云計算技術(shù)原理和應(yīng)用發(fā)展

1、云計算技術(shù)原理和應(yīng)用發(fā)展摘要：介紹了云計算思想的產(chǎn)生，云計算的概念，云計算的典型應(yīng)用，總結(jié)了云計算的關(guān)鍵技術(shù)和幾種典型的云計算平臺。通過本文可以了解云計算技術(shù)原理和未來的發(fā)展趨勢。關(guān)鍵詞：云計算；GFS；BigTable；虛擬化2006年谷歌推出了“Google 101計劃”，并正式提出“云”的概念和理論。隨后亞馬遜、微軟、惠普、雅虎、英特爾、IBM等公司都宣布了自己的“云計劃”，云安全、云存儲、內(nèi)部云、外部云、公共云、私有云一堆讓人眼花繚亂的概念在不斷沖擊人們的神經(jīng)。那么到底什么是云計算呢？本文將對云計算的產(chǎn)生、概念、原理、應(yīng)用和前景做一個歸納總結(jié)。一、云計算思想的產(chǎn)生傳統(tǒng)模式下，企業(yè)建立一

2、套IT系統(tǒng)不僅僅需要購買硬件等基礎(chǔ)設(shè)施，還有買軟件的許可證，需要專門的人員維護(hù)。當(dāng)企業(yè)的規(guī)模擴(kuò)大時還要繼續(xù)升級各種軟硬件設(shè)施以滿足需要。對于企業(yè)來說，計算機(jī)等硬件和軟件本身并非他們真正需要的，它們僅僅是完成工作、提供效率的工具而已。對個人來說，我們想正常使用電腦需要安裝許多軟件，而許多軟件是收費(fèi)的，對不經(jīng)常使用該軟件的用戶來說購買是非常不劃算的。可不可以有這樣的服務(wù)，能夠提供我們需要的所有軟件供我們租用？這樣我們只需要在用時付少量“租金”即可“租用”到這些軟件服務(wù)，為我們節(jié)省許多購買軟硬件的資金。我們每天都要用電，但我們不是每家自備發(fā)電機(jī)，它由電廠集中提供；我們每天都要用自來水，但我們不是每家

3、都有井，它由自來水廠集中提供。這種模式極大得節(jié)約了資源，方便了我們的生活。面對計算機(jī)給我們帶來的困擾，我們可不可以像使用水和電一樣使用計算機(jī)資源？這些想法最終導(dǎo)致了云計算的產(chǎn)生。云計算的最終目標(biāo)是將計算、服務(wù)和應(yīng)用作為一種公共設(shè)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(jī)資源。 云計算模式即為電廠集中供電模式。在云計算模式下，用戶的計算機(jī)會變的十分簡單，或許不大的內(nèi)存、不需要硬盤和各種應(yīng)用軟件，就可以滿足我們的需求，因為用戶的計算機(jī)除了通過瀏覽器給“云”發(fā)送指令和接受數(shù)據(jù)外基本上什么都不用做便可以使用云服務(wù)提供商的計算資源、存儲空間和各種應(yīng)用軟件。這就像連接“顯示器” 和“主

4、機(jī)”的電線無限長，從而可以把顯示器放在使用者的面前，而主機(jī)放在遠(yuǎn)到甚至計算機(jī)使用者本人也不知道的地方。云計算把連接“顯示器”和“主機(jī)”的電線變成了網(wǎng)絡(luò)，把“主機(jī)”變成云服務(wù)提供商的服務(wù)器集群。在云計算環(huán)境下，用戶的使用觀念也會發(fā)生徹底的變化：從“購買產(chǎn)品”到“購買服務(wù)”轉(zhuǎn)變，因為他們直接面對的將不再是復(fù)雜的硬件和軟件，而是最終的服務(wù)。用戶不需要擁有看得見、摸得著的硬件設(shè)施，也不需要為機(jī)房支付設(shè)備供電、空調(diào)制冷、專人維護(hù)等等費(fèi)用，并且不需要等待漫長的供貨周期、項目實施等冗長的時間，只需要把錢匯給云計算服務(wù)提供商，我們將會馬上得到需要的服務(wù)。二、云計算的概念云計算（Cloud Computing）

