Factory、Google APPEngine、F；
§ 基础设施层对应IaaS基础设施即服务如：Amazo Ec2、IBM Blue Cloud、Sun Grid；
§ 虚拟化层对应硬件即服务结合Paas提供硬件服务，包括服务器集群及硬件检测等服务。

5 云计算技术层次
§ 云计算技术层次和云计算服务层次不是一个概念，后者从服务的角度来划分云的层次，主要突出了云服务能给我带来什么。而云计算的技术层次主要从系统属性和设计思想角度来说明云，是对软硬件资源在云计算技术中所充当角色的说明。从云计算技术角度来分，云计算大约有4部分构成：物理资源、虚拟化资源、中间件管理部分和服务接口，如下图所示：
§ 服务接口：统一规定了在云计算时代使用计算机的各种规范、云计算服务的各种标准等，用户端与云端交互操作的入口，可以完成用户或服务注册，对服务的定制和使用。

§ 服务管理中间件：在云计算技术中，中间件位于服务和服务器集群之间，提供管理和服务即云计算体系结构中的管理系统。
§ 虚拟化资源：指一些可以实现一定操作具有一定功能，但其本身是虚拟而不是真实的资源，如计算池，存储池和网络池、数据库资源等，通过软件技术来实现相关的虚拟化功能包括虚拟环境、虚拟系统、虚拟平台。
§ 物理资源：主要指能支持计算机正常运行的一些硬件设备及技术，可以是价格低廉的PC，也可以是价格昂贵的服务器及磁盘阵列等设备，可以通过现有网络技术和并行技术、分布式技术将分散的计算机组成一个能提供超强功能的集群用于计算和存储等云计算操作。

6 云计算服务类别
§ 对于众多的服务，可以将云计算提供的服务细分为以下7个类型。
§ （1）SaaS（软件即服务）。Software as a Service
§ SaaS是一种基于互联网提供软件服务的应用模式。
§ 软件租赁：用户按使用时间和使用规模付费
§ 绿色部署：用户不需安装，打开浏览器即可运行
§ 不需要额外的服务器硬件
§ 软件（应用服务）按需定制
PS: SaaS是一种随着互联网技术的发展和应用软件的成熟，在21世纪开始兴起的完全创新的软件应用模式。SaaS服务模式与传统的销售软件永久许可证的方式有很大的不同，它采用软件租赁的形式。这种模式是未来管理软件的发展趋势 。

§ 软件厂商将应用软件统一部署在服务器或服务器集群上，通过互联网提供软件给用户。用户也可以根据自己实际需要向软件厂商定制或租用适合自己的应用软件，通过租用方式使用基于Web的软件来管理企业经营活动。它消除了企业购买、构建和维护基础设施和应用程序的需要。SaaS通常被用在企业管理软件领域、产品技术和市场。用友、金蝶等老牌管理软件厂商也推出在线财务SaaS产品。国际上其他大型软件企业中，微软提出了Software+SaaS的模式，谷歌推出了与微软Office竞争的Google Apps，Oracle在收购Sieble升级Sieble on-demand后推出Oracle On-demand，
§ （2）平台即服务。
§ 平台即服务PaaS（Platform as a service）是提供开发环境、服务器平台、硬件资源等服务给用户，用户可以在服务提供商的基础架构基础上开发开发程序并通过互联网和其服务器传给其他用户。PaaS能够提供企业或个人定制研发的中间件平台，提供应用软件开发、数据库、应用服务器、试验、托管及应用服务，为个人用户或企业的团队协作。
§ 在云计算服务中，平台即服务包括以下类型服务。
§ ① 提供集成开发环境。
§ 云服务提供商开发、测试、部署、维护应用程序等服务，满足不同用户需要的不同开发周期和集成开发环境，多用户互动测试，版本控制，部署和回滚。
§ ② 集成Web服务和数据库。
§ 支持SOAP和REST的接口，组成多个网络服务，支持多用户使用不同数据库的平台，协作用户实现云计算设计。
§ ③ 支持团队协作。
§ 平台服务通过共享代码和预定义方式，可以界定、更新和跟踪设计人员，开发、测试、质量控制完成团队协作。
§ ④ 提供实用设备。
§ 以租用方式提供相应设备（如大型集群系统，存储系统等）以端到端方式给用户。
§ 平台系统比应用软件系统复杂，是一系列的软件硬件协议的系统集合。把平台独立于软件之外来另立为单独的服务项目，能够让服务更具有目的化，易于管理和维护。
(3 )基础设施即服务 （实用计算、虚拟化）IaaS —— Infrastructure as a Service
§ 是为IT行业创造虚拟的计算和数据中心，使得其能够把计算单元、存储器、I/O设备、带宽等计算机基础设施，集中起来成为一个虚拟的资源池来为整个网络提供服务。
§ 用多少算多少
§ Amazon WebServices，简作AWS
• 弹性计算云EC2 （Elastic Compute Cloud） ——计算
• 简单存储服务S3 （Simple Storage Service） —— 存储
§ Google App Engine
PS: Amazon使用弹性计算云（EC2）和简单存储服务（S3）为企业提供计算和存储服务。 收费的服务项目包括存储服务器、带宽、CPU资源以及月租费。月租费与电话月租费类似，存储服务器、带宽按容量收费，CPU根据时长(小时)运算量收费。
Amazon把云计算做成一个大生意没有花太长的时间：不到两年时间，Amazon上的注册开发人员达44万人，还有为数众多的企业级用户。有第三方统计机构提供的数据显示，Amazon与云计算相关的业务收入已达1亿美元。云计算是Amazon增长最快的业务之一。
S3：S3的基础窗口是桶，桶是存放文件的容器。S3给每个桶和桶中每个文件分配一个URI地址，因此你可以通过http或者https协议进行访问。（认证、权限控制）
Google App Engine这种服务让开发人员可以编译基于Python的应用程序，并可免费使用谷歌的基础设施来进行托管（最高存储空间达 500MB）。
对于超过此上限的存储空间，谷歌按“每CPU内核每小时”10至12美分及1GB空间15至18美分的标准进行收费。
§ （4）按需计算（Utility Computing）。
§ 按需计算，是将多台服务器组成的"云端"计算资源包括计算和存储，作为计量服务提供给用户，由IT领域巨头如IBM的蓝云、Amazon的AWS及提供存储服务的虚拟技术厂商的参与应用与云计算结合的一种商业模式，它将内存、I/O设备、存储和计算能力整合成一个虚拟的资源池为整个业界提供所需要的存储资源和虚拟化服务器等服务。
§ （5）MSP（管理服务提供商）。
§ 管理服务是面向IT厂商的一种应用软件，常用于应用程序监控服务、桌面管理系统、邮件病毒扫描、反垃圾邮件服务等。目前瑞星杀毒软件早已推出云杀毒的方式，而SecureWorks、IBM提供的管理安全服务属于应用软件监控服务类。
§ （6）商业服务平台。
§ 商业服务平台是SaaS和MSP的混合应用，提供一种与用户结合的服务采集器，是用户和提供商之间的互动平台，如费用管理系统中用户可以订购其设定范围的服务与价格相符的产品或服务。
§ （7）网络集成。
§ 网络集成是云计算的基础服务的集成，采用通用的"云计算总线"，整合互联网服务类似的云计算公司，方便用户对服务供应商的比较和选择，为客户提供完整的服务。软件服务供应商OpSource推出了OpSource Services Bus，使用的就是被成为Boomi的云集成技术。

