云计算概述

计算(Cloud Computing)是一种新近提出的计算模式。是分布式计算(Distributed Computing)、并行计算(Parallel Computing)和网格计算(Grid Computing)的发展。
云计算主要提供商有:亚马逊、微软、谷歌、IBM、英特尔等。
云计算的定义及其特点
1.1 定义
目前,云计算没有统一的定义,当前云计算的定义主要包括如下几种。
1)给云计算下的定义。云计算将IT相关的能力以服务的方式提供给用户,允许用户在不了解提供服务的技术、没有相关知识以及设备操作能力的情况下,通过Intemet获取需要的服务。
2)中国云计算网将云计算定义为:云计算是分布式计算(Distributed Computing)、并行计算(Parallel Computing)和网格计算(Grid Computing)的发展,或者说是这些科学概念的商业实现。
3)Vaquero Lm等在综合多个云计算的定义之后,给“云”下了如下定义。云是一个包含大量可用虚拟资源(例如硬件、开发平台以及I/O服务)的资源池。这些虚拟资源可以根据不同的负载动态地重新配置,以达到更优化的资源利用率。这种资源池通常由基础设施提供商按照服务等级协议(ServiceLevel Agreement,SLA)采用用时付费(Pay-Per-Use,PPU)的模式开发管理。
综上所述,云计算的本质特征包括:分布式的计算和存储特性,高扩展性,用户友好性,良好的管理性,用时付费等。
1.2 云计算具有以下技术特点:
·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、Yahoo等的“云”均拥有几十万台服务器,企业私有“云”一般拥有数百上千台服务器。“云”能赋予用户前所未有的计算能力。
·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,用户无需了解、也不用担心
应用运行的具体位置。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。
·高可靠性。“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可靠。
·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。
施丹丽·高可扩展性。“云”的规模可以动态伸缩,满足应用和用户规模增长的需要。
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·按需服务。“云”是一个庞大的资源池,可以按需购买;“云”可以像自来水、电、煤气那样计费。
·极其廉价。“云”的特殊容错措施允许采用极其廉价的节点来构成“云”。“云”的自动化集中式管理使大量企业无需负担日益高昂的数据中心管理成本.“云”的通用性使资源的利用率较传统系统大幅提升.因此用户可以充分享受“云”的低成本优势,经常只要花费几百美元、几天时间就能完成以前需要数万美元、数月时间才能完成的任务。
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2.主流云计算方案以及相应的云终端
2.1云计算技术
(1)Google云计算方案
Google的云计算基础架构由4个相互独立又紧密结合在一起的系统组成。这4个系统分别为建立在集之上的文件系统(Google file system)、针对Google应用程序的特点提出的Map/Reduce分布式计算系统、分布式锁服务系统(Chubby)以及大规模分布式数据库系统(BigTable)。Google的云可以看成利用虚拟化实现的云计算基础架构(硬件架构),加上基于云的文件系统和数据库以及相应的开发应用环境。用户通过浏览器就可以使用分布在云上的Google DOCS等应用。
(2)Amazon云计算方案
Amazon云计算方案称为AWS(Amazon Web service)。AWS是一组服务,它们允许通过程序访问Amazon的计算基础设施。这些服务包括存储、计算、消息传递和数据集。
AWS提供基于云的基础架构,并提供基于SOAP的Web Service接口。在这之上建立基于云的Web 2.0服务,用户只需浏览器就可以使用这些服务。
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(3)开源云计算方案
开源云计算系统Hadoop是由Apache软件基金会研发的开放源码并行运算编程工具和分布式文件系统,与apReduce和Google文件系统类似,是用于在大型集的廉价硬件设备上运行应用程序的框架,提供高效、高容错性、稳定的分布式运行接口和存储。基于Hadoop的云计算环境,能提供云计算能力和云存储能力的在线服务,最终用户可以通过浏览器使用这些服务。
(4)微软云计算方案
微软云计算方案Windows Azure是构建在微软数据中心内提供云计算的一个应用程序平台,包含云操作系统、基于Web的关系数据库(SQL Azure)和基于.NET的开发环境(与Visual Studio集成,让开发人员得以使用其集成开发环境来开发与部署要挂载在Azure上的应用程序)。基于Windows Azure的云存储和Web Service接口建立的在线服务.对于最终
用户来说是桌面软件的形态,使用的终端主要是PC、笔记本平台,仍旧要依赖微软的操作系统.软件的计算仍依赖终端的处理能力。因此微软倡导的云计算是云+端计算,终端是由操作系统加上桌面软件的方式.这也是因为微软目前仍不能放弃桌面操作系统。
