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雲計算(英語:Cloud Computing),是一種基於互聯網的計算方式,通過這種方式,共享的軟硬體資源和信息可以按需提供給計算機和其他設備。典型的雲計算提供商往往提供通用的網路業務應用,可以通過瀏覽器等軟體或者其他Web服務來訪問,而軟體和數據都存儲在伺服器上。雲計算服務通常提供通用的通過瀏覽器訪問的在線商業應用,軟體和數據可存儲在數據中心。

1 雲計算 -定義

雲計算雲計算
狹義

 狹義雲計算是指IT基礎設施的交付和使用模式,通過網路以按需、易擴展的方式獲得所需的資源(硬體、平台、軟體)。提供資源的網路被稱為「雲」。「雲」中的資源在使用者看來是可以無限擴展的,並且可以隨時獲取,按需使用,隨時擴展,按使用付費。這種特性經常被稱為像水電一樣使用IT基礎設施。

廣義

廣義雲計算是指服務的交付和使用模式,通過網路以按需、易擴展的方式獲得所需的服務。這種服務可以是IT和軟體、互聯網相關的,也可以是任意其他的服務。

雲計算經常與并行計算(Parallel Computing)、分散式計算(Distributed Computing)和網格計算(Grid Computing)相混淆。雲計算(Cloud Computing)是網格計算(Grid Computing)、分散式計算(Distributed Computing)、并行計算(Parallel Computing)、效用計算(Utility Computing)網路存儲(Network Storage Technologies)、虛擬化(Virtualization)、負載均衡(Load Balance)等傳統計算機技術和網路技術發展融合的產物。它旨在通過網路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,並藉助SaaS、PaaS、IaaS、MSP等先進的商業模式把這強大的計算能力分佈到終端用戶手中。Cloud Computing的一個核心理念就是通過不斷提高「雲」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,並能按需享受「雲」的強大計算處理能力。

2 雲計算 -基本特徵

雲計算雲計算
互聯網上的雲計算服務特徵和自然界的雲、水循環具有一定的相似性,通常雲計算服務應該具備以下幾條特徵:

1、基於虛擬化技術快速部署資源或獲得服務。

2、實現動態的、可伸縮的擴展。

3、按需求提供資源、按使用量付費。

4、通過互聯網提供、面向海量信息處理。

5、用戶可以方便地參與。

6、形態靈活,聚散自如。

7、減少用戶終端的處理負擔。

8、降低了用戶對於IT專業知識的依賴。

3 雲計算 -對比解讀

與網路計算的區別

 雲計算常與網格計算(分散式計算的一種,由一群鬆散耦合的計算機集組成的一個超級虛擬計算機,常用來執行大型任務)、效用計算(IT資源的一種打包和計費方式,比如按照計算、存儲分別計量費用,像傳統的電力等公共設施一樣)、自主計算(具有自我管理功能的計算機系統)相混淆。

事實上,許多雲計算部署依賴於計算機集群(但與網格的組成、體系機構、目的、工作方式大相徑庭),也吸收了自主計算和效用計算的特點。它從硬體結構上是一種多對一的結構,從服務的角度或從功能的角度它是一對多的。

(1)例如,今天要設計一供應鏈管理系統,可以先從市面上提供的免費雲伺服器主機,將Application放置主機上,使用MS所提供資料庫,這樣一來,硬體成本大幅降低,將Application放置雲上,且隨時隨地於任何終端設備上連結互聯網,就能訪問數據(因為基於公開的標準協定)。

(2)雲科技,從2009年開始,對於任何企業都吹起一股風潮,除了數據訪問方便,營運成本大幅降低(例如,辦公室軟體,操作系統,硬體設備),都能通過雲技術的提供,免費使用。現今很多企業在創業時,都採用雲技術,來降低成本,以提高企業競爭能力。

(3)美國國家標準與技術研究院(NIST)定義:雲計算是一種按使用量付費的模式,這種模式提供可用的、便捷的、按需的網路訪問, 進入可配置的計算資源共享池(資源包括網路,伺服器,存儲,應用軟體,服務),這些資源能夠被快速提供,只需投入很少的管理工作,或與服務供應商進行很少的交互。