§ （8）云端网络服务。
网络服务供应商提供API能帮助开发者开发基于互联网的应用，通过网络拓展功能性。服务范围从提供分散的商业服务（诸如Strike Iron和Xignite）到涉及Google Maps、ADP薪资处理流程、美国邮电服务、Bloomberg和常规的信用卡处理服务等的全套API服务。
7 并行计算、分布式计算和网格计算
并行计算
v Parallel Computing
§ 是指同时使用多种计算资源解决计算问题的过程，其主要目的是快速解决大型且复杂的计算问题

§ 特点：把计算任务分派给系统内的多个运算单元
• 大型机的多CPU和多存储器
§ 并行计算问题的特征
• 将工作分离成离散部分，有助于同时解决
• 随时并及时地执行多个程序指令（多条线同时运行）
• 多计算资源下解决问题的耗时要少于单个计算资源下的耗时
分布式计算
v Distributed Computing
§ 所谓分布式计算是一门计算机科学，它研究如何把一个需要非常巨大的计算能力才能解决的问题分成许多小的部分，然后把这些部分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。

§ 特点：把计算任务分派给网络中的多台独立的机器
§ 优点：
• 稀有资源可以共享
• 通过分布式计算可以在多台计算机上平衡计算负载
• 可以把程序放在最适合运行它的计算机上
一些流行的分布式项目：
§ SETI@Home：寻找外星文明
§ RC-72：密码分析和破解，研究和寻找最为安全的密码系统
§ Folding@home：研究蛋白质折叠，误解，聚合及由此引起的相关疾病
§ Rosetta@home：蛋白质折叠项目，预测并设计蛋白质结构
§ United Devices：寻找对抗癌症的有效的药物
§ GIMPS：寻找最大的梅森素数（解决较为复杂的数学问题）

网格计算
v Grid Computing
§ 网格是利用互联网把地理上广泛分布的各种资源（包括计算资源、存储资源、带宽资源、软件资源、数据资源、信息资源、知识资源等）连成一个逻辑整体，就像一台超级计算机一样，为用户提供一体化信息和应用服务（计算、存储、访问等）

