云計算發展簡述

張枝令

（寧德師范學院，福建 寧德 352100）

云計算發展簡述

張枝令

（寧德師范學院，福建 寧德 352100）

以闡述云計算整體的發展進程為目的，采用文獻分析的方法對現有的云計算知識進行剖析和總結，介紹云計算的主要特征、經典定義，分析現有的具有代表性的云計算系統并指出當前云計算面臨的挑戰及亟待解決的問題。

云計算；參考模型；云計算系統

科學計算涉及建立數學模型、求解的計算方法和利用計算機解決科學、社會科學和工程等問題[1]。云計算概念的提出在一定范圍里解決了上述問題。云計算是并行計算、分布式計算和網格計算的發展，或者說是這些計算機科學概念的商業實現[2]。

1 云計算簡介

1.1 云計算的定義

目前關于云計算系統沒有統一的定義，從某種意義上講，云計算是一種計算模型。云計算的特點是：云計算系統擁有大量具有計算功能的資源池，各種應用系統根據實際需求，通過大量的資源池完成各種計算任務，以及獲取存儲空間和各種服務。

1.2 云計算的主要特征

云計算主要具有以下特點：

一是“規模巨大。2014年，亞馬遜在全世界有28組數據中心，每個數據中心有5萬到8萬臺服務器，保守估計有超過150萬臺服務器，而市場研究公司 Gartner分析師則估計服務器數量超過200萬臺。微軟和Google的服務器也均超過100萬臺。二是接入簡單、按需服務、成本低廉。只要有存在網絡接入點，客戶可以通過智能手機、平板電腦、筆記本電腦和辦公電腦隨時隨地自由接入“云”服務器獲取所需要的服務。三是擴展性強、可靠性高。“云”不是僅為特定的應用服務，而是同時為不同的應用服務，“云”又是靈活的和可擴展的，“云”規模可以動態伸縮，以滿足不同客戶的即時業務需求。同時，“云”具有很高的可靠性，“云”主要通過建立數據多個副本、采取計算節點同構可互換等措施來保障服務的高可靠性。

2 云計算的參考模型及代表性系統

2.1 云計算參考模型

目前比較流行的一種云計算模型觀點是將云計算分為三層，最底層是基礎架構層，包括硬件、服務器等物理資源；第二層是平臺；最上面一層是應用和服務，也就是SaaS。

2.2 代表性的云計算系統

（1）Amazon EC2：彈性計算云(elastic compute cloud,簡稱EC2)，簡言之，就是一部具有無限采集能力的虛擬計算機，用戶能夠用來執行一些處理任務。Amazon是最早提供遠程云計算平臺服務的公司，它將自己的彈性計算云建立在公司內部的大規模集群計算的平臺上，用戶使用EC2服務時必須先創建一個 AMI（Amazon Machine Image），機器映像AMI是用戶整個云計算平臺運行的基礎，是由一個操作系統和當虛擬機啟動時想要預先載入的應用程序組成。創建好AMI后，用戶可以通過彈性計算云的網絡界面去操作在云計算平臺上運行的各個實例(instance)，而且只需為自己所使用的計算平臺實例付費。這里所說的實例即是由用戶控制的完整的虛擬機運行實例。

（2） Google的云計算平臺：Google公司擁有一套專屬的云計算平臺，其目的是想讓應用、數據、計算能力、存儲空間向互聯網遷移。其特性為海量用戶+海量數據，具備較強的可伸縮性，又快又好地提供服務。Google搜索引擎建立在分布在30多個站點、超過200萬臺服務器構成的云計算設施的支撐之上，這些設施的數量正在迅猛增長。目前，Google已經允許第三方在 Google的云計算中通過Google App Engine運行大型并行應用程序。Google的云計算應用均依賴于四個基礎組件：分布式文件存儲GFS，并行數據處理模型MapReduce，分布式鎖Chubby，結構化數據表 BigTable 。GFS構架為單一 Master,若干ChunkServer。采用中心服務器模式，可以方便地增加Chunk Server。Master掌握系統內所有Chunk Server的情況，方便進行負載均衡，不存在元數據的一致性問題。在用戶態下實現，提供專用的訪問接口，降低GFS的實現復雜度。

（3）Microsoft Azure：微軟公司的商業模式是建立在個人電腦（PC）時代的基礎上的，推出的Azure是采用“云+端”模式 ，為了實現S+S（軟件+服務）戰略，為開發者提供一個平臺，幫助開發可運行在云服務器、數據中心、Web和PC上的應用程序的云計算平臺。Azure的關鍵技術是虛擬機制、存儲機制、管理機制。它能提供的服務有Live Mesh、企業實踐、NET服務、SQL服務、SharePoint服務以及動態CRM服務。幫助開發者輕松創建web和互聯設備的應用程序，提供最大限度的靈活性，選擇和使用現有技術連接用戶和客戶的控制。

2.3 幾個代表性的云平臺比較

云計算系統可以根據它提供的服務層次進行分類，主要有提供軟件服務的系統（SaaS）,提供平臺服務的系統（PaaS），提供基礎設施服務的系統（IaaS）。從對幾個不同平臺的比較來看，各有優勢，也有其不足。具體在實踐應用中可根據需要而進行選擇。

3 云計算亟待解決的問題

企業利用“云計算”這一新興技術，可以大幅降低成本、提高企業效率，但是，“云計算”也有它的缺點，也面臨著諸多問題要解決。

（1）技術問題?！霸朴嬎恪钡膶崿F是建立在海量服務器、海量用戶、海量數據的基礎上實現的。規模龐大的“云計算”面臨著數據存儲等諸多問題，比如：現有的數據庫不能完全滿足“云”中海量數據的處理，數據庫技術必須進一步提高與發展；在存儲領域，同樣存在要解決事務實現技術和存儲技術存在限制性問題。

（2）安全問題。企業在采用“云計算”技術時候，會把公司的敏感信息提供給第三方云服務提供商。這可能會大大提高公司風險。此外，存儲在“云”中的信息，可能讓企業更容易受到外部黑客攻擊和威脅。

4 總結

云計算為 IT行業創造出更高水平的效率和經濟性，并開創出新的商業模式和市場機會，但是其自身所存在的一些問題，如數據管理方面，各種“云”之間的互聯，數據安全和隱私管理上仍需不斷研究并進行改進。只有逐步解決這些問題，云計算模式才會真正地發揮其本身的價值。本文主要是對云計算的一些基本概念，相關技術平臺進行闡述，為進一步研究提供參考。

[1]張建勛，古志民，鄭超.云計算研究進展綜述.計算機應用研究.2010,（2）：429-433.

[2]錢文靜，鄧仲華.云計算與信息資源共享管理.圖書與情報.2009,（4）：47-52.

Development of cloud computing

ZHANG Zhi-ling
(Ningde Normal University,Ningde Fujian 352100)

To describe the overall development process of cloud computing，use the literature analysis method to analyze and summarize the current cloud computing knowledge，introduce the main characteristics and the classical definition of cloud computing,analyze the existing system of representative cloud computing，and point out the current challenges and problems to be solved.

cloud computing; reference model; cloud computing system

TP393

：A

10.3969/j.issn.1672-7304.2016.01.062

1672–7304(2016)01–0133–02

福建教育廳省屬高?？蒲袑ｍ椨媱澷Y助項目(JK2013057)。

（責任編輯：廖建勇）

張枝令（1975-），男，福建屏南人，副教授，研究方向：計算機網絡和數據挖掘。