云计算(研究报告).doc

目录摘要5第一章 什么是云计算71。1 狭义云计算71。2 广义云计算71。3 其他一些云计算的定义91。4 云计算的几大形式11第二章 云计算的基本特征及核心技术122。1 云计算的基本原理122。2 云计算的特点及进一步概述122。3 云计算的关键技术132。4 云安全15第三章 云计算对信息产业的影响163.1 云计算实例和行业巨擎163。2 云计算对信息产业的影响17总结18致谢19参考文献20摘要随着多核处理器、虚拟化、分布式存储、宽带互联网和自动化管理等技术的发展,产生了一种新型的计算模式云计算，它能够按需部署计算资源，而用户只需要为所使用的资源付费。 “云是列互联网或大型服务器集群的一种比喻，由分布的互联网基础设施，如网络设备、服务器、存储设备、安全设备等构成,几乎所有的数据和应用软件.都可存储在“云”里.而“云终端”，例如PC、手机、车载电子设备等,只需要拥有一个功能完备的浏览器，并安装一个简单的操作系统，通过网络接入“云，就可以轻松使用云中的计算资源。2007年，云计算作为一种概念被业界关注。仅仅两三年后，云计算就引起了计算机、互联网和通信行业内的高度关注，正在被越来越多的人所认识和接受,已经成为IT行业最为炙手可热的中心主题。可以预见,在云计算的大趋势下整个信息服务产业将发生全面重组洗牌,软件产业结构将面临大调整，软件生产组织方式向敏捷、定制化、服务化方向变革，网络端设备更加多元化和个性化，而且会出现大众普遍参与、形成群体智慧的新局面。这一切，都将为善于创新的企业创造难得的历史性机遇。关键词:CPU 超级计算机 服务器 虚拟机 企业之争云计算云计算,是分布式计算技术的一种，其最基本的概念,是透过网络将庞大的计算处理程序自动分拆成无数个较小的子程序,再交由多部服务器所组成的庞大系统经搜寻、计算分析之后将处理结果回传给用户。透过这项技术，网络服务提供者可以在数秒之内，达成处理数以千万计甚至亿计的信息，达到和超级计算机”同样强大效能的网络服务。 下面我主要就自己感兴趣的几个方面开始。第一章 什么是云计算云计算（Cloud Computing)是一种新近提出的计算模式。维基百科给云计算下的定义：云计算将IT相关的能力以服务的方式提供给用户，允许用户在不了解提供服务的技术、没有相关知识以及设备操作能力的情况下,通过Internet获取需要服务1。 中国云计算网将云定义为：云计算是分布式计算（Distributed Computing）、并行计算（Parallel Computing)和网格计算(Grid Computing）的发展,或者说是这些科学概念的商业实现2。 Forrester Research 的分析师 James Staten 定义云为：“云计算是一个具备高度扩展性和管理性并能够胜任终端用户应用软件计算基础架构的系统池”。 虽然目前云计算没有统一的定义，结合上述定义，可以总结出云计算的一些本质特征，即分布式计算和存储特性,高扩展性，用户友好性,良好的管理性. 1。1 狭义云计算 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（硬件、平台、软件)。 提供资源的网络被称为“云”.“云中的资源在使用者看来是可以无限扩展的，并且可以随时获取,按需使用，随时扩展,按使用付费.这种特性经常被称为像水 电一样使用IT基础设施.1。2 广义云计算 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.解释：这种资源池称为“云”。“云是一些可以自我维护和管理的虚拟计算资源，通常为一些大型服务器集群，包括计算服务器、 存储服务器、宽带资源等等.云计算将所有的计算资源集中起来,并由软件实现自动管理，无需人为参与.这使得应用提供者无需为繁琐的细节而烦恼，能够更加专 注于自己的业务,有利于创新和降低成本.有人打了个比方:这就好比是从古老的单台发电机模式转向了电厂集中供电的模式。它意味着计算能力也可以作为一种商品进行流通，就像煤气、水电一样,取用方便，费用低廉。最大的不同在于，它是通过互联网进行传输的。