第2部分 高級軟件工程主題-云計算

2014年12月高級(gāojí)軟件工程

云計算主講(zhǔjiǎng)：蔣朝iangchaohui@126.com共七十七頁主要(zhǔyào)內(nèi)容第1節(jié)云計算(jìsuàn)的概念第3節(jié)云計算的特點與好處第4節(jié)云計算的應用第5節(jié)云計算應用案例第2節(jié)云計算的體系結(jié)構(gòu)共七十七頁第一節(jié)

云計算(jìsuàn)的概念共七十七頁什么(shénme)是云計算云計算（cloudcomputing）是分布式計算技術(shù)的一種，其最基本的概念是透過網(wǎng)絡將龐大的計算處理程序自動分拆成無數(shù)個較小的子程序，再交由多部服務器所組成的龐大系統(tǒng)經(jīng)搜尋、計算分析之后將處理結(jié)果回傳給用戶。透過這項技術(shù)，網(wǎng)絡服務提供者可以在數(shù)秒之內(nèi)，達成(dáchéng)處理數(shù)以千萬計甚至億計的信息，達到和“超級計算機”同樣強大效能的網(wǎng)絡服務。共七十七頁什么(shénme)是云計算最簡單的云計算技術(shù)在網(wǎng)絡服務中已經(jīng)隨處可見，例如搜尋引擎、網(wǎng)絡信箱等，使用者只要輸入簡單指令即能得到大量信息。未來如手機、GPS等行動裝置都可以透過云計算技術(shù)，發(fā)展出更多的應用服務。進一步的云計算不僅只做資料搜尋、分析的功能，未來如分析DNA結(jié)構(gòu)、基因圖譜定序、解析癌癥細胞等，都可以透過這項技術(shù)輕易達成。稍早之前的大規(guī)模分布式計算技術(shù)即為“云計算”的概念起源…云計算時代，可以拋棄U盤等移動設備，只需要進入GoogleDocs頁面，新建文檔，編輯內(nèi)容，然后，直接將文檔的URL分享給你的朋友或者上司，他可以直接打開瀏覽器訪問URL。我們(wǒmen)再也不用擔心因PC硬盤的損壞而發(fā)生資料丟失事件。共七十七頁什么(shénme)是云計算狹義云計算是指IT基礎設施的交付和使用模式，指通過網(wǎng)絡以按需、易擴展的方式(fāngshì)獲得所需的資源；提供資源的網(wǎng)絡被稱為“云”?！霸啤敝械馁Y源在使用者看來是可以無限擴展的，并且可以隨時獲取，按需使用，隨時擴展，按使用付費。這種特性經(jīng)常被稱為像水電一樣使用IT基礎設施。共七十七頁電網(wǎng)電站電站電站水壩礦山油井共七十七頁什么(shénme)是云計算廣義云計算是指服務的交付和使用模式，指通過網(wǎng)絡以按需、易擴展的方式獲得(huòdé)所需的服務。這種服務可以是IT和軟件、互聯(lián)網(wǎng)相關(guān)的，也可以是任意其他的服務，它具有超大規(guī)模、虛擬化、可靠安全等獨特功效。這種提供服務的“云”是一些可以自我維護和管理的虛擬計算資源，通常為一些大型服務器集群，包括計算服務器、存儲服務器、寬帶資源等等。云計算將所有的計算資源集中起來，并由軟件實現(xiàn)自動管理，無需人為參與。這使得應用提供者無需為繁瑣的細節(jié)而煩惱，能夠更加專注于自己的業(yè)務，有利于創(chuàng)新和降低成本。共七十七頁什么(shénme)是云計算云計算（CloudComputing）是分布式計算（DistributedComputing）、并行計算（ParallelComputing）、實用計算（UtilityComputing）、網(wǎng)絡存儲（NetworkStorageTechnologies）、虛擬化（Virtualization）、負載均衡（LoadBalance）等傳統(tǒng)計算機技術(shù)和網(wǎng)絡技術(shù)發(fā)展融合的產(chǎn)物。它旨在(zhǐzài)通過網(wǎng)絡把多個成本相對較低的計算實體整合成一個具有強大計算能力的完美系統(tǒng)，并借助先進的商業(yè)模式把這強大的計算能力分布到終端用戶手中。CloudComputing的一個核心理念就是通過不斷提高“云”的處理能力，進而減少用戶終端的處理負擔，最終使用戶終端簡化成一個單純的輸入輸出設備，并能按需享受“云”的強大計算處理能力！共七十七頁什么(shénme)是云計算云計算的核心思想，是將大量用網(wǎng)絡連接的計算資源統(tǒng)一(tǒngyī)管理和調(diào)度，構(gòu)成一個計算資源池向用戶按需服務。共七十七頁什么(shénme)是云計算這就好比是從古老的單臺發(fā)電機模式轉(zhuǎn)向了電廠集中供電的模式。它意味著計算能力也可以作為一種(yīzhǒnɡ)商品進行流通，就像煤氣、水電一樣，取用方便，費用低廉。最大的不同在于，它是通過互聯(lián)網(wǎng)進行傳輸?shù)摹９财呤唔損icturesource:（1）數(shù)據(jù)在云端不怕丟失不必備份（2）軟件在云端不必下載自動(zìdòng)升級（3）無所不在的云計算任何設備(shèbèi)登錄后就是你的（4）無限強大的云計算無限空間無限速度業(yè)界趨勢：云計算時代的到來共七十七頁云計算的三個服務(fúwù)模式

