时间:2023-07-25 17:17:35
开篇:写作不仅是一种记录,更是一种创造,它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感,将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇云计算基础概念,希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友,陪伴您不断探索和进步。
摘要:随着Web2.0技术的发展,用户对数据的计算和存储需求激增,往往通过购置更多数量的服务器来增加计算和存储能力。通过互联网租用计算能力和存储资源,就可以大大减少对自有硬件资源的依赖。因此,将云计算技术应用到存储领域可以大大提高资源的利用率。本文主要分析基于云计算的数据存储技术。
关键词:云计算,数据存储,技术
云计算是一种基于服务的架构体系,有两种基本服模式:云计算和云存储。 基于云计算服务的应用程序,无论是金融服务还是网络角色扮演游戏,几乎在所有情况下都需要高性能的云存储来满足数据处理的需求[1]。网络时代是一个信息时代,随着 Web2.0 技术的成熟,大量的信息以井喷的姿势出现在互联网上,如何应对这种信息爆炸式的增长速度,如何对这些信息进行有效存储和管理,云存储是否能够应对这种情况,如何才能保证云存储的高性能,如何才能保证云存储的灵活性,这些是本文探讨的问题。
1、云计算与云存储
1.1 云计算的概念
云计算(cloud computing)是分布式计算技术的一种,是分布式处理、并行处理和网格计算的发展。其最基本的概念是通过网络将庞大的计算处理程序自动拆分成无数个较小的子程序,再交给由多部服务器组成的运算系统,经过计算分析之后将处理结果回传给用户。
1.2 云存储的概念
云存储是在云计算概念基础上延伸和发展出来的一个新概念。与云计算类似,它是通过集群应用、网格技术或分布式文件系统等功能,将网络中不同类型的存储设备通过应用软件集合起来协同工作,共同对外提供数据存储和业务访问功能的一个系统。云存储是对现有存储方式的一种变革,是一种特殊形式的架构服务。如同云状的广域网和互联网一样,云存储对使用者来讲是透明的,不是指某一个具体的设备,而是指分布在不同物理地域的多台存储设备所构成的集合体。云存储的核心是应用程序软件与存储设备相结合,通过应用软件来实现存储设备向存储服务的转变。
2、云存储系统的结构模型
与传统的存储设备相比,云存储不仅仅是一个硬件,而是一个由网络设备、存储设备、服务器、应用软件、公用访问接口、接入网和客户端程序等多个部分组成的复杂系统。它以存储设备为核心,通过应用软件对外提供数据存储和业务访问服务。自下而上分别为存储层、基础管理层、应用接口层和访问层。
2.1 存储层
存储层是云存储的基础部分。各个存储设备通过网络设备连接在一起,存储设备可以是FC光纤通道存储设备,也可以是NAS和iSCSI等IP存储设备。在存储设备层之上是一个统一的存储设备管理系统,可以实现存储设备的逻辑虚拟化管理、多链路冗余管理以及硬件设备的状态监控和故障维护[2]。
2.2 基础管理层
基础管理层是云存储的核心部分,也是云存储中最难实现的部分。基础管理层通过集群、分布式文件系统和网格计算等技术,实现云存储系统中多个存储设备之间的协同工作,使多个存储设备可以对外提供强大的数据访问功能。使用CDN(Content Delivery Network)进行内容分发,数据加密技术保证云存储中的数据不会被未授权的用户所访问。同时,通过各种数据备份和容灾技术可以避免云存储中的数据不会丢失,保证云存储系统自身的安全和稳定。
2.3 应用接口层
云存储运营单位可以根据实际业务类型开发不同的应用服务接口并提供不同的应用服务。比如视频监控应用平台、IPTV和视频点播应用平台及远程数据备份应用平台等。
2.4 访问层
任何一个授权用户都可以通过公用应用接口登录云存储系统,享受云存储服务。不同的云存储运营单位提供的访问类型和访问手段也不尽相同。
云计算是一种新型的计算模式。它的最主要特征是系统拥有大规模数据集、基于该数据集,向用户提供服务。为保证高可用、高可靠和经济性,云计算采用分布式存储的方式来存储数据,采用冗余存储的方式来保证存储数据的可靠性,即为同一份数据存储多个副本。
三、云存储未来发展趋势
