云計(jì)算發(fā)展的技術(shù)趨勢(shì)

1、云計(jì)算發(fā)展的技術(shù)趨勢(shì)目 錄 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc534124529 一、數(shù)據(jù)中心向整合化和綠色節(jié)能方向發(fā)展 PAGEREF _Toc534124529 h 3 HYPERLINK l _Toc534124530 二、虛擬化技術(shù)向軟硬協(xié)同方向發(fā)展 PAGEREF _Toc534124530 h 3 HYPERLINK l _Toc534124531 三、大規(guī)模分布式存儲(chǔ)技術(shù)進(jìn)入創(chuàng)新高峰期 PAGEREF _Toc534124531 h 4 HYPERLINK l _Toc534124532 四、分布式計(jì)算技術(shù)不斷完善和提升 PAGEREF _Toc53

2、4124532 h 5 HYPERLINK l _Toc534124533 五、安全與隱私將獲得更多關(guān)注 PAGEREF _Toc534124533 h 5 HYPERLINK l _Toc534124534 六、SLA 細(xì)化服務(wù)質(zhì)量監(jiān)控實(shí)時(shí)化 PAGEREF _Toc534124534 h 6云計(jì)算是“以互聯(lián)網(wǎng)為載體，利用虛擬化等手段整合大規(guī)模分布式可配置的計(jì)算資源。使其以服務(wù)的方式提供給用戶，滿足用戶按需使用的計(jì)算模式”，然后從計(jì)算模式、科學(xué)研究、社會(huì)發(fā)展等多個(gè)維度闡明了云計(jì)算作為現(xiàn)代計(jì)算技術(shù)發(fā)展的必然產(chǎn)物所具備的發(fā)展意義，總結(jié)了國(guó)內(nèi)外產(chǎn)業(yè)界、學(xué)術(shù)界、政府機(jī)構(gòu)等在云計(jì)算方面的最新研究進(jìn)展，

3、深入分析了云計(jì)算研究過程中的重點(diǎn)和難點(diǎn)，最后指出了云計(jì)算未來的發(fā)展趨勢(shì)。一、數(shù)據(jù)中心向整合化和綠色節(jié)能方向發(fā)展目前傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心的建設(shè)正面臨異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)、靜態(tài)資源、管理復(fù)雜、能耗高等方面問題， 云計(jì)算數(shù)據(jù)中心與傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心有所不同，它既要解決如何在短時(shí)間內(nèi)快速、高效完成企業(yè)級(jí)數(shù)據(jù)中心的擴(kuò)容部署問題，同時(shí)要兼顧綠色節(jié)能和高可靠性要求。高利用率、一體化、低功耗、自動(dòng)化管理成為云計(jì)算數(shù)據(jù)中心建設(shè)的關(guān)注點(diǎn)，整合、綠色節(jié)能成為云計(jì)算數(shù)據(jù)中心構(gòu)建技術(shù)的發(fā)展特點(diǎn)。數(shù)據(jù)中心的整合首先是物理環(huán)境的整合，包括供配電和精密制冷等，主要是解決數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)設(shè)施的可靠性和可用性問題。進(jìn)一步的整合是構(gòu)建針對(duì)基礎(chǔ)設(shè)施的管理系統(tǒng)，引

4、入自動(dòng)化和智能化管理軟件，提升管理運(yùn)營(yíng)效率。還有一種整合是存儲(chǔ)設(shè)備、服務(wù)器等的優(yōu)化、 升級(jí)，以及推出更先進(jìn)的服務(wù)器和存儲(chǔ)設(shè)備。艾默生公司就提出，整合創(chuàng)新決勝云計(jì)算數(shù)據(jù)中心。兼顧高效和綠色節(jié)能的集裝箱數(shù)據(jù)中心出現(xiàn)。集裝箱數(shù)據(jù)中心是一種既吸收了云計(jì)算的思想，又可以讓企業(yè)快速構(gòu)建自有數(shù)據(jù)中心的產(chǎn)品。與傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心相比，集裝箱數(shù)據(jù)中心具有高密度、低 PUE、模塊化、可移動(dòng)、靈活快速部署、建設(shè)運(yùn)維一體化等優(yōu)點(diǎn)，成為發(fā)展熱點(diǎn)。國(guó)外企業(yè)如谷歌、微軟、英特爾等已經(jīng)開始開發(fā)和部署大規(guī)模的綠色集裝箱數(shù)據(jù)中心。通過服務(wù)器虛擬化、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備智能化等技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)中心的局部節(jié)能，但尚不能真 正實(shí)現(xiàn)綠色數(shù)據(jù)中心的要求，因