——IaaS、PaaS、SaaSIaaS(Infrastructure-as-a-Service)：基礎設施即服務。消費者通過Internet可以從完善的計算機基礎設施（包括網(wǎng)絡、服務器和存儲等）獲得服務。世紀互聯(lián)集團旗下的云快線公司號稱要開拓新的IT基礎設施業(yè)務，但究其本質(zhì)，它只能實現(xiàn)主機托管業(yè)務的延伸，很難與亞馬遜等企業(yè)相媲美。PaaS(Platform-as-a-Service)：平臺即服務。PaaS實際上是指將軟件研發(fā)的平臺作為一種服務，以SaaS的模式提交給用戶。因此，PaaS也是SaaS模式的一種應用。但是，PaaS的出現(xiàn)(chūxiàn)可以加快SaaS的發(fā)展，尤其是加快SaaS應用的開發(fā)速度。國內(nèi)的八百客擁有PaaS平臺技術(shù)。SaaS(Software-as-a-Service)：軟件即服務。它是一種通過Internet提供軟件的模式，用戶無需購買軟件，而是向提供商租用基于Web的軟件，來管理企業(yè)經(jīng)營活動。相對于傳統(tǒng)的軟件，SaaS解決方案有明顯的優(yōu)勢，包括較低的前期成本，便于維護，快速展開使用等。比如紅麥軟件的輿情監(jiān)測系統(tǒng)。共七十七頁IBM云計算(jìsuàn)的體系架構(gòu)共七十七頁DeveloperMonitoringApplicationServerProvisioningManagerUserOpenSourceLinuxwithXenTivoliMonitoringAgent……IBMBlueCloudHadoop是一個能夠?qū)Υ罅繑?shù)據(jù)進行分布式處理(chǔlǐ)的軟件框架，由Apache基金會開發(fā)。Xen是一個(yīɡè)開放源代碼虛擬機監(jiān)視器，由劍橋大學開發(fā)。共七十七頁互聯(lián)網(wǎng)搜索：云計算(jìsuàn)的例子1.用戶(yònghù)輸入查詢關(guān)鍵字CloudComputing2.分布式預處理數(shù)據(jù)以便為搜索提供服務:GoogleInfrastructure(thousandsofcommodityserversaroundtheworld)MapReduceformassdataprocessingGoogleFileSystem3.返回搜索結(jié)果共七十七頁第二節(jié)

云計算(jìsuàn)的體系結(jié)構(gòu)共七十七頁云計算(jìsuàn)體系結(jié)構(gòu)云計算是全新的基于互聯(lián)網(wǎng)的超級計算理念和模式，實現(xiàn)云計算需要多種技術(shù)結(jié)合，并且需要用軟件實現(xiàn)將硬件資源進行虛擬化管理和調(diào)度，形成一個巨大的虛擬化資源池，把存儲于個人電腦、移動(yídòng)設備和其他設備上的大量信息和處理器資源集中在一起，協(xié)同工作。按照最大眾化、最通俗理解云計算就是把計算資源都放到互聯(lián)網(wǎng)上，互聯(lián)網(wǎng)即是云計算時代的云。計算資源則包括了計算機硬件資源（如計算機設備、存儲設備、服務器集群、硬件服務等）和軟件資源（如應用軟件、集成開發(fā)環(huán)境、軟件服務）。

云計算平臺是一個強大的“云”網(wǎng)絡，連接了大量并發(fā)的網(wǎng)絡計算和服務，可利用虛擬化技術(shù)擴展每一個服務器的能力，將各自的資源通過云計算平臺結(jié)合起來，提供超級計算和存儲能力。通用的云計算體系結(jié)構(gòu)如下圖所示：共七十七頁云計算(jìsuàn)體系結(jié)構(gòu)云用戶端：提供云用戶請求服務的交互界面，也是用戶使用云的入口，用戶通過Web瀏覽器可以注冊、登錄及定制服務、配置和管理用戶。打開應用實例與本地操作桌面系統(tǒng)一樣。服務目錄：云用戶在取得相應權(quán)限（付費或其他限制）后可以選擇或定制的服務列表，也可以對已有服務進行退訂的操作，在云用戶端界面生成(shēnɡchénɡ)相應的圖標或列表的形式展示相關(guān)的服務。共七十七頁云計算(jìsuàn)體系結(jié)構(gòu)管理系統(tǒng)和部署工具：提供管理和服務，能管理云用戶，能對用戶授權(quán)、認證、登錄進行管理，并可以管理可用計算資源和服務，接收用戶發(fā)送的請求，根據(jù)用戶請求并轉(zhuǎn)發(fā)到相應的相應程序，調(diào)度資源智能(zhìnénɡ)地部署資源和應用，動態(tài)地部署、配置和回收資源。資源監(jiān)控：監(jiān)控和計量云系統(tǒng)資源的使用情況，以便做出迅速反應，完成節(jié)點同步配置、負載均衡配置和資源監(jiān)控，確保資源能順利分配給合適的用戶。服務器集群：虛擬的或物理的服務器，由管理系統(tǒng)管理，負責高并發(fā)量的用戶請求處理、大運算量計算處理、用戶Web應用服務，云數(shù)據(jù)存儲時采用相應數(shù)據(jù)切割算法采用并行方式上傳和下載大容量數(shù)據(jù)。用戶可通過云用戶端從列表中選擇所需的服務，其請求通過管理系統(tǒng)調(diào)度相應的資源，并通過部署工具分發(fā)請求、配置Web應用。共七十七頁云計算(jìsuàn)體系結(jié)構(gòu)云計算服務層次在云計算中，根據(jù)其服務集合所提供的服務類型，整個云計算服務集合被劃分成4個層次：應用層、平臺層、基礎設施層和虛擬化層。這4個層次每一層都對應著一個(yīɡè)子服務集合，為云計算服務層次如下圖所示：共七十七頁云計算(jìsuàn)體系結(jié)構(gòu)云計算的服務層次是根據(jù)服務類型即服務集合(jíhé)來劃分，與大家熟悉的計算機網(wǎng)絡體系結(jié)構(gòu)中層次的劃分不同。在計算機網(wǎng)絡中每個層次都實現(xiàn)一定的功能，層與層之間有一定關(guān)聯(lián)。而云計算體系結(jié)構(gòu)中的層次是可以分割的，即某一層次可以單獨完成一項用戶的請求而不需要其他層次為其提供必要的服務和支持。在云計算服務體系結(jié)構(gòu)中各層次與相關(guān)云產(chǎn)品對應:應用層對應SaaS(軟件即服務)如：GoogleAPPS、SoftWare+Services；平臺層對應PaaS(平臺即服務)如：IBMITFactory、GoogleAPPEngine、F；基礎設施層對應IaaS(基礎設施即服務)如：Amazon

