云計算技術原理和應用發展2024/3/24云計算技術原理和應用發展云計算：CloudComputing

云計算已被業界視為互聯網產業的下一次革命，它將帶來工作方式和商業模式的根本性改變

云時代已經到來！云計算技術原理和應用發展主要內容云計算概念及影響01云計算的主要服務形式和典型應用02典型云計算平臺介紹04云計算實驗：云腦系統05如何進入云計算領域06云計算的核心技術03云計算技術原理和應用發展云計算概念及影響

云計算（CloudComputing）是由分布式計算（DistributedComputing）、并行處理（ParallelComputing）、網格計算（GridComputing）發展來的，是一種新興的商業計算模型。中國網格計算、云計算專家劉鵬給出如下定義：“云計算將計算任務分布在大量計算機構成的資源池上，使各種應用系統能夠根據需要獲取計算力、存儲空間和各種軟件服務”。

云計算模式即為電廠集中供電模式，它的最終目標是將計算、服務和應用作為一種公共設施提供給公眾，使人們能夠像使用水、電、煤氣和電話那樣使用計算機資源。云計算技術原理和應用發展分布式計算所謂分布式計算是一門計算機科學，它研究如何把一個需要非常巨大的計算能力才能解決的問題分成許多小的部分，然后把這些部分分配給許多計算機進行處理，最后把這些計算結果綜合起來得到最終的結果。最近的分布式計算項目已經被用于使用世界各地成千上萬位志愿者的計算機的閑置計算能力，通過因特網，您可以分析來自外太空的電訊號，尋找隱蔽的黑洞，并探索可能存在的外星智慧生命；您可以尋找超過1000萬位數字的梅森質數；您也可以尋找并發現對抗艾滋病病毒的更為有效的藥物。這些項目都很龐大，需要驚人的計算量，僅僅由單個的電腦或是個人在一個能讓人接受的時間內計算完成是決不可能的。

分布式計算是利用互聯網上的計算機的中央處理器的閑置處理能力來解決大型計算問題的一種計算科學。在兩個或多個軟件互相共享信息，這些軟件既可以在同一臺計算機上運行，也可以在通過網絡連接起來的多臺計算機上運行。

云計算技術原理和應用發展并行處理并行處理（ParallelProcessing）是計算機系統中能同時執行兩個或更多個處理機的一種計算方法。處理機可同時工作于同一程序的不同方面。并行處理的主要目的是節省大型和復雜問題的解決時間。為使用并行處理，首先需要對程序進行并行化處理，也就是說將工作各部分分配到不同處理機中。而主要問題是并行是一個相互依靠性問題，而不能自動實現。此外，并行也不能保證加速。但是一個在n個處理機上執行的程序速度可能會是在單一處理機上執行的速度的n倍。云計算技術原理和應用發展網格計算

首先網格計算也是一種分布式計算。

網格計算通過利用大量異構計算機（通常為桌面）的未用資源（CPU周期和磁盤存儲），將其作為嵌入在分布式電信基礎設施中的一個虛擬的計算機集群，為解決大規模的計算問題提供了一個模型。網格計算的焦點放在支持跨管理域計算的能力，這使它與傳統的計算機集群或傳統的分布式計算相區別。

網格計算與其他所有的分布式計算范例都有所區別：網格計算的本質在于以有效且優化的方式來利用組織中各種異構松耦合資源，來實現復雜的工作負載管理和信息虛擬化功能。

云計算技術原理和應用發展云計算的主要服務形式和典型應用

云計算的主要服務形式有：SaaS(SoftwareasaService)，PaaS(PlatformasaService)，IaaS(InfrastructureasaService)。(1)軟件即服務(SaaS)SaaS服務提供商將應用軟件統一部署在自己的服務器上，用戶根據需求通過互聯網向廠商訂購應用軟件服務，服務提供商根據客戶所定軟件的數量、時間的長短等因素收費，并且通過瀏覽器向客戶提供軟件的模式。

