關于“云計算”的探究

畢叢娣

(遼寧對外經貿學院信息技術系,遼寧大連 116052)

0 引 言

近年來,隨著計算機技術及互聯網技術的不斷完善和迅猛發展,IT世界風起“云”涌,互聯網服務正醞釀革命性的轉變,云計算被稱為是繼大型計算機、個人計算機、互聯網之后的第4次IT產業革命,也是未來3～5年全球范圍內最值得期待的技術革命。通過這項技術,網絡服務提供者可以在數秒鐘之內完成處理數以千萬計甚至億計的信息,提供和超級計算機同樣強大效能的網絡服務。那么,什么是云計算？云計算的服務類型有哪些？云計算的特點是什么？云計算的應用現狀如何？對信息化建設將會產生什么樣的影響呢？

1 云計算的含義及服務類型

1.1 云計算的含義

云計算(Cloud Computing)的概念首先是由Google公司提出的,“云”是指計算機群,每一個群包括幾十萬臺甚至上百萬臺計算機,“云計算”屬于網絡應用模式,是網格計算、分布式計算、并行計算、網絡存儲、虛擬化、負載均衡等傳統計算機技術和網絡技術發展融合的產物,是通過網絡將龐大的計算處理程序自動分拆成無數個較小的子程序,再交給由多部服務器所組成的龐大系統,經搜尋、計算分析之后將處理結果回傳給用戶。

云計算主要包含兩個層面的含義:

一是基礎設施層面:能夠實現對各類異構軟硬件基礎資源的兼容,如電網支持水電廠、火電廠、風電廠、核電廠等異構電廠并網;還能夠實現資源的動態流轉,如西電東送,西氣東輸、南水北調等。支持異構資源和實現資源的動態流轉,可以更好地利用資源,降低基礎資源供應商的成本。

二是應用層面:在云計算環境下,用戶無需自建基礎系統,可以更加專注于自己的業務。用戶可按需獲取網絡上的資源,并按使用量付費。如同打開電燈用電,打開水龍頭用水一樣,而無需考慮電是從哪里來,水是哪家水廠的。

1.2 云計算的服務類型

云計算所提供的服務分為3類:基礎設施即服務(Infrastructure as a Service,IaaS);平臺即服務(Platform as a Service,PaaS)和軟件即服務(Software as a Service,SaaS)。

基礎設施即服務(IaaS)是最底層的一種服務,該服務通過虛擬技術將底層的硬件資源,如前面提到的計算機、網絡設施、軟件等相關資源為用戶提供相關的服務。比較典型的代表是亞馬遜的彈性計算云EC2(Elastic Computing Cloud)和簡單存儲服務S3(Simple Storage Service),為企業提供計算和存儲服務。

平臺即服務(PaaS)主要為用戶構建了程序應用環境,用戶可以不去理會物理資源方面的技術問題,專心致力于用戶的自身的業務。比較有代表性的是Google App Engine。

軟件即服務(SaaS)主要是根據用戶的需求提供特定的服務。例如:網站訪問統計服務的Alexa Web服務就屬于SaaS的服務范疇。

從服務方式角度來劃分的話,云計算可分為3種:為公眾提供開放的計算、存儲等服務的“公共云”;部署在防火墻內,為某個特定組織提供相應服務的“私有云”;以及將以上兩種服務方式進行結合的“混合云”。

2 云計算的特點

1)超大規模。“云”具有相當的規模,Google云計算已經擁有100多萬臺服務器,Amazon、IBM、微軟等的“云”均擁有幾十萬臺服務器。“云”能賦予用戶前所未有的計算能力。

2)虛擬化。云計算支持用戶在任意位置使用各種終端獲取應用服務,所請求的資源來自“云”,而不是固定的有形的實體。應用在“云”中某處運行,可以通過網絡服務來實現我們需要的一切,甚至包括超級計算這樣的任務。

3)數據安全可靠。云計算提供了最可靠、最安全的數據存儲中心,用戶不用再擔心數據丟失、病毒入侵等麻煩。“云”使用了數據多副本容錯、計算節點同構可互換等措施來保障服務的高可靠性,使用云計算比使用本地計算機更可靠。

4)成本低。云計算提供了強大的硬件資源和軟件資源,并有專業的維護團隊,為廣大用戶省去了高昂的專業設備和軟件的購置以及維護費用,用戶只需支付價格低廉的云計算服務使用費用,只要有一臺可以上網的電腦、手機,有一個你喜歡的瀏覽器,你要做的就是在瀏覽器中鍵入URL,然后盡情享受云計算帶給你的無限樂趣。

5)通用性。云計算不針對特定的應用,在“云”的支撐下可以構造出千變萬化的應用,同一個“云”可以同時支撐不同的應用運行。

6)輕松共享數據。云計算可以輕松實現不同設備間的數據與應用共享。在云計算的網絡應用模式中,數據只有一份,保存在“云”的另一端,你的所有電子設備只需要連接互聯網,就可以同時訪問和使用同一份數據。

