关于“云计算”的探究

毕丛娣

(辽宁对外经贸学院信息技术系,辽宁大连 116052)

0 引 言

近年来,随着计算机技术及互联网技术的不断完善和迅猛发展,IT世界风起“云”涌,互联网服务正酝酿革命性的转变,云计算被称为是继大型计算机、个人计算机、互联网之后的第4次IT产业革命,也是未来3～5年全球范围内最值得期待的技术革命。通过这项技术,网络服务提供者可以在数秒钟之内完成处理数以千万计甚至亿计的信息,提供和超级计算机同样强大效能的网络服务。那么,什么是云计算？云计算的服务类型有哪些？云计算的特点是什么？云计算的应用现状如何？对信息化建设将会产生什么样的影响呢？

1 云计算的含义及服务类型

1.1 云计算的含义

云计算(Cloud Computing)的概念首先是由Google公司提出的,“云”是指计算机群,每一个群包括几十万台甚至上百万台计算机,“云计算”属于网络应用模式,是网格计算、分布式计算、并行计算、网络存储、虚拟化、负载均衡等传统计算机技术和网络技术发展融合的产物,是通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,再交给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。

云计算主要包含两个层面的含义:

一是基础设施层面:能够实现对各类异构软硬件基础资源的兼容,如电网支持水电厂、火电厂、风电厂、核电厂等异构电厂并网;还能够实现资源的动态流转,如西电东送,西气东输、南水北调等。支持异构资源和实现资源的动态流转,可以更好地利用资源,降低基础资源供应商的成本。

二是应用层面:在云计算环境下,用户无需自建基础系统,可以更加专注于自己的业务。用户可按需获取网络上的资源,并按使用量付费。如同打开电灯用电,打开水龙头用水一样,而无需考虑电是从哪里来,水是哪家水厂的。

1.2 云计算的服务类型

云计算所提供的服务分为3类:基础设施即服务(Infrastructure as a Service,IaaS);平台即服务(Platform as a Service,PaaS)和软件即服务(Software as a Service,SaaS)。

基础设施即服务(IaaS)是最底层的一种服务,该服务通过虚拟技术将底层的硬件资源,如前面提到的计算机、网络设施、软件等相关资源为用户提供相关的服务。比较典型的代表是亚马逊的弹性计算云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。

平台即服务(PaaS)主要为用户构建了程序应用环境,用户可以不去理会物理资源方面的技术问题,专心致力于用户的自身的业务。比较有代表性的是Google App Engine。

软件即服务(SaaS)主要是根据用户的需求提供特定的服务。例如:网站访问统计服务的Alexa Web服务就属于SaaS的服务范畴。

从服务方式角度来划分的话,云计算可分为3种:为公众提供开放的计算、存储等服务的“公共云”;部署在防火墙内,为某个特定组织提供相应服务的“私有云”;以及将以上两种服务方式进行结合的“混合云”。

2 云计算的特点

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、微软等的“云”均拥有几十万台服务器。“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,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)数据安全可靠。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。“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更可靠。

4)成本低。云计算提供了强大的硬件资源和软件资源,并有专业的维护团队,为广大用户省去了高昂的专业设备和软件的购置以及维护费用,用户只需支付价格低廉的云计算服务使用费用,只要有一台可以上网的电脑、手机,有一个你喜欢的浏览器,你要做的就是在浏览器中键入URL,然后尽情享受云计算带给你的无限乐趣。

5)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。

6)轻松共享数据。云计算可以轻松实现不同设备间的数据与应用共享。在云计算的网络应用模式中,数据只有一份,保存在“云”的另一端,你的所有电子设备只需要连接互联网,就可以同时访问和使用同一份数据。

7)高可扩展性。“云”的规模可以动态伸缩,可以实时将服务器加入到现有的服务器机群中,增加“云”的计算能力,满足应用和用户规模增长的需要。

8)按需服务。“云”是一个庞大的资源池,按需购买。就像我们使用水、电、煤气那样计费,随需而用。

9)价格低廉。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数据中心管理成本大幅降低,“云”的公用性和通用性使资源的利用率大幅提升。“云”设施可以建在电子资源丰富的地区,从而大幅度降低能源成本。因此,“云”具有前所未有的性价比。