(4)「雲計算」概念現在被大量運用到生產環境中,國內的「阿里雲」與雲谷公司的XenSystem,以及在國外已經非常成熟的Intel 和IBM,各種「雲計算」的應服務範圍正日漸擴大,影響力也無可估量。

4 雲計算 -體系架構

截止到2009年,大部分的雲計算基礎構架是由通過數據中心傳送的可信賴的服務和創建在伺服器上的不同層次的虛擬化技術組成的。人們可以在任何有提供網路基礎設施的地方使用這些服務。「雲」通常表現為對所有用戶的計算需求的單一訪問點。人們通常希望商業化的產品能夠滿足服務質量(QoS)的要求,並且一般情況下要提供服務水平協議。 開放標準對於雲計算的發展是至關重要的,並且開源軟體已經為眾多的雲計算實例提供了基礎。

雲的基本概念,是通過網路將龐大的計算處理程序自動分拆成無數個較小的子程序,再由多部伺服器所組成的龐大系統搜索、計算分析之後將處理結果回傳給用戶。通過這項技術,遠程的服務供應商可以在數秒之內,達成處理數以千萬計甚至億計的信息,達到和「超級電腦」同樣強大性能的網路服務。

它可分析DNA結構、基因圖譜定序、解析癌症細胞等高級計算,例如Skype以點對點(P2P)方式來共同組成單一系統;又如Google通過MapReduce架構將數據拆成小塊計算后再重組回來,而且Big Table技術完全跳脫一般資料庫數據運作方式,以row設計存儲又完全的配合Google自己的文件系統(Google文件系統),以幫助數據快速穿過「雲」。 

5 雲計算 -雲計算髮展趨勢

  1.私有雲不會消失,而會獲得大發展
  許多人認為,私有雲並不是「真正的雲」,而公共雲才是改善IT部門服務的真正方法。公共雲服務提供商甚至認為,私有雲並不該存在,因為它缺乏靈活性,而且價格昂貴。但在實際上,IT部門使用私有雲就是為了給他們的組織提供靈活的、隨時調用的計算環境。而且,組織在現有的數據中心部署私有雲服務實際上更為便捷,也更為便宜。在將來,私有雲不僅不會消失,而是會獲得更大的發展。
  2.混合雲仍將是大多數組織的務實選擇
  公共雲的使用在計算領域掀起了一場革命,對於難以預測的面向消費者的應用程序來說尤其如此。對於需要處理各種規章制度、標準和其他非技術問題的組織來說,私有雲不可或缺。這取決於企業的實際需要。但是,混合雲服務——即綜合有公共雲和私有雲的服務——仍將是大多數組織的務實選擇。
  3.PaaS將贏得開發者的芳心
  以開發者為中心的雲基礎架構IaaS,通過為應用程序的快速開發和部署提供高效率的工作環境而獲得了快速發展。而平台即服務PaaS通過濾除虛擬機、操作系統和其他與應用程序開發不相關的多餘細節,進一步簡化了應用程序的開發過程,從而促使開發者的工作效率和靈活性均得到了很大的提高。對於修改現有應用程序或者開發新的應用程序,PaaS就是開發者的一個更高效的工作環境。相對於以開發者為中心的IaaS雲服務來說,它的開發過程更加簡單。
  4.服務中斷事故將使消費者意識到服務質量的差異
  在2011年,亞馬遜廣為人知的服務中斷事故給很多人敲響了警鐘,因為這些人曾經錯誤地認為雲服務能夠保證始終正常運行。好消息是:有成百上千個雲服務提供商實際上能夠提供服務質量保證,而且能夠設計出可靠的雲服務。
  有人認為雲計算是一種像電一樣的商品,實際上不是這樣的——對於雲計算來說,細節問題非常重要,你不知道的東西可能會損害你的雲應用程序。雲服務的某些特性,例如高可用性,可通過投資基礎設施、人力資源和工作流程來實現。這也是區分雲服務提供商的關鍵所在。在高可用性方面投資較少或幾乎沒有投資的雲服務,表面上看起來可能很便宜,但是你必須花錢從零開始設計、編寫和操作自己的可用性系統。
  5.各個組織仍將會認為私有雲很安全 
  熟悉《哈利波特》的人都知道,霍格沃茨魔法學校及其魔法會神奇地保護當地的居民免受疾病的侵害。你的組織不可能有這樣的安全保護,但是對於私有雲服務,人們總是認為它具有像霍格沃茨魔法學校那樣的安全性。
  最重要的是,組織要有實際的安全保障措施,以及審計和確保這些措施正常運行的程序。不管你是自己建立安全系統,還是向第三方供應商租賃安全服務,都是如此。建立或租賃安全系統並不就能讓你獲得百毒不侵的安全保護。

