云計算技術(shù)原理和應用發(fā)展

云計算技術(shù)原理和運用開展云計算：CloudComputing云計算已被業(yè)界視為互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的下一次革命，它將帶來任務方式和商業(yè)方式的根本性改動云時代曾經(jīng)到來！主要內(nèi)容云計算概念及影響01云計算的主要效力方式和典型運用02典型云計算平臺引見04云計算實驗：云腦系統(tǒng)05如何進入云計算領域06云計算的中心技術(shù)03云計算概念及影響云計算〔CloudComputing〕是由分布式計算〔DistributedComputing〕、并行處置〔ParallelComputing〕、網(wǎng)格計算〔GridComputing〕開展來的，是一種新興的商業(yè)計算模型。中國網(wǎng)格計算、云計算專家劉鵬給出如下定義：“云計算將計算義務分布在大量計算機構(gòu)成的資源池上，使各種運用系統(tǒng)可以根據(jù)需求獲取計算力、存儲空間和各種軟件效力〞。云計算方式即為電廠集中供電方式，它的最終目的是將計算、效力和運用作為一種公共設備提供應公眾，使人們可以像運用水、電、煤氣和那樣運用計算機資源。分布式計算所謂分布式計算是一門計算機科學，它研討如何把一個需求非常宏大的計算才干才干處理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展處置，最后把這些計算結(jié)果綜合起來得到最終的結(jié)果。最近的分布式計算工程曾經(jīng)被用于運用世界各地成千上萬位志愿者的計算機的閑置計算才干，經(jīng)過因特網(wǎng)，您可以分析來自外太空的電訊號，尋覓隱蔽的黑洞，并探求能夠存在的外星智慧生命；您可以尋覓超越1000萬位數(shù)字的梅森質(zhì)數(shù)；您也可以尋覓并發(fā)現(xiàn)對抗艾滋病病毒的更為有效的藥物。這些工程都很龐大，需求驚人的計算量，僅僅由單個的電腦或是個人在一個能讓人接受的時間內(nèi)計算完成是決不能夠的。

分布式計算是利用互聯(lián)網(wǎng)上的計算機的中央處置器的閑置處置才干來處理大型計算問題的一種計算科學。在兩個或多個軟件相互共享信息，這些軟件既可以在同一臺計算機上運轉(zhuǎn)，也可以在經(jīng)過網(wǎng)絡銜接起來的多臺計算機上運轉(zhuǎn)。

并行處置并行處置〔ParallelProcessing〕是計算機系統(tǒng)中能同時執(zhí)行兩個或更多個處置機的一種計算方法。處置機可同時任務于同一程序的不同方面。并行處置的主要目的是節(jié)省大型和復雜問題的處理時間。為運用并行處置，首先需求對程序進展并行化處置，也就是說將任務各部分分配到不同處置機中。而主要問題是并行是一個相互依托性問題，而不能自動實現(xiàn)。此外，并行也不能保證加速。但是一個在n個處置機上執(zhí)行的程序速度能夠會是在單一處置機上執(zhí)行的速度的n倍。網(wǎng)格計算

首先網(wǎng)格計算也是一種分布式計算。

網(wǎng)格計算經(jīng)過利用大量異構(gòu)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根底設備中的一個虛擬的計算機集群，為處理大規(guī)模的計算問題提供了一個模型。網(wǎng)格計算的焦點放在支持跨管理域計算的才干，這使它與傳統(tǒng)的計算機集群或傳統(tǒng)的分布式計算相區(qū)別。

網(wǎng)格計算與其他一切的分布式計算范例都有所區(qū)別：網(wǎng)格計算的本質(zhì)在于以有效且優(yōu)化的方式來利用組織中各種異構(gòu)松耦合資源，來實現(xiàn)復雜的任務負載管理和信息虛擬化功能。

