云計(jì)算探討

郎建華 李艷 董文俊 張晨 沐士光

摘 要：云計(jì)算簡稱為“云”，是一種獨(dú)特的IT環(huán)境。云借助互聯(lián)網(wǎng)的龐大資源，以一種全新的服務(wù)模式向用戶提供服務(wù)。本文從云計(jì)算的概念、部署模型及特點(diǎn)、云計(jì)算技術(shù)、服務(wù)模式、應(yīng)用領(lǐng)域以及未來發(fā)展等對云計(jì)算進(jìn)行論述。

關(guān)鍵詞：云計(jì)算；虛擬化；云服務(wù)

中圖分類號： TP393 文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A 文章編號： 1673-1069（2016）24-170-2

1 云計(jì)算概念

不同的IT機(jī)構(gòu)對云計(jì)算的定義不同。NIST對云計(jì)算的定義是：“云計(jì)算是一種模型，可以實(shí)現(xiàn)隨時隨地、便捷的、按需的從可配置計(jì)算資源共享池中獲取所需資源，資源可以快速供給或釋放，使管理的工作量和服務(wù)提供者的介入降低到最少。”[1]簡單來說，就是云服務(wù)提供商，通過光纖將虛擬IT資源傳輸?shù)礁鱾€地方，企業(yè)或者個人用戶無需購買大量且昂貴的網(wǎng)絡(luò)傳輸設(shè)備，只需要擁有一臺終端，下載相應(yīng)的客戶端，通過賬號進(jìn)行登錄，獲取并使用其所需IT資源，提供商根據(jù)云用戶使用資源的情況進(jìn)行收費(fèi)。用戶的終端不需要高級配置，只要能夠?qū)崿F(xiàn)聯(lián)網(wǎng)，就可以通過提供商服務(wù)器提供的遠(yuǎn)程服務(wù)，對所有IT資源進(jìn)行存儲、調(diào)節(jié)、使用。所以，云計(jì)算像一臺擁有超級信息處理能力計(jì)算機(jī)，或者說是服務(wù)器，由上百臺或者千臺甚至是上萬臺服務(wù)器所搭建的服務(wù)器集群構(gòu)成。

2 云計(jì)算部署模型

云計(jì)算部署模型指特定的云環(huán)境類型，主要根據(jù)云環(huán)境的所有權(quán)、大小，以及訪問方式等來區(qū)別，一般有以下幾種類型。①公有云，由云提供者擁有的可以公共訪問的云環(huán)境，其創(chuàng)建和維護(hù)由云提供者負(fù)責(zé)，所以公有云一般都是經(jīng)過商業(yè)化的，需要云用戶付費(fèi)才能夠使用。②私有云，被一家組織單獨(dú)控權(quán)擁有的云，其核心屬性是專有資源，因而對數(shù)據(jù)安全和服務(wù)質(zhì)量提供最有效的控制。使用私有云的組織從技術(shù)上講既是云提供者又是云用戶，其可以集中控制和訪問不同位置、部門的IT資源。③社區(qū)云與公有云類似，但是它的訪問權(quán)限被限定為特定的云用戶社區(qū)，沒有“通行證”的社區(qū)外組織一般無法訪問社區(qū)云。社區(qū)云可以是社區(qū)成員和提供具有訪問限制的公有云的第三方提供者共同擁有的，其云用戶通常要共同承擔(dān)定義和發(fā)展社區(qū)云的責(zé)任，但是他們不一定要能夠訪問和控制云中所有的IT資源。④混合云指融合了兩個或兩個以上的不同云部署模型組成的云環(huán)境。如云用戶選擇將處理敏感數(shù)據(jù)部署到私有云，將其他不敏感數(shù)據(jù)部署到公有云上，組合成混合云。

3 云計(jì)算技術(shù)

3.1 數(shù)據(jù)中心技術(shù)