云计算是并行计算(Parallel Computing)、分布式计算（Distributed Computing)和网格计算（Grid Computing）的发展,或者说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。总的来说，云计算可以算作是网格计算的一个商业演化版。早在2002年，我国刘鹏就针对传统网格计算思路存在不实用问 题，提出计算池的概念：“把分散在各地的高性能计算机用高速网络连接起来,用专门设计的中间件软件有机地粘合在一起,以Web界面接受各地科学工作者提出 的计算请求，并将之分配到合适的结点上运行。计算池能大大提高资源的服务质量和利用率，同时避免跨结点划分应用程序所带来的低效性和复杂性,能够在目前条 件下达到实用化要求.”如果将文中的“高性能计算机”换成“服务器集群，将“科学工作者”换成“商业用户”，就与当前的云计算非常接近了。1.3 其他一些云计算的定义 Markus Klems云计算是一个囊括了开发,负载平衡，商业模式，以及架构的时髦词,是软件业的未来模式（Software 10.0），或者简单地讲,云计算就是以 Internet 为中心的软件。Reuven Cohen云计算是一种基于 Web 的服务，目的是让用户只为自己需要的功能付钱，同时消除传统软件在硬件，软件，专业技能方面的投资。云计算让用户脱离技术与部署上的复杂性而获得应用Douglas Gourlay云计算指的是一个大的宏图，基本上说,就是让用户透过 Internet 访问技术服务，现在，我每次登陆 Facebook 或搜索航班，事实上都是在使用云计算.Ben Kepes云模式的初衷是让硬件层的消费象按需计算，按所需存储空间那样进行，而为了让云模式带来更多力量，我们需要在整个应用架构中，在一个虚拟的环境中实现配制，部署，服务。Kirill Sheynkman我曾经和客户这样比喻云计算，我们可以把云计算比作“云厨”,我是一家的厨师,负责一家人的饭食,如果我的孩子想吃意大利食物,我就或做或订意大利饭给他，这些东西可能每天都变.拿我们的 Data Center 3。0 来说，你可以决定你的应用程序是在本地运行，还是在别的其它数据中心运行,如果发现资源不够,你也可以中途改变主意.事实上，基于自动化管理，你可以实时改变。Kevin Hartig云是一个庞大的资源池，你按需购买；云是虚拟化的；云可以象自来水，电，煤气那样计费。Trevor Doerksen 云计算的意思是，外包的，用多少买多少的，各取所需的,一些来自 Internet 的东西。Thorsten von Eicken要想讨论围绕着云计算这个概念的问题，我们需要在一个历史背景中进行，看看云计算的先驱者，他们所遇到的问题,会给我们一些指引,以避免同样 的问题.Paul Wallis关于云计算的分布,我们可以借用金字塔模型。处于顶端的是那些只需要用户关心这是什么的一些应用，如 Gmail， Hotmail, Quicken Online等等。 处于中间的是一些服务，你拥有逐渐增强的灵活性与可控制性，但仍受一些限制,Google App Engine， Heroku, Mosso， Engine Yard， Joyent or force。com （SalesForce platform） 一类的应用算这一类别.处于底端的是一些诸如 Amazon EC2， GoGrid， RightScale 和 Linode 一类的架构.Michael SheehanWeb 与博客世界繁荣让人相信，任何应用都可以走向 Web 化,事实上,有些是可以的,但大部分不可以。可靠性，可扩展性,安全，以及一大堆问题会阻止多数公司将他们的核心业务放到“云”中，如果那样，出现问题的 成本将非常高。Amazon 是云计算的领先者,但即使是 Amazon 也遇到很多问题，云计算还需要不断完善,它需要走的路可能比多数人估计的都要长。Aaron Ricadela当我们向不懂计算机技术的人提供虚拟技术的时候，我们希望虚拟或隐藏的是其复杂性.绝大多数人希望同应用或服务,而不是软件打交道。对 于云计算，我们希望软件本身被虚拟或躲藏在系统或专业人员的背后，或者说“云的背后.技术的发展也应了这句古话，总是螺旋上升的。早期的大型机时代，大 型机集中了所有计算;而到了PC时代，计算能力则分布在每一台PC上；即将进入以“云计算为代表的互联网时代之后，计算能力又将走向集中。 