云計(jì)算與大數(shù)據(jù)技術(shù)-課后習(xí)題答案 第1章 課后題及答案

云計(jì)算與大數(shù)據(jù)技術(shù).課后習(xí)題答案

1.10習(xí)題

1.簡述云計(jì)算的定義。

【參考答案】

云計(jì)算的定義有多種說法，細(xì)食起來，出現(xiàn)幾十種上百種說法也不稀奇，這里只介紹幾種相

對權(quán)威機(jī)構(gòu)或組織給出的云計(jì)算定義的說法。

百度百科中描述：“云計(jì)算(CloudComputing)是基于互聯(lián)網(wǎng)的相關(guān)服務(wù)的增加、使用和交

互模式，通常涉及通過互聯(lián)網(wǎng)來提供動(dòng)態(tài)易擴(kuò)展且經(jīng)常是虛擬化的資源?！?/p>

從百度百科中析出美國國家標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)研究院(NIST)定義：“云計(jì)算是一種按使用量付費(fèi)

的模式，這種模式提供可用的、便捷的、按需的網(wǎng)絡(luò)訪問，進(jìn)入可配置的計(jì)算資源共享池(資源

包括網(wǎng)絡(luò)，服務(wù)器，存儲，應(yīng)用軟件，服務(wù))，這些資源能夠被怏速提供，只需投入很少的管理

工作，或與服務(wù)供應(yīng)商進(jìn)行很少的交互?！?/p>

ISOIEC17788在2014年的《INTERNATIONALSTANDARD》中表述云計(jì)算的術(shù)語解釋為“云

計(jì)算是一種支持網(wǎng)絡(luò)訪問的，將可伸縮、彈性、可共享的物理和虛擬資源池以按需自服務(wù)的方式

供應(yīng)和管理”。

在維基百科(W)中，截止到2010年7月，“云計(jì)算”的詞條被表述為是一種基于

互聯(lián)網(wǎng)的計(jì)算，在其中共享的資源、軟件和信息以一種按需的方式提供給計(jì)算機(jī)和設(shè)備，就如同

日常生活中的電網(wǎng)一樣。

2.試述云計(jì)算的能力類型。

【參考答案】

云能力類型是根據(jù)資源的使用情況，對為云服務(wù)客戶提供的云服務(wù)的功能進(jìn)行的分類。有三

類不同的云能力類型：應(yīng)用能力類型、基礎(chǔ)設(shè)施能力類型和平臺能力類型。

■應(yīng)用能力類型。云服務(wù)客戶能使用云服務(wù)提供者的應(yīng)用的一類云能力類型。

■基礎(chǔ)設(shè)施能力類型。云服務(wù)客戶能配置和使用計(jì)算、存儲和網(wǎng)絡(luò)資源的一類云能力類

型。

■平臺能力類型。云服務(wù)客戶能使用云服務(wù)提供者支持的編程語言和執(zhí)行環(huán)境，部署、

管理和運(yùn)行客戶創(chuàng)建或客戶獲取的應(yīng)用的一類云能力類型。

3.試述云計(jì)算的服務(wù)類型。

【參考答案】

云服務(wù)類別是擁有相同質(zhì)量集的一組云服務(wù)。一種云服務(wù)類別可對應(yīng)一種或多種云能力類型。

參考自《云計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)化白皮書》中描述，典型的云服務(wù)類別包括：