云存储已经成为未来存储发展的一种趋势,目前,云存储厂商正在将各类搜索、应用技术和云存储相结合,以便能够向企业提供一系列的数据服务。但是,未来云存储的发展趋势,主要还是要从安全性、便携性及数据访问等角度进行发展。
云计算概念与模式
1.云计算基本概念
对于“云计算”,解释得最多的是“像用电一样使用计算能力”,但到底是什么却有无数种解释。其实,我们无需去搞清楚云计算到底是什么,只需了解这种新的计算模式能够为人们带来哪些好处,我们又如何获取这些能力来为业务所用就足够了。
云计算使用模式有三个显著特点,即集中管理、移动应用和租用模式,这跟现代电网的特征是完全一致的。云计算重点关注的是服务器方的计算能力,跟云计算还有一个对应的概念是“泛在计算”,重点关注的是终端的计算能力。信息网络具有强大的反馈能力,而电网基本上是单向的电力输送,这是云计算与电网有很大区别的地方。
云计算要实现这三个特征需要关注以下几个方面:
①资源集中。存储、计算能力、数据、软件等系统资源被放到一起作为资源池统一管理,就可以动态地调度资源的分配,如果是分散的则无法达到调度的效果。集中管理应该是虚拟化的,可以是物理上放在一起,但在大部分时候可能是分布式结构,在逻辑上实现统一管理。
②服务架构。既然资源现在统一存放,原来的直接访问方式就不再可用了,只能采用服务的方式把它提供出来,就需要有相应的服务基础设施、新型的服务器和终端软件、新型的开发支持工具、新型的管理办法。服务多了,就需要制定相应的接口规范;同时,这种模式也潜藏着可靠性、并发处理能力、安全性的巨大挑战。
③按需使用。集中管理和采用服务方式以后,用户具有更大的灵活性,可以随时调用计算中心的资源,而无需关心其他无关的东西,这会大大提升工作的效率;同时,通过按照用量付费的方法,用户可以降低个人的费用成本,而服务中心也可以通过将闲置的资源提供给其他用户来提高系统的整体运营效能。另外,计算中经常会出现 “波峰”和“波谷”,计算中心可以统一来进行任务的调度,从而实现负载均衡。
④移动应用。使用移动终端的用户经常需要在终端与设备、终端与终端之间交换数据,因此更加愿意使用云计算的“星型”数据服务路径,而且端上计算能力一般较弱,需要通过云来完成,所以云与端是密不可分的。正是移动终端的大量使用推动了云计算的快速发展,因此,对端的开发也是云计算系统的重头戏。
⑤用户体验。云计算模式带来用户使用习惯的变化,也使原来软件应用的范围大规模地扩展,用户体验也因而变得更加重要。如果通过简化操作和改进体验,能够让一些原来的“非用户”变为“用户”,就会带来用户基数的快速增长,其商业价值是不言而喻的。
⑥商业模型。云计算的使用模式和用户对象将会与传统模式有比较大的区别,因此会衍生出很多新的商业模式,比如用户不再需要购买套装软件,不再需要繁琐的安装过程,不再需要专业的维护知识,也不再需要为了一个简单的计算拥有一个庞大的数据库。当然,天下没有免费的午餐,用户可能需要在其他方面做出一些付出,比如在通信费用、移动终端购买、租金的支付等方面,这将导致产业形态发生变化,进而可能引起产业格局发生重大调整。
当然,这一切是一个方向和愿景,不可能在一夜之间发生天翻地覆的变化,因为相关的硬件资源、软件系统、人员的储备、观念的转变、工作模式的变化都需要一个长期的过程。
2.云计算业务优势
云计算模式有几个方面的优势:
(一)更高的信息处理效率,更低的总体拥有成本。
(二)更快的系统构建时间,更好的系统规模伸缩。
由于系统集中构建和统一维护、管理,在基础设施健全的情况下,新系统上线时间得以大幅度缩短,也可以根据业务需要快速分配资源,满足特定情况下的需求。当然,这需要前期较大的投入才能实现。
(三)更少的系统停机时间,更强的业务保障能力。集中的服务管理能够提供很高的容错能力。但也应看到,云计算集中的优势同时也会带来网络开销的增大,以及增加网络失效、安全威胁的风险,需要通过优化的方案设计来加以避免。
(四)更佳的业务部署模式,更久的业务持续能力。云计算模式能够更好地满足快速变化的需求,移动终端的使用能够满足现代快节奏的生活方式,尤其是降低成长型企业的前期成本,这都能够提升组织的业务服务能力,提高客户满意度,并最终产生更好的社会和经济效益。
3.云计算软件特点
云计算软件是云计算效益得以实现的核心内容,要能适应云计算基础环境,能够充分发挥云计算技术模式和商业模式的优势,同时又能够有效避免所存在的各种问题,改进其缺陷,才能体现出真正的价值。
