云计算及其应用论文.doc

辽 宁 科 技 大 学课程设计说明书设计题目: 云计算及其应用 学院、系： 专业班级： 学生姓名： 指导教师： 成 绩： 2013年 月 日云计算及其应用 摘要: 本文分别介绍了云计算产生的背景及意义，云计算现状及发展趋势 以及云计算目前正面临的问题和云计算应用的主要领域。 关键词： 云计算 现状及发展趋势 云应用 1 云计算简介 1.1云计算的产生背景 21世纪初期，崛起的web2。0让网络迎来了新的发展高峰。网站或者业务系统所需要处理的业务量快速增长，例如视频在线或者照片共享，这样的网站需要为用户储存和处理大量的数据。这类系统所面临的重要问题是如何在用户数量快速增长的情况下快速扩展原有系统，随着移动终端的智能化、移动宽带网络的普及，将有越来越多的移动设备进入互联网,意味着与移动终端相关的IT系统会承受更多的负载,而列于提供数据服务的企业来讲，IT系统需要处理更多的业务量。由于资源的有限性,电力成本、空间成本、各种设施的维护成本快速上升，直接导致数据中心的成本上升，这就面临着怎样有效地利用这些资源，以及如何利用更少的资源解决更多的问题. 同时，随着高速网络连接的衍生，芯片和磁盘驱动器产品在功能增强的同时,价格也在变得甘益低廉，拥有成百上千台计算机的数掂中心也具备了快速为大量用户处理复杂问题的能力。技术上,分布式计算的日益成熟和应用，特别是网格计算的发展通过Internet把分散在各处的硬件、软件、信息资源连接成为一个巨大的整体，从而使得人们能够利用地理上分散于各处的资源，完成大规模的、复杂的计算和数据处理的任务。数据存储的快速增长产生了以GFS (Google File System）、SAN（Storage Area Network）为代表的高性能存储技术。服务器整合需求的不断升温推动了Xen等虚拟化技术的进步还有Web2。0的实现,Saas（Software as a Service）观念方兴未艾,多核技术的普及等，所有这些技术为产生更强大的计算能力和服务提供了可能。计算能力和资源利用效率的迫切需求，资源的集中化和技术的进步，推动云计算应运而生。 1。2 云计算的意义 在PC领域，我们看到今天全球仍然没有摆脱“Wintel”（微软及Intel）联盟的垄断,全世界附加价值最高的核心芯片技术及软件工业几乎被美国企业掌控。我们要想打破这一行业垄断现状,走出跨越式发展的新路,必须抓住“云计算这种产业变革的机遇。在“云”环境下，新的计算结构对CPU、服务器与终端，以及各种应用软件都会有变革性的需求.今天，“云计算”到来时，我们已成为世界最大的应用市场，拥有全球最大、覆盖率最高的网络基础设施,如能把握好机遇，应有参与此次变革的良好基础与条件。另外,“云计算对一个有着13亿人口的发展中国家是降低计算成本的大好机遇，可以让每一个中国人享受到信息革命的成果,使信息与知识能够低成本高效率分享。有人比喻，如果个人计算机是“笔与纸的话，“云计算”则是印刷术的发明。印刷术的发明使知识的传播获得极大普及，人类文明进入一个新阶段。试想一下,当未来地计算终端不再需要硬盘与CPU，而所有信息可以储存在“云上，可以通过无线或有线网络随时获得,知识的获得和传播将会多么方便与便宜 2 云计算现状及发展趋势 2。1云计算现状 由于云计算是多种技术混合演进的结果，其成熟度较高，又有大公司推动,发展极为迅速。Google、亚马逊、IBM、微软和Yahoo等大公司是云计算的先行者。云计算领域的众多成功公司还包括VMware、Salesforce、Facebook、YouTube、MySpace等。亚马逊研发了弹性计算云EC2（Elastic Computing Cloud）和简单存储服务S3（Simple Storage Service）为企业提供计算和存储服务。收费的服务项目包括存储空间、带宽、CPU资源以及月租费。月租费与电话月租费类似，存储空间、带宽按容量收费，CPU根据运算量时长收费。在诞生不到两年的时间内,亚马逊的注册用户就多达44万人，其中包括为数众多的企业级用户.Google是最大的云计算技术的使用者。Google搜索引擎就建立在分布在200多个站点、超过100万台的服务器的支撑之上，而且这些设施的数量正在迅猛增长.Google的一系列成功应用平台，包括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终端十分便利地访问和共享这些数据。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.相应的，模仿者应运而生，Hadoop是其中最受关注的开源项目.