云计算及其应用

云计算及其应用钟晨晖林晓丽(武汉科技大学城市学院湖北武汉430081)摘要:对云计算进行了简要介紹,给出了云计算的定义,云计算组成的六层结构,及云计算的主要特征,并对世界上先进的云计算的平台和应用做了简要外框变细线描述。关键词:云计算;互联网;网络服务;网格计算中图分类号:TP393文献标识码:A案都实时的在互联网上交付和使用。这些1引言服务可能通过访问其他云计算的部件,比云计算( Cloud Computing),是一种动Services如软件,直接和最终用户通信。具体应用态的、易扩展的且通常是通过互联网提供Application如:亚马逊简单排列服务( Simple Queuing虚拟化资源的计算方式,用户不需要了解PlatformService)、贝宝在线支付系统( Pay Pal)、谷歌云内部的细节,也不必具有云内部的专业Storage地图( Google Maps)等。知识或直接控制基础设施,便能使用的相Infrastructure26客户端关资源。云计算包括基础设施即服务(In图2云计算六层结构云客户端包括专为提供云服务的计算frastructure as a Service,简称laS),平台机硬件和电脑软件终端。例如:苹果手机即服务( Platform as a Service,简称PaS)施,通常是虚拟化的平台环境,作为一项服( iPhone)、谷歌浏览器( Google Chrome)。和软件即服务( Software as a Service,简称务。具体应用例如:Sun公司的Sun网格SaS)以及其他依赖于互联网满足客户计( Sun gird)、亚马逊(Amon)的弹性计章3云计算的主要特征算需求的技术趋势。云计算服务通常提供云( Elastic Compute Cloud,EC2)。用户从事云计算并不拥有有形基础设通用的通过浏览器访问的在线商业应用,22存储施作为自身的软件平台。相反,他们避免了而软件和数据则存储在服务器上。云存储涉及提供数据存储作为一项服m固定资产的支出,而从第三方供应商租EPR B F, CRM ERI Cinn Appliations务包括类似数据库的服务,通常以使用的赁资源的使用权。该资源作为一项服务提存储量为结算基础。全球网络存储工业协供给客户,并按照效用计算模式向最终用Platformasas如k,会(SNA)为云存储建立相应标准。它既可户收取费用,这类似于传统公用事业中的交付作为云计算服务,又可交付给单纯的电力消耗。多个用户共享云计算能力,这样画m“m.数据存储服务具体应用如亚马逊简单存服务器不闲置,可以在应用程序开发速度储服务( ( Simple Storage Service,S3)、谷歌的同时提高利用率大大降低成本。这种做Infrastructure as应用程序引擘的 BigTable数据存储法还能使“计算机能力大幅增加”,因为云23平台计算的基础设施能通过自身动态调配闲置图1云计算示意围云平台,即PaS,直接提供计算平台的资源来响应客户的请求,使客户不必担和解决方案作为服务,以方便应用程序部心服务器的高峰负荷。更加具体的来说,云术语云来源于在计算机网络拓扑图中署,从而节省购买和管理底层硬件和软件计算具有以下特征:互联网通常以云表示,在这里便是在互联的成本。具体应用如:谷歌应用程序引擎(1)灵活性。使用户能够快速和廉价地网之后的复杂基础设施的抽象,云计算示( Google App Engine),这种服务让开发人利用技术基础设施资源。服务的实现机制意图(见图1)员可以编译基于 Python的应用程序,并可对用户透明,用户无需了解云计算的具体2云计算的组成免费使用谷歌的基础设施来进行托管。机制,就可以获得需要的服务。24应用(2)经济性。成本大大降低,资本开支云计算的组成可以分为六个部分,它云应用利用云软件架构,往往不再需将其转换为业务支出。云计算的基础设施们由下至上分别是:基础设施( Infrastruc·要客户在自已的电脑上安装和运行该应用通常是所提供的第三方,这使得用户不需ure)、存储( Storage)、平台( Platform)、应用程序,从而减轻软件维护操作和售后支持要为了一次性或非经常性的计算任务购买( Application)、服务( Services)和客户端的负担。具体应用例如:Fa中国煤化工算量为计费标准,也减少( Clients)(见图2)用程序谷歌企业应用套件(知识的要求。21基础设施CNMHG25服务…。由于能够使用网络浏览器云基础设施,即IaS,是计算机基础设服务是指包括产品、服务和解决方接人系统,于是用户可以从任何位置,利用收稿日期:20090416PIONEERING WITH SCIENCE TECHNOLOGY MONTHLY NO. 7 2009 133云计算及其应用正在使用的设备,如个人电脑或者移动电排队和数据库管理系统接入式服务。认为云计算和互联网的移动化是未来发展话,通过互联网访问他们所需的信息,获得42谷歌公司的云计算平台和应用方向,目前已经完成了云计算中心试验。他们所需的服务从2003年开始,Coge连续几年在计5结语(4)共享性。众多用户分享资源,并且算机系统研究领域的最顶级会议与杂志上避免单一用户承担较高的费用或者有限的发表论文,揭示其内部的分布式数据处理云计算的产生并非来自学术理论,而资源无法被充分利用。方法,向外界展示其使用的云计算核心技是直接产生于企业计算、互联网领域,它更(5)可靠性。云计算系统由大量商用计术。 Google使用的云计算基础架构模式包关心如何扩展系统、如何方便r管理。导算机组成机群向用户提供数据处理服务,括四个相互独立又紧密结合在一起的系致和激励其发展的主要有以下三个因素利用多种硬件和软件冗余机制,这使得它统。