云计算(课程报告)

程序设计方法学姓名：班级：学号：有“云”蔚然升起一、摘要随着多核处理器、虚拟化、分布式存储、宽带互联网和自动化管理等技术的发展，产生了一种新型的计算模式——云计算，它能够按需部署计算资源，而用户只需要为所使用的资源付费。“云”是列互联网或大型服务器集群的一种比喻，由分布的互联网基础设施，如网络设备、服务器、存储设备、安全设备等构成，几乎所有的数据和应用软件。都可存储在“云”里。而“云终端”，例如PC、手机、车载电子设备等，只需要拥有一个功能完备的浏览器，并安装一个简单的操作系统，通过网络接入“云”，就可以轻松使用云中的计算资源。关键词：CPU超级计算机服务器虚拟机SaaS按需部署企业之争二、引言2007年，云计算作为一种概念被业界关注。仅仅两三年后，云计算就引起了计算机、互联网和通信行业内的高度关注，正在被越来越多的人所认识和接受，已经成为IT行业最为炙手可热的中心主题。可以预见，在云计算的大趋势下整个信息服务产业将发生全面重组洗牌，软件产业结构将面临大调整，软件生产组织方式向敏捷、定制化、服务化方向变革，网络端设备更加多元化和个性化，而且会出现大众普遍参与、形成群体智慧的新局面。这一切，都将为善于创新的企业创造难得的历史性机遇。三、正文云计算，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，达成处理数以千万计甚至亿计的信息，达到和超级计算机”同样强大效能的网络服务。下面我主要就自己感兴趣的几个方面开始。1.云计算的由来微软公司首席执行官鲍尔默说：“云技术是互联网赐予的一个礼物。它是计算机领域的下一步、下一阶段、下一个过渡。”但“云”究竟是什么，我一直都觉得非常模糊。抛开所有教条的定义，我们可以这样理解“云计算”：CPU是计算的核心,现在的电脑,每一个CPU都完全归属于某一台电脑,电脑A肯定用不了电脑B的CPU。对绝大多数PC来说,上上网,聊聊天,看看电影,对CPU的利用并不充分,也就是对CPU计算能力的一种浪费。有科学家对这部分没有被充分利用的CPU计算能力产生了兴趣,就想把无数台个人电脑被闲置的CPU计算能力整合在一起,形成一台超超级计算机。大家都知道现在的超级计算机都拥有成千上万枚CPU,但在物理上仍然要在一些,通过高速介质将这些CPU联接起来。云计算与超级计算机类似,也是要将众多数量的CPU集合,区别是：CPU的数量远远超过现有任何一台超级计算机,CPU分布在世界各地,CPU是否处于可用状态是随机的。为了解决这些问题,就需要有一台超级计算机作为服务器,这台服务器不负责具体程序,而是将世界各地的CPU(当然需要用户同意,比如签个协议什么的)联接并管理起来,并接受用户的计算要求(比如天气预测,现在需要专业的超级计算机,云计算实现之后任何一台与云计算联网的电脑都可以实现),将计算分解成若干个小段,再将这些小段分配给世界各地闲置的CPU,回收计算结果,将计算结果集纳成最终结果,解决各类意外情况,比如某枚正执行计算任务的CPU关机了,马上换一枚。2.云计算的基本原理云计算的基本原理是，通过使计算分布在大量的分布式计算机上，而非本地计算机或远程服务器中，企业数据中心的运行将更与互联网相似。这使得企业能够将资源切换到需要的应用上，根据需求访问计算机和存储系统。云计算的蓝图已经呼之欲出：在未来，只需要一台笔记本或者一个手机，就可以通过网络服务来实现我们需要的一切，甚至包括超级计算这样的任务。从这个角度而言，最终用户才是云计算的真正拥有者。云计算的应用包含这样的一种思想，把力量联合起来，给其中的每一个成员使用。从最根本的意义来说，云计算就是利用互联网上的软件和数据的能力。对于云计算，李开复（Google全球副总裁、中国区总裁）打了一个形象的比喻：钱庄。