云計算的主要效力方式和典型運用

云計算的主要效力方式有：SaaS(SoftwareasaService)，PaaS(PlatformasaService)，IaaS(InfrastructureasaService)。(1)軟件即效力(SaaS)SaaS效力提供商將運用軟件一致部署在本人的效力器上，用戶根據(jù)需求經(jīng)過互聯(lián)網(wǎng)向廠商訂購運用軟件效力，效力提供商根據(jù)客戶所定軟件的數(shù)量、時間的長短等要素收費，并且經(jīng)過閱讀器向客戶提供軟件的方式。這種效力方式的優(yōu)勢是，由效力提供商維護和管理軟件、提供軟件運轉(zhuǎn)的硬件設備，用戶只需擁有可以接入互聯(lián)網(wǎng)的終端，即可隨時隨地運用軟件?？蛻舨辉傧駛鹘y(tǒng)方式那樣破費大量資金在硬件、軟件、維護人員，只需求支出一定的租賃效力費用，經(jīng)過互聯(lián)網(wǎng)就可以享遭到相應的硬件、軟件和維護效力。對于小型企業(yè)來說，SaaS是采用先進技術(shù)的最好途徑。目前，Salesforce是提供這類效力最有名的公司，GoogleDocs,GoogleApps和ZohoOffice也屬于這類效力。zoho全球第一大在線軟件商Zoho成立于1996年，努力于在線辦公的研討，是全球第一大在線軟件提供商，由印度人SridharVembu創(chuàng)建。ZOHO是AdventNet公司開發(fā)的一個辦公室軟件套裝。Zoho提供了全方位的在線商務辦公處理方案，并且完全同如今主流程序兼容，可以直接導入如今主流辦公系統(tǒng)的各種文件，同時還可以管理方案、客戶，甚至他無需懂編程也可以創(chuàng)建網(wǎng)站運用程序。Zoho采用了AJAX技術(shù)，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，如自動保管、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旗下包括字處置(ZohoWriter)、電子表格(ZohoSheet)、演示幻燈片(ZohoShow)在內(nèi)的全套在線Office處理方案將與中國用戶見面.業(yè)內(nèi)人士分析,ZOHO的參與無疑為本已炙手可熱的在線軟件市場又添一把火,而國內(nèi)外巨頭圍繞在線企業(yè)商務軟件領域的博弈也成為2021年整個IT界的一大亮點。Zoho效力列表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(tǒng)，免費版支持3個用戶ZohoCreator：可以訂制模塊生成web運用程序，免費ZohoPlanner：方案、提示、備忘，免費ZohoChat：聊天室，免費ZohoChallenge：問卷調(diào)查，免費版支持25個Thandora：基于TAG的黃頁，免費Site24×7：網(wǎng)站監(jiān)視效力，免費ZohoPolls：投票系統(tǒng)，免費ZohoMail：企業(yè)和專業(yè)郵箱用戶的最正確選擇平臺即效力(PaaS)

把開發(fā)環(huán)境作為一種效力來提供。這是一種分布式平臺效力，廠商提供開發(fā)環(huán)境、效力器平臺、硬件資源等效力給客戶，用戶在其平臺根底上定制開發(fā)本人的運用程序并經(jīng)過其效力器和互聯(lián)網(wǎng)傳送給其他客戶。PaaS可以給企業(yè)或個人提供研發(fā)的中間件平臺，提供應用程序開發(fā)、數(shù)據(jù)庫、運用效力器、實驗、托管及運用效力。GoogleAppEngine,Salesforce的force平臺，八百客的800APP是PaaS的代表產(chǎn)品。

云計算的主要效力方式和典型運用

根底設備即效力(IaaS)IaaS即把廠商的由多臺效力器組成的“云端〞根底設備，作為計量效力提供應客戶。它將內(nèi)存、I/O設備、存儲和計算才干整合成一個虛擬的資源池為整個業(yè)界提供所需求的存儲資源和虛擬化效力器等效力。這是一種托管型硬件方式，用戶付費運用廠商的硬件設備。AmazonWeb效力〔AWS〕，IBM的BlueCloud等均是將根底設備作為效力出租。IaaS的優(yōu)點是用戶只需低本錢硬件，按需租用相應計算才干和存儲才干，大大降低了用戶在硬件上的開銷。