這種服務模式的優勢是，由服務提供商維護和管理軟件、提供軟件運行的硬件設施，用戶只需擁有能夠接入互聯網的終端，即可隨時隨地使用軟件。客戶不再像傳統模式那樣花費大量資金在硬件、軟件、維護人員，只需要支出一定的租賃服務費用，通過互聯網就可以享受到相應的硬件、軟件和維護服務。對于小型企業來說，SaaS是采用先進技術的最好途徑。目前，S是提供這類服務最有名的公司，GoogleDocs,GoogleApps和ZohoOffice也屬于這類服務。云計算技術原理和應用發展zoho全球第一大在線軟件商Zoho成立于1996年，致力于在線辦公的研究，是全球第一大在線軟件提供商，由印度人SridharVembu創立。ZOHO是AdventNet公司開發的一個辦公室軟件套裝。Zoho提供了全方位的在線商務辦公解決方案，并且完全同現在主流程序兼容，可以直接導入現在主流辦公系統的各種文件，同時還可以管理計劃、客戶，甚至你無需懂編程也可以創建網站應用程序。Zoho采用了AJAX技術，在可視化界面下操作非常人性化，Zoho還提供一些很人性化的功能，如自動保存、拼寫檢查等。右鍵菜單也同線下的辦公軟件一致。日前，宣布將正式登陸中國市場.這意味著ZOHO旗下包括字處理(ZohoWriter)、電子表格(ZohoSheet)、演示幻燈片(ZohoShow)在內的全套在線Office解決方案將與中國用戶見面.業內人士分析,ZOHO的加入無疑為本已炙手可熱的在線軟件市場又添一把火,而國內外巨頭圍繞在線企業商務軟件領域的博弈也成為2008年整個IT界的一大亮點。云計算技術原理和應用發展Zoho服務列表ZohoShow：在線的PowerPoint，免費ZohoWriter：在線的Word，免費ZohoSheet：在線Excel，免費ZohoVirtualOffice：在線虛擬辦公室，免費版支持10個用戶ZohoCRM：客戶關系管理系統，免費版支持3個用戶ZohoCreator：可以訂制模塊生成web應用程序，免費ZohoPlanner：計劃、提醒、備忘，免費ZohoChat：聊天室，免費ZohoChallenge：問卷調查，免費版支持25個Thandora：基于TAG的黃頁，免費Site24×7：網站監視服務，免費ZohoPolls：投票系統，免費ZohoMail：企業和專業郵箱用戶的最佳選擇云計算技術原理和應用發展云計算技術原理和應用發展平臺即服務(PaaS)

把開發環境作為一種服務來提供。這是一種分布式平臺服務，廠商提供開發環境、服務器平臺、硬件資源等服務給客戶，用戶在其平臺基礎上定制開發自己的應用程序并通過其服務器和互聯網傳遞給其他客戶。PaaS能夠給企業或個人提供研發的中間件平臺，提供應用程序開發、數據庫、應用服務器、試驗、托管及應用服務。GoogleAppEngine,Salesforce的平臺，八百客的800APP是PaaS的代表產品。

云計算技術原理和應用發展云計算技術原理和應用發展云計算的主要服務形式和典型應用

基礎設施即服務(IaaS)

IaaS即把廠商的由多臺服務器組成的“云端”基礎設施，作為計量服務提供給客戶。它將內存、I/O設備、存儲和計算能力整合成一個虛擬的資源池為整個業界提供所需要的存儲資源和虛擬化服務器等服務。這是一種托管型硬件方式，用戶付費使用廠商的硬件設施。AmazonWeb服務（AWS），IBM的BlueCloud等均是將基礎設施作為服務出租。IaaS的優點是用戶只需低成本硬件，按需租用相應計算能力和存儲能力，大大降低了用戶在硬件上的開銷。云計算技術原理和應用發展

GoogleDocs類似于微軟的Office的一套在線辦公軟件。用戶只需一臺接入互聯網的計算機和瀏覽器即可在線處理和搜索文檔、表格、幻燈片，并可以通過網絡和他人分享并設置共享權限。GoogleAppEngine使用戶可以使用Python和Java在Google的基礎架構上開發和部署運行自己的應用程序。每個GoogleAppEngine應用程序可以使用達到500MB的持久存儲空間及可支持每月500萬綜合瀏覽量的帶寬和CPU，并且可根據用戶的訪問量和數據存儲需要的增長輕松擴展。 其它與“云”相關應用：云安全、云存儲、云下載云計算技術原理和應用發展云安全“云安全（CloudSecurity）”計劃是網絡時代信息安全的最新體現，它融合了并行處理、網格計算、未知病毒行為判斷等新興技術和概念，通過網狀的大量客戶端對網絡中軟件行為的異常監測，獲取互聯網中木馬、惡意程序的最新信息，傳送到Server端進行自動分析和處理，再把病毒和木馬的解決方案分發到每一個客戶端。整個互聯網，變成了一個超級大的殺毒軟件，這就是云安全計劃的宏偉目標。

云計算技術原理和應用發展云存儲云存儲是在云計算(cloudcomputing)概念上延伸和發展出來的一個新的概念，是指通過集群應用、網格技術或分布式文件系統等功能，將網絡中大量各種不同類型的存儲設備通過應用軟件集合起來協同工作，共同對外提供數據存儲和業務訪問功能的一個系統。當云計算系統運算和處理的核心是大量數據的存儲和管理時，云計算系統中就需要配置大量的存儲設備，那么云計算系統就轉變成為一個云存儲系統，所以云存儲是一個以數據存儲和管理為核心的云計算系統。云計算技術原理和應用發展云下載“云下載”是云計算的一種，云計算是一種基于網絡的架構，它的特點是利用網絡使多臺計算機共享信息以處理相同或相似的任務，使得計算變得方便快捷。可是，云計算在這個概念被提出來前就已經存在了，所以也算是故弄玄虛。云下載給你舉個例子吧：迅雷。