包括 Google建立在集群之上的文件系(1)第一个因索是互联网应用需求刺适合于业务连续性和灾难恢复统 Google File System,针对 Google应用程激。比如网站或者业务系统所需要处理的(6)可扩展性。现在大部分的软件和硬序的特点提出的Map/ Reduce编程模式,业务量快速的增长;比如说视频在线或者件都对虚拟化有一定支持,各种r资源,分布式的锁机制 Chubby以及 Google开发照相共享,这样的网站要处理大量的数据软件、硬件都虚拟化放在云计算平台中统的模型简化的大规模分布式数据库提供给用户。此类网站的主要问题是当用管理,通过动态的扩展虚拟化的层次达 BigTable.户数量快速增长时,如何扩展自己的T系到对以上应用进行扩展的目的除了上述的云计算基础设施之外,统(7)安全性。云计算的安全由于中央集 Google还在其云计算基础设施之上建立了(2)第二个因素来自于移动宽带网络权的数据管理而提高,这是因为供应商能系列新型网络应用程序。由于借鉴了异的普及。不久的将来随着移动终端的智能,够把资源用于进行安全审计和解决安全问步网络数据传输的Web20技术,这些应会有越来越的移动设备会进入互联网,rT题,而一般的客户能力或者资金有限。用程序给予用户全新的界面感受以及更加系统会承受更多的负载。对于企业来讲,r8)可持续性。由于计算机及相关的基强大的多用户交互能力。这些应用程序的系统要处理更多的业务量。础设施是主要的消费能源。供应商出于各代表有 Gmail, Google Docs、 Google Maps等(3)第三个因素是数据中心成本的上方面考虑,都会是通过提高资源利用率,建43mT三大公司联合的云计算升。电力成本、空间成本、维护成本都快速设更有效的系统,从而降低整体能耗。惠普、英特尔和雅虎联合宣布,未来3上升,这给硬件的拥有者们,尤其是生产型4云计算的应用家公司将共同组队创建一项名为“测试平企业用户提出了一个问题,怎么样有效地台”的云计算研究项目。这一名为“惠普英利用这些资源,或者利用更少的资源做更4.1亚马逊的云计算平台和应用特尔和雅虎云计算测试平台”( Cloud多的事情亚马逊网站是以在线书店和电子零售 Computing Test Bed)的开源项目研究来自综上所述,时代的需要为云计算提供业起家的如今已在业界享有盛誉,不过它全球多个数据库。除了来自3家公司的数了良好的发展机遇。虽然现在的云计算并最新的业务却与云计算有关。两年多以前,据中心支持外,该项目还包括新加坡资通不能完美地解决所有的问题,但是在不久亚马逊作为首批进军云计算新兴市场的厂讯发展局、依俐诺伊大学香槟分校德国卡的将来,一定会有越来越多的云计算系统商之一,为尝试进入该领域的企业开创了尔斯鲁厄理工学院以及美国国家科学基金投入实用,云计算系统也会不断地被完善,良好的开端。会等单位。并推动其他科学技术的发展亚马逊的云名为亚马逊网络服务(A惠普和英特尔公司为该项目提供了硬参考文献mazon Web services),目前主要由4块核件和软件支持,上述每个数据中心都将成心服务组成:简单存储服务( Simple Storage为云计算中心的一个主站。这些合作机构1邓倩κ,陈全云计算及其关键技术门高性Service,S3);弹性计算云( Elastic Compute将成立6个数据库,每个数据库均配有能计算发展与应用,2009(1)Cloud,EC2);简单排列服务( Simple Queu-10004000个处理器内核(大约需要125lan Foster. The Anatomy of the Grid En-ing Service)以及尚处于测试阶段的Sim·500个服务器支持)。3家公司联合创建的abling Scalable Virtual Organizations [J].In-temational Joumal of High PerformancepleB。换句话说,亚马逊现在提供的是可云计算试验台项目将在200下半年推出omputing Applications, 2001(15)以通过网络访问的存储、计算机处理信息该项目建成后,将为推广和发展云计算科3 Buyya Rajkumar and Yeo Chee Shin.coud技提供测试与研究环境The quickly growing stack of Amazon Web Services44我国的云计算平台和应用sion, Hype, and Reality for Delivering Com-chana在我国,云计算发展也非常 puting as the Sth Utility[J]. Future Gener-迅猛。2008年5月,IBM在中国无 ation Computer Systems,2009(25)锡太湖新城科教产业园建立的中4F. Chang, J. Dean,s. Ghemawat,W.C国第一个云计算中心投入运营。Hich,D.A. Wallach,M. Burrows,T同年6月,IBM在北京IBM中国hndn,A.Fke,adR.E.cmbr创新中心成立了第二家中国的云Smple Queuing Service计算中心—IBM中国煤化工(ms).20326算中心;2009年阿南京开始建立国内CNMHGbaum. Distributed SystemsPrinciples and Paradigms [M]. 2e. N务云计算中心”。中国移动研究院Jersey: Prentice-Hall, 2006图3亚马逊网络服务做云计算的探索起步较早,他们责任编辑134科技创业月刊2009年第7期