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(lián)網(wǎng)的計算機和閱讀器即可在線處置和搜索文檔、表格、幻燈片，并可以經(jīng)過網(wǎng)絡和他人分享并設置共享權(quán)限。docs.googleGoogleAppEngine運用戶可以運用Python和Java在Google的根底架構(gòu)上開發(fā)和部署運轉(zhuǎn)本人的運用程序。每個GoogleAppEngine運用程序可以運用到達500MB的耐久存儲空間及可支持每月500萬綜合閱讀量的帶寬和CPU，并且可根據(jù)用戶的訪問量和數(shù)據(jù)存儲需求的增長輕松擴展。 其它與“云〞相關運用：云平安、云存儲、云下載云平安“云平安〔CloudSecurity〕〞方案是網(wǎng)絡時代信息平安的最新表達，它交融了并行處置、網(wǎng)格計算、未知病毒行為判別等新興技術(shù)和概念，經(jīng)過網(wǎng)狀的大量客戶端對網(wǎng)絡中軟件行為的異常監(jiān)測，獲取互聯(lián)網(wǎng)中木馬、惡意程序的最新信息，傳送到Server端進展自動分析和處置，再把病毒和木馬的處理方案分發(fā)到每一個客戶端。整個互聯(lián)網(wǎng)，變成了一個超級大的殺毒軟件，這就是云平安方案的宏偉目的。云存儲云存儲是在云計算(cloudcomputing)概念上延伸和開展出來的一個新的概念，是指經(jīng)過集群運用、網(wǎng)格技術(shù)或分布式文件系統(tǒng)等功能，將網(wǎng)絡中大量各種不同類型的存儲設備經(jīng)過運用軟件集合起來協(xié)同任務，共同對外提供數(shù)據(jù)存儲和業(yè)務訪問功能的一個系統(tǒng)。當云計算系統(tǒng)運算和處置的中心是大量數(shù)據(jù)的存儲和管理時，云計算系統(tǒng)中就需求配置大量的存儲設備，那么云計算系統(tǒng)就轉(zhuǎn)變成為一個云存儲系統(tǒng)，所以云存儲是一個以數(shù)據(jù)存儲和管理為中心的云計算系統(tǒng)。云下載“云下載〞是云計算的一種，云計算是一種基于網(wǎng)絡的架構(gòu)，它的特點是利用網(wǎng)絡使多臺計算機共享信息以處置一樣或類似的義務，使得計算變得方便快捷?？墒?，云計算在這個概念被提出來前就曾經(jīng)存在了，所以也算是故弄玄虛。云下載給他舉個例子吧：迅雷。云計算時代，可以丟棄U盤等挪動設備，只需求進入GoogleDocs頁面，新建文檔，編輯內(nèi)容，然后，直接將文檔的URL分享給他的朋友或者上司，他可以直接翻開閱讀器訪問URL。我們再也不用擔憂因PC硬盤的損壞而發(fā)生資料喪失事件。云計算的中心技術(shù)編程模型海量數(shù)據(jù)分布存儲技術(shù)海量數(shù)據(jù)管理技術(shù)虛擬化技術(shù)云計算平臺管理技術(shù)編程模型為了使云計算環(huán)境下的編程非常簡單，Google開發(fā)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義務調(diào)度模型，用于大規(guī)模數(shù)據(jù)集〔大于1TB〕的并行運算。MapReduce方式的思想是將要執(zhí)行的問題分解成Map(映射)和Reduce(化簡)的方式，先經(jīng)過Map程序?qū)?shù)據(jù)切割成不相關的區(qū)塊，分配〔調(diào)度〕給大量計算機處置，到達分布式運算的效果，再經(jīng)過Reduce程序?qū)⒔Y(jié)果匯整輸出。

