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  • 云计算

    1.云计算的起源

    1984 SUN      “网络即计算机”

    2003 Platform    网格计算池

    2006 Google     首次云计算

    2.云计算的目标 像用电、水一样来使用IT资源

    3.云计算是什么

    ①对一般用户而言:云计算是指通过网络以按需、易扩展的方式获得所需的服务。即随时随地只要能上网就能使用各种各样的服务,如同钱庄、银行、发电厂等。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。

    ② 对专业人员而言:是分布式处理、并行处理和网格计算的发展,或者说是这些计算机科学概念的商业实现。是指基于互联网的超级计算模式--即把原本存储于个人电脑、移动设备等个人设备上的大量信息集中在一起,在强大的服务器端协同工作。它是一种新兴的共享计算资源的方法,能够将巨大的系统连接在一起,以提供各种计算服务

    云计算的定义原理

    一.云计算定义

    云计算(cloud computing,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。 
        最简单的云计算技术在网络服务中已经随处可见,例如搜寻引擎、网络信箱等,使用者只要输入简单指令即能得到大量信息。 
        进一步的云计算不仅只做资料搜寻、分析的功能,未来如分析DNA结构、基因图谱定序、解析癌症细胞等,都可以透过这项技术轻易达成。 
    稍早之前的大规模分布式计算技术即为“云计算”的概念起源。

    二.云计算基本原理

      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。

       这可是一种革命性的举措,打个比方,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。

    三.云计算时代

      目前,PC依然是我们日常工作生活中的核心工具——我们用PC处理文档、存储资料,通过电子邮件或U盘与他人分享信息。如果PC硬盘坏了,我们会因为资料丢失而束手无策。

      而在“云计算”时代,“云”会替我们做存储计算的工作。“云”就是计算机群,每一群包括了几十万台、甚至上百万台计算机。“云”的好处还在于,其中的计算机可以随时更新,保证“云”长生不老。Google就有好几个这样的“云”,其他IT巨头,如微软、雅虎、亚马逊(Amazon)也有或正在建设这样的“云”。

      届时,我们只需要一台能上网的电脑,不需关心存储或计算发生在哪朵“云”上,但一旦有需要,我们可以在任何地点用任何设备,如电脑、手机等,快速地计算和找到这些资料。我们再也不用担心资料丢失。

      在3月17日的新闻发布会上,施密特做了一个形象的比喻。他说,“云计算”就仿佛银行的自动取款机(ATM),我们出门再也不用随身携带大量现钞,可以根据需要随时取用

      Google的工程师谷雪梅则认为,PC时代好比每个人要用电,都得自己购买发电机;而“云计算”时代,每个人不必拥有发电机,直接从大型发电厂买电就好。

      “云计算”其实并不是一个新概念。据谷雪梅介绍,“云计算”之前,还有“网格计算”(Grid Computing)等等,理念都是关于计算机如何协同发挥作用。十多年前,她还在读研究生时,就知道这些概念,但问题是,这些概念从来没有很好地得到实现。

      在谷雪梅加入Google以后,她发现这一类概念已经得到了实践。Google的技术,可以让几十万台计算机一起发挥作用,组成强大的数据中心。Google中国CEO李开复此前接受《财经》记者专访时说,Google真正的竞争力就在于有这些“云”,他们让Google有了无与伦比的存储计算全球数据的能力。

      Google在创立之初,并没有刻意地去追求“云计算”和“网格计算”等概念。但作为一家搜索引擎,Google在客观上需要拥有这些“云”。实际上,雅虎的搜索同样用到了“云计算”。

    云计算是一种新兴的共享基础架构的方法,它可以将巨大的系统池连接在一起以提供各种IT服务。很多因素推动了对这类环境的需求,其中包括连接设备、实时数据流、 SOA 的采用以及搜索、开放协作、社会网络和移动商务等这样的 Web 2.0 应用的急剧增长。另外,数字元器件性能的提升也使IT环境的规模大幅度提高,从而进一步加强了对一个由统一的云进行管理的需求。

    三.云计算概念提出及特征

    1.提出者:Google工程师,比希利亚,27岁 
    2.云计算包含的网格计算特征: 
    (1)提供在线的计算、存储等服务 
    (2)超大规模的资源组合 
    (3)资源的虚拟化 
    网格计算:利用互联网把地理上广泛分布的各种资源(计算、存储、带宽、软件、数据、信息、知识等)   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) 。3.云计算与网格计算的比较: 
    1)网格计算强调资源共享,任何节点都可以请求使用其它节点的资源,任何节点都需要贡献一定资源给其他节点;

    云计算强调专有,请求或获取的资源是专有的,并且由少数团体提供,使用者不需要贡献自己的资源。 
    2)网格计算侧重并行的计算集中性需求,并且难以自动扩展;

    云计算侧重事务性应用,大量的单独的请求,可以实现自动或半自动的扩展。

    四.云计算与其他几种计算方式

    1.云计算与分布式计算 
    分布式计算(狭义):

    将待解决问题分成多个小问题,再分配给许多计算系统处理,最后将处理结果加以综合。 
    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 ; 
    云计算包含的分布式计算特征: 
    (1)通过资源调度和组合满足用户的资源请求 
    (2)对外提供统一的、单一的接口 


    2.云计算与并行计算 
    并行计算:指同时使用多种计算资源解决计算问题的过程。通常指一个程序的多个部分同时运行于多个处理器上。 

    ②特点:把计算任务分派给系统内的多个运算单元 
    ③并行计算问题的特征:

    a.将工作分离成离散部分,有助于同时解决;

    b.随时并及时地执行多个程序指令(多条线同时运行);

    c.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; 
    ④云计算包含的并行计算特征: 
    (1)用户资源(单一类型和组合类型)请求的同时处理 

