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云计算技术情况及发展

时间:2015-08-27 15:37 来源:第一论文 作者:陈编 点击:
云计算就是分布式计算技术的一种,其最基本的概念,是透过网络将庞大的计算处理程序自动分拆成无数个较小的子程序,再交由多部服务器所组成的庞大系统经搜寻、计算分析之后将处理结果回传给用户。
一、云计算及其技术内涵
 
  云计算是传统IT和通信技术不断交融、需求和商业模式驱动与促进的结果。“云计算”一词首次出现是在1995年移动增值业务商General magic与AT&T、Motorola联合推出的利用网络计算弥补PDA运算能力不足的产品中,但由于理念过于超前,云计算未获得应有的重视和积极影响。在接下来的技术与应用发展中,出现了Google这个知名的企业,但当时刚起步的Google创业者买不起昂贵的商用服务器实现搜索引擎,采用了众多廉价PC提供搜索服务;为了更好地提供优质的搜索服务,Google创业者们进行了创新性的技术研究,并在2003-2006年连续发表了4篇关于分布式文件系统、并行计算、数据管理和分布式资源管理的研究文稿,奠定了云计算发展的基础,形成了所谓的云计算技术,并将这种技术成功地应用到运营实践中。
 
  在其后的应用过程中,云计算的优势得到了广泛的展现,但时至今日,云计算还没有一个统一的定义,不同的组织从不同的角度给出了不同的描述,维基百科的云计算定义是:分布式计算技术的一种,其最基本的概念,是透过网络将庞大的计算处理程序自动分拆成无数个较小的子程序,再交由多部服务器所组成的庞大系统经搜寻、计算分析之后将处理结果回传给用户。透过这项技术,网络服务提供者可以在数秒之内,处理数以千万计甚至亿计的信息,实现和超级计算机同样强大效能的网络服务;也有学者认为云计算是并行计算(Parallel Computing)、分布式计算(Distributed Computing)和网格计算(Grid Computing)的发展,或者说是这些计算机科学概念的商业实现。中国电信结合自身网络与运营特点,也对云计算有着独特的理解,认为云计算是一种将集群计算能力通过互联网向内外部用户提供服务的互联网新业务,是传统IT 领域和通信领域技术进步、需求推动和商业模式变化共同促进的结果。
 
  有专家认为云计算是继上世纪80年代PC进入中国、90年代互联网进入中国以后,在2000年之后信息产业界的最大颠覆性的技术。正如有关媒体所言,在云计算的模式下,用户终端的功能大大简化,诸多复杂的功能都将转移到终端背后的网络上去完成;用户所需的应用程序并不需要运行在用户的个人电脑、手机等终端设备上,而是运行在互联网的大规模服务器集群中;用户所处理的数据也无需存储在本地,而是保存在互联网上的数据中心里,提供云计算服务的企业负责这些数据中心和服务器正常运转所需的管理和维护,并保证为用户提供足够强的计算能力和足够大的存储空间;在任何时间和任何地点,用户只要能够连接至互联网,就可以访问云,实现随需随用。从运营和维护云计算平台的企业来看,通过引入云计算平台,可以极大降低企业IT建设和运营维护成本,同时降低能源消耗,加快企业信息化建设的进程。此外,云计算与互联网的结合也催生了信息服务产业商业模式的革命。
 
  基于上述云计算起源及其应用描述,技术与产业界认为云计算至少具有四个重要特点:一是以网络为中心,云计算的整体架构是建立在由多台计算机或其它硬件设备构成的网络环境中;二是以服务为提供方式,以按需服务的方式根据不同用户的个性化需求推出多层次的服务;三是高扩展性和高可靠性,基于网络构建的云计算可以快速灵活适应用户不断变化的需要,同时通过网络冗余机制实现高可靠性;四是资源透明化,底层资源(计算/存储/网络资源等)对用户透明,用户无需了解资源具体实现和地理分布等细节。而为了实现上述的特点,云计算采用了五大关键技术:一是数据分布存储技术,通过采用分布式存储的方式存储数据,采用冗余存储的方式保证存储数据的可靠性,提高软件可靠性弥补硬件的不可靠,从而提供廉价可靠的系统;二是并行计算编程模型,将任务自动分解成多个子任务,通过Map和Reduce两个步骤实现任务在大规模计算节点中的调度和分配;三是高效数据管理,通过采用列存储的数据管理模式实现在规模巨大的数据中高效找到特定数据;四是分布资源管理,云计算系统在多节点并发执行环境中可以保障关键节点出现故障时的自动迁移及其状态的同步。
 