分布式计算的PC时代，创造了微软；集中式计算的“云时代,创造了谷歌。与谷歌试图将所有计算和应用搬到“云里不同，微 软提出“云端计算”的平衡理念：“云”和终端都将承担一部分计算和应用. 微软提出“云端计算”的基础是：虽然“云计算”时代，由摩尔定律及WINTEL架构所决定的平衡正在打破,但一个由硬件、带宽、内容构成的新平衡正在形 成：终端性能、带宽的发展，永远也赶不上内容的增长速度，三者总是维持一个动态的最佳平衡。1。4 云计算的几大形式 InfoWorld网站同数十家公司、分析家和IT用户讨论出了云计算的几大形式:1。SAAS（软件即服务） 这种类型的云计算通过浏览器把程序传给成千上万的用户。在用户眼中看来,这样会省去在服务器和软件授权上的开支；从供应商角度来看,这样只需要维持一个 程序就够了，这样能够减少成本.Salesforce。com是迄今为止这类服务最为出名的公司.SAAS在人力资源管理程序和ERP中比较常用。 Google Apps和Zoho Office也是类似的服务2。实用计算（Utility Computing）这个主意很早就有了，但是直到最近才在Amazon。com、Sun、IBM和其它提供存储服务和虚拟服务器的公司中新生。这种云计算是为IT行业创造虚拟的数据中心使得其能够把内存、I/O设备、存储和计算能力集中起来成为一个虚拟的资源池来为整个网络提供服务。3.网络服务同SAAS关系密切，网络服务提供者们能够提供API让开发者能够开发更多基于互联网的应用，而不是提供单机程序。4。平台即服务另一种SAAS，这种形式的云计算把开发环境作为一种服务来提供.你可以使用中间商的设备来开发自己的程序并通过互联网和其服务器传到用户手中。5。MSP（管理服务提供商）最古老的云计算运用之一。这种应用更多的是面向IT行业而不是终端用户，常用于邮件病毒扫描、程序监控等等。6。商业服务平台SAAS和MSP的混合应用,该类云计算为用户和提供商之间的互动提供了一个平台。比如用户个人开支管理系统,能够根据用户的设置来管理其开支并协调其订购的各种服务。7。互联网整合将互联网上提供类似服务的公司整合起来，以便用户能够更方便的比较和选择自己的服务供应商。第二章 云计算的基本特征及核心技术2。1 云计算的基本原理 云计算的基本原理是，通过使计算分布在大量的分布式计算机上，而非本地计算机或远程服务器中，企业数据中心的运行将更与互联网相似。这使得企业能够将资源切换到需要的应用上，根据需求访问计算机和存储系统。云计算的蓝图已经呼之欲出:在未来,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。从这个角度而言,最终用户才是云计算的真正拥有者.云计算的应用包含这样的一种思想,把力量联合起来,给其中的每一个成员使用。从最根本的意义来说，云计算就是利用互联网上的软件和数据的能力。 对于云计算, 李开复（Google全球副总裁、中国区总裁）打了一个形象的比喻：钱庄. 最早人们只是把钱放在枕头底下,后来有了钱庄,很安全，不过兑现起来比较麻烦。现在发展到银行可以到任何一个网点取钱，甚至通过ATM,或者国外的渠道.就像用电不需要家家装备发电机，直接从电力公司购买一样。“云计算带来的就是这样一种变革由谷歌、IBM这样的专业网络公司来搭建计算机存储、运算中心，用户通过一根网线借助浏览器就可以很方便的访问，把“云做为资料存储以及应用服务的中心。 2。2 云计算的特点及进一步概述云计算具有以下特点：（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.（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。2.3 云计算的关键技术按需部署是云计算的核心。要解决按需部署，必须解决资源的动态可重构、监控和自动化部署等，而这些又需要以虚拟化、高性能存储、处理器、高速互联网等技术为基础。所以云计算除了需要仔细研究其体系结构外，还要特别注意研究资源的动态可重构、自动化部署、资源监控、虚拟化、高性能存储、处理器等关键技术.（1)体系结构为了有效支持云计算,其体系结构必须支持几个关键特征。首先，系统必须是自治的，即需要内嵌有自动化技术，以减轻或消除人工部署和管理任务，而允许平台智地响应应用的要求；其次，云计算的架构必须是敏捷的,能够对需求信号或变化做出迅还的反应。