5、此，以數(shù)據(jù)中心為整體目標(biāo)來實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗正成為重要的發(fā) 展方向，圍繞數(shù)據(jù)中心節(jié)能降耗的技術(shù)將不斷創(chuàng)新并取得突破。數(shù)據(jù)中心高溫化是一個(gè)發(fā)展 方向，低功耗服務(wù)器和芯片產(chǎn)品也是一個(gè)方向。二、虛擬化技術(shù)向軟硬協(xié)同方向發(fā)展按照 IDC 的研究，2005 年之前是虛擬化技術(shù)發(fā)展的第一階段，稱之為虛擬化 1.0，從 2005年到 2010 年時(shí)虛擬化發(fā)展的第二階段，稱之為虛擬化 2.0，目前已經(jīng)進(jìn)入虛擬化 2.5 階段， 虛擬化 3.0 階段在不久也將會(huì)到來。根據(jù) Gartner 的預(yù)測(cè)，到 2016 年中國(guó) 70%的 X86 企業(yè)服務(wù)器將實(shí)現(xiàn)虛擬化。ArsTechnica 網(wǎng)站上刊出的一篇文章評(píng)論到，當(dāng)前的

6、虛擬化市場(chǎng)當(dāng)中，VMware 是老大， 微軟 Hyper-V 老二，思杰 Xen 第三，紅帽和甲骨文在爭(zhēng)奪第四把交椅。隨著服務(wù)器等硬件技術(shù)和相關(guān)軟件技術(shù)的進(jìn)步、軟件應(yīng)用環(huán)境的逐步發(fā)展成熟以及應(yīng)用要求不斷提高，虛擬化由于具有提高資源利用率、節(jié)能環(huán)保、可進(jìn)行大規(guī)模數(shù)據(jù)整合等特點(diǎn)成為一項(xiàng)具有戰(zhàn)略意義的新技術(shù)。首先，隨著各大廠商紛紛進(jìn)軍虛擬化領(lǐng)域，開源虛擬化將不斷成熟。Gartner 也指出， 雖然目前開源虛擬化的市場(chǎng)還比較小，但到 2014 年底其市場(chǎng)份額將翻番，而且未來也會(huì)快速增長(zhǎng)。其次，隨著虛擬化技術(shù)的發(fā)展，軟硬協(xié)同的虛擬化將加快發(fā)展。在這方面，內(nèi)存的虛擬化已初顯端倪。第三，網(wǎng)絡(luò)虛擬化發(fā)展迅速。

7、網(wǎng)絡(luò)虛擬化可以高效地利用網(wǎng)絡(luò)資源，具有節(jié)能成本、簡(jiǎn) 化網(wǎng)絡(luò)運(yùn)維和管理、提升網(wǎng)絡(luò)可靠性等優(yōu)點(diǎn)。VMware 和思科公司通過四年的合作，在網(wǎng)絡(luò)虛擬化領(lǐng)域取得突破創(chuàng)新，推出了 VXLAN（虛擬可擴(kuò)展局域網(wǎng)）。VXLAN 已獲得多個(gè)行業(yè)領(lǐng)先廠商的支持。三、大規(guī)模分布式存儲(chǔ)技術(shù)進(jìn)入創(chuàng)新高峰期在云計(jì)算環(huán)境下，存儲(chǔ)技術(shù)將主要朝著從安全性、便攜性及數(shù)據(jù)訪問等方向發(fā)展。分布存儲(chǔ)的目標(biāo)是利用多臺(tái)服務(wù)器的存儲(chǔ)資源來滿足單臺(tái)服務(wù)器不能滿足的存儲(chǔ)需求，它要求存儲(chǔ)資源能夠被抽象表示和統(tǒng)一管理，并且能夠保證數(shù)據(jù)讀寫操作的安全性、可靠性、性能等各方面要求。為保證高可靠性和經(jīng)濟(jì)性，云計(jì)算采用分布式存儲(chǔ)的方式來存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，采用冗余

8、存儲(chǔ)的方式來保證存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的可靠性，以高可靠軟件來彌補(bǔ)硬件的不可靠，從而提供廉價(jià)可靠的海量分布式存儲(chǔ)和計(jì)算系統(tǒng)。在大規(guī)模分布式存儲(chǔ)技術(shù)中，基于塊設(shè)備的分布式文件系統(tǒng)適用于大型的、海量數(shù)據(jù)的云計(jì)算平臺(tái)，它將客戶數(shù)據(jù)冗余部署在大量廉價(jià)的普通存儲(chǔ)上，通過并行和分布式計(jì)算技術(shù)，可以提供優(yōu)秀的數(shù)據(jù)冗余功能。且由于采用了分布式并發(fā)數(shù)據(jù)處理技術(shù)，眾多存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)可以同時(shí)向用戶提供高性能的數(shù)據(jù)存取服務(wù)，也保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)母咝浴Ｄ壳皣?guó)外很多大學(xué)、研究機(jī)構(gòu)和公司已經(jīng)或正在著手開發(fā)分布式文件系統(tǒng)，已經(jīng)涌現(xiàn)出一批著名的分布式文件系統(tǒng)，如 PVFS、GPFS、zFS、Google FS、Hadoop FS 等，進(jìn)一步更深入的