5、是由分布式計算（Distributed Computing）、并行處理（Parallel Computing）、網(wǎng)格計算（Grid Computing）發(fā)展來的，是一種新興的商業(yè)計算模型。目前，對于云計算的認(rèn)識在不斷的發(fā)展變化，云計算沒仍沒有普遍一致的定義。中國網(wǎng)格計算、云計算專家劉鵬給出如下定義 ：“云計算將計算任務(wù)分布在大量計算機(jī)構(gòu)成的資源池上，使各種應(yīng)用系統(tǒng)能夠根據(jù)需要獲取計算力、存儲空間和各種軟件服務(wù)”。狹義的云計算指的是廠商通過分布式計算和虛擬化技術(shù)搭建數(shù)據(jù)中心或超級計算機(jī)，以免費(fèi)或按需租用方式向技術(shù)開發(fā)者或者企業(yè)客戶提供數(shù)據(jù)存儲、分析以及科學(xué)計算等服務(wù)，比如亞馬遜數(shù)據(jù)倉庫出租生意。

6、廣義的云計算指廠商通過建立網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器集群，向各種不同類型客戶提供在線軟件服務(wù)、硬件租借、數(shù)據(jù)存儲、計算分析等不同類型的服務(wù)。廣義的云計算包括了更多的廠商和服務(wù)類型，例如國內(nèi)用友、金蝶等管理軟件廠商推出的在線財務(wù)軟件，谷歌發(fā)布的Google應(yīng)用程序套裝等。通俗的理解是，云計算的“云“就是存在于互聯(lián)網(wǎng)上的服務(wù)器集群上的資源，它包括硬件資源（服務(wù)器、存儲器、CPU等）和軟件資源（如應(yīng)用軟件、集成開發(fā)環(huán)境等），本地計算機(jī)只需要通過互聯(lián)網(wǎng)發(fā)送一個需求信息，遠(yuǎn)端就會有成千上萬的計算機(jī)為你提供需要的資源并將結(jié)果返回到本地計算機(jī)，這樣，本地計算機(jī)幾乎不需要做什么，所有的處理都在云計算提供商所提供的計算機(jī)群來完

7、成。三、云計算的主要服務(wù)形式和典型應(yīng)用云計算還處于萌芽階段，有龐雜的各類廠商在開發(fā)不同的云計算服務(wù)。云計算的表現(xiàn)形式多種多樣，簡單的云計算在人們?nèi)粘＞W(wǎng)絡(luò)應(yīng)用中隨處可見，比如騰訊QQ空間提供的在線制作Flash圖片，Google的搜索服務(wù)，Google Doc, Google Apps等。目前，云計算的主要服務(wù)形式有：SaaS(Software as a Service)， PaaS(Platform as a Service)， IaaS(Infrastructure as a Service)。(1)軟件即服務(wù)(SaaS)SaaS服務(wù)提供商將應(yīng)用軟件統(tǒng)一部署在自己的服務(wù)器上，用戶根據(jù)需求通過

8、互聯(lián)網(wǎng)向廠商訂購應(yīng)用軟件服務(wù)，服務(wù)提供商根據(jù)客戶所定軟件的數(shù)量、時間的長短等因素收費(fèi)，并且通過瀏覽器向客戶提供軟件的模式。這種服務(wù)模式的優(yōu)勢是，由服務(wù)提供商維護(hù)和管理軟件、提供軟件運(yùn)行的硬件設(shè)施，用戶只需擁有能夠接入互聯(lián)網(wǎng)的終端，即可隨時隨地使用軟件。這種模式下，客戶不再像傳統(tǒng)模式那樣花費(fèi)大量資金在硬件、軟件、維護(hù)人員，只需要支出一定的租賃服務(wù)費(fèi)用，通過互聯(lián)網(wǎng)就可以享受到相應(yīng)的硬件、軟件和維護(hù)服務(wù)，這是網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用最具效益的營運(yùn)模式。對于小型企業(yè)來說，SaaS是采用先進(jìn)技術(shù)的最好途徑。以企業(yè)管理軟件來說，SaaS模式的云計算ERP可以讓客戶根據(jù)并發(fā)用戶數(shù)量、所用功能多少、數(shù)據(jù)存儲容量、使用時間長短