最早人们只是把钱放在枕头底下，后来有了钱庄，很安全，不过兑现起来比较麻烦。现在发展到银行可以到任何一个网点取钱，甚至通过ATM，或者国外的渠道。就像用电不需要家家装备发电机，直接从电力公司购买一样。“云计算”带来的就是这样一种变革——由谷歌、IBM这样的专业网络公司来搭建计算机存储、运算中心，用户通过一根网线借助浏览器就可以很方便的访问，把“云”做为资料存储以及应用服务的中心。3.云计算的特点(1)超大规模。Google云计算已经拥有100多万台服务器，Amazon、IBM、微软、Yahoo等的“云”均拥有几十万台服务器。赋予用户前所未有的计算能力。(2)虚拟化。云计算支持用户在任意位置、使用各种终端获取应用服务。所请求的资源来自“云”，而不是固定的有形的实体。应用在“云”中某处运行，但实际上用户无需了解、也不用担心应用运行的具体位置。(3)高可靠性。“云”使用了数据多副本容错、计算节点同构可互换等措施来保障服务的高可靠性，使用云计算比使用本地计算机可靠。(4)通用性。云计算不针对特定的应用，在“云”的支撑下可以构造出千变万化的应用，同一个“云”可以同时支撑不同的应用运行。(5)高可扩展性。“云”的规模可以动态伸缩，满足应用和用户规模增长的需要。(6)按需服务。“云”是一个庞大的资源池，你按需购买；云可以象自来水，电，煤气那样计费。(7)极其廉价。由于“云”的特殊容错措施可以采用极其廉价的节点来构成云，“云”的自动化集中式管理使大量企业无需负担日益高昂的数据中心管理成本，“云”的通用性使资源的利用率较之传统系统大幅提升。4．云计算的关键技术按需部署是云计算的核心。要解决按需部署，必须解决资源的动态可重构、监控和自动化部署等，而这些又需要以虚拟化、高性能存储、处理器、高速互联网等技术为基础。所以云计算除了需要仔细研究其体系结构外，还要特别注意研究资源的动态可重构、自动化部署、资源监控、虚拟化、高性能存储、处理器等关键技术。（1）体系结构为了有效支持云计算，其体系结构必须支持几个关键特征。首先，系统必须是自治的，即需要内嵌有自动化技术，以减轻或消除人工部署和管理任务，而允许平台智地响应应用的要求;其次，云计算的架构必须是敏捷的，能够对需求信号或变化做出迅还的反应。内嵌的虚拟化技术和集群化技术，能应付增长或服务级要求的快速变化。云计算平台的体系结构，如图1所示，是一个云服务器的互连网络图。①用户界面：“云”用户请求服务的交互界面;②服务目录：用户可选择的服务列表;③管理系统：用于管理可用计算资源和服务;④部署工具：自治的，根据用户请求智能地部署资源和应用，动态地部署、配置和回收资源;⑤监控：监控云系统资源的使用情况，以便做出迅疾的反应;⑥服务器集群：虚拟或者物理服务器，由管理系统管理。（2）自动化部署自动化部署，是指通过自动安装和部署，将计算资源从原始状态变为可用状态。在云计算中体现为将虚拟资源池中的资源进行划分、安装和部署成可以为用户提供各种服务和应用的过程，其中包括硬件(服务器)、软件(用户需要的软件和配置)、网络和存储。系统资源的部署有多个步骤，自动化部署通过调用脚本，实现不同厂商设备管理工具的自动配置、应用软件的部署和配置，确保这些调用过程可以以静默的方式实现，免除了大量的人机交互，使得部署过程不再依赖人工操作。整个部署过程基于工作流来实现，如图2所示。（3）资源监控“云”通常具有大量服务器，并且资源是动态变化的，需要及时、准确、动态的资源信息。资源监控可以为“云”对资源的动态部署提供依据，并有效监控资源的使用情况和负载情况。资源监控是实现“云”资源管理的一个重要环节，它可提供对系统资源的实时监控，并为其它子系统提供系统性能信息，以便更好地完成系统资源的分配。