云计算软件首先应该支持虚拟化,有高性能的计算内核,能高效地支持虚拟机运行、支持虚拟化的云存储、分布式的云数据库和大规模Web服务阵列;同时,要尽可能减少内存、存储和CPU、网络带宽资源占用,以节省成本。
云计算软件以在线使用方式提供,主要面向Web和移动应用,桌面软件以数据获取和后台分析计算为主。云计算软件可以租用方式提供,根据使用情况进行收费。云计算软件一般需要内置大量的基础数据,使用户可以即买即用,实现数据一体化应用,如搜索引擎需要缓存大量的基础搜索数据,地图服务需要内置丰富的地图数据资源等等。
尽管以后云计算在专业和企业市场会有大量的应用,但云计算模式更适合普及性和易用性的应用方向,比如消费型和生活型的购物、娱乐网站,社会型的社交网站,商务型的在线CRM、电子邮件等服务。由于云计算的特殊性,并不是所有的软件都适合采用云计算方式来运行,要根据技术和应用的特点来决定是否使用云计算模式,以及采用何种云计算模式。
虽然拥有很多的优势,但云计算面临的挑战是相当多的,如安全性、系统的坚固性,系统的异构性。云计算的新模式必然带来产业的变革,如何突破旧有框架建立一个稳定的新产业体系,必然也需要一个相当长的过程,需要面对许多挑战、不断探索、不断创新。
云计算技术与应用
云计算基础设施的建设主要用到虚拟化计算、虚拟化存储、并行化计算三大主要支撑性技术,目前已经有多个厂家提供相应的技术和解决方案,但总体来说仍然处于快速发展的阶段,成熟度需要进一步提高。
在应用方面,云计算概念出现以前,Google、Amazon、Yahoo、Salesforce等大型互联网公司已经开始研究和大量使用云模式的计算技术,形成了比较成熟的架构和技术,并且取得了非常好的收益。云计算概念提出之后,很多传统IT厂家也都大量投入进行相应的研究,推出相应的产品。如IBM以私有云为主推出了一系列方案;微软投入重金打造了Azure云服务平台;Oracle收购Sun后推出了一系列软硬件一体化方案;Dell、HP也收购了一些公司打造云计算方案;开源厂商如Redhat也紧跟大潮,推出了相应的解决方案。
在云计算基础设施方面,国外几个有名的云计算基础设施包括Amazon、Azure,都提供相当强大的处理能力。国内出现祥云(北京)、国云(中科院计算所)、大云(中国移动)、云海(上海)等多个云计算计划,一些原来的超算中心和IDC(互联网数据中心)也加入云计算的阵营,提供虚拟机、虚拟存储、分布式计算架构等基础计算服务。建构在云基础设施之上的云计算应用平台也有很多,如Google、Yahoo、Salesforce、Facebook等,国内的Alibaba、百度、腾讯也着力进行云应用平台的研发和使用,并且开始逐步开放其平台API。
云计算对GIS的影响
云计算对GIS将会带来非常重要的影响。首先,GIS平台概念的内涵将发生变化,GIS基础软件平台将进一步发展,通过融合在线服务形成基础GIS软件、云计算GIS软件和在线平台一体化的综合服务平台;其次,GIS技术将与其它IT技术实现更深度的融合,数据将实现空间关联,业务具有空间智能;第三,GIS技术和空间数据的使用模式会发生变化,更多地使用基于云服务地在线资源;第四,通过云服务模式,GIS的使用范围将得以大大地扩展,使GIS的用户对象扩展到更加广阔的范围。
总之,云计算模式的发展将推动GIS产业的进一步发展,而GIS和空间信息的深入发展也将同时推动整个IT产业的发展,带动电子商务、位置服务、定位导航、车联网、物联网等新兴服务业和交通、运输等传统服务业的发展,以及改进应急救灾、环境保护、节能减排、能源开发、国土资源等方面的管理措施。
1.GIS非常适合采用云计算模式
由于GIS应用的特点,非常适合采用云计算模式:①空间数据的产生单位相对较少,而数据使用者众多且多样化;②基础数据多,数据量庞大,更新频度低,适合采用云存储服务方式共享;③并发用户数很大,但每次使用量较小,适合云计算的大规模分布式计算;④需要海量数据存储,进行数据处理和数据挖掘,适合云计算的并行化分布式处理。
2.地理信息业务模式的主要变化
可以设想,未来基于云计算技术的空间信息处理与应用将会发生很多变化,下面从数据采集、处理、应用的流程作简要分析(见图表)。
3.GIS基础平台内涵的全新扩展
在云计算时代,GIS平台概念将极大地扩展,将包括GIS基础软件、云GIS平台软件、GIS云服务平台三个主要组成部分,应用中既会用到传统的GIS基础软件进行数据处理,也会使用云GIS软件在私有云上进行工作,同时也会连接GIS云服务上的资源,或者将处理结果动态地到云服务平台之上。