9、等因素不同組合按需支付服務(wù)費(fèi)用，既不用支付軟件許可費(fèi)用，也不需要支付采購服務(wù)器等硬件設(shè)備費(fèi)用，也不需要支付購買操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫等平臺軟件費(fèi)用，也不用承擔(dān)軟件項目定制、開發(fā)、實施費(fèi)用，也不需要承擔(dān)IT維護(hù)部門開支費(fèi)用，實際上云計算ERP正是繼承了開源ERP免許可費(fèi)用只收服務(wù)費(fèi)用的最重要特征，是突出了服務(wù)的ERP產(chǎn)品。目前，S是提供這類服務(wù)最有名的公司，Google Doc, Google Apps和Zoho Office也屬于這類服務(wù)。(2)平臺即服務(wù)(PaaS)把開發(fā)環(huán)境作為一種服務(wù)來提供。這是一種分布式平臺服務(wù)，廠商提供開發(fā)環(huán)境、服務(wù)器平臺、硬件資源等服務(wù)給客戶，用戶在其平臺基礎(chǔ)上定制開發(fā)自

10、己的應(yīng)用程序并通過其服務(wù)器和互聯(lián)網(wǎng)傳遞給其他客戶。PaaS能夠給企業(yè)或個人提供研發(fā)的中間件平臺，提供應(yīng)用程序開發(fā)、數(shù)據(jù)庫、應(yīng)用服務(wù)器、試驗、托管及應(yīng)用服務(wù)。Google App Engine, Salesforce的平臺，八百客的800APP是PaaS的代表產(chǎn)品。以Google App Engine為例，它是一個由python應(yīng)用服務(wù)器群、BigTable數(shù)據(jù)庫及GFS組成的平臺，為開發(fā)者提供一體化主機(jī)服務(wù)器及可自動升級的在線應(yīng)用服務(wù)。用戶編寫應(yīng)用程序并在Google的基礎(chǔ)架構(gòu)上運(yùn)行就可以為互聯(lián)網(wǎng)用戶提供服務(wù)，Google提供應(yīng)用運(yùn)行及維護(hù)所需要的平臺資源。(3)基礎(chǔ)設(shè)施服務(wù)(IaaS)Iaa

11、S即把廠商的由多臺服務(wù)器組成的“云端”基礎(chǔ)設(shè)施，作為計量服務(wù)提供給客戶。它將內(nèi)存、I/O設(shè)備、存儲和計算能力整合成一個虛擬的資源池為整個業(yè)界提供所需要的存儲資源和虛擬化服務(wù)器等服務(wù)。這是一種托管型硬件方式，用戶付費(fèi)使用廠商的硬件設(shè)施。例如Amazon Web服務(wù)（AWS）， IBM的BlueCloud等均是將基礎(chǔ)設(shè)施作為服務(wù)出租。IaaS的優(yōu)點是用戶只需低成本硬件，按需租用相應(yīng)計算能力和存儲能力，大大降低了用戶在硬件上的開銷。目前，以Google云應(yīng)用最具代表性，例如GoogleDocs、GoogleApps、Googlesites，云計算應(yīng)用平臺GoogleApp Engine。Google

12、Docs是最早推出的云計算應(yīng)用，是軟件即服務(wù)思想的典型應(yīng)用。它是類似于微軟的Office的在線辦公軟件。它可以處理和搜索文檔、表格、幻燈片，并可以通過網(wǎng)絡(luò)和他人分享并設(shè)置共享權(quán)限。Google文件是基于網(wǎng)絡(luò)的文字處理和電子表格程序，可提高協(xié)作效率，多名用戶可同時在線更改文件，并可以實時看到其他成員所作的編輯。用戶只需一臺接入互聯(lián)網(wǎng)的計算機(jī)和可以使用Google文件的標(biāo)準(zhǔn)瀏覽器即可在線創(chuàng)建和管理、實時協(xié)作、權(quán)限管理、共享、搜索能力、修訂歷史記錄功能，以及隨時隨地訪問的特性，大大提高了文件操作的共享和協(xié)同能力。GoogleAPPs是Google企業(yè)應(yīng)用套件，使用戶能夠處理日漸龐大的信息量，隨時隨地