Ec2、IBMBlueCloud、SunGrid；虛擬化層對應硬件即服務結(jié)合PaaS提供硬件服務，包括服務器集群及硬件檢測等服務。共七十七頁云計算(jìsuàn)體系結(jié)構(gòu)云計算技術(shù)層次:云計算技術(shù)層次和云計算服務層次不是一個概念，后者從服務的角度(jiǎodù)來劃分云的層次，主要突出了云服務能給我?guī)硎裁?。而云計算的技術(shù)層次主要從系統(tǒng)屬性和設計思想角度(jiǎodù)來說明云，是對軟硬件資源在云計算技術(shù)中所充當角色的說明。從云計算技術(shù)角度來分，云計算大約有4部分構(gòu)成：物理資源虛擬化資源中間件管理部分服務接口共七十七頁云計算(jìsuàn)體系結(jié)構(gòu)共七十七頁云計算(jìsuàn)體系結(jié)構(gòu)服務接口：統(tǒng)一規(guī)定了在云計算時代使用計算機的各種規(guī)范、云計算服務的各種標準等，用戶端與云端交互操作的入口，可以完成用戶或服務注冊，對服務的定制和使用。服務管理中間件：在云計算技術(shù)中，中間件位于服務和服務器集群之間，提供管理和服務即云計算體系結(jié)構(gòu)中的管理系統(tǒng)。對標識、認證、授權(quán)、目錄、安全性等服務進行標準化和操作，為應用提供統(tǒng)一的標準化程序接口和協(xié)議，隱藏底層硬件、操作系統(tǒng)和網(wǎng)絡的異構(gòu)性，統(tǒng)一管理網(wǎng)絡資源。其用戶管理包括用戶身份驗證、用戶許可、用戶定制管理；資源管理包括負載(fùzài)均衡、資源監(jiān)控、故障檢測等；安全管理包括身份驗證、訪問授權(quán)、安全審計、綜合防護等；映像管理包括映像創(chuàng)建、部署、管理等。共七十七頁云計算(jìsuàn)體系結(jié)構(gòu)虛擬化資源：指一些可以實現(xiàn)一定操作具有一定功能，但其本身是虛擬而不是真實的資源，如計算池，存儲池和網(wǎng)絡(wǎngluò)池、數(shù)據(jù)庫資源等，通過軟件技術(shù)來實現(xiàn)相關(guān)的虛擬化功能包括虛擬環(huán)境、虛擬系統(tǒng)、虛擬平臺。物理資源：主要指能支持計算機正常運行的一些硬件設備及技術(shù)，可以是價格低廉的PC，也可以是價格昂貴的服務器及磁盤陣列等設備，可以通過現(xiàn)有網(wǎng)絡技術(shù)和并行技術(shù)、分布式技術(shù)將分散的計算機組成一個能提供超強功能的集群用于計算和存儲等云計算操作。在云計算時代，本地計算機可能不再像傳統(tǒng)計算機那樣需要空間足夠的硬盤、大功率的處理器和大容量的內(nèi)存，只需要一些必要的硬件設備如網(wǎng)絡設備和基本的輸入輸出設備等。共七十七頁云計算(jìsuàn)體系結(jié)構(gòu)典型云計算平臺:云計算的研究吸引了不同技術(shù)領域巨頭，因此對云計算理論及實現(xiàn)架構(gòu)也有所不同。亞馬遜利用虛擬化技術(shù)提供云計算服務，推出S3（SimpleStorageService）提供可靠、快速、可擴展的網(wǎng)絡存儲服務，而彈性可擴展的云計算服務器EC2（ElasticComputeCloud）采用Xen虛擬化技術(shù)，提供一個虛擬的執(zhí)行環(huán)境（虛擬機器），讓用戶通過互聯(lián)網(wǎng)來執(zhí)行自己的應用程序。IBM將包括Xen和PowerVM虛擬的Linux操作系統(tǒng)鏡像與Hadoop并行工作負載調(diào)度。下面以Google公司(ɡōnɡsī)的云計算核心技術(shù)和架構(gòu)作基本講解。云計算的先行者Google的云計算平臺能實現(xiàn)大規(guī)模分布式計算和應用服務程序，平臺包括：

MapReduce分布式處理技術(shù)、Hadoop框架分布式的文件系統(tǒng)GFS結(jié)構(gòu)化的BigTable存儲系統(tǒng)以及Google其他的云計算支撐要素。共七十七頁云計算(jìsuàn)體系結(jié)構(gòu)MapReduce分布式處理技術(shù):MapReduce是Google開發(fā)的Java、Python、C++編程工具，用于大規(guī)模數(shù)據(jù)集（大于1TB）的并行運算，也是云計算的核心技術(shù)，一種分布式運算技術(shù)，也是簡化的分布式編程模式，適合用來處理大量數(shù)據(jù)的分布式運算，用于解決問題的程序開發(fā)模型，也是開發(fā)人員拆解問題的方法。MapReduce模式的思想是將要執(zhí)行的問題拆解成Map（映射）和Reduce（化簡）的方式(fāngshì)，先通過Map程序?qū)?shù)據(jù)切割成不相關(guān)的區(qū)塊，分配（調(diào)度）給大量計算機處理達到分布運算的效果，再通過Reduce程序?qū)⒔Y(jié)果匯整，輸出開發(fā)者需要的結(jié)果。MapReduce的軟件實現(xiàn)是指定一個Map（映射）函數(shù)，把鍵值對（key/value）映射成新的鍵值對（key/value），形成一系列中間形式的key/value對，然后把它們傳給Reduce（化簡）函數(shù)，把具有相同中間形式key的value合并在一起.共七十七頁云計算(jìsuàn)體系結(jié)構(gòu)MapReduce分布式處理技術(shù):(續(xù))map和reduce函數(shù)具有一定的關(guān)聯(lián)性1.map

(k1,v1)

->

list(k2,v2)

2.reduce

(k2,list(v2))

->list(v2)