(5)基于应用虚拟化的云计算方案
应用虚拟化云计算是一种新兴的云计算技术。在应用虚拟化架构中.表示层做成应用虚拟化引擎,该引擎可以放在整个计算系统的操作系统和应用层之间,隔绝重要应用.这是应用虚拟化技术的核心思想所在。如图1所示,应用虚拟化在后端服务与终端之间增加一层虚拟层,应用实际上运行在虚拟层。而将应用运行的屏幕界面推送到终端上显示,即“应用交付”的概念。应用虚拟化技术使得用户可以远程访问程序(这些程序称为虚拟化程序).就好像它们在最终用户的本地计算机上运行一样。虚拟化程序与客户端的桌面集成在一起,而不是在服务器的桌面中向用户显示。虚拟化程序在自己的可调整大小的窗口中运行。可以在多个显示器之间拖动,并且在任务栏中有自己的条目。用户可以在同一个服务器上运行多个虚拟化程序,虚拟化程序将共享同一个远程会话。
2.2云终端现状
如上所述,微软倡导的云计算是云+端计算,终端是由操作系统加上桌面软件的方式,软件的计算仍旧依赖终端的处理能力。而其他的云计算技术,运行、计算、存储都在云端,充分利用服务器资源,对于终端性能要求很低,可以说是“超瘦”终端,只需一台能上网的设备,用户通过互联网就能实现处理文档、存储资料,因此在这里我们把能使用云应用的设备都叫云终端,而不局限于仅能运行云应用的终端。
半人马酋长3云计算的关键技术
    云计算是一种新型的超级计算方式,以数据为中心,是一种数据密集型的超级计算。在数据存储、数据管理、编程模式等多方面具有自身独特的技术。
3.1数据存储技术
为保证高可用、高可靠和经济性,云计算采用分布式存储的方式来存储数据,采用冗余存储的方式来保证存储数据的可靠性,即为同一份数据存储多个副本。
另外,云计算系统需要同时满足大量用户的需求,并行地为大量用户提供服务。因此,云计算的数据存储技术必须具有高吞吐率和高传输率的特点。
云计算的数据存储技术主要有谷歌的非开源的GFS(Google File System)和Hadoop开发团队开发的GFS的开源实现HDFS(Hadoop Distributed File System)。大部分厂商,包括雅虎、英特尔的“云”计划采用的都是HDFS的数据存储技术。
云计算的数据存储技术未来的发展将集中在超大规模的数据存储、数据加密和安全性保证以及继续提高I/O速率等方面。
3.2数据管理技术
云计算系统对大数据集进行处理、分析向用户提供高效的服务。因此,数据管理技术必须能够高效地管理大数据集。其次,如何在规模巨大的数据中到特定的数据,也是云计算数据管理技术所必须解决的问题。
云计算的特点是对海量的数据存储、读取后进行大量的分析,数据的读操作频率远大于数据的更新频率,云中的数据管理是一种读优化的数据管理。因此,云系统的数据管理往往采用数据库领域中列存储的数据管理模式。将表按列划分后存储。
云计算的数据管理技术中最著名的是谷歌提出的BigTable数据管理技术。由于采用列存储
的方式管理数据,如何提高数据的更新速率以及进一步提高随机读速率是未来的数据管理技术必须解决的问题。
3.3编程模型
为了使用户能更轻松地享受云计算带来的服务,让用户能利用该编程模型编写简单的程序来实现特定的目的,云计算上的编程模型必须十分简单。必须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。
云计算大部分采用Map—Reduce的编程模式。现在大部分IT厂商提出的“云”计划中采用的编程模型,都是基于Map—Reduce的思想开发的编程工具。
4.云计算和其他超级计算的区别
4.1 与网格计算的区别
云计算是一种生产者一消费者模型,云计算系统采用以太网等快速网络将若干集连接在一起,用户通过因特网获取云计算系统提供的各种数据处理服务。网格系统是一种资源共
享模型,资源提供者亦可以成为资源消费者,网格侧重研究的是如何将分散的资源组合成动态虚拟组织。
云计算和网格计算的一个重要区别在于资源调度模式。云计算采用集来存储和管理数据资源,运行的任务以数据为中心。即调度计算任务到数据存储节点运行。而网格计算,则以计算为中心。计算资源和存储资源分布在因特网的各个角落,不强调任务所需的计算和存储资源同处一地。由于网络带宽的限制,网格计算中的数据传输时间占总运行时间的很大一部分。
4.2与传统超级计算机的区别
    从TOPS00对超级计算机的排名方式可以看出,传统的超级计算机注重运算速度和任务的吞吐率。以运算速度为核心进行计算机的研究和开发。而云计算则以数据为中心,同时兼顾系统的运算速度。传统的超级计算机耗资巨大,远超主流云计算技术以及相应的云终端云终端现状及发展趋势
5.发展趋势
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5.1云端
微软等厂商提出的云“端”计算(+端类型),对终端是有计算能力要求的,应用软件在终端上运行,软件需要的计算资源越高,对终端的要求就越高。在存储方面。可以存储在本地,然后同步到网络上。因此,这类终端的发展应该朝着当前PC的发展方向走,仍旧是处理能力、存储能力、3D显示能力各方面都会继续发展,并且随着操作系统和软件的升级不断提高。当然。由于云平台的存在,软件同样可以免安装。在这种情况下,这类云终端也可以朝着便携性方向发展。类似笔记本。面向的客户更多的是个人客户和需要进行大量图形处理和占用计算资源大的企业客户。可以用这种终端看电影、玩游戏、办公。

本文发布于:2024-09-22 12:31:47,感谢您对本站的认可!

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