云GIS将实现地理空间信息和非空间信息的全面整合,实现数据的空间关联,包括内部资源库、私有云资源、公共云资源和其它的互联网资源。GIS将真正无处不在,深入到包括桌面、Web、手机、车联网、物联网等应用类型。
4.GIS与其它信息技术深度融合
云GIS将通过云计算和物联网技术实现定位系统、遥感系统、通讯系统、传感器的全面连接。通过虚拟化、高性能服务技术和移动终端技术实现在线的获取、处理和应用空间信息及其关联信息,并实施基于空间智能的业务逻辑。通过三维可视化技术、环境仿真技术、数字化虚拟系统实现地理空间环境的规划和管理决策。
5.GIS应用模式与使用体验变化
随着云计算的发展,GIS的应用模式和使用体验将会发生很大变化。具体包括:
(1)随需应变。通过在线的、稳定的虚拟化架构,云GIS系统能够更好地满足快速变化的需求,即时提供需要的服务,系统数据和功能提供从内部驱动向外部需求驱动转变。
(2)按需使用。服务者只提供需要的,可以节省计算资源;使用者只获取想要的,只需为使用付费,从而降低使用难度和成本,也不再需要维护庞大的地理空间数据库。
(3)随时可用。系统是在线运行的,可以可靠地运行、满足即时提出的需求。
(4)随地可用。系统是分布式的、虚拟化的网络部署,任何地方都可以访问。
(5)任何设备。使用工作站、PC、笔记本、平板、手机、车载设备均可访问。
总之,云GIS将适应有线网、无线网及其混合网络环境,拥有与其工作环境相适应的用户界面,多业务环节实现流程化、并行化处理,从而实现地理空间数据从采集到处理、分析、应用等各阶段完全一致的操作体验;而数据是统一、同步、一致的,可以同步修改,实现高效的协同工作。
6.测绘、地理信息与互联网融合
测绘、地理信息和互联网将进一步融合。传统的测绘成果,如大地测量、基础地形、基础地理信息,将与专业地理信息进一步结合,如地质、地貌、山文、土壤、植物、动物,大气、气候、气象、水文、水利,区划、环境、社会、经济、人文、人口,灾害、地理统计、国情监测、资源调查、规划等信息将会融合,进行基于空间的统一处理和分析。
互联网上将产生大量用户生成数据,也将通过聚合提供政府、行业、部门、企业、个人使用,使GIS出现泛在化趋势,大量的地理空间信息应用与GIS专业理论方法无关,如Google Earth、百度地图、物流配送等等业务。
云计算模式是建立在互联网环境的基础上的,而GIS软件工程模式则对于云计算的依赖性较强。对云计算的概念与特点进行了介绍,并对GIS软件工程进行了全面的分析,并提出了在设计的过程中应当注重的几个问题。
关键词:
云计算;GIS;软件工程
随着人们生活质量的提高,传统的英特尔和微软运营模式已经无法满足人们的需要。在此背景下,随着科学技术的不断发展,人们已经逐渐在向云计算时代转变。和传统的互联网模式相比,云计算技术在数据处理方面的效率更高,发展潜力更大。云计算技术对软件和应用进行了重新地定义,在该环境下,也促进了GIS软件工程的发展。因此,必须要加强对软件的开发力度,在云计算环境下建立更加多样化的GIS应用软件系统。
1云计算的概念与特点
1.1概念
云计算是互联网不断发展的必然产物,随着互联网的发展,数据信息越来越多,而云计算就是将复杂的数据处理过程分解成一个个独立的处理过程,分配在云计算下的多个服务器中,计算完成后再统一发送到用户的数据处理系统中。通过这种方式,将原本庞大的计算量分解成一个个环节,大大提高了处理数据的速度,为用户提供更快捷、更方便的服务。云计算的概念可以从广义和狭义两个方面进行分析。广义上云计算指的是服务的交付和使用方式,通过网络按需、以扩展的方式得到所需的服务。这种服务既可以是互联网方面的,也可以是其他方面的;狭义上的云计算指的是IT基础设施的交付和使用模式,通过网络按需、易扩展的方式获得所需的资源。
1.2特点