其中v1、v2可以是簡單數(shù)據(jù)，也可以是一組數(shù)據(jù)，對應不同的映射函數(shù)規(guī)則。在Map過程中將數(shù)據(jù)并行，即把數(shù)據(jù)用映射函數(shù)規(guī)則分開，而Reduce則把分開的數(shù)據(jù)用化簡函數(shù)規(guī)則合在一起，也就是說Map是一個分的過程，Reduce則對應著合。MapReduce應用廣泛，包括簡單計算任務、海量輸入數(shù)據(jù)、集群計算環(huán)境等，如分布grep、分布排序、單詞計數(shù)、Web連接圖反轉(zhuǎn)、每臺機器的詞矢量、Web訪問日志分析、反向索引構(gòu)建、文檔聚類、機器學習、基于統(tǒng)計(tǒngjì)的機器翻譯等。共七十七頁云計算(jìsuàn)體系結(jié)構(gòu)Hadoop架構(gòu)：在Google發(fā)表MapReduce后，2004年開源社群用Java搭建出一套Hadoop框架，用于實現(xiàn)MapReduce算法，能夠把應用程序分割成許多很小的工作單元(dānyuán)，每個單元(dānyuán)可以在任何集群節(jié)點上執(zhí)行或重復執(zhí)行。此外，Hadoop還提供一個分布式文件系統(tǒng)GFS（Googlefilesystem），是一個可擴展、結(jié)構(gòu)化、具備日志的分布式文件系統(tǒng)，支持大型、分布式大數(shù)據(jù)量的讀寫操作，其容錯性較強。而分布式數(shù)據(jù)庫（BigTable）是一個有序、稀疏、多維度的映射表，有良好的伸縮性和高可用性，用來將數(shù)據(jù)存儲或部署到各個計算節(jié)點上。Hadoop框架具有高容錯性及對數(shù)據(jù)讀寫的高吞吐率，能自動處理失敗節(jié)點，如圖3-5所示為GoogleHadoop架構(gòu)。在架構(gòu)中MapReduceAPI提供Map和Reduce處理、GFS分布式文件系統(tǒng)和BigTable分布式數(shù)據(jù)庫提供數(shù)據(jù)存取?；贖adoop可以非常輕松和方便完成處理海量數(shù)據(jù)的分布式并行程序，并運行于大規(guī)模集群上。共七十七頁云計算(jìsuàn)體系結(jié)構(gòu)Google云計算執(zhí)行過程：云計算服務方式多種多樣，通過對Google云計算架構(gòu)(jiàɡòu)及技術(shù)的理解，在此我們給出用戶將要執(zhí)行的程序或處理的問題提交云計算的平臺Hadoop，其執(zhí)行過程如下圖所示：共七十七頁云計算(jìsuàn)體系結(jié)構(gòu)如圖所示的Google云計算執(zhí)行過程包括以下步驟。（1）將要執(zhí)行的MapReduceAPI程序復制到Hadoop框架中的Master和每一臺Worker機器中。（2）Master選擇由哪些Worker機器來執(zhí)行Map程序與Reduce程序。（3）分配所有的數(shù)據(jù)區(qū)塊到執(zhí)行Map程序的Worker機器中進行Map（切割成小塊數(shù)據(jù)）。（4）將Map后的結(jié)果存入Worker機器。（5）執(zhí)行Reduce程序的Worker機器，遠程讀取每一份Map結(jié)果，進行混合、匯整與排序，同時執(zhí)行Reduce程序。（6）將結(jié)果輸出給用戶（開發(fā)者）。在云計算中為了保證計算和存儲等操作的完整性，充分利用MapReduce的分布(fēnbù)和可靠特性，在數(shù)據(jù)上傳和下載過程中根據(jù)各Worker節(jié)點在指定時間內(nèi)反饋的信息判斷節(jié)點的狀態(tài)是正常還是死亡，若節(jié)點死亡則將其負責的任務分配給別的節(jié)點，確保文件數(shù)據(jù)的完整性。共七十七頁第三節(jié)

云計算的特點(tèdiǎn)與好處共七十七頁云計算(jìsuàn)的特點超大規(guī)模虛擬化高可靠性通用性

高可擴展性

按需服務(fúwù)

廉價性潛在的危險性

共七十七頁云計算(jìsuàn)的特點超大規(guī)模：具有相當?shù)囊?guī)模，Google云計算已經(jīng)擁有100多萬臺服務器，Amazon、IBM、微軟、Yahoo等的“云”均擁有幾十萬臺服務器。企業(yè)私有云一般擁有數(shù)百上千臺服務器?！霸啤蹦苜x予用戶前所未有的計算能力。虛擬化：云計算支持用戶在任意位置、使用各種終端獲取應用服務。所請求的資源來自“云”，而不是固定的有形的實體(shítǐ)。應用在“云”中某處運行，但實際上用戶無需了解、也不用擔心應用運行的具體位置。只需要一臺筆記本或者一個手機，就可以通過網(wǎng)絡服務來實現(xiàn)我們需要的一切，甚至包括超級計算這樣的任務。共七十七頁共七十七頁常用(chánɡyònɡ)的主機虛擬化軟件CitrixXenServer微軟WindowsServer2008Hyper-VVMwareESXServerRedHatKVM開源(kāiyuán)的OpenStack方物vServer華為Galax共七十七頁云計算(jìsuàn)的特點高可靠性：“云”使用了數(shù)據(jù)多副本容錯、計算節(jié)點同構(gòu)可互換等措施來保障服務的高可靠性，使用云計算比使用本地計算機可靠。通用性：云計算不針對特定的應用，在“云”的支撐下可以構(gòu)造出千變?nèi)f化的應用，同一個“云”可以同時支撐不同的應用運行。高可擴展性：“云”的規(guī)?？梢詣討B(tài)伸縮，滿足應用和用戶規(guī)模增長的需要。按需服務：“云”是一個龐大(pángdà)的資源池，你按需購買；云可以象自來水、電、煤氣那樣計費。