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名为RESERVOIR的云计算项目，以“无障碍的资源和服务虚拟化”为口号,欧盟提供了1.7亿欧元作为部分资金.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，并计划2009年在10个国家投资3亿美元建设13个云计算中心。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。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.目前,微软已经配置了220个集装箱式数据中心，包括44万台服务器。在我国，云计算发展也非常迅猛。2008年，IBM先后在无锡和北京建立了两个云计算中心;世纪互联推出了CloudEx产品线，提供互联网主机服务、在线存储虚拟化服务等；中国移动研究院已经建立起1024个CPU的云计算试验中心；解放军理工大学研制了云存储系统MassCloud，并以它支撑基于3G的大规模视频监控应用和数字地球系统.作为云计算技术的一个分支，云安全技术通过大量客户端的参与和大量服务器端的统计分析来识别病毒和木马,取得了巨大成功.瑞星、趋势、卡巴斯基、McAfee、Symantec、江民、Panda、金山、360安全卫士等均推出了云安全解决方案。值得一提的是,云安全的核心思想，与早在2003年就提出的反垃圾邮件网格非常接近5。2008年11月25日,中国电子学会专门成立了云计算专家委员会。2009年5月22日，中国电子学会隆重举办首届中国云计算大会，1200多人与会,盛况空前。2009年11月2日,中国互联网大会专门召开了“2009云计算产业峰会”。2009年12月，中国电子学会举办了中国首届云计算学术会议。2010年5月，中国电子学会将举办第二届中国云计算大会。 2。2 云计算发展趋势 云计算在2009年获得了长足的发展，人们的态度也逐渐由疑虑向更加接受的方向转变，云计算也逐步融入了企业领域,2010年，随着云计算厂商在标准、安全性上的努力、服务品质协议的提升以及鼓励厂商接受基于软件使用而非客户数量的价格度量等多方尝试，云计算有望能够成为关键性业务应用的平台。总的来说，未来云计算的发展离不开以下这五大发展趋势：3 云计算的存在的问题 尽管云计算模式具有许多优点,但是也存在的一些问题，如数据隐私问题、安全问题、软件许可证问题、网络传输问题等. 数据隐私问题：如何保证存放在云服务提供商的数据隐私,不被非法利用,不仅需要技术的改进，也需要法律的进一步完善。 数据安全性:有些数据是企业的商业机密，数据的安全性关系到企业的生存和发展。云计算数据的安全性问题解决不了会影响云计算在企业中的应用。 用户使用习惯:如何改变用户的使用习惯，使用户适应网络化的软硬件应用是长期而艰巨的挑战。 网络传输问题:云计算服务依赖网络，目前网速低且不稳定，使云应用的性能不高。云计算的普及依赖网络技术的发展。4 云计算的应用解决的问题 “云应用是“云计算”概念的子集，是云计算技术在应用层的体现。云应用跟云计算最大的不同在于,云计算作为一种宏观技术发展概念而存在,而云应用则是直接面对客户解决实际问题的产品. “云应用”的工作原理是把传统软件“本地安装、本地运算”的使用方式变为即取即用的服务，通过互联网或局域网连接并操控远程服务器集群,完成业务逻辑或运算任务的一种新型应用。“云应用”的主要载体为互联网技术，以瘦客户端(Thin Client）或智能客户端（Smart Client）的展现形式，其界面实质上是HTML5，Javascript，或Flash等技术的集成.云应用不但可以帮助用户降低IT成本，更能大大提高工作效率，因此传统软件向云应用转型的发展革新浪潮已经不可阻挡。 云物联 “物联网就是物物相连的互联网”。这有两层意思:第一，物联网的核心和基础仍然是互联网，是在互联网基础上的延伸和扩展的网络;第二，其用户端延伸和扩展到了任何物品与物品之间,进行信息交换和通信。 物联网的两种业务模式: 1MAI(M2M Application Integration）, 内部MaaS; 2MaaS(M2M As A Service）, MMO， Multi-Tenants（多租户模型）. 随着物联网业务量的增加，对数据存储和计算量的需求将带来对“云计算能力的要求： 1云计算：从计算中心到数据中心在物联网的初级阶段，PoP即可满足需求; 2 在物联网高级阶段，可能出现MVNO/MMO营运商（国外已存在多年），需要虚拟化云计算技术，SOA等技术的结合实现互联网的泛在服务：TaaS (everyTHING As A Service)。 云安全 云安全（Cloud Security）是一个从“云计算演变而来的新名词。