云计算的特点可以概括为五个方面:虚拟化程度高、规模大、稳定性强、通用性好、成本低。在互联网的基础上,云计算已经实现了功能的虚拟化,用户可以随时随地通过终端来获得所需的服务。所有的服务信息都会存储在“云”端上,用户可以用笔记本或手机等移动终端在“云”上进行下载,从而获取到相应的应用。云计算在互联网技术的基础上,已经具有了一定的规模。根据相关的统计显示,仅google公司的云计算服务器就达到了百万台,而搜狐这类的公司,其云计算服务器也有40余万台之多,云计算的规模化已成型。云计算可靠性的特点是要建立在多种防护手段上的,例如数据的多副本容错功能、计算节点的呼唤等等。同时,还需要分配专业的人才对其进行监督,定期对数据库进行维护,保证“云”端信息的安全性,使用户放心。云计算的推广范围较广,基本能够达到不同群体客户的要求,甚至有些“云”端可以同时服务多个客户群体,并构建出多个不同类型的应用,方便了用户的同时,也提高了服务质量。在云计算中,使用的是集中自动化的管理方式。容错措施采用的是接点构成模式,因此,在管理时所需要投入的成本较少,用户所要负担的管理维护费用也相应减少。通过这种方式,能够提高用户的满意度,降低了用户的负担,用户不需要投入大量的成本也可以获得质量较高的服务。
2GIS工程的概念和特点
2.1概念
GIS软件工程指的是软件从定位、原理应用直到软件的开发与维护的整个过程,和软件工程的理论有一定的共通性。不仅包括整个GIS系统的设计、落实与功能评价等,还涉及质量监管、风险控制等多个方面。以及对GIS数据的管理与质量控制。
2.2特点
GIS软件工程的主要特点分为两个部分:系统的复杂度高、数据的处理要求高。系统的复杂度高主要受以下几个因素的影响:第一,在GIS软件工程中所交付的文档质量与数量。在交付的文档中,包括多个因素,如软件需求说明、系统设计方案、用户手册、程序清单等等,使得文档的复杂性较强,难度较高;第二,软件的微观复杂度。在GIS软件工程中,涉及多种因素,数据的容量较大,功能多样化,整个程序的长度与结构都具有一定的复杂程度;第三,软件的宏观复杂性。根据我国的现状来看,在GIS软件工程方面的人才较少,导致在系统设计方面的难度更高。GIS软件工程的特点在于可以处理大量的复杂数据,因此,数据处理是其中的一个重要特点。在处理数据时,要注重以下三点:第一,数据的质量。GIS软件工程必须要保证数据的质量,否则对整个系统的效率与功能有很大的影响,甚至可能导致系统瘫痪;第二,系统的时效性。在GIS系统中,空间数据的变化速度较快,很可能导致数据失效,因此要加强对数据的采集效率;第三,数据的合理结构。在GIS中,数据分为多种结构,如矢量格式、栅格格式等,不同的组织结构对于系统的稳定性有着重要的影响。
3云计算环境下GIS软件工程模式
3.1结构模式
随着云计算技术的不断成熟,为GIS软件工程的设计也奠定了一定的基础。由于云计算有着数据存储量大、稳定性强、通用性好的优势,为GIS软件工程的结构优化提供了条件。遮盖基础上,GIS工程可以通过“云”端提供的构建,对自身的结构进行优化,突破传统结构的局限性。“云”端中的大量信息以及多样化的应用服务能使GIS软件为用户提供更全面的服务,满足不同用户群的需要。
3.2组织模式
在传统的GIS软件工程中,生命周期呈串行模式。而在云计算环境之下,传统的生命周期也从串行模式逐渐转变为多重的螺旋模型模式。在GIS软件工程的设计中,每个环节都有着开放性与阶段性的特点,需要通过大量的工作奠定系统的基础。为了避免系统中出现漏洞,在进行GIS软件工程的设计时,可以借鉴其他系统的成功经验,选择比较成熟的构建与代码,这样可以保证GIS软件工程系统的稳定性。
3.3管理与维护
在云计算环境下,GIS系统工程有着较强的可变性与便捷性。和传统的系统设计方式不同,该系统在设计的过程中已经开始同步管理和维护。一般来说,在初期的设计阶段,只能进行少量的部署工作,但是随着云计算的不断成熟,能够保证各个部分的独立管理模式,使得整个管理与维护过程也更加快捷。
4结语
随着云计算技术的不断成熟,GIS系统也越来越完善,在系统结构、组织以及管理维护方面都有了较大的提升。在未来的发展中,要深入对云计算的研究,不断促进GIS软件工程的发展。
作者:王晶义 单位:天津市天房科技发展股份有限公司
参考文献
12年前的“519行情”让投资者记忆犹新,这波行情以科技股开始,自1999年5月19日至6月30日,沪深股市成交持续增长,在不到1月半月的时间里,大盘上涨超过700点。目前,市场走势和当年多少有点相似之处,也许这也会未来“519行情”的重现埋下伏笔。
在IT产业众多概念中,云计算技术可谓是独占鳌头,它是未来3-5年全球范围内最值得期待的技术革命。信息爆炸和信息泛滥日益成为经济可持续发展的阻碍,云计算以其资源动态分配、按需服务的设计理念,具有低成本解决海量信息处理的独特魅力。然而“云计算”这个概念过于宽泛和含混,那么究竟是“神马”股才能踏上云计算这朵“浮云”的题材?