13、保持聯(lián)系，并可與其他同事、客戶和合作伙伴進(jìn)行溝通、共享和協(xié)作。它集成了Cmail、GoogleTalk、Google日歷、GoogleDocs、以及最新推出的云應(yīng)用GoogleSites、API擴(kuò)展以及一些管理功能，包含了通信、協(xié)作與發(fā)布、管理服務(wù)三方面的應(yīng)用，并且擁有著云計算的特性，能夠更好的實現(xiàn)隨時隨地協(xié)同共享。另外，它還具有低成本的優(yōu)勢和托管的便捷，用戶無需自己維護(hù)和管理搭建的協(xié)同共享平臺。Googlesites是Google最新發(fā)布的云計算應(yīng)用，作為GoogleApps的一個組件出現(xiàn)。它是一個側(cè)重于團(tuán)隊協(xié)作的網(wǎng)站編輯工具，可利用它創(chuàng)建一個各種類型的團(tuán)隊網(wǎng)站，通過Googlesites可

14、將所有類型的文件包括文檔、視頻、相片、日歷及附件等與好友、團(tuán)隊或整個網(wǎng)絡(luò)分享。Google AppEngine是Google在2008年4月發(fā)布的一個平臺，使用戶可以在Google的基礎(chǔ)架構(gòu)上開發(fā)和部署運(yùn)行自己的應(yīng)用程序。目前，Google AppEngine支持Python語言和Java語言，每個Google AppEngine應(yīng)用程序可以使用達(dá)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，Google AppEngine應(yīng)用程序易于構(gòu)建和維護(hù)，并可根據(jù)用戶的訪問量和數(shù)據(jù)存儲需要的增長輕松擴(kuò)展。同時，用戶的應(yīng)用可以和Google的應(yīng)用程序集成，Google A

15、ppEngine還推出了軟件開發(fā)套件(SDK)，包括可以在用戶本地計算機(jī)上模擬所有Google AppEngine服務(wù)的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器應(yīng)用程序。四、云計算的核心技術(shù)云計算系統(tǒng)運(yùn)用了許多技術(shù)，其中以編程模型、數(shù)據(jù)管理技術(shù)、數(shù)據(jù)存儲技術(shù)、虛擬化技術(shù)、云計算平臺管理技術(shù)最為關(guān)鍵。(1)編程模型MapReduce是Google開發(fā)的java、Python、C+編程模型，它是一種簡化的分布式編程模型和高效的任務(wù)調(diào)度模型，用于大規(guī)模數(shù)據(jù)集（大于1TB）的并行運(yùn)算。嚴(yán)格的編程模型使云計算環(huán)境下的編程十分簡單。MapReduce模式的思想是將要執(zhí)行的問題分解成Map(映射)和Reduce(化簡)的方式，先通過Ma

16、p程序?qū)?shù)據(jù)切割成不相關(guān)的區(qū)塊，分配（調(diào)度）給大量計算機(jī)處理，達(dá)到分布式運(yùn)算的效果，再通過Reduce程序?qū)⒔Y(jié)果匯整輸出。 (2) 海量數(shù)據(jù)分布存儲技術(shù)云計算系統(tǒng)由大量服務(wù)器組成，同時為大量用戶服務(wù)，因此云計算系統(tǒng)采用分布式存儲的方式存儲數(shù)據(jù)，用冗余存儲的方式保證數(shù)據(jù)的可靠性。云計算系統(tǒng)中廣泛使用的數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)是Google的GFS和Hadoop團(tuán)隊開發(fā)的GFS的開源實現(xiàn)HDFS。GFS即Google文件系統(tǒng)（Google File System），是一個可擴(kuò)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(jìn)行訪問的應(yīng)用。GFS的設(shè)計思想不同于傳統(tǒng)的文件系統(tǒng)，是針對大規(guī)模數(shù)據(jù)處理和Goog