共七十七頁云計算(jìsuàn)的特點廉價性：由于“云”的特殊容錯措施可以采用極其廉價的節(jié)點來構(gòu)成云，“云”的自動化集中式管理使大量企業(yè)無需負擔日益高昂的數(shù)據(jù)中心管理成本，“云”的通用性使資源的利用率較之傳統(tǒng)系統(tǒng)大幅提升，因此用戶(yònghù)可以充分享受“云”的低成本優(yōu)勢，經(jīng)常只要花費幾百美元、幾天時間就能完成以前需要數(shù)萬美元、數(shù)月時間才能完成的任務。云計算可以徹底改變?nèi)藗兾磥淼纳睿瑫r也要重視環(huán)境問題，這樣才能真正為人類進步做貢獻,而不是簡單的技術(shù)提升。共七十七頁云計算(jìsuàn)的特點潛在的危險性：云計算服務除了提供計算服務外，還必然提供了存儲服務。但是云計算服務當前壟斷在私人機構(gòu)（企業(yè)）手中，而他們僅僅能夠提供商業(yè)信用。對于政府機構(gòu)、商業(yè)機構(gòu)（特別象銀行這樣持有敏感數(shù)據(jù)的商業(yè)機構(gòu)）對于選擇云計算服務應保持足夠的警惕。一旦商業(yè)用戶大規(guī)模使用私人機構(gòu)提供的云計算服務，無論其技術(shù)優(yōu)勢有多強，都不可避免地讓這些私人機構(gòu)以“數(shù)據(jù)（信息(xìnxī)）”的重要性挾制整個社會。對于信息(xìnxī)社會而言，“信息(xìnxī)”是至關(guān)重要的。另一方面，云計算中的數(shù)據(jù)對于數(shù)據(jù)所有者以外的其他用戶云計算用戶是保密的，但是對于提供云計算的商業(yè)機構(gòu)而言確實毫無秘密可言。這就象常人不能監(jiān)聽別人的電話，但是在電訊公司內(nèi)部，他們可以隨時監(jiān)聽任何電話。所有這些潛在的危險，是商業(yè)機構(gòu)和政府機構(gòu)選擇云計算服務、特別是國外機構(gòu)提供的云計算服務時，不得不考慮的一個重要的前提。

共七十七頁云計算(jìsuàn)的好處數(shù)據(jù)(shùjù)安全可靠客戶端需求低輕松共享數(shù)據(jù)使網(wǎng)絡無所不能共七十七頁數(shù)據(jù)(shùjù)安全可靠云計算提供了最可靠、最安全的數(shù)據(jù)存儲中心，用戶不用再擔心數(shù)據(jù)丟失、病毒入侵等麻煩。

很多人覺得數(shù)據(jù)只有保存在自己看得見、摸得著的電腦里才最安全，其實不然。你的電腦可能會因為自己不小心而被損壞，或者被病毒攻擊，導致硬盤上的數(shù)據(jù)無法恢復，而有機會接觸你的電腦的不法之徒則可能利用各種機會竊取你的數(shù)據(jù)。此前轟動一時的“艷照門”事件據(jù)報道不也是因為電腦送修而造成個人(gèrén)數(shù)據(jù)外泄的嗎？反之，當你的文檔保存在類似GoogleDocs的網(wǎng)絡服務上，當你把自己的照片上傳到類似GooglePicasaWeb的網(wǎng)絡相冊里，你就再也不用擔心數(shù)據(jù)的丟失或損壞。因為在“云”的另一端，有全世界最專業(yè)的團隊來幫你管理信息，有全世界最先進的數(shù)據(jù)中心來幫你保存數(shù)據(jù)。同時，嚴格的權(quán)限管理策略可以幫助你放心地與你指定的人共享數(shù)據(jù)。這樣，你不用花錢就可以享受到最好、最安全的服務，甚至比在銀行里存錢還方便。共七十七頁客戶端需求(xūqiú)低云計算對用戶端的設備要求最低，使用起來也最方便。

大家都有過維護個人電腦上種類繁多的應用軟件的經(jīng)歷。為了使用某個最新的操作系統(tǒng)，或使用某個軟件的最新版本，我們必須不斷升級自己的電腦硬件。為了打開朋友發(fā)來的某種格式的文檔，我們不得不瘋狂尋找并下載某個應用軟件。為了防止在下載時引入病毒，我們不得不反復安裝殺毒和防火墻軟件。所有這些麻煩事加在一起，對于一個剛剛接觸計算機，剛剛接觸網(wǎng)絡(wǎngluò)的新手來說不啻一場噩夢！如果你再也無法忍受這樣的電腦使用體驗，云計算也許是你的最好選擇。你只要有一臺可以上網(wǎng)的電腦，有一個你喜歡的瀏覽器，你要做的就是在瀏覽器中鍵入URL，然后盡情享受云計算帶給你的無限樂趣。你可以在瀏覽器中直接編輯存儲在“云”的另一端的文檔，你可以隨時與朋友分享信息，再也不用擔心你的軟件是否是最新版本，再也不用為軟件或文檔染上病毒而發(fā)愁。因為在“云”的另一端，有專業(yè)的IT人員幫你維護硬件，幫你安裝和升級軟件，幫你防范病毒和各類網(wǎng)絡攻擊，幫你做你以前在個人電腦上所做的一切。共七十七頁輕松(qīnɡsōnɡ)共享數(shù)據(jù)云計算可以輕松實現(xiàn)不同設備間的數(shù)據(jù)與應用共享。

大家不妨回想(huíxiǎng)一下，你自己的聯(lián)系人信息是如何保存的。一個最常見的情形是，你的手機里存儲了幾百個聯(lián)系人的電話號碼，你的個人電腦或筆記本電腦里則存儲了幾百個電子郵件地址。為了方便在出差時發(fā)郵件，你不得不在個人電腦和筆記本電腦之間定期同步聯(lián)系人信息。買了新的手機后，你不得不在舊手機和新手機之間同步電話號碼。對了，還有你的PDA以及你辦公室里的電腦?？紤]到不同設備的數(shù)據(jù)同步方法種類繁多，操作復雜，要在這許多不同的設備之間保存和維護最新的一份聯(lián)系人信息，你必須為此付出難以計數(shù)的時間和精力。這時，你需要用云計算來讓一切都變得更簡單。在云計算的網(wǎng)絡應用模式中，數(shù)據(jù)只有一份，保存在“云”的另一端，你的所有電子設備只需要連接互聯(lián)網(wǎng)，就可以同時訪問和使用同一份數(shù)據(jù)。仍然以聯(lián)系人信息的管理為例，當你使用網(wǎng)絡服務來管理所有聯(lián)系人的信息后，你可以在任何地方用任何一臺電腦找到某個朋友的電子郵件地址，可以在任何一部手機上直接撥通朋友的電話號碼，也可以把某個聯(lián)系人的電子名片快速分享給好幾個朋友。當然，這一切都是在嚴格的安全管理機制下進行的，只有對數(shù)據(jù)擁有訪問權(quán)限的人，才可以使用或與他人分享這份數(shù)據(jù)。共七十七頁使網(wǎng)絡(wǎngluò)無所不能云計算為我們使用網(wǎng)絡提供了幾乎無限多的可能