6 雲計算 -產業分級

雲計算的產業三級分層:雲軟體、雲平台、雲設備。

上層分級:雲軟體Software as a Service (SaaS) 。打破以往大廠壟斷的局面,所有人都可以在上面自由揮灑創意,提供各式各樣的軟體服務。 參與者:世界各地的軟體開發者;

中層分級:雲平台Platform as a Service (PaaS)。打造程序開發平台與操作系統平台,讓開發人員可以通過網路撰寫程序與服務,一般消費者也可以在上面運行程序。 參與者:XenSystem、Google、微軟、蘋果、Yahoo;

下層分級:雲設備Infrastructure as a Service(IaaS)。將基礎設備(如IT系統、資料庫等)集成起來,像旅館一樣,分隔成不同的房間供企業租用。 參與者:IBM、戴爾、惠普。

7 雲計算 -核心特性

雲計算雲計算

1、敏捷:使用戶得以快速的,且以低價格的獲得技術架構資源。

2、應用程序界面API的可達性是指允許軟體與雲以類似「人機交互這種用戶界面設施交互相所相一致的方式」來交互。雲計算系統典型的運用基於REST網路架構的API。

3、在公有雲中的傳輸模式中支持已經轉變為運營成本,故費用大幅下降。

4、設備和本地依賴允許用戶通過網頁瀏覽器來獲取資源而無需關注用戶自身是通過何種設備或在何地介入資源(如 PC,移動設備等)。通常設施是在非本地的(典型的是由第三方提供的),並且通過英特網獲取,用戶可以從任何地方來連接。

5、一種稱為多租戶的軟體架構技術允許在多用戶池下共享資源與消耗:體系結構的中央化使得本地的耗用更少(例如不動產,電力等);峰值負載能力增加(用戶無需建造最高可能的負載等級);原先利用率只有10-20%的系統利用效率增加了。

6、如果多個冗餘站 點被使用,則改進了可靠性。

7、可擴展性:經由在合理粒度上按需的服務開通資源,接近實時的自服務,無需用戶對峰值負載進行工程構造。

8、性能受到監控, 同時一致性以及松耦合架構通過web services作為系統介面被構建來。

9、因為數據集中化了,故安全性得到了提升,增加了關注安全的資源等,但對特定敏感數據的失控將是持續關注的,且內核存儲的安全性缺少關注較之傳統系統而言,安全性的要求更加高。

私有雲

私有雲(Private Cloud)是將雲基礎設施與軟硬體資源創建在防火牆內,以供機構或企業內各部門共享數據中心內的資源。

創建私有雲,除了硬體資源外,一般還有雲設備(IaaS)軟體;現時商業軟體有VMware的 vSphere 和Platform Computing 的 ISF, 開放源代碼的雲設備軟體主要有Eucalyptus和OpenStack。

賽藍的移動雲,具備在任何地點、向任何用戶交付任何應用的能力,支持現今流行各種智能手機操作系統,如Android,蘋果iOS,Phone 7及BlackBerry等。 

8 雲計算 -發展歷史

1983年,太陽電腦(Sun Microsystems)提出「網路是電腦」(「The Network is the computer」)。

2006年3月,亞馬遜(Amazon)推出彈性計算雲(Elastic Compute Cloud;EC2)服務。

2006年8月9日,Google首席執行官埃里克·施密特(Eric Schmidt)在搜索引擎大會(SES San Jose 2006)首次提出「雲計算」(Cloud Computing)的概念。Google「雲端計算」源於Google工程師克里斯托弗·比希利亞所做的「Google 101」項目。

2007年10月,Google與IBM開始在美國大學校園,包括卡內基美隆大學、麻省理工學院、斯坦福大學、加州大學柏克萊分校及馬里蘭大學等,推廣雲計算的計劃,這項計劃希望能降低分散式計算技術在學術研究方面的成本,並為這些大學提供相關的軟硬體設備及技術支持(包括數百台個人電腦及BladeCenter與System x伺服器,這些計算平台將提供1600個處理器,支持包括Linux、Xen、Hadoop等開放源代碼平台)。而學生則可以通過網路開發各項以大規模計算為基礎的研究計劃。