  云计算从服务模式来分,包括IaaS(Infrastructure as a Service,基础设施即服务)、PaaS(Platform as a Service,平台即服务)和SaaS(Software as a Service,软件即服务)三种形式,其中IaaS是把计算、存储、网络及搭建应用环境所需的一些工具当成服务提供给用户,使得用户能够按需获取IT基础设施。它由计算机硬件、网络、平台虚拟化环境、效用计算计费方法、服务级别协议等组成,其表现形式是为用户提供按需付费的资源服务,例如虚拟服务器、存储等,典型的商用代表是Amazon(亚马逊)提供的AWS云计算平台;PaaS是把分布式软件的开发、测试和部署环境当作服务,通过互联网提供给用户,其表现形式是为用户提供基于可扩展的大规模基础设施的平台能力与资源服务,例如云应用开发与运行环境、用户数据、信息资源、公共服务能力,典型的商用代表是Force.com公司的云计算应用基础平台;SaaS是一种基于互联网来提供软件服务的应用模式,它通过浏览器把服务器端的程序软件传给千万用户,供用户在线使用,其表现形式是为用户提供基于云基础架构的应用软件服务,例如CRM、文档编辑,典型的商用代表是Google公司基于云计算平台提供的Google办公套件,只用浏览器即可访问使用。从技术实现层面来看,云计算中的“云”又可以分为“存储云”和“计算云”,其中存储云是指大规模的分布式存储系统;计算云包含资源虚拟化与并行计算两个层面。此外,按照云计算平台服务的对象可以将之分为通过互联网提供公众服务的公有云,通过企业内部网络使用的私有云,以及两者兼而有之的混合云。
 
  二、云计算产业链分析
 
  云计算产业链由云计算基础设施提供商、云计算服务提供商和云用户三个部分组成。云计算基础设施提供商是为云计算服务提供商提供构建云计算所需的一切软硬件设施,包括存储设备、服务器等;目前云计算基础设施提供商主要是一些传统网络设备制造商、IT 设备制造商、芯片厂商,以及掌握虚拟化、自动化等核心技术的软件公司,这是提供云计算的基础。云计算服务提供商是云计算产业的核心环节和推动者,通过构建自己的云计算平台,向云用户提供包括计算、存储、安全、平台和应用在内的各种云服务;实力雄厚的IT 企业和掌握网络资源的电信运营商是云计算服务提供商的主要构成者。云用户处在整个产业链的最上层,他们根据自身需求定制云供应商的云服务,按实际使用量付费,是促进云计算发展的重要动力。当然,随着云计算的发展和产业链的不断拓展,云计算产业链的各个环节正在呈现不断互相渗透的趋势,IT 和CT(通信技术)领域边界日渐模糊,IT企业和电信运营商正在以自身优势为基础不断进入对方的传统领域以拓展自身的发展空间。
 
  三、云计算在国际和国内的应用情况
 
  云计算应用最早在国外产生,到目前为止,Google、微软、亚马逊等较有实力的软件公司都推出了自己的云计算方案并实际商用;IBM,CISCO等传统的设备制造商也分别推出了自己的商用产品;与此同时,作为运营商的英国BT,美国AT&T和Verizon等公司也推出了自己的商用产品,致力于为商企客户在线套件服务和为政企客户提供新型按需解决方案等。
  国内方面,根据媒体报道,省内无锡市政府2008年率先与IBM开展了一系列的云计算项目合作,并在无锡实现了全球首个商业云计算中心的落地;2009年10月17日,IBM再度与无锡云计算中心联手,签订关于无锡云计算中心二期建设的合作协议,实现三大云计算服务平台:商务云、开发云、政府云,其中商务云将为长三角地区的众多中小型企业提供定制电子商务平台,提升企业核心竞争力;开发云提供的世界一流软件开发、测试平台及培训咨询服务以提高无锡整体服务外包水平为目标;而政府云则更多用于为无锡各级政府单位提供一站式电子政务服务,促进政府服务转型。2008年12月30日,阿里巴巴集团旗下子公司阿里软件与南京市政府正式签订了2009年战略合作框架协议。阿里软件于2009年初在南京建立国内首个“电子商务云计算中心”,首期投资额达上亿元人民币。阿里软件将在南京之外的城市筹建多个类似的“电子商务云计算中心”,与杭州总部的数据中心一起协同工作,并将之命名为“商业云”。作为对上述合作框架协议的落实,阿里软件苏皖服务中心2009年4月在南京开业,辐射范围包括南京、扬州、南通、泰州、芜湖和马鞍山等长三角地区城市,该中心采用SaaS云计算服务模式提供服务,不久更多基于3G和互联网技术的SaaS服务将提供给苏皖地区的中小企业。在此合作基础上,南京雨花经济开发区与阿里软件共同打造“互联网产业园”,计划在2010年内刷新南京当地软件服务产业发展新里程,产业园在运营5-8年后,力争成为SaaS软件市场占有率达70%的新型互联网软件产业基地。
 
  与此同时,省外广东、北京、山东等省市也在加快云计算及其相关服务的建设与运营。据报道,广东东莞、南海先后启动云计算项目,东莞政府部门投资2亿元建立云计算平台,广东(南海)云计算中心也在2009年4月底成立。2009年10月13日,北京市与Platform软件(北京)公司签署协议推进“北京云”的建设,主要提供工业计算,比如产品设计的仿真计算。山东东营按照“高效生态经济区” 和“智慧城市”的建设战略,在其经济开发区建设“黄河三角洲”云计算平台,通过云计算搭建政府办公信息平台,逐步完成电子政务、公共医疗、数字化城市等应用服务部署,协助构建智慧城市与和谐社会。

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