政策出台或进入快车道
今年以来,有关云计算的政策呈现出加速发展的态势。“十二五”规划纲要及《国务院关于加快培育和发展战略性新兴产业的决定》,均把“云计算”作为新一代信息技术产业的重要部分来强调;工信部软件服务业司司长陈伟也表示,软件服务业的“十二五”规划最迟在今年9月出台,目前已经进入论证阶段;此外,国家发改委、工信部、科技部等多部委共同参与的《加快发展高技术服务业的指导意见》已进入起草阶段,其中,云计算产业将被作为未来高技术服务业的主角;工信部、发改委领导近日在第三届中国云计算大会上表示,将继续采取措施推动我国云计算产业的健康快速发展。
发改委高技术产业司副巡视员徐建平指出,今后相关部门将“采取有效措施,有序推动我国云计算产业的健康快速发展。”相关部门领导和业内人士的观点和表态似乎预示着云计算的后续支持政策将进入快车道,支持力度有望不断加强。
在政策不断推进和完善的过程中,相关的试点和和实验室也在紧锣密鼓的展开。今年4月份,国内最大的“云计算”试验区在重庆市两江新区开建。由深圳云计算产业协会联合英特尔、IBM、金蝶等国内外相关企业创建的深圳云计算国际联合实验室正式揭牌。在北京、上海、深圳、杭州、无锡五个“钦定”的试点示范城市中,多个政企合作的云计算应用项目也将在今年落地。
聚焦云计算产业链
云计算涉及到一条复杂的产业链,具体来说,自终端起,云计算产业链大致包括以下几个层次:1、平台:包括应用设计、应用开发、应用测试和应用托管;2、基础设施:包括服务器、存储、网络设备、带宽等;3、云计算解决方案:公共或私有云的软件和解决方案;4、硬件与设备制造。产业链的各个层次未来都可能在云计算概念的推动下拓展出广阔的市场空间。
软硬件平台提供商:云计算的实现依赖于能够实现虚拟化、自动负载平衡、随需应变的软硬件平台,在这一领域的提供商主要是传统上领先的软硬件生产商,如EMC下的VMware,以及IBM、Cisco等等。这部分公司的产品主要特点是灵活和稳定兼备的集群方案,以及标准化、廉价的硬件产品。国内的对应公司包括浪潮信息、华胜天成、华为、中兴、联想、方正科技等。
系统集成商:帮助用户搭建云计算的软硬件平台,尤其是企业私有云。代表厂商包括IBM、HP以及亚马逊、Google以及电信运营商AT&T等。这部分公司普遍具有强大的研发能力和足够的技术团队,以及灵活可复制性的产品。国内公司包括华胜天成、浪潮软件、东软集团、神码等。
服务提供商:这一部分涵盖了为企业和个人用户提供计算和存储资源的IaaS公司,如提供新型数据中心服务的亚马逊、Rackspace, 以及为应用开发者提供开发平台的PaaS公司如微软Azure、Google App等。这部分是云计算的核心领域之一,今后绝大多数的计算处理以及应用开发都将在这些服务中展开。国内服务商包括鹏博士、网宿科技、神州泰岳等。
应用开发商:即 SaaS应用服务提供商,包括传统软件厂商如微软的Live服务,互联网巨头Google的gmail、map,以及新兴的在线CRM 解决方案提供商Salesforce等。国内主要商用类软件厂商如用友、金蝶、焦点科技、生意宝等将属于此类别。
目前利好基础设备
考虑到政策支持,国家信息安全以及国产设备高性价比等因素,中短期内A股上市公司中最先受益的将是提供IT基础设施和系统集成服务的企业。建议关注的公司有银江股份、卫士通、浙大网新、华胜天成、华东电脑、浪潮信息。
瑞银投资刘东升认为:目前市场对云计算概念的热情主要集中在软件行业上,认为云计算将开启新一轮的软件更新热潮。但这种观点似乎值得商榷,因为云计算能否实现的基础在于高速的互联网传输能力。
目前来说,我们民用的2兆带宽看网页绰绰有余,但不可能指望这个网速就能让个人电脑和服务器进行高速数据交换,更不可能指望现有的无线3G技术实现大规模计算交互。因此,要实现云计算、让我们的个人电脑终端大规模简化,就必须要建立超过目前几十倍甚至几百倍的高速互联网传输。