9、研發(fā)也還在進(jìn)行中。除了大規(guī)模分布式存儲(chǔ)技術(shù)，P2P 存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)網(wǎng)格、智能海量存儲(chǔ)系統(tǒng)等方也是海量存儲(chǔ)發(fā)展的趨勢(shì)體現(xiàn)。其中，P2P 存儲(chǔ)可以看做是分布式存儲(chǔ)的一種，是一個(gè)用于對(duì)等網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)系統(tǒng)，旨在提供高效率、魯棒和負(fù)載均衡的文件存取。數(shù)據(jù)網(wǎng)格是有機(jī)的智能單元的組合，類似于計(jì)算網(wǎng)格。智能海量存儲(chǔ)系統(tǒng)包括主動(dòng)的數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)分析、主動(dòng)調(diào)整等。 云計(jì)算中存儲(chǔ)的海量數(shù)據(jù)應(yīng)用將為云計(jì)算提供新的價(jià)值高點(diǎn)，也必將成為云計(jì)算發(fā)展的重點(diǎn)方向之一。四、分布式計(jì)算技術(shù)不斷完善和提升資源調(diào)度管理被認(rèn)為是云計(jì)算的核心，因?yàn)樵朴?jì)算不僅是將資源集中，更重要的是資源的合理調(diào)度、運(yùn)營(yíng)、分配、管理。云計(jì)算數(shù)據(jù)中心的突出特點(diǎn)，

10、是具備大量的基礎(chǔ)軟硬件資源，實(shí)現(xiàn)了基礎(chǔ)資源的規(guī)?；?。但如何合理有效調(diào)度管理這些資源，提高這些資源的利用率， 降低單位資源的成本，是云計(jì)算平臺(tái)提供商面臨的難點(diǎn)和重點(diǎn)。業(yè)務(wù)/資源調(diào)度中心、副本管理技術(shù)、任務(wù)調(diào)度算法、任務(wù)容錯(cuò)機(jī)制等資源調(diào)度和管理技術(shù)的發(fā)展和優(yōu)化，將為云計(jì)算資源調(diào)度和管理提供技術(shù)支撐。不過，正成為業(yè)界關(guān)注重點(diǎn)的云計(jì)算操作系統(tǒng)有可能使云計(jì)算資源調(diào)度管理技術(shù)走向新的道路。云計(jì)算操作系統(tǒng)是云計(jì)算數(shù)據(jù)中心運(yùn)營(yíng)系統(tǒng)，是指架構(gòu)于服務(wù)器、存儲(chǔ)、網(wǎng)絡(luò)等基礎(chǔ)硬件資源和單機(jī)操作系統(tǒng)、中間件、數(shù)據(jù)庫(kù)等基礎(chǔ)軟件管理海量的基礎(chǔ)硬件資源和軟件資源的云平臺(tái)綜合管理系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)極為簡(jiǎn)化和更加高效的計(jì)算模型，以低成

11、本實(shí)現(xiàn)指定服務(wù)級(jí)別、響應(yīng)時(shí)間、安全策略、可用性等規(guī)范?，F(xiàn)在云計(jì)算的商業(yè)環(huán)境對(duì)整個(gè)體系的可靠性提供了更高的需求，為了支持商業(yè)化的云計(jì) 算服務(wù)，分布式的系統(tǒng)協(xié)作和資源調(diào)度最重要的就是可靠性。未來成熟的分布式計(jì)算技術(shù)將能夠支持在線服務(wù)(SaaS)，自從 2007 年蘋果 iPhone 進(jìn)入市場(chǎng)開始，事情發(fā)生很大的變化， 智能手機(jī)時(shí)代的到來使得 Web 開始走進(jìn)移動(dòng)終端，SaaS 的風(fēng)暴席卷整個(gè)互聯(lián)網(wǎng)，在線應(yīng)用成為一種時(shí)尚。分布式計(jì)算技術(shù)不斷完善和提升，將支持在跨越數(shù)據(jù)中心的大型集群上執(zhí)行分布式應(yīng)用的框架。五、安全與隱私將獲得更多關(guān)注云計(jì)算作為一種新的應(yīng)用模式，在形態(tài)上與傳統(tǒng)互聯(lián)網(wǎng)相比發(fā)生了一些變化，