■通訊即服務(wù)（CaaSb為云服務(wù)客戶提供實(shí)時(shí)交互與協(xié)作能力的一種云服務(wù)類別。

■計(jì)算即服務(wù)（CompaaSb為云服務(wù)客戶提供部署和運(yùn)行軟件所需的配置和使用計(jì)算資

源能力的一種云服務(wù)類別。

■數(shù)據(jù)存儲即服務(wù)（DSaaSb為云服務(wù)客戶提供配置和使用數(shù)據(jù)存儲相關(guān)能力的一種云

服務(wù)類別。

■基礎(chǔ)設(shè)施即服務(wù)（laaS卜為云服務(wù)客戶提供云能力類型中的基礎(chǔ)設(shè)施能力類型的一種

云服務(wù)類別。

■網(wǎng)絡(luò)即服務(wù)（NaaSb為云服務(wù)客戶提供傳輸連接和相關(guān)網(wǎng)絡(luò)能力的一種云服務(wù)類別。

■平臺即服務(wù)（PaaS卜為云服務(wù)客戶提供云能力類型中的平臺能力類型的一種云服務(wù)類

別。

■軟件即服務(wù)（SaaS卜為云服務(wù)客戶提供云能力類型中的應(yīng)用能力類型的一種云服務(wù)類

別。

其中以laaS、PaaS和SaaS應(yīng)用最為廣泛。

4.試述云計(jì)算典型部署模式。

【參考答案】

云計(jì)算有四類典型的部署模式：公有云、私有云、混合云和社區(qū)云。

■公有云：云基礎(chǔ)設(shè)施對公眾或某個(gè)很大的業(yè)界群組提供云服務(wù)。通常指第三方提供商

為用戶提供的能夠使用的云，公有云一般可通過Internet提供免費(fèi)或成本低廉的服務(wù)，

公有云的核心屬性是共享資源服務(wù)。

■私有云:云基礎(chǔ)設(shè)施特定為某個(gè)組織運(yùn)行服務(wù)，可以是該組織或某個(gè)第三方負(fù)責(zé)管理，

可以是場內(nèi)服務(wù)，也可以是場外服務(wù)，私有云的核心屬性是專有資源。

■混合云：云基礎(chǔ)設(shè)施由兩個(gè)或多個(gè)云（私有云、社區(qū)云或公有云）組成，獨(dú)立存在，

但是通過標(biāo)準(zhǔn)的或私有的技術(shù)綁定在一起，這些技術(shù)可促成數(shù)據(jù)和應(yīng)用的可移植性（例

如用于云之間負(fù)載分擔(dān)的cloudbursting技術(shù)卜混合云是近年來云計(jì)算的主要模式和

發(fā)展方向。

■社區(qū)云：云基礎(chǔ)設(shè)施由若干個(gè)組織分享，以支持某個(gè)特定的社區(qū)。社區(qū)云可以是該組

織或某個(gè)第三方負(fù)責(zé)管理，可以是場內(nèi)服務(wù)，也可以是場外服務(wù)。

5.試述云計(jì)算的基本特征。

【參考答案】

大體來講，云計(jì)算具有如下的特征：

■廣泛的網(wǎng)絡(luò)接入：可通過網(wǎng)絡(luò)，采用標(biāo)準(zhǔn)機(jī)制訪問物理和虛擬資源的特性。

■可測量的服務(wù)：通過可計(jì)星的服務(wù)交付使得服務(wù)使用情況可監(jiān)控、控制、匯報(bào)和計(jì)費(fèi)

的特性。通過該特性，可吮化并驗(yàn)證已交付的云服務(wù)。

■多租戶：通過對物理或虛擬資源的分配保證多個(gè)租戶以及他們的計(jì)算和數(shù)據(jù)彼此隔雷

和不可訪問的特性。

■按需自服務(wù)：云服務(wù)客戶能根據(jù)需要自動(dòng)，或通過與云服務(wù)提供者的最少交互，配置

計(jì)算能力的特性。

■快速的彈性和可擴(kuò)展性：物理或虛擬資源能夠快速、彈性，有時(shí)是自動(dòng)化地供應(yīng)，以

達(dá)到快速增減資源目的的特性。

■資源池化：將云服務(wù)提供者的物理或虛擬資源進(jìn)行集成，以便強(qiáng)務(wù)于一個(gè)或多個(gè)云服

務(wù)客戶的特性。

6.試述云計(jì)算的發(fā)展現(xiàn)狀與發(fā)展特點(diǎn)。

【參考答案】

【現(xiàn)狀】

自2009年起，世界各國紛紛出臺加快部署、推動(dòng)云計(jì)算產(chǎn)業(yè)的戰(zhàn)略規(guī)劃和相關(guān)政策措施，

期望在全球技術(shù)、經(jīng)濟(jì)競爭的格局中占據(jù)最大優(yōu)勢。例如：美國政府的聯(lián)邦計(jì)算戰(zhàn)略，歐盟的