為存儲和管理數(shù)據(jù)提供了幾乎無限多的空間，也為我們完成各類應用提供了幾乎無限強大的計算能力。想像一下，當你駕車出游(chūyóu)的時候，只要用手機連入網(wǎng)絡，就可以直接看到自己所在地區(qū)的衛(wèi)星地圖和實時的交通狀況，可以快速查詢自己預設的行車路線，可以請網(wǎng)絡上的好友推薦附近最好的景區(qū)和餐館，可以快速預訂目的地的賓館，還可以把自己剛剛拍攝的照片或視頻剪輯分享給遠方的親友……離開了云計算，單單使用個人電腦或手機上的客戶端應用，我們是無法享受這些便捷的。個人電腦或其他電子設備不可能提供無限量的存儲空間和計算能力，但在“云”的另一端，由數(shù)千臺、數(shù)萬臺甚至更多服務器組成的龐大的集群卻可以輕易地做到這一點。個人和單個設備的能力是有限的，但云計算的潛力卻幾乎是無限的。當你把最常用的數(shù)據(jù)和最重要的功能都放在“云”上時，我們相信，你對電腦、應用軟件乃至網(wǎng)絡的認識會有翻天覆地的變化，你的生活也會因此而改變?；ヂ?lián)網(wǎng)的精神實質(zhì)是自由、平等和分享。作為一種最能體現(xiàn)互聯(lián)網(wǎng)精神的計算模型，云計算必將在不遠的將來展示出強大的生命力，并將從多個方面改變我們的工作和生活。無論是普通網(wǎng)絡用戶，還是企業(yè)員工，無論是IT管理者，還是軟件開發(fā)人員，他們都能親身體驗到這種改變。共七十七頁第四節(jié)

云計算(jìsuàn)的應用共七十七頁云計算(jìsuàn)的應用云計算的表現(xiàn)形式多種多樣，簡單的云計算在人們?nèi)粘＞W(wǎng)絡應用中隨處可見，如騰訊QQ空間提供在線制作Flash圖片，彩字秀提供的個性文字圖片的處理，GoogleDoc和GoogleApps、zoho、用遠程軟件進行Office處理。對于眾多的服務，可以(kěyǐ)將云計算提供的服務細分為以下7個類型：SaaS（軟件即服務）PaaS（平臺即服務）按需計算（UtilityComputing）MSP（管理服務提供商）商業(yè)服務平臺網(wǎng)絡集成云端網(wǎng)絡服務共七十七頁云計算(jìsuàn)的應用SaaS（軟件即服務）：軟件廠商將應用軟件統(tǒng)一部署在服務器或服務器集群上，通過互聯(lián)網(wǎng)提供軟件給用戶。用戶也可以根據(jù)自己實際需要向軟件廠商定制或租用適合自己的應用軟件，通過租用方式使用基于Web的軟件來管理企業(yè)經(jīng)營活動。軟件廠商負責管理和維護軟件，對于(duìyú)許多小型企業(yè)來說，SaaS是采用先進技術(shù)的最好途徑，它消除了企業(yè)購買、構(gòu)建和維護基礎設施和應用程序的需要，近年來，SaaS的興起已經(jīng)給傳統(tǒng)軟件企業(yè)帶來強勁的壓力。在這種模式下，客戶不再像傳統(tǒng)模式那樣花費大量投資用于硬件、軟件、人員，而只需要支出一定的租賃服務費用，通過互聯(lián)網(wǎng)便可以享受到相應的硬件、軟件和維護服務，享有軟件使用權(quán)和不斷升級，這是網(wǎng)絡應用最具效益的營運模式。共七十七頁云計算(jìsuàn)的應用SaaS（軟件即服務）：（續(xù)）SaaS通常被用在企業(yè)管理軟件領域、產(chǎn)品技術(shù)和市場，國內(nèi)的廠商以八百客、沃利森為主，主要開發(fā)CRM、ERP等在線應用。用友、金蝶等老牌管理(guǎnlǐ)軟件廠商也推出在線財務SaaS產(chǎn)品。國際上其他大型軟件企業(yè)中，微軟提出了Software+SaaS的模式，谷歌推出了與微軟Office競爭的GoogleApps，Oracle在收購Sieble升級Siebleon-demand后推出OracleOn-demand，SAP推出了傳統(tǒng)和SaaS的雜交（Hybrid）模式。共七十七頁云計算(jìsuàn)的應用平臺即服務：平臺即服務PaaS（Platformasaservice）是提供開發(fā)環(huán)境、服務器平臺、硬件資源等服務給用戶，用戶可以在服務提供商的基礎架構(gòu)基礎上開發(fā)開發(fā)程序并通過互聯(lián)網(wǎng)和其服務器傳給其他用戶。PaaS能夠提供企業(yè)或個人定制研發(fā)的中間件平臺，提供應用軟件開發(fā)、數(shù)據(jù)庫、應用服務器、試驗、托管及應用服務，為個人用戶或企業(yè)的團隊協(xié)作。在云計算服務中，平臺即服務包括以下類型服務：提供集成開發(fā)環(huán)境：