§ 网格计算是分布式计算的一种，是分布式计算封装

8 云计算发展的障碍
v 标准不统一
§ Google、Amazon、 IBM、微软等的平台互不兼容
v 数据真的安全？
§ 云服务提供商的信誉——留后门？！
§ 面临着全世界的黑客——需要高强度的安全系统

v 网络带宽
§ 3G 尚未普及，费用极高
v 耗电量巨大
v 主旋律——节能减排
v 终端设备的电池容量有限

9 虚拟化
云计算的一个关键吸引人之处是它对开发人员和最终用户隐藏了基础设施的复杂情
况。他们不知道或不需要知道云的内部构造 — 他们只需关心云计算提供他们所需的
服务。
操作系统虚拟化
在云架构中使用操作系统级虚拟化或分区技术 (如 LPAR、VPAR、NPAR、动态系统域等) 有助于解决一些核心的安全、隐私和管理问题；如果不解决这些问题，云计算的采用就会受到阻碍。
平台虚拟化
平台虚拟化允许任意操作系统以及结果产生的应用程序环境运行于特定系统之上。此
系统虚拟化存在两种基本模式: 完整虚拟化 (或全面模拟基本硬件) 和准虚拟化 (提供基本硬件的接近相似的模式)。
网络虚拟化
负载均衡技术已成为云计算领域的一个热门话题，因为随着云内的物理系统和虚拟系统的升级，管理为提供服务而执行的工作负载的复杂性也会增加。。
应用程序虚拟化
云内还存在一个与“容器”的软件角。云中实施的 Web 容器技术对开发人员生产率和灵活性影响很大。现在，多数云计算技术都注重平台虚拟化，而且开发人员选择操作系统和开发平台。但是越来越多的公用云当然还有专用云将会提供更高水平的开发环境编程抽象。随着时间的推移，我们可以预期达到以下抽象水平：随着越来越多功能渗透到平台之中，开发人员所连接的抽象水平也会逐步提高。

10 应用:

1）游戏市场
云计算就现今来说，还并没有成为家用机和掌机界的联网模式，因为至今X360仍然在使用LIVE，PS是PS NETWORK ，wii是wi-fi。但是几年后或十几年后，云计算取代这些东西成为其网络发展的终极方向的可能性，非常大。

　　2）Amazon
　　Amazon以在线书店和电子零售业起家，如今已在业界享有盛誉。它最新的业务却与云计算有关。两年多以前，亚马逊作为首批进军云计算新兴市场的厂商之一，为尝试进入该领域的企业开创了良好的开端。
　　3）亚马逊的云名为亚马逊网络服务（Amazon WebServices，AWS），目前主要由4块核心服务组成：简单存储服务（Simple StorageService，S3）；弹性计算云（Elastic Compute Cloud，EC2）；简单排列服务（Simple QueuingService）以及尚处于测试阶段的SimpleDB。换句话说，亚马逊现在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。
　 4）Google当数最大的云计算的使用者。Google搜索引擎就建立在分布在200多个地点、超过100万台服务器的支撑之上，这些设施的数量正在迅猛增长。Google地球、地图、Gmail、Docs等也同样使用了这些基础设施。采用Google Docs之类的应用，用户数据会保存在互联网上的某个位置，可以通过任何一个与互联网相连的系统十分便利地访问这些数据。目前，Google已经允许第三方在Google的云计算中通过Google App Engine运行大型并行应用程序。Google值得称颂的是它不保守。它早已以发表学术论文的形式公开其云计算三大法宝：GFS、MapReduce和BigTable，并在美国、中国等高校开设如何进行云计算编程的课程。
IBM
　　5）IBM在2007年11月推出了“改变游戏规则”的“蓝云”计算平台，为客户带来即买即用的云计算平台。它包括一系列的自动化、自我管理和自我修复的虚拟化云计算软件，使来自全球的应用可以访问分布式的大型服务器池。使得数据中心在类似于互联网的环境下运行计算。IBM正在与17个欧洲组织合作开展云计算项目。欧盟提供了1.7亿欧元做为部分资金。该计划名为RESERVOIR，以“无障碍的资源和服务虚拟化”为口号。2008年8月， IBM宣布将投资约4亿美元用于其设在北卡罗来纳州和日本东京的云计算数据中心改造。IBM计划在2009年在10个国家投资3亿美元建13个云计算中心。
微软
　　6）微软紧跟云计算步伐，于2008年10月推出了Windows Azure操作系统。Azure(译为“蓝天”)是继Windows取代DOS之后，微软的又一次颠覆性转型——通过在互联网架构上打造新云计算平台，让Windows真正由PC延伸到“蓝天”上。微软拥有全世界数以亿计的Windows用户桌面和浏览器，现在它将它们连接到“蓝天”上。Azure的底层是微软全球基础服务系统，由遍布全球的第四代数据中心构成
　　7）云计算作为中国移动蓝海战略的一个重要部分，于2007年由移动研究院组织力量，联合中科院计算所，着手起步了一个叫做“大云”的项目。
　　中移动的大云建设包括两个方向：一是基础架构建设。第二部分是平台及服务的建设。基于这两方面之上，中国移动将推出“软件即服务”，以便中小企业减少IT投入成本和IT运营复杂性，同时提供办公自动化解决方案。
大云1.0版于2010年正式发布。以此为基础，中国移动将逐步展开云计算的商业化步伐。