云计算通过一个监视服务器监控和管理计算资源池中的所有资源，并通过在云中的各个服务器上部署Agent代理程序，配置并监视各资源服务器，定期将资源使用信息数据传送至数据仓库，监视服务器数据仓库中“云”资源的使用情况，对数据进行分析及跟踪资源的可用性，为排除故障和均衡资源提供信息。5.云计算与SaaS(软件即服务)云计算技术与SaaS的结合会冲击传统软件业。最近，比尔·盖茨在微软亚洲研究院10周年创新论坛上的言论，更是足以让软件业感到兴奋。他说：“软件行业永远令人兴奋，因为软件的边界一直在不断地改变，云计算将使软件用在很多互相联网的电脑上，这会大大降低计算的成本。”在盖茨看来，人和软件的互动正在发生改变，当软件用在很多互相联网的电脑上时，就是“云计算”，它会降低计算设备和计算的成本。比尔·盖茨说，“当你需要写一个程序时，只需要呼叫其中的一个服务器，而不需要拿到所有的计算资料，这会大大提高人类的生产力。”比尔·盖茨所提到的，正是云计算的魅力所在，它不仅改变了软件交付模式，更加改变了软件开发模式。事实上，云计算可以对SaaS起到很好的补充作用：SaaS强调最终的应用，云计算则侧重对底层架构和资源的充分利用，可以帮助SaaS提供商解决硬件或带宽等资源不足的问题，并实现降低成本的目的。SaaS厂商如果能和云计算厂商携手，必将能促进产业的进一步繁荣。6.云计算存在的问题尽管云计算里面蕴藏着巨大的机会和价值，但由于云计算自身的特性也带来一些新的问题。总结起来，当前的云计算模式存在着许多挑战，如下：（1）安全和隐私；（2）数据和应用程序互操作性；（3）系统性能和可靠性；（4）管理和监控；（5）统一的标准。7.云计算的现状说起云计算的现状，最有意思的就是Google和微软两家巨头之争。Google认为这一切将发生在遥远的数据中心中的服务器，用户可以通过许多有线和无线设备访问这些服务，这就是所谓的“云计算”（cloudcomputing）；微软也认为未来在于Web，但它的重心仍然是其桌面PC软件。而这正是它们的冲突之源。从Gmail开始，Google一直试图通过以互联网提供给用户计算能力与服务，颠覆微软缔造的“桌面为王”的时代，挑战微软的权威。Google以开源的姿态推广它的云计算平台，这意味着用户可以得到这个平台的代码并修改它。这被视作推广云计算方式的有利手段。施密特更是乐观地表示，他相信，“90%计算任务都能够通过云计算技术完成”。面对Google的挑战，微软试图以加州大学伯克莱分校、马里兰州大学和华盛顿大学等6所大学的计算机科学研究者提供资金与设备，推动云计算的研究，并在2007年8月高调推出BlueCloud蓝云计划。该计划意指使公司数据中心与因特网运行更为贴近的计算机与软件产品组合，并预计在08年春季会发布第一个产品。BM高性能解决方案副总裁WillyChiu透露，“云计算将是IBM接下来的一个重点业务”。目前已经部署200多名研发人员在这项业务的研究上。Google和微软之间日益激烈的对立必定将是一场史诗般的企业战争！回过头来说，在应对云计算方面，中国企业虽然也有着自己的理解和应对之策，有了阿里巴巴、世纪互联、百度和电信运营商等企业的支持，但是和那些国际巨头相比，我们的步伐仍然显得简单而被动，行动仍是慢了半拍。所以还需很多努力才能迎头赶上！四、参考文献和注释中国轻工业网《云计算的现状及其发展趋势的分析》姚剑《中国云“蔚然升起”》（《程序员》3月刊）普通个人用户：云计算带来了什么云计算之：云计算的20个定义《云技术的历史》鲍尔默《云技术的五个维度》目录一、摘要二、关键词三、引言四、正文1.云计算的由来2.云计算的基本原理3.云计算的特点4．云计算的关键技术5.云计算与SaaS(软件即服务)6.云计算存在的问题7.云计算的现状五、参考文献和注释