内嵌的虚拟化技术和集群化技术，能应付增长或服务级要求的快速变化。云计算平台的体系结构，如图1所示,是一个云服务器的互连网络图.用户界面:“云用户请求服务的交互界面;服务目录：用户可选择的服务列表;管理系统：用于管理可用计算资源和服务；部署工具：自治的，根据用户请求智能地部署资源和应用,动态地部署、配置和回收资源；监控：监控云系统资源的使用情况,以便做出迅疾的反应；服务器集群：虚拟或者物理服务器,由管理系统管理。(2）自动化部署自动化部署，是指通过自动安装和部署,将计算资源从原始状态变为可用状态.在云计算中体现为将虚拟资源池中的资源进行划分、安装和部署成可以为用户提供各种服务和应用的过程,其中包括硬件(服务器）、软件（用户需要的软件和配置)、网络和存储。系统资源的部署有多个步骤，自动化部署通过调用脚本,实现不同厂商设备管理工具的自动配置、应用软件的部署和配置，确保这些调用过程可以以静默的方式实现，免除了大量的人机交互，使得部署过程不再依赖人工操作。整个部署过程基于工作流来实现，如图2所示。（3）资源监控“云”通常具有大量服务器,并且资源是动态变化的，需要及时、准确、动态的资源信息。资源监控可以为“云”对资源的动态部署提供依据,并有效监控资源的使用情况和负载情况.资源监控是实现“云”资源管理的一个重要环节，它可提供对系统资源的实时监控，并为其它子系统提供系统性能信息，以便更好地完成系统资源的分配。云计算通过一个监视服务器监控和管理计算资源池中的所有资源，并通过在云中的各个服务器上部署Agent代理程序，配置并监视各资源服务器,定期将资源使用信息数据传送至数据仓库，监视服务器数据仓库中“云资源的使用情况，对数据进行分析及跟踪资源的可用性,为排除故障和均衡资源提供信息。2.4 云安全“云安全”是“云计算技术的重要分支，已经在反病毒领域当中获得了广泛应用.云安全通过网状的大量客户端对网络中软件行为的异常监测，获取互联网中木马、恶意程序的最新信息,推送到服务端进行自动分析和处理,再把病毒和木马的解决方案分发到每一个客户端。整个互联网，变成了一个超级大的杀毒软件，这就是云安全计划的宏伟目标。 “云安全（Cloud Security）计划是网络时代信息安全的最新体现，它融合了并行处理、网格计算、未知病毒行为判断等新兴技术和概念，通过网状的大量客户端对网络中软件行为的异常监测，获取互联网中木马、恶意程序的最新信息，推送到Server端进行自动分析和处理,再把病毒和木马的解决方案分发到每一个客户端.未来杀毒软件将无法有效地处理日益增多的恶意程序。来自互联网的主要威胁正在由电脑病毒转向恶意程序及木马,在这样的情况下,采用的特征库判别法显然已经过时。云安全技术应用后，识别和查杀病毒不再仅仅依靠本地硬盘中的病毒库，而是依靠庞大的网络服务，实时进行采集、分析以及处理.整个互联网就是一个巨大的“杀毒软件，参与者越多,每个参与者就越安全,整个互联网就会更安全。第三章 云计算对信息产业的影响3。1 云计算实例和行业巨擎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.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.Google的云计算概念接近于一种应用云。目前，Google又开始允许第三方在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.在我国,2008年12月30日,阿里巴巴集团旗下子公司阿里软件与江苏省南京市政府正式签订了2009年战略合作框架协议,计划于2009年初在南京建立国内首个“电子商务云计算中心”，首期投资额将达上亿元人民币；世纪互联推出了CloudEx产品线，包括完整的互联网主机服务”CloudEx Computing Service”， 基于在线存储虚拟化的”CloudEx Storage Service，供个人及企业进行互联网云端备份的数据保全服务等等系列互联网云计算服务；中国移动研究院做云计算的探索起步较早，已经完成了云计算试验中心。中移动董事长兼CEO王建宙认为云计算和互联网的移动化是未来发展方向。