17、le應(yīng)用特性而設(shè)計的。它運(yùn)行于廉價的普通硬件上，但可以提供容錯功能。它可以給大量的用戶提供總體性能較高的服務(wù)。一個GFS集群由一個主服務(wù)器（master）和大量的塊服務(wù)器(chunkserver)構(gòu)成，并被許多客戶（Client）訪問。主服務(wù)器存儲文件系統(tǒng)所以的元數(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(dāng)前位置。它也控制系統(tǒng)范圍的活動，如塊租約（lease）管理，孤兒塊的垃圾收集，塊服務(wù)器間的塊遷移。主服務(wù)器定期通過HeartBeat消息與每一個塊服務(wù)器通信，給塊服務(wù)器傳遞指令并收集它的狀態(tài)。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)中保存3個以上備份?？?/p>

18、戶與主服務(wù)器的交換只限于對元數(shù)據(jù)的操作，所有數(shù)據(jù)方面的通信都直接和塊服務(wù)器聯(lián)系，這大大提高了系統(tǒng)的效率，防止主服務(wù)器負(fù)載過重。(3) 海量數(shù)據(jù)管理技術(shù)云計算需要對分布的、海量的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理、分析，因此，數(shù)據(jù)管理技術(shù)必需能夠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(tuán)隊開發(fā)的開源數(shù)據(jù)管理模塊HBase。BT是建立在GFS, Scheduler, Lock Service和MapReduce之上的一個大型的分布式數(shù)據(jù)庫，與傳統(tǒng)的關(guān)系數(shù)據(jù)庫不同，它把所有數(shù)據(jù)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(guī)模結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)。

19、Google的很多項目使用BT來存儲數(shù)據(jù)，包括網(wǎng)頁查詢，Google earth和Google金融。這些應(yīng)用程序?qū)T的要求各不相同：數(shù)據(jù)大?。◤腢RL到網(wǎng)頁到衛(wèi)星圖象）不同，反應(yīng)速度不同（從后端的大批處理到實時數(shù)據(jù)服務(wù)）。對于不同的要求，BT都成功的提供了靈活高效的服務(wù)。（4）虛擬化技術(shù)通過虛擬化技術(shù)可實現(xiàn)軟件應(yīng)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(shù)根據(jù)對象可分成存儲虛擬化、計算虛擬化、網(wǎng)絡(luò)虛擬化等，計算虛擬化又分為系統(tǒng)級虛擬化、應(yīng)用級虛擬化和桌面虛擬化。（5）云計算平臺管理技術(shù)云計算資源規(guī)模龐大，服務(wù)器數(shù)量

20、眾多并分布在不同的地點，同時運(yùn)行著數(shù)百種應(yīng)用，如何有效的管理這些服務(wù)器，保證整個系統(tǒng)提供不間斷的服務(wù)是巨大的挑戰(zhàn)。云計算系統(tǒng)的平臺管理技術(shù)能夠使大量的服務(wù)器協(xié)同工作，方便的進(jìn)行業(yè)務(wù)部署和開通，快速發(fā)現(xiàn)和恢復(fù)系統(tǒng)故障，通過自動化、智能化的手段實現(xiàn)大規(guī)模系統(tǒng)的可靠運(yùn)營。五、典型云計算平臺介紹由于云計算技術(shù)范圍很廣，目前各大IT企業(yè)提供的云計算服務(wù)主要根據(jù)自身的特點和優(yōu)勢實現(xiàn)的。下面以Google、IBM、Amazon為例說明：（1）Google 的云計算平臺Google的硬件條件優(yōu)勢，大型的數(shù)據(jù)中心、搜索引擎的支柱應(yīng)用，促進(jìn)Google云計算迅速發(fā)展。Google的云計算主要由MapReduce、