GFS是一個可擴展的分布式文件系統(tǒng)，用于大型的、分布式的、對大量數(shù)據(jù)進展訪問的運用。一個GFS集群由一個主效力器和大量的塊效力器構(gòu)成，并被許多客戶訪問。主效力器存儲文件系統(tǒng)一切的元數(shù)據(jù)，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(tǒng)范圍的活動，如塊租約管理，孤兒塊的渣滓搜集，塊效力器間的塊遷移。主效力器定期經(jīng)過HeartBeat音訊與每一個塊效力器通訊，給塊效力器傳送指令并搜集它的形狀。GFS中的文件被切分為64MB的塊并以冗余存儲，每份數(shù)據(jù)在系統(tǒng)中保管3個以上備份?？蛻襞c主效力器的交換只限于對元數(shù)據(jù)的操作，一切數(shù)據(jù)方面的通訊都直接和塊效力器聯(lián)絡，這大大提高了系統(tǒng)的效率，防止主效力器負載過重。海量數(shù)據(jù)分布存儲技術(shù)數(shù)據(jù)管理技術(shù)云計算需求對分布的、海量的數(shù)據(jù)進展處置、分析，因此，數(shù)據(jù)管理技術(shù)必需可以高效的管理大量的數(shù)據(jù)。云計算系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)管理技術(shù)主要是Google的BT(BigTable)數(shù)據(jù)管理技術(shù)和Hadoop團隊開發(fā)的開源數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)庫，與傳統(tǒng)的關系數(shù)據(jù)庫不同，它把一切數(shù)據(jù)都作為對象來處置，構(gòu)成一個宏大的表格，用來分布存儲大規(guī)模構(gòu)造化數(shù)據(jù)。Google的很多工程運用BT來存儲數(shù)據(jù)，包括網(wǎng)頁查詢，Googleearth和Google金融。這些運用程序?qū)T的要求各不一樣：數(shù)據(jù)大小〔從URL到網(wǎng)頁到衛(wèi)星圖象〕不同，反響速度不同〔從后端的大批處置到實時數(shù)據(jù)效力〕。對于不同的要求，BT都勝利的提供了靈敏高效的效力。虛擬化技術(shù)經(jīng)過虛擬化技術(shù)可實現(xiàn)軟件運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方式，也包括將多個資源整合成一個虛擬資源的聚合方式。虛擬化技術(shù)根據(jù)對象可分成存儲虛擬化、計算虛擬化、網(wǎng)絡虛擬化等，計算虛擬化又分為系統(tǒng)級虛擬化、運用級虛擬化和桌面虛擬化。云計算平臺管理技術(shù)云計算資源規(guī)模龐大，效力器數(shù)量眾多并分布在不同的地點，同時運轉(zhuǎn)著數(shù)百種運用，如何有效的管理這些效力器，保證整個系統(tǒng)提供不延續(xù)的效力是宏大的挑戰(zhàn)。云計算系統(tǒng)的平臺管理技術(shù)可以使大量的效力器協(xié)同任務，方便的進展業(yè)務部署和開通，快速發(fā)現(xiàn)和恢復系統(tǒng)缺點，經(jīng)過自動化、智能化的手段實現(xiàn)大規(guī)模系統(tǒng)的可靠運營。

典型云計算平臺引見Google的云計算平臺Google公布的云計算技術(shù)主要由MapReduce、Google文件系統(tǒng)(GFS)、BigTable組成。Google還構(gòu)建其他云計算組件，包括一個領域描畫言語以及分布式鎖效力機制等。Sawzall是一種建立在MapReduce根底上的領域言語，專門用于大規(guī)模的信息處置。Chubby是一個高可用、分布式數(shù)據(jù)鎖效力，當有機器失效時，Chubby運用Paxos算法來保證備份。IBM“藍云〞計算平臺“藍云〞基于IBMAlmaden研討中心的云根底架構(gòu)，采用了Xen和PowerVM虛擬化軟件，Linux操作系統(tǒng)映像以及Hadoop軟件(GoogleFileSystem以及MapReduce的開源實現(xiàn))。IBM曾經(jīng)正式推出了基于x86芯片效力器系統(tǒng)的“藍云〞產(chǎn)品。由圖可知，“藍云〞計算平臺由一個數(shù)據(jù)中心、IBMTivoli部署管理軟件(Tivoliprovisioningmanager)、IBMTivoli監(jiān)控軟件(IBMTivolimonitoring)、IBMWebSphere