我国企业创造的“云安全概念，在国际云计算领域独树一帜。云安全通过网状的大量客户端对网络中软件行为的异常监测，获取互联网中木马、恶意程序的最新信息，推送到服务端进行自动分析和处理,再把病毒和木马的解决方案分发到每一个客户端.云安全的策略构想是:使用者越多，每个使用者就越安全,因为如此庞大的用户群,足以覆盖互联网的每个角落,只要某个网站被挂马或某个新木马病毒出现，就会立刻被截获3。2 云计算对信息产业的影响影响一：信息产业面临重新洗牌大量的中小企业软件开发商面临着工作平台、工作对象、工作方式的重组.在云计算的大潮中要么做大做强服务，成为“大款” ；要么“傍大款，依附发展；否则被淘汰。影响二：软件产业结构面临调整云计算使得信息服务的社会化成为可能，改变并精细化了大众需求，催生新的市场和新的服务业.软件产业结构发生变化，基于内容的信息服务业所占比重越来越大。单机的系统软件和中间件所占比重逐渐减小，软件依附于应用；嵌入式软件更加个性化、柔性化。 影响三：软件开发的组织方式面临变革出现各种各样开源、开放的软件合作开发社区。淡化软件产品的生命周期,软件在线更新，贴近用户新需求，强调软件的演化。软件频繁地被重用和重组,在第一时间满足客户需求。影响四：大众普遍参与形成群体智慧海量的草根用户在偏好依附发展，构成网络软件生态环境的基础.万维网上的知名服务吸引了大众普通参与开发，确保了服务质量，扩大了应用覆盖范围。各种各样的信息资源中心和P2P运用相得益彰.影响五:网络端设备多元化个性化网络环境下泛在的计算手机、游戏机、电视机、上网本、笔记本电脑的差别变小端产品 iX 更加简洁、多样，泛在计算成为趋势对于端设备制造商而言:通过I/O接口连接网络的端设备必须具备灵活的功能，能方便地进行功能的柔性重组，解决广义的“最后一公里”问题.总结 云计算,是一种基于互联网的计算方式，通过这种方式，共享的软硬件资源和信息可以按需提供给计算机和其他设备。云其实是网络、互联网的一种比喻说法.云计算的核心思想，是将大量用网络连接的计算资源统一管理和调度，构成一个计算资源池向用户按需服务.提供资源的网络被称为“云”.狭义云计算指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资源;广义云计算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服务。这种服务可以是IT和软件、互联网相关,也可是其他服务。云计算是继1980年代大型计算机到客户端服务器的大转变之后的又一种巨变。过去在图中往往用云来表示电信网，后来也用来表示互联网和底层基础设施的抽象。云计算描述了一种基于互联网的新的IT服务增加、使用和交付模式,通常涉及通过互联网来提供动态易扩展而且经常是虚拟化的资源. 云计算常与网格计算、效用计算、自主计算相混淆。（网格计算：分布式计算的一种，由一群松散耦合的计算机集组成的一个超级虚拟计算机，常用来执行一些大型任务；效用计算：IT资源的一种打包和计费方式，比如按照计算、存储分别计量费用,像传统的电力等公共设施一样；自主计算：具有自我管理功能的计算机系统。）云计算具有强大的数据存储及处理能力，支持异构基础资源及异构多任务体系。在农业领域中，如能结合GIS、移动互联网等,对开展基于网路环境下的农业信息服务及农业预警预测大有裨益。 云计算支持资源的动态流转及伸缩,进而促使农业领域服务商业收费的可度量化。云计算技术，对农业领域下物联网的实现而言，更具有基础性。致谢感谢大家听取我的描述，希望我的总结能给大家带来帮助,能让大家了解云计算,走进云计算，使得云计算对大家来说不再陌生参考文献中国轻工业网 云计算的现状及其发展趋势的分析姚剑 中国云“蔚然升起”（程序员3月刊）鲍尔默 云技术的五个维度云安全联盟(CSA) 云计算关键领域安全指南 2009 年12 月中国电信 云计算安全技术指引 2011年 8月趋势科技云时代解决方案云安全解决方案 2011年中国电信 云安全理念与实践http：/ 普通个人用户：云计算带来了什么?http:/news。wxiu。com/200907/27-6134.html 云计算之：云计算的20个定义http:/www.361tushu。cn/a/jisuanji_wangluo/20100215/3482。html云技术的历史