    3.云计算与网格计算

    网格计算  分布式资源     不同机构     虚拟组织       科学计算为主      高性能计算机   紧耦合问题    免费            标准化        科学界

    云计算     集中式资源      单一机构     虚拟机          数据处理为主       服务器/PC       松耦合问题    按量计费     尚无标准     商业社会


    4.云计算与对等计算 
    ①对等计算系统中,每个节点都拥有对等的功能与责任,既可以充当服务器向其他节点提供数据或服务,又可以作为客户机享用其他节点提的供数据或服务,节点之间的交互可以是直接对等的,任何节点可以随时自由地加入或离开系统。 
    ②对等计算:有可能作为云计算的一个类型

    五.云计算的分类

    按提供的服务类型

     一.IaaS 基础设施即服务

    1.  Infrastructure as a Service

    以服务的形式提供虚拟硬件资源,如虚拟主机/存储/网络/数据库管理等资源。

    用于无需购买服务器、网络设备、存储设备,只需通过互联网租赁即可搭建自己的应用系统

    典型应用:Amazon Web Service (AWS)

    创建虚拟的计算、存储中心,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对外提供服务

    ②典型应用

     a.弹性计算云EC2(Elastic Compute Cloud)    ---计算

    b.简单存储服务S3(Simple Storage Service)  ----存储

    2.IaaS交付的特点

    ①提供从计算到存储的 统一资源基础架构

    ②完整的系统级接入,按需布置安全域,负载均衡

    ③按需付费,按容量控制

    ④自由的应用环境

    3.IaaS的价值

    ①降低运营成本

    ②提高设备利用率

    ③节能减排

    ④保护现有投资,提供新商机

    4.关键技术

    ①虚拟化技术           解决资源灵活调度, 提高资源利用率

    ②IT自动化技术         自动化的操作系统安装,升级, 补丁管理;

                                       自动化应用软件的安装,配置,;

                                       自动化应用部署         

    ③Web门户技术         统一的用户门户和单点登录

    ④工作流管理          自动化服务的申请,审批流程

    5.虚拟化技术

    ①虚拟化是将底层物理设备与上层操作系统、软件分离的一种去耦合技术,其是基于开放的x86架构,将硬件、操作系统和应用程序一同装入一个可迁移的虚拟机档案文件中

    ②虚拟化的目标是实现IT资源利用效率和灵活性的最大化

    ③虚拟化技术在x86架构上比较通用,在RISC架构下比较封闭

     ④

    传统计算系统计算模式        a  软件必须和硬件结合    b 每台机器上只有单一的操作系统镜像

    虚拟化计算系统计算模式    a 软件相对于硬件独立      b 每台机器上有多个操作系统镜像

    6.Amazon

    Amazon的重点是提供弹性基础设施服务,其上的应用由用户灵活选择与决定

     作为大型的电子商务企业,积累了大规模IT系统设计和维护的技术与经验,同时面临着业务淡季时IT设备的闲置问题,

    于是将设备、技术和经验作为一种打包产品去为其他企业提供服务,利用闲置的IT设备来创造价值

    二.PaaS   应用平台即服务

    1.Platform as a Service

    提供应用服务引擎,如互联网应用编程接口/运行平台等。

    用户基于该应用服务引擎,可以构建该类应用。

    典型应用:Google AppEngine, Force.com, Microsoft Azure服务平台

     2.   PaaS —— Platform as a Service

     把服务器平台或开发环境作为一种服务提供

    典型应用

     salesforce.com 的 force.com

     Google App Engine

      800app :不再需要任何编程即可开发包括企业管理软件

     3.PaaS的交付模型

     计算资源平台做为一种服务提供给用户

    可支持用户自有的工具与开发环境部署

    客户通过可调用的接口拨接资源平台

    4. PaaS的价值

      对服务提供商:灵活扩展业务,响应长尾需求,灵活调配资源

    对开发者:加快开发速度,简化系统维护

     5.关键技术

    ①分布式存储            

    采用冗余存储的方式来保证存储数据的可靠性,具有高吞吐率和高传输率的特点

    ②分布式大规模数据管理

    构建了弱一致性大规模数据库系统,能够高效的管理大数据集,能对海量的数据进行存储、读取以及高效分析

    ③分布式编程环境

    保证后台复杂的并行执行和任务调度向用户和编程人员透明,适用于编写松耦合、高度并行化的程序

    6.分布式并行计算平台

    新的业务模式

       业务能力通过分布式并行计算算法,将众多性能一般的服务器的计算能力和存储能力充分发挥和聚合起来,能够为特定的应用提供海量数据处理能力

    -    业务形态:形成一个高效的软件应用开发和运行平台,吸引第三方软件开发者基于该平台进行软件开发和应用托管,同时聚集海量终端用户使用该平台上的各种应用

    -    目标客户群:第三方软件开发者,软件终端用户

     7.Google

    三.SaaS   应用软件即服务

    Software as a Service

    用户通过Internet (如浏览器)来使用软件。用户不必购买软件,只需按需租用软件

    典型应用:Google Doc, Salesforce.com, Oracle CRM OnDemand, Office Live Workspace

    按云服务的对象

    一.公有云

    • 面向外部用户需求,通过开放网络提供云计算服务
    • IDC,GoogleApp,Saleforce在线CRM

    二.私有云

    • 大型企业按照云计算的架构搭建平台,面向企业内部需求提供云计算服务
    • 企业内部数据中心等

    三.混合云

    • 兼顾以上两种情况的云计算服务
    • Amazon Web Server等既为企业内部又为外部用户提供云计算服务

     

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