7)高可擴展性。“云”的規模可以動態伸縮,可以實時將服務器加入到現有的服務器機群中,增加“云”的計算能力,滿足應用和用戶規模增長的需要。

8)按需服務。“云”是一個龐大的資源池,按需購買。就像我們使用水、電、煤氣那樣計費,隨需而用。

9)價格低廉。由于“云”的特殊容錯措施可以采用極其廉價的節點來構成云。“云”的自動化集中式管理使數據中心管理成本大幅降低,“云”的公用性和通用性使資源的利用率大幅提升。“云”設施可以建在電子資源豐富的地區,從而大幅度降低能源成本。因此,“云”具有前所未有的性價比。

10)可能無限多。云計算為存儲和管理數據提供了幾乎無限多的空間,也為我們完成各類應用提供了幾乎無限強大的計算能力[4]。

3 云計算應用現狀

3.1 微軟的“云-端”策略

1)微軟運營。微軟自己構建及運營公共云的應用和服務,同時向個人消費者和企業客戶提供云服務。例如,微軟向最終使用者提供的Online Services和Windows Live等服務。

2)伙伴運營。ISV/SI等各種合作伙伴可基于Windows Azure Platform 開發 ERP、CRM 等各種云計算應用,并在Window s Azure Platform上為最終使用者提供服務。另外一個選擇是,微軟運營在自己的云計算平臺中的Business Productivity Online Suite(BPOS)產品也可交由合作伙伴進行托管運營。BPOS主要包括 Exchange Online,SharePoint Online,Office Communications Online和 LiveMeeting Online等服務。

3)客戶自建。客戶可以選擇微軟的云計算解決方案構建自己的云計算平臺。微軟可以為用戶提供包括產品、技術、平臺和運維管理在內的全面支持。

3.2 IBM的“藍云”計劃

“藍云”計算平臺的組成結構是:一個數據中心、IBM Tivoli部署管理軟件、IBM Tivoli監控軟件、IBM WebSphere應用服務器、IBM DB2數據庫以及一些開源信息處理軟件和開源虛擬化軟件等。“藍云”軟件平臺的特點主要體現在虛擬機以及對于大規模數據處理軟件Apache Hadoop的使用上。2011年4月8日,IBM又新推出了一個SmartCloud企業級云計算平臺。新IBM云計算平臺能夠讓機構、機構的員工和合作伙伴得到自己需要的一切功能,如高級分析和商務應用以及像虛擬服務器和存儲那樣的IT基礎設施或者使用測試軟件代碼的工具等。所有這一切都通過IBM的全球云數據中心網絡安全地向用戶提供。

3.3 亞馬遜的“彈性計算云”服務

亞馬遜(Amazon)公司是最早的云計算實踐者之一。亞馬遜公司在構建自身零售平臺時使用了云計算的方法,將購物平臺構建在其基礎之上。亞馬遜的云計算服務總稱為 Amazon Web Services(AWS,Amazon WEB服務),它包括4種主要的服務:Simple Storage Service(S3,一種簡單的存儲服務);Elastic Compute Cloud(EC2,彈性可擴展的云計算服務器);Simple Queuing Service(一種簡單的消息隊列);以及SimpleDB(簡單的數據庫管理)。

3.4 谷歌的云計算平臺

Google的云計算平臺原本為Google最重要的搜索應用提供服務,如今這個服務已經擴展到其它應用程序。Google的云計算基礎架構模式包括 4個相互獨立又緊密結合在一起的系統:Google File Systemt分布式文件系統;針對Google應用程序的特點提出的MapReduce編程模式;分布式的鎖機制Chubby以及Google開發的模型簡化的大規模分布式數據庫BigTable。

3.5 Salesforce的在線CRM服務

Salesforce公司將傳統客戶關系管理系統(CRM)設計成一個獨特的軟件解決方案,放在主機托管模型上成為在線服務,機構用戶(企業、政府、圖書館等)可以根據自己的業務需求定制并使用純粹互聯網架構的CRM系統。

3.6 CA AppLogic云平臺

CA AppLogic云平臺能夠幫助客戶迅速創建可升級的高可用性私有云和公共云環境,以提供與眾不同的獨特服務。通過直觀的視覺界面,用戶只需使用瀏覽器即可定義基礎設施、條款、部署和管理應用,還可監控云平臺的運行。它提供給客戶一個包括底層虛擬化在內的一體化云平臺,以圖形界面拖拽模式操作構建應用,這個革命性的平臺可以讓客戶節省大量時間及資源,在數小時內從無到有構建出基于CA AppLogic云平臺的應用。