云計算時代，可以拋棄U盤等移動設備，只需要進入GoogleDocs頁面，新建文檔，編輯內容，然后，直接將文檔的URL分享給你的朋友或者上司，他可以直接打開瀏覽器訪問URL。我們再也不用擔心因PC硬盤的損壞而發生資料丟失事件。云計算技術原理和應用發展云計算的核心技術

編程模型海量數據分布存儲技術海量數據管理技術

虛擬化技術

云計算平臺管理技術云計算技術原理和應用發展編程模型

為了使云計算環境下的編程十分簡單，Google開發了java、Python、C++編程工具MapReduce，它是一種簡化的分布式編程模型和高效的任務調度模型，用于大規模數據集（大于1TB）的并行運算。MapReduce模式的思想是將要執行的問題分解成Map(映射)和Reduce(化簡)的方式，先通過Map程序將數據切割成不相關的區塊，分配（調度）給大量計算機處理，達到分布式運算的效果，再通過Reduce程序將結果匯整輸出。

云計算技術原理和應用發展

GFS是一個可擴展的分布式文件系統，用于大型的、分布式的、對大量數據進行訪問的應用。一個GFS集群由一個主服務器和大量的塊服務器構成，并被許多客戶訪問。主服務器存儲文件系統所有的元數據，包括名字空間、訪問控制信息、從文件到塊的映射以及塊的當前位置。它也控制系統范圍的活動，如塊租約管理，孤兒塊的垃圾收集，塊服務器間的塊遷移。主服務器定期通過HeartBeat消息與每一個塊服務器通信，給塊服務器傳遞指令并收集它的狀態。GFS中的文件被切分為64MB的塊并以冗余存儲，每份數據在系統中保存3個以上備份。客戶與主服務器的交換只限于對元數據的操作，所有數據方面的通信都直接和塊服務器聯系，這大大提高了系統的效率，防止主服務器負載過重。海量數據分布存儲技術

云計算技術原理和應用發展數據管理技術

云計算需要對分布的、海量的數據進行處理、分析，因此，數據管理技術必需能夠高效的管理大量的數據。云計算系統中的數據管理技術主要是Google的BT(BigTable)數據管理技術和Hadoop團隊開發的開源數據管理模塊HBase。BT是建立在GFS,Scheduler,LockService和MapReduce之上的一個大型的分布式數據庫，與傳統的關系數據庫不同，它把所有數據都作為對象來處理，形成一個巨大的表格，用來分布存儲大規模結構化數據。Google的很多項目使用BT來存儲數據，包括網頁查詢，Googleearth和Google金融。這些應用程序對BT的要求各不相同：數據大小（從URL到網頁到衛星圖象）不同，反應速度不同（從后端的大批處理到實時數據服務）。對于不同的要求，BT都成功的提供了靈活高效的服務。云計算技術原理和應用發展

虛擬化技術

通過虛擬化技術可實現軟件應用與底層硬件相隔離，它包括將單個資源劃分成多個虛擬資源的裂分模式，也包括將多個資源整合成一個虛擬資源的聚合模式。虛擬化技術根據對象可分成存儲虛擬化、計算虛擬化、網絡虛擬化等，計算虛擬化又分為系統級虛擬化、應用級虛擬化和桌面虛擬化。

云計算平臺管理技術云計算資源規模龐大，服務器數量眾多并分布在不同的地點，同時運行著數百種應用，如何有效的管理這些服務器，保證整個系統提供不間斷的服務是巨大的挑戰。云計算系統的平臺管理技術能夠使大量的服務器協同工作，方便的進行業務部署和開通，快速發現和恢復系統故障，通過自動化、智能化的手段實現大規模系統的可靠運營。

云計算技術原理和應用發展典型云計算平臺介紹

Google的云計算平臺

Google公布的云計算技術主要由MapReduce、Google文件系統(GFS)、BigTable組成。Google還構建其他云計算組件，包括一個領域描述語言以及分布式鎖服務機制等。Sawzall是一種建立在MapReduce基礎上的領域語言，專門用于大規模的信息處理。Chubby是一個高可用、分布式數據鎖服務，當有機器失效時，Chubby使用Paxos算法來保證備份。

云計算技術原理和應用發展IBM“藍云”計算平臺

“藍云”基于IBMAlmaden研究中心的云基礎架構，采用了Xen和PowerVM虛擬化軟件，Linux操作系統映像以及Hadoop軟件(GoogleFileSystem以及MapReduce的開源實現)。IBM已經正式推出了基于x86芯片服務器系統的“藍云”產品。

由圖可知，“藍云”計算平臺由一個數據中心、IBMTivoli部署管理軟件(Tivoliprovisioningmanager)、IBMTivoli監控軟件(IBMTivolimonitoring)、IBMWebSphere應用服務器、IBMDB2數據庫以及一些開源信息處理軟件和開源虛擬化軟件共同組成。

云計算技術原理和應用發展Amazon將自己的彈性計算云建立在公司內部的大規模集