21、Google文件系統(tǒng)(GFS)、BigTable組成。它們是Google內(nèi)部云計算基礎(chǔ)平臺的3個主要部分。Google 還構(gòu)建其他云計算組件，包括一個領(lǐng)域描述語言以及分布式鎖服務(wù)機(jī)制等。Sawzall是一種建立在MapReduce基礎(chǔ)上的領(lǐng)域語言，專門用于大規(guī)模的信息處理。Chubby是一個高可用、分布式數(shù)據(jù)鎖服務(wù)，當(dāng)有機(jī)器失效時，Chubby使用Paxos算法來保證備份。（2）IBM“藍(lán)云”計算平臺“藍(lán)云”解決方案是由IBM云計算中心開發(fā)的企業(yè)級云計算解決方案。該解決方案可以對企業(yè)現(xiàn)有的基礎(chǔ)架構(gòu)進(jìn)行整合，通過虛擬化技術(shù)和自動化技術(shù)，構(gòu)建企業(yè)自己擁有的云計算中心，實現(xiàn)企業(yè)硬件資源和軟件資源的統(tǒng)

22、一管理、統(tǒng)一分配、統(tǒng)一部署、統(tǒng)一監(jiān)控和統(tǒng)一備份，打破應(yīng)用對資源的獨占，從而幫助企業(yè)實現(xiàn)云計算理念。IBM 的“藍(lán)云”計算平臺是一套軟、硬件平臺，將Internet上使用的技術(shù)擴(kuò)展到企業(yè)平臺上，使得數(shù)據(jù)中心使用類似于互聯(lián)網(wǎng)的計算環(huán)境?！八{(lán)云”大量使用了IBM先進(jìn)的大規(guī)模計算技術(shù)，結(jié)合了IBM自身的軟、硬件系統(tǒng)以及服務(wù)技術(shù)，支持開放標(biāo)準(zhǔn)與開放源代碼軟件?！八{(lán)云”基于IBM Almaden研究中心的云基礎(chǔ)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(Google File System以及MapReduce的開源實現(xiàn))。IBM已經(jīng)正式推出了基于x86芯片服

23、務(wù)器系統(tǒng)的“藍(lán)云”產(chǎn)品。下圖為IBM “藍(lán)云”的架構(gòu)：由圖可知，“藍(lán)云”計算平臺由一個數(shù)據(jù)中心、IBM Tivoli部署管理軟件(Tivoli provisioning manager)、IBM Tivoli監(jiān)控軟件(IBM Tivoli monitoring)、IBM WebSphere應(yīng)用服務(wù)器、IBM DB2數(shù)據(jù)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?！八{(lán)云”的硬件平臺環(huán)境與一般的x86服務(wù)器集群類似，使用刀片的方式增加了計算密度?！八{(lán)云”軟件平臺的特點主要體現(xiàn)在虛擬機(jī)以及對于大規(guī)模數(shù)據(jù)處理軟件Apache Hadoop的使用上?！八{(lán)云”平臺的一個重要特點是虛擬化技術(shù)的使用。

24、虛擬化的方式在“藍(lán)云”中有兩個級別，一個是在硬件級別上實現(xiàn)虛擬化，另一個是通過開源軟件實現(xiàn)虛擬化。硬件級別的虛擬化可以使用IBM p系列的服務(wù)器，獲得硬件的邏輯分區(qū)LPAR(logic partition)。邏輯分區(qū)的CPU資源能夠通過IBM Enterprise Workload Manager來管理。通過這樣的方式加上在實際使用過程中的資源分配策略，能夠使相應(yīng)的資源合理地分配到各個邏輯分區(qū)。p系列系統(tǒng)的邏輯分區(qū)最小粒度是1/10顆CPU。Xen則是軟件級別上的虛擬化，能夠在Linux基礎(chǔ)上運(yùn)行另外一個操作系統(tǒng)。虛擬機(jī)是一類特殊的軟件，能夠完全模擬硬件的執(zhí)行，運(yùn)行不經(jīng)修改的完整的操作系統(tǒng)，保

25、留了一整套運(yùn)行環(huán)境語義。通過虛擬機(jī)的方式，在云計算平臺上獲得如下一些優(yōu)點 ：1)云計算的管理平臺能夠動態(tài)地將計算平臺定位到所需要的物理節(jié)點上， 而無須停止運(yùn)行在虛擬機(jī)平臺上的應(yīng)用程序，進(jìn)程遷移方法更加靈活；2)降低集群電能消耗，將多個負(fù)載不是很重的虛擬機(jī)計算節(jié)點合并到同一個物理節(jié)點上，從而能夠關(guān)閉空閑的物理節(jié)點，達(dá)到節(jié)約電能的目的；3)通過虛擬機(jī)在不同物理節(jié)點上的動態(tài)遷移，遷移了整體的虛擬運(yùn)行環(huán)境，能夠獲得與應(yīng)用無關(guān)的負(fù)載平衡性能；4)在部署上也更加靈活，即可以將虛擬機(jī)直接部署到物理計算平臺上，而虛擬機(jī)本身就包括了相應(yīng)的操作系統(tǒng)以及相應(yīng)的應(yīng)用軟件，直接將大量的虛擬機(jī)映像復(fù)制到對應(yīng)的物理節(jié)點即可