3.7 開源云計算平臺

1)紅帽開源API(Deltacloud):它的主要作用是將基于云計算的工作負載在不同的IaaS供應商之間遷移,如Amazon和Rackspace。

2)Abiquo開源云平臺(AbiCloud):它能夠以快速、簡單和可擴展的方式創建和管理大型、復雜的IT基礎設施(包括虛擬服務器、網絡、應用、存儲設備等)。

3)Cloud Ocean云平臺(Fan):這個云平臺的推出,使IDC機房能夠以快速、簡單和可擴展的方式創建和管理大型、復雜的IT基礎設施(包括虛擬服務器、網絡、應用、存儲設備等)。

4)Eucalyptus Systems云平臺(Eucalyptus):Eucalyptus是一種開源的軟件基礎結構,用來通過計算集群或工作站群實現彈性的、實用的云計算。

5)Cittio公司Zeppelin云平臺:這是第一款開源的云計算管理和監控客戶端。Zeppelin云平臺的目標是向IT商店提供一系列的工具,以便IT商店可以更好地將應用程序與云計算相結合,期待這項新技術可以讓大型IT商店更多的采用云計算。

6)OpenNebula云平臺:OpenNebula是開放原始碼的虛擬基礎設備引擎,它用來動態布署虛擬機器在一群實體資源上,OpenNebula最大的特色在于將虛擬平臺從單一實體機器到一群實體資源。OpenNebula是 Reservoir Project的一技術,是歐洲研究學會發起的虛擬基礎設備和云端運算的計劃。

3.8 惠普、英特爾、雅虎的云計算實驗平臺

這個開源軟件計劃是一種互聯網整合,旨在整合全球各地的數據中心,消除數據密集型的研究計算以及互聯網規模的商業計算的各種障礙,在生產行業、學術研究機構和政府部門間推廣開放式的協作。

4 云計算對信息化建設的影響

1)云計算能大大提高IT資源利用率和節約能耗,一般數據中心的CPU利用率只有5%左右,而云計算中心的CPU利用率可達60%,PUE達1.1左右,符合建設資源節約型、環境友好型社會和綠色IT的要求。

2)云計算可實現無IT基礎設施的信息化,從云計算服務提供者那里可按需獲取各種服務,而不需要在一開始就花費大量的投資來購買、部署計算機軟硬件設備和聘用IT人員。

3)云計算不僅能大大節約信息化成本,而且能夠很快地部署計算資源,實現按需分配、按需計費,它是一種靈活的IT服務交付模式,便于發展新業務,從而能提高企業的生產效率和管理效率。

4)云計算使物理上分布于廣闊地域的計算資源成為一種虛擬的、可整合的計算資源,而且可以根據需要動態調整,使用者不需顧及資源具體的物理實質和管理細節,便于運營維護。

5)云計算中心可以建在能源便宜、氣候寒冷的邊緣地區,進一步降低信息化建設和運維的成本。

6)云計算有利于采用只有顯示和交互功能的瘦客戶端,與PC作為信息終端相比,它更安全、更便于管理。云計算能支持豐富的云端設備,有利于移動辦公等新業務的開展。

7)為保障信息安全,可采取私有云提供內部服務,由于云計算能高度整合資源,集中進行管理,最終將有利于信息安全。

8)我國信息化起步較遲,歷史包袱較輕。云計算作為新一代信息技術還未充分成熟,市場也未被跨國公司壟斷,有利于推廣國產云計算技術和解決方案。

5 結 語

云計算正在快速發展,它將改變我們獲取信息、分享內容和相互溝通的方式。因而,掌握“云計算”將會成為人們利用互聯網上的軟件和數據的必備能力。盡管云計算在行業標準、數據安全、服務質量、應用軟件等方面也面臨著各種問題,這些問題的解決需要技術的進一步發展。我國工信部關于云計算相關標準的研究工作已展開。在“十二五”期間,國家已經把新一代信息技術產業作為排在第一位的新興產業。新一代信息技術專項規劃正在制定,云計算是其中發展的重點。云計算將會形成一條包括云平臺供應商、云平臺使用者/云計算服務商、云計算用戶、云端設備在內的產業鏈,在國家和地方相關政策的扶持下,云計算未來前景廣闊。在這場技術變革之中,能讓您也變得強大,能夠真正駕馭云,讓云為己所用,漫步“云”端。

[1]郭明靜.基于云計算的高等院校信息化建設策略研究[J].電腦知識與技術,2010(7):5155-5156.

[2]文杰.基于云計算的數字檔案管建設研究[J].檔案建設,2011(1):46-47.

[3]涂小強,陳海蓮.淺談云計劃機器發展狀況[J].科技廣場,2011(3):234-236.

[4]仉偉,郭宏遠.云計算的特點和應用展望[J].數字技術與應用,2011(3):168-169.

[5]劉宇芳.云計算及其實質探究[J].惠州學院學報:自然科學版,2010(12):46-49.

[6]徐化祥.云計算對教育的影響初探[J].電腦知識與技術,2009(5):2690-2691.

[7]雷萬云.云計算[M].北京:清華大學出版社,2011.

[8]建“云”偉業 2011服務器半年盤點之云平臺[S][2011-02-23].http://server.zol.com.cn/235/2359119.html.