10)可能无限多。云计算为存储和管理数据提供了几乎无限多的空间,也为我们完成各类应用提供了几乎无限强大的计算能力[4]。

3 云计算应用现状

3.1 微软的“云-端”策略

1)微软运营。微软自己构建及运营公共云的应用和服务,同时向个人消费者和企业客户提供云服务。例如,微软向最终使用者提供的Online Services和Windows Live等服务。

2)伙伴运营。ISV/SI等各种合作伙伴可基于Windows Azure Platform 开发 ERP、CRM 等各种云计算应用,并在Window s Azure Platform上为最终使用者提供服务。另外一个选择是,微软运营在自己的云计算平台中的Business Productivity Online Suite(BPOS)产品也可交由合作伙伴进行托管运营。BPOS主要包括 Exchange Online,SharePoint Online,Office Communications Online和 LiveMeeting Online等服务。

3)客户自建。客户可以选择微软的云计算解决方案构建自己的云计算平台。微软可以为用户提供包括产品、技术、平台和运维管理在内的全面支持。

3.2 IBM的“蓝云”计划

“蓝云”计算平台的组成结构是:一个数据中心、IBM Tivoli部署管理软件、IBM Tivoli监控软件、IBM WebSphere应用服务器、IBM DB2数据库以及一些开源信息处理软件和开源虚拟化软件等。“蓝云”软件平台的特点主要体现在虚拟机以及对于大规模数据处理软件Apache Hadoop的使用上。2011年4月8日,IBM又新推出了一个SmartCloud企业级云计算平台。新IBM云计算平台能够让机构、机构的员工和合作伙伴得到自己需要的一切功能,如高级分析和商务应用以及像虚拟服务器和存储那样的IT基础设施或者使用测试软件代码的工具等。所有这一切都通过IBM的全球云数据中心网络安全地向用户提供。

3.3 亚马逊的“弹性计算云”服务

亚马逊(Amazon)公司是最早的云计算实践者之一。亚马逊公司在构建自身零售平台时使用了云计算的方法,将购物平台构建在其基础之上。亚马逊的云计算服务总称为 Amazon Web Services(AWS,Amazon WEB服务),它包括4种主要的服务:Simple Storage Service(S3,一种简单的存储服务);Elastic Compute Cloud(EC2,弹性可扩展的云计算服务器);Simple Queuing Service(一种简单的消息队列);以及SimpleDB(简单的数据库管理)。

3.4 谷歌的云计算平台

Google的云计算平台原本为Google最重要的搜索应用提供服务,如今这个服务已经扩展到其它应用程序。Google的云计算基础架构模式包括 4个相互独立又紧密结合在一起的系统:Google File Systemt分布式文件系统;针对Google应用程序的特点提出的MapReduce编程模式;分布式的锁机制Chubby以及Google开发的模型简化的大规模分布式数据库BigTable。

3.5 Salesforce的在线CRM服务

Salesforce公司将传统客户关系管理系统(CRM)设计成一个独特的软件解决方案,放在主机托管模型上成为在线服务,机构用户(企业、政府、图书馆等)可以根据自己的业务需求定制并使用纯粹互联网架构的CRM系统。

3.6 CA AppLogic云平台

CA AppLogic云平台能够帮助客户迅速创建可升级的高可用性私有云和公共云环境,以提供与众不同的独特服务。通过直观的视觉界面,用户只需使用浏览器即可定义基础设施、条款、部署和管理应用,还可监控云平台的运行。它提供给客户一个包括底层虚拟化在内的一体化云平台,以图形界面拖拽模式操作构建应用,这个革命性的平台可以让客户节省大量时间及资源,在数小时内从无到有构建出基于CA AppLogic云平台的应用。

3.7 开源云计算平台

1)红帽开源API(Deltacloud):它的主要作用是将基于云计算的工作负载在不同的IaaS供应商之间迁移,如Amazon和Rackspace。

2)Abiquo开源云平台(AbiCloud):它能够以快速、简单和可扩展的方式创建和管理大型、复杂的IT基础设施(包括虚拟服务器、网络、应用、存储设备等)。

3)Cloud Ocean云平台(Fan):这个云平台的推出,使IDC机房能够以快速、简单和可扩展的方式创建和管理大型、复杂的IT基础设施(包括虚拟服务器、网络、应用、存储设备等)。

4)Eucalyptus Systems云平台(Eucalyptus):Eucalyptus是一种开源的软件基础结构,用来通过计算集群或工作站群实现弹性的、实用的云计算。