數(shù)據(jù)中心是一種用于集中存放物理的和虛擬的IT資源，提高IT資源的使用率和IT人員的辦公效率的特殊的IT基礎(chǔ)設(shè)施。數(shù)據(jù)中心技術(shù)包含眾多方面：①虛擬化。將資源池分為物理資源層和虛擬資源層，物理層存放物理硬件系統(tǒng)與軟件系統(tǒng)等基礎(chǔ)設(shè)施，虛擬層對資源進(jìn)行抽象和控制，即通過虛擬平臺將物理的IT資源虛擬化，便于分配、操作和管理等。②標(biāo)準(zhǔn)化與模塊化。以標(biāo)準(zhǔn)化商用硬件為基礎(chǔ)，用模塊化架構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)，整合多個相同的基礎(chǔ)設(shè)施模塊以及設(shè)備等，從而減少投資和運(yùn)營成本。③自動化。通過構(gòu)建特殊平臺，利用自主計(jì)算機(jī)技術(shù)實(shí)現(xiàn)自配置和自恢復(fù)，將云監(jiān)管等一系列任務(wù)進(jìn)行自動化。④安全化。因?yàn)閿?shù)據(jù)中心采用集中式結(jié)構(gòu)存儲和處理數(shù)據(jù)，所以它對安全的要求是徹底的、全面的。

3.2 虛擬化技術(shù)

虛擬化是將物理IT資源轉(zhuǎn)化為虛擬IT資源。虛擬化技術(shù)包括眾多方面：①與硬件無關(guān)。在虛擬化環(huán)境下，是對硬件進(jìn)行仿真，并標(biāo)準(zhǔn)化為軟件版本，依靠硬件無關(guān)性，虛擬服務(wù)器能自動解決軟硬件不兼容問題，從而實(shí)現(xiàn)資源遷移。②服務(wù)器整合。虛擬化技術(shù)支持不同虛擬服務(wù)器共享同一物理服務(wù)器，利用虛擬化軟件在同一臺虛擬主機(jī)上同時創(chuàng)建多個虛擬服務(wù)器，提高硬件利用率、負(fù)載均衡和優(yōu)化IT資源等。③資源復(fù)制。主機(jī)操作系統(tǒng)可以對虛擬服務(wù)器上的文件進(jìn)行操作實(shí)現(xiàn)服務(wù)器的復(fù)制、備份以及移動。④基于系統(tǒng)的虛擬化。在宿主操作系統(tǒng)上安裝虛擬化軟件，利用該虛擬化軟件生成并運(yùn)行一個或多個虛擬服務(wù)器，并對生成的虛擬服務(wù)器進(jìn)行直接訪問。

3.3 Web技術(shù)、多租戶技術(shù)和服務(wù)技術(shù)

①Web技術(shù)是云服務(wù)的實(shí)現(xiàn)介質(zhì)和管理接口，Web應(yīng)用具有較高的可訪問性，因此這些應(yīng)用廣泛出現(xiàn)在云環(huán)境中。其表示層用于表現(xiàn)用戶界面，分為客戶端和服務(wù)器端，應(yīng)用層用于實(shí)現(xiàn)應(yīng)用邏輯，數(shù)據(jù)層由持久性數(shù)據(jù)存儲構(gòu)成。

②多租戶技術(shù)可以使得多個租戶在邏輯上同時使用同一應(yīng)用，每個用戶對自己定制、使用、管理的應(yīng)用程序都有自己專一的視圖，同時不會意識到還有其他用戶在使用此軟件，確保每個用戶不會訪問到不屬于自己的數(shù)據(jù)和配置信息。