26、?！八{(lán)云”計算平臺中的存儲體系結(jié)構(gòu)：“藍(lán)云”計算平臺中的存儲體系結(jié)構(gòu)對于云計算來說也是非常重要的，無論是操作系統(tǒng)、服務(wù)程序還是用戶的應(yīng)用程序的數(shù)據(jù)都保存在存儲體系中?！八{(lán)云”存儲體系結(jié)構(gòu)包含類似于Google File System 的集群文件系統(tǒng)以及基于塊設(shè)備方式的存儲區(qū)域網(wǎng)絡(luò)SAN。在設(shè)計云計算平臺的存儲體系結(jié)構(gòu)時，可以通過組合多個磁盤獲得很大的磁盤容量。相對于磁盤的容量，在云計算平臺的存儲中，磁盤數(shù)據(jù)的讀寫速度是一個更重要的問題，因此需要對多個磁盤進(jìn)行同時讀寫。這種方式要求將數(shù)據(jù)分配到多個節(jié)點的多個磁盤當(dāng)中。為達(dá)到這一目的，存儲技術(shù)有兩個選擇，一個是使用類似于Google File Sy

27、stem的集群文件系統(tǒng)，另一個是基于塊設(shè)備的存儲區(qū)域網(wǎng)絡(luò)SAN系統(tǒng)。在藍(lán)云計算平臺上，SAN 系統(tǒng)與分布式文件系統(tǒng)(例如Google File System)并不是相互對立的系統(tǒng)，SAN提供的是塊設(shè)備接口，需要在此基礎(chǔ)上構(gòu)建文件系統(tǒng)，才能被上層應(yīng)用程序所使用。而Google File System正好是一個分布式的文件系統(tǒng)，能夠建立在SAN之上。兩者都能提供可靠性、可擴(kuò)展性，至于如何使用還需要由建立在云計算平臺上的應(yīng)用程序來決定，這也體現(xiàn)了計算平臺與上層應(yīng)用相互協(xié)作的關(guān)系。（3）Amazon的彈性計算云Amazon是互聯(lián)網(wǎng)上最大的在線零售商，為了應(yīng)付交易高峰，不得不購買了大量的服務(wù)器。而在大多

28、數(shù)時間，大部分服務(wù)器閑置，造成了很大的浪費(fèi)，為了合理利用空閑服務(wù)器，Amazon建立了自己的云計算平臺彈性計算云EC2（elastic compute cloud），并且是第一家將基礎(chǔ)設(shè)施作為服務(wù)出售的公司。Amazon將自己的彈性計算云建立在公司內(nèi)部的大規(guī)模集群計算的平臺上，而用戶可以通過彈性計算云的網(wǎng)絡(luò)界面去操作在云計算平臺上運(yùn)行的各個實例(instance)。用戶使用實例的付費(fèi)方式由用戶的使用狀況決定，即用戶只需為自己所使用的計算平臺實例付費(fèi)，運(yùn)行結(jié)束后計費(fèi)也隨之結(jié)束。這里所說的實例即是由用戶控制的完整的虛擬機(jī)運(yùn)行實例。通過這種方式，用戶不必自己去建立云計算平臺，節(jié)省了設(shè)備與維護(hù)費(fèi)用。上圖為EC2系統(tǒng)的使用模式。從圖中可以看出，彈性計算云用戶使用客戶端通過SOAP over HTTPS協(xié)議與Amazon彈性計算云內(nèi)部的實例進(jìn)行交互。這樣，彈性計算云平臺為用戶或者開發(fā)人員提供了一