RESERVOIRFR7,日本的智能云計(jì)算戰(zhàn)略等。各國制定戰(zhàn)略規(guī)劃，進(jìn)一步明確云計(jì)算發(fā)展方向

的應(yīng)用重點(diǎn)，政府推動(dòng)、資金扶持甚至率先垂范開展云計(jì)算應(yīng)用示范。從產(chǎn)業(yè)支持上看，我國

發(fā)改委、工信部、財(cái)政部等部委帶頭扶持云計(jì)算產(chǎn)業(yè)發(fā)展。

【發(fā)展特點(diǎn)】

云計(jì)算最終目的可以讓云計(jì)算服務(wù)提供商各盡所能，而用戶則可各取所需。它發(fā)展的主要特

點(diǎn)：

■容器技術(shù)成為云計(jì)算主流技術(shù)

■數(shù)據(jù)中心向整合化和綠色節(jié)能方向發(fā)展

■虛擬化技術(shù)向軟硬協(xié)同方向發(fā)展

7.試述云計(jì)算的架構(gòu)。

【參考答案】

云計(jì)算架構(gòu)大體分為顯示層、中間層、基礎(chǔ)設(shè)施層和管理層。

■顯示層：多數(shù)數(shù)據(jù)中心云計(jì)算架構(gòu)的這層主要是用于以友好的方式展現(xiàn)用戶所需的

內(nèi)容和服務(wù)體驗(yàn),并會(huì)利用到下面中間件層提供的多種服務(wù)，主要有HTML、

JavaScriptxCSS、Flash和Silverlight五種技術(shù)。

■中間層：是承上啟下的，它在下面的基礎(chǔ)設(shè)施層所提供資源的基礎(chǔ)上提供了多種服

務(wù)，比如緩存服務(wù)和REST服務(wù)等，而且這些服務(wù)即可用于支撐顯示層，也可以直

接讓用戶調(diào)用，主要有REST、多租戶、并行處理、應(yīng)用服務(wù)器和分布式緩存五種技

術(shù)。

■基礎(chǔ)設(shè)施層：這層作用是為給上面的中間件層或者用戶準(zhǔn)備其所需的計(jì)算和存儲等

資源，主要有虛擬化、分布式存儲、關(guān)系型數(shù)據(jù)庫和NoSQL四種技術(shù)。

■管理層：這層是為橫向的三層服務(wù)的，并給這三層提供多種管理和維護(hù)等方面的技

術(shù)，主要有帳號管理、SLA監(jiān)控、計(jì)費(fèi)管理、安全管理、負(fù)載均衡和運(yùn)維管理六個(gè)

方面。

8.試述云計(jì)算網(wǎng)絡(luò)與安全的基本概念。

【參考答案】

云計(jì)算網(wǎng)絡(luò)，允許在服務(wù)器之間實(shí)現(xiàn)無阻斷的連接，以支持虛擬機(jī)（VM）的自動(dòng)遷移。云

計(jì)算網(wǎng)絡(luò)可以看成三個(gè)相互依賴的結(jié)構(gòu)：前端，負(fù)責(zé)連接用戶到應(yīng)用；中間層，實(shí)現(xiàn)物理服務(wù)器

互聯(lián)和它們的虛擬機(jī)遷移以及存儲網(wǎng)絡(luò)。云計(jì)算網(wǎng)絡(luò)有兩個(gè)任務(wù):將資源池變成一個(gè)虛擬資源，

然后連接所有位置的用戶到這些資源。

云計(jì)算安全或云安全指一系列用于保護(hù)云計(jì)算數(shù)據(jù)、應(yīng)用和相關(guān)結(jié)構(gòu)的策略、技術(shù)和控制的

集合，屬于計(jì)算機(jī)安全、網(wǎng)絡(luò)安全的子領(lǐng)域，或更廣泛地說屬于信息安全的子領(lǐng)域。云計(jì)算安全

可以促進(jìn)云計(jì)算創(chuàng)新發(fā)展，將有利于解決投資分散、重復(fù)建設(shè)、產(chǎn)能過剩、資源整合不均和建設(shè)

缺乏協(xié)同等很多問題。

9.舉例說明云計(jì)算與大數(shù)據(jù)的關(guān)系。

【參考答案】

(1)云計(jì)算與大數(shù)據(jù)的聯(lián)系

從概念上來講，云計(jì)算項(xiàng)目中是否應(yīng)用大數(shù)據(jù)技術(shù)不是必要條件，但目前社會(huì)情況，大數(shù)據(jù)

已經(jīng)普及，信息量大，互聯(lián)網(wǎng)發(fā)達(dá)，故當(dāng)前社會(huì)實(shí)際云計(jì)算應(yīng)用項(xiàng)目中，基本都離不大數(shù)據(jù)的應(yīng)