③服務(wù)技術(shù)是云計(jì)算運(yùn)行的基石，它是云交付模型的基礎(chǔ)，即將云“作為服務(wù)”。

4 云計(jì)算的服務(wù)模式

云計(jì)算服務(wù)模式是指云提供者將具體的、事先打包好的IT資源組合以服務(wù)的形式交付給用戶的模式，分為基礎(chǔ)設(shè)施即服務(wù)（IaaS）、平臺即服務(wù)（PaaS）、軟件即服務(wù)（SaaS）等模式，服務(wù)模式還相互關(guān)聯(lián)，如下圖所示。①IaaS模式運(yùn)用虛擬化技術(shù)、自動化技術(shù)、服務(wù)器集群等技術(shù)將硬件、軟件、操作系統(tǒng)、存儲、服務(wù)器等IT基礎(chǔ)設(shè)施組合成資源池，用戶通過云服務(wù)的接口和工具，訪問及管理這些資源。②PaaS模式預(yù)先定義好“就緒可用”的環(huán)境，運(yùn)用分布式文件存儲、分布式計(jì)算、分布式數(shù)據(jù)庫等技術(shù)將軟件研發(fā)的平臺直接作為服務(wù)提供給云用戶，用戶不用承擔(dān)建立和維護(hù)基礎(chǔ)設(shè)施的責(zé)任。③SaaS模式運(yùn)用SOA技術(shù)、WEB2.0等技術(shù)將軟件程序作為服務(wù)提供給用戶，用戶通過互聯(lián)網(wǎng)即可訪問和應(yīng)用各種軟件。SaaS是21世紀(jì)云服務(wù)發(fā)展的最新趨勢，具有完善的市場，提供商為用戶搭建所有網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施、硬件、軟件等IT資源，并對其進(jìn)行前期實(shí)施和后期維護(hù)等一系列工作，用戶只需要通過Internet使用云資源。

5 云計(jì)算的應(yīng)用領(lǐng)域及未來發(fā)展

5.1 云計(jì)算的應(yīng)用領(lǐng)域

云計(jì)算在中國已經(jīng)廣泛應(yīng)用于許多領(lǐng)域。①交通云主要包括地鐵系統(tǒng)、電動步道系統(tǒng)，天橋人行交通系統(tǒng)、懸掛軌道交通系統(tǒng)等。②醫(yī)療云主要包括健康信息平臺、遠(yuǎn)程診斷系統(tǒng)、遠(yuǎn)程監(jiān)護(hù)系統(tǒng)等。③通訊云，用戶利用SaaS形式的智能客戶端，通過互聯(lián)網(wǎng)等網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通訊，無須經(jīng)由傳統(tǒng)PSTN線路的一種新的通訊方式。④教育云包含選修課系統(tǒng)、成績系統(tǒng)、綜合素質(zhì)評價系統(tǒng)、數(shù)字圖書館系統(tǒng)等。⑤政府云，政府部門利用云計(jì)算，實(shí)現(xiàn)面向更多公眾服務(wù)、引領(lǐng)本地信息化快速發(fā)展等目標(biāo)。

5.2 云計(jì)算的未來發(fā)展

①在21世紀(jì)這個快速信息時代，云計(jì)算作為信息產(chǎn)業(yè)中的重點(diǎn)領(lǐng)域，并且隨著“去IOE”趨勢的加強(qiáng)以及“一帶一路”經(jīng)濟(jì)帶的提出與實(shí)施，各互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)正在帶領(lǐng)云計(jì)算產(chǎn)業(yè)快速崛起，云服務(wù)在未來將獲得龐大的市場，極有可能逐漸取代傳統(tǒng)IT行業(yè)的服務(wù)項(xiàng)目。

6 結(jié)語

如今的云計(jì)算不再僅僅是一種IT趨勢，它已經(jīng)成為調(diào)整和推動企業(yè)業(yè)務(wù)發(fā)展的契機(jī)。抓住這一契機(jī)，利用可靠成熟的云計(jì)算技術(shù)，不僅能實(shí)現(xiàn)現(xiàn)有的商業(yè)戰(zhàn)略目標(biāo)，還可激發(fā)企業(yè)的新目標(biāo)和新方向，從而優(yōu)化商業(yè)運(yùn)作。云計(jì)算的本質(zhì)是提供服務(wù)，所以供應(yīng)商對云計(jì)算相關(guān)技術(shù)、架構(gòu)、模式等的掌握程度，徹底影響著其服務(wù)質(zhì)量和可靠性。

參 考 文 獻(xiàn)

[1] （美）埃爾，等著，龔奕利，賀蓮，胡創(chuàng)譯.云計(jì)算：概念、技術(shù)與構(gòu)架[M].北京：機(jī)器工業(yè)出版社，2014.6.

[2] 中國云計(jì)算行業(yè)現(xiàn)狀調(diào)研及未來發(fā)展趨勢分析報告（2015-2020）1563189[R].