云服務提供商開發(fā)、測試、部署、維護應用程序等服務，滿足不同用戶需要的不同開發(fā)周期和集成開發(fā)環(huán)境，多用戶互動測試，版本控制，部署和回滾。集成Web服務和數(shù)據(jù)庫：支持SOAP和REST的接口，組成多個網(wǎng)絡服務，支持多用戶使用(shǐyòng)不同數(shù)據(jù)庫的平臺，協(xié)作用戶實現(xiàn)云計算設計。共七十七頁云計算(jìsuàn)的應用平臺即服務：（續(xù)）支持團隊協(xié)作：平臺服務通過共享代碼和預定義方式，可以界定、更新和跟蹤設計人員，開發(fā)、測試、質(zhì)量(zhìliàng)控制完成團隊協(xié)作。提供實用設備：以租用方式提供相應設備（如大型集群系統(tǒng)，存儲系統(tǒng)等）以端到端方式給用戶。平臺系統(tǒng)比應用軟件系統(tǒng)復雜，是一系列的軟件硬件協(xié)議的系統(tǒng)集合。把平臺獨立于軟件之外來另立為單獨的服務項目，能夠讓服務更具有目的化，易于管理和維護。PaaS能給客戶帶來更高性能、更個性化的服務，也是SaaS今后發(fā)展的趨勢，一個SaaS軟件也能給客戶在互聯(lián)網(wǎng)上提供開發(fā)（自定義）、測試、在線部署應用程序的功能，那么這就叫提供平臺服務PaaS。Salesforce的平臺和八百客的800APP是PaaS的代表產(chǎn)品。PaaS廠商也吸引軟件開發(fā)商在PaaS平臺上開發(fā)、運行并銷售在線軟件。共七十七頁云計算(jìsuàn)的應用按需計算（UtilityComputing）：按需計算，是將多臺服務器組成的"云端"計算資源包括計算和存儲，作為計量服務提供給用戶，由IT領域巨頭如IBM的藍云、Amazon的AWS及提供存儲服務的虛擬技術(shù)廠商的參與應用與云計算結(jié)合的一種商業(yè)模式，它將內(nèi)存、I/O設備、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器等服務。按需計算用于提供數(shù)據(jù)中心創(chuàng)建的解決方案，幫助企業(yè)用戶創(chuàng)建虛擬的數(shù)據(jù)中心，諸如3Tera的AppLogic，CohesiveFlexibleTechnologies的按需實現(xiàn)彈性擴展的服務器。LiquidComputing公司的LiquidQ提供類似的服務，能幫助企業(yè)將內(nèi)存、I/0、存儲和計算容量通過網(wǎng)絡集成為一個虛擬的資源池提供服務。按需計算方式的優(yōu)點在于用戶只需要低成本硬件，按需租用相應計算能力或存儲能力，大大降低了用戶在硬件上的開銷。MSP（管理服務提供商）：管理服務是面向IT廠商的一種應用軟件，常用(chánɡyònɡ)于應用程序監(jiān)控服務、桌面管理系統(tǒng)、郵件病毒掃描、反垃圾郵件服務等。目前瑞星殺毒軟件早已推出云殺毒的方式，而SecureWorks、IBM提供的管理安全服務屬于應用軟件監(jiān)控服務類。共七十七頁云計算(jìsuàn)的應用商業(yè)服務平臺：商業(yè)服務平臺是SaaS和MSP的混合應用，提供一種與用戶結(jié)合的服務采集器，是用戶和提供商之間的互動平臺，如費用管理系統(tǒng)中用戶可以訂購其設定范圍的服務與價格相符的產(chǎn)品或服務。網(wǎng)絡集成：網(wǎng)絡集成是云計算的基礎服務的集成，采用通用的"云計算總線"，整合互聯(lián)網(wǎng)服務類似的云計算公司，方便用戶對服務供應商的比較和選擇，為客戶提供完整的服務。軟件服務供應商OpSource推出了OpSourceServicesBus，使用的就是被成為Boomi的云集成技術(shù)。云端網(wǎng)絡服務：網(wǎng)絡服務供應商提供API能幫助開發(fā)者開發(fā)基于互聯(lián)網(wǎng)的應用，通過網(wǎng)絡拓展功能性。服務范圍從提供分散的商業(yè)服務（諸如StrikeIron和Xignite）到涉及GoogleMaps、ADP薪資處理流程、美國郵電服務、Bloomberg和常規(guī)的信用卡處理服務等的全套API服務。云計算在工作和生活中最重要的體現(xiàn)(tǐxiàn)就是計算、存儲與服務，當然計算和存儲從某種意義上講同屬于云計算提供的服務，因此也印證了云計算即是提供的一種服務，是一種網(wǎng)絡服務。共七十七頁第五節(jié)