2008年1月30日,Google宣布在台灣啟動「雲計算學術計劃」,將與台灣台大、交大等學校合作,將這種先進的大規模、快速計算技術推廣到校園。

2008年7月29日,雅虎、惠普和英特爾宣布一項涵蓋美國、德國和新加坡的聯合研究計劃,推出雲計算研究測試床,推進雲計算。該計劃要與合作夥伴創建6個數據中心作為研究試驗平台,每個數據中心配置1400個至4000個處理器。這些合作夥伴包括新加坡資訊通信發展管理局、德國卡爾斯魯厄大學Steinbuch計算中心、美國伊利諾伊大學香賓分校、英特爾研究院、惠普實驗室和雅虎。

2008年8月3日,美國專利商標局網站信息顯示,戴爾正在申請「雲計算」(Cloud Computing)商標,此舉旨在加強對這一未來可能重塑技術架構的術語的控制權。戴爾在申請文件中稱,雲計算是「在數據中心和巨型規模的計算環境中,為他人提供計算機硬體定製製造」。

2010年3月5日,Novell與雲安全聯盟(CSA)共同宣布一項供應商中立計劃,名為「可信任雲計算計劃(Trusted Cloud Initiative)」。

2010年7月,美國國家航空航天局和包括Rackspace、AMD、Intel、戴爾等支持廠商共同宣布「OpenStack」開放源代碼計劃,微軟在2010年10月表示支持OpenStack與Windows Server 2008 R2的集成;而Ubuntu已把OpenStack加至11.04版本中。2011年2月,思科系統正式加入OpenStack,重點研製OpenStack的網路服務。

9 雲計算 -應用模式

雲計算與物聯網

隨著物聯網業務量的增加,對數據存儲和計算量的需求將帶來對「雲計算」能力的要求:

1. 雲計算:從計算中心到數據中心在物聯網的初級階段,PoP即可滿足需求

2. 在物聯網高級階段,可能出現MVNO/MMO營運商(國外已存在多年),需要虛擬化雲計算技術,SOA等技術的結合實現物聯網的泛在服務: TaaS (everyTHING As A Service)。

雲視頻

雲視頻技術是雲計算思想的一種具體應用模式。 讓用戶從複雜的終端工具中解放出來:從複雜的硬體維護中解放出來;從複雜得難以管理的軟體中解放出來,讓這一切複雜的東西交由雲端的專業人員與專業的伺服器去處理。簡單來說,雲視頻概念就是讓現在的各種終端用戶在享用視頻體驗的時候回歸到像打開電視一樣那麼簡單。

雲營銷

狹義雲營銷:幫客戶銷售產品,快速建立全國營銷渠道,獲取經濟利益。

廣義雲營銷:樹立企業品牌形象,獲取更大社會資源等。

雲教育

視頻雲計算應用在教育行業的實例:流媒體平台採用分散式架構部署,分為web伺服器,資料庫伺服器、直播伺服器和流伺服器,如有必要可在信息中心架設採集工作站搭建網路電視或實況直播應用,在各個學校已經部署錄播系統或直播系統的教室配置流媒體功能組件,這樣錄播實況可以實時傳送到流媒體平台管理中心的全局直播伺服器上,同時錄播的學校本色課件也可以上傳存儲到金山區教育局信息中心的流存儲伺服器上,方便今後的檢索、點播、評估等各種應用。

資源融合
雲計算雲計算

1、遠程課堂:在互聯網上通過系統進行在線實時收看遠程教育頻道,方便地實現遠程聽課(同屏多畫面直播:一路學生視頻、一路老師視頻、一路老師電腦屏)、在線學習(課後回顧),更解決了一些不能來到學校上課的難題。同時將信號推到教委平台,供其它學校學生,在家、圖書館、電或其他地方,實時學習,也可以在課後觀看課堂錄像,完成學習任務。真正實現區內學校資源,名師資源的平衡化。