实际上,这种高速互联网的传输技术几年前就已经研发出来,只是由于更换成套设备的成本太高而没有推广,当云计算的理论成熟,新一代光缆、基站、服务器等基础设备的更新提上日程,所谓的云计算才能真正实现。
因此,股市里炒作云计算概念,应首先关注网络设备生产商这个板块。
一、云计算的概念和优势
1.云计算的概念
云计算是分布式处理、并行处理和网格计算的发展,或者说是这些计算机科学概念的商业实现。它是一种新型计算模型。是一种新兴的共享基础架构的方法,它面对的是超大规模的分布式环境,核心是提供数据存储和网络服务。它利用利用高速互联网的传输能力,将数据的处理过程从个人计算机或服务器移到互联网上的超级计算机集群中,这个计算机群是由成千上万台很普通的工业标准服务器组成,由大型的数据处理中心管理。
2.云计算的优势
(1)方便、快捷的云服务。云计算时代,用户将不需要安装和升级电脑上的各种应件,只需要具有网络浏览器,就可以方便快捷地使用云提供的各种服务。
(2)可靠、安全的数据存储。云计算提供了最为可靠安全的数据存储中心,用户可以将数据存储在云端,不用再担心数据丢失,病毒入侵的麻烦,因为在“云”里有世界上最专业的团队来帮你管理信息。
(3)强大的计算能力。云计算为网络应用提供了强大的计算能力,可以为普通用户提供每秒1O万亿次的运算能力,完成用户的各种业务要求。这种超级运算能力在普通计算环境下是难以达到的。
二、云计算的现状和前景
云计算已经得到包括谷歌(Gosle)、微软(Microsoft)、IBM、雅虎(Yahoo)、亚马逊(Amazon)等软件厂商的重视,各个软件厂商都在积极推进云计算的研究和应用,分别提出了针对云计算的方案和实现。
l.亚马逊的弹性云计算
亚马逊(Amzaon)公司是最早的云计算实践者之一。亚马逊公司在构建自身零售平台时,使用了云计算的方法,将购物平台构建在其基础之上。Amazon的云计算服务总称为AmazonWebServices(AWS,AmzaonWEB服务),它包括四种主要的服务:SimpleS~rageService($3,一种简单的存储服务);ElasticCompu~cl0ud(Ec2,弹性可扩展的云计算服务器);SimpleQueuingService(一种简单的消息队列);以及仍处在测试阶段的SimpleDB(简单的数据库管理)。
2.Google的云计算平台
Gogle的云计算平台主要包括Gosle针对云计算提出的大规模分布式计算的基础架构以及Gosle在此基础之上构造的云计算应用服务程序。它能为开发者提供一体化的主机服务器及可自动升级的在线应用服务,由用户编写应用,Googl提供应用运行及维护所需要的一切平台资源。
3.IBM的云计划
IBM公司在与G00gle的合作过程中,提出了自己对于云计算的理解以及相应的技术解决方案。IBM公司于2007年11月15日在上海宣布了蓝云“BlueCloud”计划,使公司的数据中心能够按照互联网应用服务程序的形式进行组织,将计算能力分配到分布式全局可以访问的资源组织中,而不是局限于本地的一些服务节点或者固定远端的服务器机群中。
三、云计算的可行性和广泛性
目前我国职业教育中存在着以下几个突出问题:一是教学资源分布不均。知名的职业学校、东南部的职业学校有更好的资源,包括教授,实验室和电脑设备。二是教学资源更新成本高,更新速度慢。技术飞速进步往往要求学校能够为学生提供最新的实验室和电脑设备,而相应的需要更多的成本,这给院校带来了很大的压力。三是教学资源共享程度低。近些年远程教育和网络教育的发展以及职业学校课程联合范围的扩大,使得课程资源在一定程度和一定范围内实现了整合,然而对于硬件资源仍然无法实现整合。
云计算适应最小化了终端设备的需求,在一个云计算的网络中,不仅仅是教学课堂,甚至于个人电脑,实验室都可以从“云”中获得,在“云”中存储,而学校需要的只是提供给学生可以运行浏览器的最简单的终端设备(使用开源系统的个人电脑,OLPC,甚至支持无线局域网的掌上设备)和网络,就能让所有职业学校的学生随时随地进行学习,资料处理和实验。
云端存储应运而生