5)Cittio公司Zeppelin云平台:这是第一款开源的云计算管理和监控客户端。Zeppelin云平台的目标是向IT商店提供一系列的工具,以便IT商店可以更好地将应用程序与云计算相结合,期待这项新技术可以让大型IT商店更多的采用云计算。

6)OpenNebula云平台:OpenNebula是开放原始码的虚拟基础设备引擎,它用来动态布署虚拟机器在一群实体资源上,OpenNebula最大的特色在于将虚拟平台从单一实体机器到一群实体资源。OpenNebula是 Reservoir Project的一技术,是欧洲研究学会发起的虚拟基础设备和云端运算的计划。

3.8 惠普、英特尔、雅虎的云计算实验平台

这个开源软件计划是一种互联网整合,旨在整合全球各地的数据中心,消除数据密集型的研究计算以及互联网规模的商业计算的各种障碍,在生产行业、学术研究机构和政府部门间推广开放式的协作。

4 云计算对信息化建设的影响

1)云计算能大大提高IT资源利用率和节约能耗,一般数据中心的CPU利用率只有5%左右,而云计算中心的CPU利用率可达60%,PUE达1.1左右,符合建设资源节约型、环境友好型社会和绿色IT的要求。

2)云计算可实现无IT基础设施的信息化,从云计算服务提供者那里可按需获取各种服务,而不需要在一开始就花费大量的投资来购买、部署计算机软硬件设备和聘用IT人员。

3)云计算不仅能大大节约信息化成本,而且能够很快地部署计算资源,实现按需分配、按需计费,它是一种灵活的IT服务交付模式,便于发展新业务,从而能提高企业的生产效率和管理效率。

4)云计算使物理上分布于广阔地域的计算资源成为一种虚拟的、可整合的计算资源,而且可以根据需要动态调整,使用者不需顾及资源具体的物理实质和管理细节,便于运营维护。

5)云计算中心可以建在能源便宜、气候寒冷的边缘地区,进一步降低信息化建设和运维的成本。

6)云计算有利于采用只有显示和交互功能的瘦客户端,与PC作为信息终端相比,它更安全、更便于管理。云计算能支持丰富的云端设备,有利于移动办公等新业务的开展。

7)为保障信息安全,可采取私有云提供内部服务,由于云计算能高度整合资源,集中进行管理,最终将有利于信息安全。

8)我国信息化起步较迟,历史包袱较轻。云计算作为新一代信息技术还未充分成熟,市场也未被跨国公司垄断,有利于推广国产云计算技术和解决方案。

5 结 语

云计算正在快速发展,它将改变我们获取信息、分享内容和相互沟通的方式。因而,掌握“云计算”将会成为人们利用互联网上的软件和数据的必备能力。尽管云计算在行业标准、数据安全、服务质量、应用软件等方面也面临着各种问题,这些问题的解决需要技术的进一步发展。我国工信部关于云计算相关标准的研究工作已展开。在“十二五”期间,国家已经把新一代信息技术产业作为排在第一位的新兴产业。新一代信息技术专项规划正在制定,云计算是其中发展的重点。云计算将会形成一条包括云平台供应商、云平台使用者/云计算服务商、云计算用户、云端设备在内的产业链,在国家和地方相关政策的扶持下,云计算未来前景广阔。在这场技术变革之中,能让您也变得强大,能够真正驾驭云,让云为己所用,漫步“云”端。

[1]郭明静.基于云计算的高等院校信息化建设策略研究[J].电脑知识与技术,2010(7):5155-5156.

[2]文杰.基于云计算的数字档案管建设研究[J].档案建设,2011(1):46-47.

[3]涂小强,陈海莲.浅谈云计划机器发展状况[J].科技广场,2011(3):234-236.

[4]仉伟,郭宏远.云计算的特点和应用展望[J].数字技术与应用,2011(3):168-169.

[5]刘宇芳.云计算及其实质探究[J].惠州学院学报:自然科学版,2010(12):46-49.

[6]徐化祥.云计算对教育的影响初探[J].电脑知识与技术,2009(5):2690-2691.

[7]雷万云.云计算[M].北京:清华大学出版社,2011.

[8]建“云”伟业 2011服务器半年盘点之云平台[S][2011-02-23].http://server.zol.com.cn/235/2359119.html.