2、 學生實訓電視台:可以讓各學校建立多個實習電視台,讓學生社團主持現場直播電視節目,可事先公告排定活動,屆時讓師生實況收看,參與各種社團活動,活動過程可實時錄製成視頻檔案,並可事後編輯活動影片,作為點播教材。所有的頻道不僅在本學校網站上發布,同時推送到教委資源融合網,方便其它學校共同收看與學習。實現多校活動協作,使活動多元化,豐富與擴大學生的知識面。

3、電視轉播:通過平台將電視的模擬信號實時採集並直播出去,這樣可以建立自己的網路教育電視台,如中央十套、教育電視台等。教育管理部門可以根據自己教學規劃確定所選的頻道然後採集在平台上,當然可以定期調整。觀看著可以根據自己學習的需要選擇觀看。可以輕鬆的將平台的電視頻道建成包含數百頻道的大型網路電視台。採用雲計算方式,中心教委可將各學校的直播信號融合,並整合后再傳給沒有直播採集信號的學校,實現資源的合理利用,減少學校的重複投資,實現教育資源均衡化。

4、紅色教育:將經典的,有教育和學習價值的電影,教育片,故事片,記錄片等集中存放到視頻伺服器中,方便師生課後點擊學習,豐富學生的課餘生活,使得學生可以全面發展。該平台利用雲計算技術,支持所有的流媒體格式,可以實現批量添加,智能識別等功能,極大地方便了管理者和觀看者。各學校的資源可以自動融合到教委,並可以審請將教委的資源下傳到本校的視頻教育平台,實現資源共享的雲計算學習。

 

雲存儲

雲存儲是在雲計算(cloud computing)概念上延伸和發展出來的一個新的概念,是指通過集群應用、網格技術或分散式文件系統等功能,將網路中大量各種不同類型的存儲設備通過應用軟體集合起來協同工作,共同對外提供數據存儲和業務訪問功能的一個系統。 當雲計算系統運算和處理的核心是大量數據的存儲和管理時,雲計算系統中就需要配置大量的存儲設備,那麼雲計算系統就轉變成為一個雲存儲系統,所以雲存儲是一個以數據存儲和管理為核心的雲計算系統。

當前雲存儲的主要應用主要在網盤領域,而網盤又分為企業網盤和個人網盤,企業網盤主要有搜狐企業網盤、金山企業快盤等,個人網盤方面,比較流行的就是115、納米盤等。


購物網站

在雲計算環境下,將多個IDC之間通過千兆光纖連接,讓資源可以在不同的數據中心實現跨地域共享,並架構海量的伺服器集群,使雲主機具備傳統IDC主機服務不可比擬的優勢。

10 雲計算 -安全風險

雲計算意味著數據被轉移到用戶主權掌控範圍外的機器上,也就是雲計算服務提供商的手中。作為雲計算的主要推動者,發布九大安全問題:(1)特權用戶訪問;(2)法規遵從;(3)數據位置;(4)數據隔離;(5)可用性;(6)災難恢復 ;(7)調查支持;(8)存活能力;(9)降低風險方面的支持 。 

11 雲計算 -隱私問題

    雲技術要求大量用戶參與,也不可避免的出現了隱私問題。用戶參與即要收集某些用戶數據,從而引發了用戶數據安全的擔心。很多用戶擔心自己的隱私會被雲技術收集。正因如此,在加入雲計劃時很多廠商都承諾盡量避免收集到用戶隱私,即使收集到也不會泄露或使用。但不少人還是懷疑廠商的承諾,他們的懷疑也不是沒有道理的。不少知名廠商都被指責有可能泄露用戶隱私,並且泄露事件也確實時有發生。
  事實上,國家在大力提倡建設雲計算中心的同時,對雲技術與互聯網的安全性也高度重視。
  發改委等7部聯合發布《關於下一代互聯網「十二五」發展建設的意見》中強調:」互聯網是與國民經濟和社會發展高度相關的重大信息基礎,加強網路與信息安全保障工作,全面提升下一代互聯網安全性和可信性。加強域名伺服器、數字證書伺服器、關鍵應用伺服器等網路核心基礎設施的部署及管理;加強網路地址及域名系統的規劃和管理;推進安全等級保護、個人信息保護、風險評估、災難備份及恢復等工作,在網路規劃、建設、運營、管理、維護、廢棄等環節切實落實各項安全要求;加快發展信息安全產業,培育龍頭骨幹企業,加大人才培養和引進力度,提高信息安全技術保障和支撐能力。"   

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