云計算應用(yìngyòng)案例共七十七頁當今社會，PC依然是我們?nèi)粘９ぷ魃钪械暮诵墓ぞ摺覀冇肞C處理文檔、存儲資料，通過電子郵件或U盤與他人(tārén)分享信息。如果PC硬盤壞了，我們會因為資料丟失而束手無策。而在“云計算”時代，“云”會替我們做存儲和計算的工作?！霸啤本褪怯嬎銠C群，每一群包括了幾十萬臺、甚至上百萬臺計算機?！霸啤钡暮锰庍€在于，其中的計算機可以隨時更新，保證“云”長生不老。Google就有好幾個這樣的“云”，其他IT巨頭，如微軟、雅虎、亞馬遜（Amazon）也有或正在建設這樣的“云”。屆時，我們只需要一臺能上網(wǎng)的電腦，不需關(guān)心存儲或計算發(fā)生在哪朵“云”上，但一旦有需要，我們可以在任何地點用任何設備，如電腦、手機等，快速地計算和找到這些資料。我們再也不用擔心資料丟失。己的服務供應商。共七十七頁云計算應用(yìngyòng)案例亞馬遜網(wǎng)站（A）亞馬遜網(wǎng)站是以在線書店和電子零售業(yè)起家的，如今已在業(yè)界享有盛譽，不過(bùguò)它最新的業(yè)務卻與云計算有關(guān)。兩年多以前，亞馬遜作為首批進軍云計算新興市場的廠商之一，為嘗試進入該領域的企業(yè)開創(chuàng)了良好的開端。亞馬遜的云名為亞馬遜網(wǎng)絡服務（AmazonWebServices，下稱AWS），目前主要由4塊核心服務組成：簡單存儲服務（SimpleStorageService，S3）；彈性計算云（ElasticComputeCloud，EC2）；簡單排列服務（SimpleQueuingService）以及尚處于測試階段的SimpleDB。換句話說，亞馬遜現(xiàn)在提供的是可以通過網(wǎng)絡訪問的存儲、計算機處理、信息排隊和數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)接入式服務。共七十七頁云計算(jìsuàn)應用案例谷歌公司（G）圍繞因特網(wǎng)搜索創(chuàng)建了一種超動力商業(yè)模式。如今，他們又以應用托管、企業(yè)搜索以及其他更多形式向企業(yè)開放了他們的“云”。2010年4月，谷歌推出了谷歌應用軟件引擎（GoogleAppEngine，下稱GAE），這種服務讓開發(fā)人員可以編譯基于Python的應用程序，并可免費使用谷歌的基礎設施(jīchǔshèshī)來進行托管（最高存儲空間達500MB）。對于超過此上限的存儲空間，谷歌按“每CPU內(nèi)核每小時”10至12美分及1GB空間15至18美分的標準進行收費。最近，谷歌還公布了提供可由企業(yè)自定義的托管企業(yè)搜索服務計劃。共七十七頁S3EBSEC2EBSEC2EBSEC2EBSEC2SimpleDBSQSUserDeveloperAmazonElasticComputingCloudSQS:SimpleQueueServiceEC2:RunningInstanceofVirtualMachinesEBS:ElasticBlockService,ProvidingtheBlockInterface,StoringVirtualMachineImagesS3:SimpleStorageService,SOAP,ObjectInterfaceSimpleDB:SimplifiedDatabase共七十七頁云計算(jìsuàn)應用案例Salesforce是軟件即服務廠商的先驅(qū)，它一開始提供的是可通過網(wǎng)絡訪問的銷售力量自動化應用軟件。在該公司的帶動下，其他軟件即服務廠商已如雨后春筍般蓬勃而起。Salesforce的下一目標是：平臺即服務。該公司正在建造自己的網(wǎng)絡應用軟件平臺F，這一平臺可作為其他企業(yè)自身軟件服務的基礎。F包括關(guān)系數(shù)據(jù)庫、用戶界面選項、企業(yè)邏輯以及一個名為Apex的集成開發(fā)環(huán)境。程序員可以在平臺的Sandbox上對他們利用Apex開發(fā)出的應用軟件進行測試，然后在Salesforce的AppExchange目錄上提交完成(wánchéng)后的代碼。共七十七頁云計算應用(yìngyòng)案例微軟公司(M)在云計算的起步階段，微軟曾經(jīng)歷過不少周折。經(jīng)過幾年的磨合調(diào)整之后，這個軟件巨頭的云計算戰(zhàn)略終于走上了正軌。根據(jù)有些廠商的預想，未來(wèilái)絕大部分的IT資源都將來自云計算，但微軟卻并不這么認為。幾個月前，微軟首席軟件架構(gòu)師（CSA）雷;奧茲（RayOzzie）曾表示，微軟的宏偉計劃是“提供均衡搭配的企業(yè)級軟件、合作伙伴托管服務以及云服務”。簡而言之，微軟將其稱為“軟件加服務”（softwareplusservices）。微軟將在今年推出的首批軟件即服務產(chǎn)品包括DynamicsCRMOnline、ExchangeOnline、OfficeCommunicationsOnline以及SharePointOnline。每種產(chǎn)品都具有多客戶共享版本，其主要服務對象是中小型企業(yè)。單客戶版本的授權(quán)費用在5,000美元以上。針對普通用戶，微軟的在線服務還包括WindowsLive、OfficeLive和XboxLive等。共七十七頁

Azure?ServicesPlatformMicrosoftAzurePlatform共七十七頁云計算應用(yìngyòng)案例中國移動云計算作為中國移動藍海戰(zhàn)略的一個重要部分，于2007年由移動研究院組織力量，聯(lián)合中科院計算所，著手起步了一個叫做“大云”的項目。中移動的大云建設包括兩個方向：一是基礎架構(gòu)建設。第二部分是平臺及服務的建設?；谶@兩方面之上，中國移動將推出“軟件(ruǎnjiàn)即服務”，以便中小企業(yè)減少IT投入成本和IT運營復雜性，同時提供辦公自動化解決方案。大云1.0版于2010年正式發(fā)布。以此為基礎，中國移動將逐步展開云計算的商業(yè)化步伐。共七十七頁隨著技術(shù)發(fā)展和商業(yè)模式創(chuàng)新，SaaS領定義范圍會更寬泛，不僅僅包括在線企業(yè)管理軟件如CRM/ERP/SCM/人力資源等管理軟件，而且還包括在線辦公系統(tǒng)、在線營銷系統(tǒng)、在線客服系統(tǒng)、在線調(diào)研系統(tǒng)等等，只是滿足(mǎnzú)客戶的需求不同而已，在線管理軟件偏重于滿足客戶的管理需求，而其他在線軟件偏重于滿足客戶的辦公需求、市場推廣與市場營銷、客戶溝通等需求。開發(fā)或購買應用軟件購買服務器和基礎軟件支持與維護使用Saas服務Saas服務(fúwù)新概念共七十七頁Saas（一）：向外部發(fā)布(fābù)信息不同規(guī)模的企業(yè)想讓別人在互聯(lián)網(wǎng)知道它，首先建個網(wǎng)站，其次(qícì)通過網(wǎng)絡推廣服務把網(wǎng)站的品牌做起來。域名虛機LVS數(shù)商網(wǎng)站內(nèi)容加速：CDN服務宣傳推廣加速：搜索服務共七十七頁Saas（一）：從外部(wàibù)獲取信息中小企業(yè)需要了解(liǎojiě)更多的行業(yè)政策信息、技術(shù)走勢、產(chǎn)品價格、銷售機會等等垂直B2B網(wǎng)站綜合的B2B網(wǎng)站共七十七頁Saas（二）：溝通(gōutōng)需求不同規(guī)模的企業(yè)希望借助于電子郵箱、IM和在線(zàixiàn)客服等產(chǎn)品進行內(nèi)外部溝通，降低通訊成本。電子郵箱、在線客服、IM等++共七十七頁Saas（三）：管理(guǎnlǐ)需求不同規(guī)模的企業(yè)都需要通過各種在線信息系統(tǒng)提高(tígāo)管理水平、提升核心競爭力CRMERPSCM內(nèi)部資源管理供應鏈管理人力資源系統(tǒng)財務管理系統(tǒng)OA系統(tǒng)……客戶關(guān)系管理外部OLTP內(nèi)部OLTP共七十七頁Saas（四）：科學決策需求(xūqiú)企業(yè)不僅希望通過在線數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)（OLAP）了解網(wǎng)站的用戶來源及用戶訪問行為，而且也希望通過在線調(diào)研系統(tǒng)(xìtǒng)準確把握客戶需求和精細化營銷系統(tǒng)降低運營