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. “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. 云存储 云存储是在云计算（cloud computing）概念上延伸和发展出来的一个新的概念，是指通过集群应用、网格技术或分布式文件系统等功能，将网络中大量各种不同类型的存储设备通过应用软件集合起来协同工作,共同对外提供数据存储和业务访问功能的一个系统。 当云计算系统运算和处理的核心是大量数据的存储和管理时，云计算系统中就需要配置大量的存储设备，那么云计算系统就转变成为一个云存储系统，所以云存储是一个以数据存储和管理为核心的云计算系统。 私有云 私有云（Private Cloud）是将云基础设施与软硬件资源创建在防火墙内，以供机构或企业内各部门共享数据中心内的资源。 创建私有云,除了硬件资源外,一般还有云设备（IaaS）软件；现时商业软件有VMware的 vSphere 和Platform Computing 的 ISF, 开放源代码的云设备软件主要有Eucalyptus和OpenStack. 云游戏 云游戏是以云计算为基础的游戏方式，在云游戏的运行模式下，所有游戏都在服务器端运行,并将渲染完毕后的游戏画面压缩后通过网络传送给用户。在客户端，用户的游戏设备不需要任何高端处理器和显卡，只需要基本的视频解压能力就可以了。 就现今来说，云游戏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wifi.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。 如果这种构想能够成为现实，那么主机厂商将变成网络运营商，他们不需要不断投入巨额的新主机研发费用，而只需要拿这笔钱中的很小一部分去升级自己的服务器就行了，但是达到的效果却是相差无几的.对于用户来说，他们可以省下购买主机的开支，但是得到的确是顶尖的游戏画面（当然对于视频输出方面的硬件必须过硬。).你可以想象一台掌机和一台家用机拥有同样的画面,家用机和我们今天用的机顶盒一样简单，甚至家用机可以取代电视的机顶盒而成为次时代的电视收看方式。 云教育 视频云计算应用在教育行业的实例：流媒体平台采用分布式架构部署,分为web服务器，数据库服务器、直播服务器和流服务器,如有必要可在信息中心架设采集工作站搭建网络电视或实况直播应用，在各个学校已经部署录播系统或直播系统的教室配置流媒体功能组件，这样录播实况可以实时传送到流媒体平台管理中心的全局直播服务器上，同时录播的学校本色课件也可以上传存储到金山区教育局信息中心的流存储服务器上，方便今后的检索、点播、评估等各种应用. 云会议 云会议是基于云计算技术的一种高效、便捷、低成本的会议形式。使用者只需要通过互联网界面，进行简单易用的操作,便可快速高效地与全球各地团队及客户同步分享语音、数据文件及视频，而会议中数据的传输、处理等复杂技术由云会议服务商帮助使用者进行操作。 目前国内云会议主要集中在以SAAS(软件即服务）模式为主体的服务内容,包括电话、网络、视频等服务形式,基于云计算的视频会议就叫云会议。云会议是视频会议与云计算的完美结合，带来了最便捷的远程会议体验。及时语移动云电话会议，是云计算技术与移动互联网技术的完美融合,通过移动终端进行简单的操作，提供随时随地高效地召集和管理会议。 云社交云社交(Cloud Social）是一种物联网、云计算和移动互联网交互应用的虚拟社交应用模式，以建立著名的“资源分享关系图谱”为目的,进而开展网络社交,云社交的主要特征,就是把大量的社会资源统一整合和评测 构成一个资源有效池向用户按需提供服务.参与分享的用户越多，能够创造的利用价值就越大。4 结束语 目前，云计算还处于起步阶段，毫无疑问云计算前景光明。它可能彻底改变用户对计算资源的使用方式，使得用户从以桌面为核心转向以Web为核心。在本文中，我们已经讨论了云计算的现有服务，对比分析了现有的云计算平台、随着云计算的发展,将会有更多的平台和服务类型不断涌现。 云计算不仅仅是一个计算问题,它需要融合许多技术和成果.本文探讨了云计算的部分关键技术，还有更多的技术需要继续研究。在Google与IBM的支持下，美国的多所大学参与到云计算的研究及教学中，包括卡内基梅隆大学、麻省理工学院、斯坦福大学、加州大学伯克利分校、马克兰大学和华盛顿大学等。国内也有学校加入到这个研究计划中。 我们相信，随着越来越多的参与者加入到云计算的研究与发展中，云计算会出现一些新的结构模式、开发平台和应用软件,推动云计算及其应用日益走向成熟.6 参考文献 ：CIO时代网，中国新闻网，百度文库，豆丁网,道客巴巴。