12、勢(shì)必帶來新的安全問題，例如數(shù)據(jù)高度集中使數(shù)據(jù)泄漏風(fēng)險(xiǎn)激增、多客戶端訪問增加了數(shù)據(jù)被截獲的風(fēng)險(xiǎn)等等。云安全技術(shù)是保障云計(jì)算服務(wù)安全性的有效手段，它要解決包括云基礎(chǔ)設(shè)施安全、 數(shù)據(jù)安全、認(rèn)證和訪問管理安全以及審計(jì)合規(guī)性等諸多問題。云計(jì)算本身的安全仍然要依賴于傳統(tǒng)信息安全領(lǐng)域的主要技術(shù)。不過另一方面，云計(jì)算具有虛擬化、資源共享等特點(diǎn)，傳統(tǒng)信息安全技術(shù)需要適應(yīng)其特點(diǎn)采取不同的模式，或者有新的技術(shù)創(chuàng)新。另外，由于在云計(jì)算中用戶無法準(zhǔn)確知道數(shù)據(jù)的位置，因此云計(jì)算提供商和用戶的信任問題是云計(jì)算安全要考慮的一個(gè)重點(diǎn)。總體來說，云計(jì)算提供商要充分結(jié)合云計(jì)算特點(diǎn)和用戶要求，提供整體的云計(jì)算安全措施，這將驅(qū)動(dòng)云計(jì)算

13、安全技術(shù)發(fā)展。適應(yīng)云計(jì)算的特點(diǎn)和安全需求，云計(jì)算安全技術(shù)在加密技術(shù)、信任技術(shù)、安全解決方案、安全服務(wù)模式方面加快發(fā)展。此外，未來的安全趨勢(shì)，勢(shì)必會(huì)涉及終端及移動(dòng)終端各個(gè)層面，包括各類 PC、手機(jī)在內(nèi)的智能終端、可穿戴設(shè)備，都有可能會(huì)面臨攻擊者的挑戰(zhàn)，這樣的攻擊對(duì)多種設(shè)備會(huì)變得日益難以防護(hù)。解決終端安全，云安全是首先需要解決的，即從云端首先判斷安全的趨勢(shì)， 而不是孤立的從一臺(tái)終端來判斷。通過云端安全的大數(shù)據(jù)分析，可以清晰發(fā)現(xiàn)其中存在的多種威脅趨勢(shì)，從而及時(shí)攔截新木馬以及防止網(wǎng)絡(luò)入侵和攻擊。隱私權(quán)保護(hù)問題雖是云計(jì)算普及過程中需要解決的一大難題，但隨著云計(jì)算的發(fā)展及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的成熟。相信隱私權(quán)會(huì)得到更

14、好地保護(hù)，云計(jì)算也將像互聯(lián)網(wǎng)上的其他應(yīng)用環(huán)境一樣，深刻地影響我們的生活方式。六、SLA 細(xì)化服務(wù)質(zhì)量監(jiān)控實(shí)時(shí)化要想讓用戶敢于將關(guān)鍵業(yè)務(wù)應(yīng)用放在云計(jì)算平臺(tái)上，粗放的服務(wù)協(xié)議顯然無法讓人放心，用戶需要知道云計(jì)算廠商能否快速地將數(shù)據(jù)傳遍全國(guó)、網(wǎng)絡(luò)連接狀況又能好到何種程度。 對(duì)于激增的商業(yè)需求而言，性能的拓展是不夠的，而云計(jì)算提供商能夠多快地拓展性能也事關(guān)重要。用戶需要能夠讓他們高枕無憂的服務(wù)品質(zhì)協(xié)議，細(xì)化服務(wù)品質(zhì)是必然趨勢(shì)。云計(jì)算對(duì)計(jì)算、存儲(chǔ)和網(wǎng)絡(luò)的資源池化，使得對(duì)底層資源的管理越來越復(fù)雜，越來越重要，基于云計(jì)算的高效工作負(fù)載監(jiān)控要在性能發(fā)生問題之前就提前發(fā)現(xiàn)苗頭，從而防患于未然，實(shí)時(shí)的了解云計(jì)算運(yùn)行詳細(xì)信息將有助于交付一個(gè)更強(qiáng)大的云計(jì)算使用體驗(yàn)，也是未來發(fā)展的方向。此外，開源云計(jì)算技術(shù)進(jìn)一步普及應(yīng)用。數(shù)據(jù)表明，目前全世界有 90%以上的云計(jì)算應(yīng)用部署在