用。大數(shù)據(jù)主要解決的是分布存儲、分布式計(jì)算的問題，是云計(jì)算的PaaS層的解決方案之一，

并不等同于PaaSo

大數(shù)據(jù)項(xiàng)目中應(yīng)用云計(jì)算技術(shù)也不是必要條件，只要建立的數(shù)據(jù)中心滿足大數(shù)據(jù)存儲與計(jì)算

問題就可以啦。同樣當(dāng)前社會(huì)的實(shí)際形式，互聯(lián)網(wǎng)發(fā)達(dá)，所以大多大數(shù)據(jù)項(xiàng)目中也同樣借助了云

計(jì)算的知識。

(2)云計(jì)算與大數(shù)據(jù)的區(qū)別

云計(jì)算更強(qiáng)調(diào)的是資源共享、按需獲取資源的一種業(yè)務(wù)模式，為了建立這樣的模式，需要分

布式計(jì)算、并行計(jì)算、網(wǎng)格計(jì)算、多核計(jì)算、網(wǎng)絡(luò)存儲、虛擬化、負(fù)載均衡等傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)技術(shù)和

互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)相融合。

大數(shù)據(jù)更強(qiáng)調(diào)的是按業(yè)務(wù)需求如何存儲大數(shù)據(jù)和如何計(jì)算大數(shù)據(jù)的問題。主要技術(shù)更偏重于

分布式存儲、分布式計(jì)算、網(wǎng)絡(luò)等相關(guān)的技術(shù)細(xì)枝末節(jié)的研究。

10.簡述大數(shù)據(jù)的基本概念。

【參考答案】

大數(shù)據(jù)概念早在1980年，著名未來學(xué)家阿爾文?托夫勒提出的概念。2009年美國互聯(lián)網(wǎng)數(shù)

據(jù)中心證實(shí)大數(shù)據(jù)時(shí)代的來臨。

2011年，美國著名的咨詢公營麥肯錫給出了大數(shù)據(jù)的定義：大數(shù)據(jù)是指大小超出了典型數(shù)

據(jù)庫軟件工具收集、存儲、管理和分析能力的數(shù)據(jù)集。

美國國家標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)研究所的大數(shù)據(jù)工作組認(rèn)為：大數(shù)據(jù)是指那些傳統(tǒng)數(shù)據(jù)架構(gòu)無法有效地處

理的新數(shù)據(jù)集。

維基百科給出的定義是：大數(shù)據(jù)，或稱巨量數(shù)據(jù)、海量數(shù)據(jù)、大資料，指的是所涉及的數(shù)據(jù)

量規(guī)模巨大到無法通過人工在合理E寸間內(nèi)達(dá)到截取、管理、處理、并整理成為人類所能解讀的信

息'O

百度百科給出的定義是：大數(shù)據(jù)，或稱巨量資料，指的是所涉及的資料量規(guī)模巨大到無法通

過目前主流軟件工具，在合理時(shí)間內(nèi)達(dá)到擷取、管理、處理并整理成為幫助企業(yè)經(jīng)營決策更積極

目的的資訊。

國內(nèi)普遍的理解：具有數(shù)量巨大、來源多樣、生成極快、且多變等特征并且難以用傳統(tǒng)數(shù)據(jù)

體系結(jié)構(gòu)有效處理的包含大量數(shù)據(jù)集的數(shù)據(jù)。

因此，從以上不同的大數(shù)據(jù)定義可以看出，大數(shù)據(jù)的內(nèi)涵不僅僅是數(shù)據(jù)本身，還包括大數(shù)據(jù)

技術(shù)以及大數(shù)據(jù)應(yīng)用。

II.簡述大數(shù)據(jù)的主要技術(shù)及相關(guān)解釋。

【參考答案】

(1)大數(shù)據(jù)采集

數(shù)據(jù)采集(有時(shí)縮寫為DAQ或DAS),又稱為“數(shù)據(jù)獲取”或“數(shù)據(jù)收集”，是指對現(xiàn)實(shí)世界進(jìn)

行采樣，以便產(chǎn)生可供計(jì)算機(jī)處理的數(shù)據(jù)的過程。

(2)大數(shù)據(jù)存儲技術(shù)

單機(jī)存儲系統(tǒng)存儲的數(shù)據(jù)量較小，分布式存儲是解決大