在传统模式下,为了提高信息交互的效率,数据通常集中在本地存储和处理。企业建立一套IT系统不仅仅需要购买硬件、带宽等基础设施,还需要有专门的人员对IT系统进行维护。由于需要存储和处理的数据量不断增加,企业数据中心空间日益匮乏,所以企业不得不花费大量的资金用于购买各种数据存储和处理的设备,并且负担日益高昂的数据中心管理成本。
对于企业来讲,计算和存储等基础设施以及软件本身并不是他们需要直接面对的,他们需要的是由此提供的服务以完成业务需求。随着计算机技术、通信技术、信息处理技术的高速发展,使得大量的数据存放在非本地计算机或远程服务器上,企业与个人用户无需再投入昂贵的硬件购置成本,只需要通过互联网来购买租赁数据存储和计算力,企业根据需求访问计算机和存储系统成为了可能。这也使得应用系统能够通过互联网根据需要获取计算力、存储空间和各种软件服务的云计算模式应运而生。
从概念上看,云计算实质是一种分布式计算,其目标是通过互联网将超大规模的计算与存储资源整合起来,并以可信服务的形式按需提供给用户,其中高性能的云存储是实现云计算服务的基本条件,几乎在所有的基于云计算服务的应用程序中都需要高性能的云存储来满足数据处理的需求。
同云计算和存储即服务 (Storage- as Service)的概念类似,云存储专注于向用户提供以互联网为基础的在线存储服务。用户无需考虑存储容量、存储设备类型、数据存储位置以及数据的可用性、可靠性和安全性等繁琐的底层技术细节,根据需要付费就可以从云存储服务提供商那里获得近乎无限大的存储空间和企业级的服务质量。
云存储将传统的本地数据存储迁移到互联网上,成为几乎可无限扩展的、高可靠性的在线存储方式,以Amazon、Google、IBM为代表的云技术厂商将云存储概念变成了具有巨大商业价值的实际应用。
多种云存储平台探索
Amazon云存储平台Amazon提供了一种称为弹性计算云(Amazon EC2,Amazon E last ic Compute Cloud) 的服务。借助Amazon EC2,用户可创建操作系统、应用程序和配置设置等机器映像,然后上载至Amazon简单存储服务(AmazonS3,Amazon Smiple Storage Service)并注册。由Amazon提供用户所需要的计算能力,用户按照其计算和所消耗的网络资源来付费。针对 EC2,Amazon此后推出了弹性块存储 ( EBS,E last ic B lock Storage)产品,同时提供存储和计算的能力。用户可以将EBS转移到Amazon的S3存储服务上。
Google的云存储技术实际上是针对Google特定的网络应用程序而定制的。针对内部网络数据规模超大的特点,Google提出了一整套基于分布式并行集群方式的基础架构,利用软件的能力来处理集群中经常发生的节点失效问题。从最初几年开始,Google连续很多年在计算机系统研究领域的最顶级会议与杂志上,揭示其内部的分布式数据处理方法,向外界展示其使用的云计算核心技术包括:Google建立在集群之上的文件系统 Google File System,针对Google云存储应用程序的特点提出的Map/Reduce编程模式,分布式的锁机制Chubby以及Google开发的模型简化的大规模分布式数据库Big Table等创新尝试。
IBM在早前推出了云存储的服务,它针对那些拥有2-3个Windows服务器或者拥有小型数据中心的商业用户。IBM云存储是一种典型的网络数据存储服务,它将数据存储在众多虚拟化服务器当中,提供第三方的支持和服务。通过云存储, IBM为用户提供远程的数据保护以及邮件管理服务。
云存储的发展与对策
随着云计算和云存储概念和技术的不断成熟,企业数据中心正经历着从传统数据中心向云数据中心转变的新的变革。小型企业通过将数据中心向云存储端转移,可以很好地控制数据中心成本;而大型企业除了租用公共云存储服务以外,也开始着手建立自己的私云存储数据中心。在云计算的发展中,各个公司、企业所处的角色不同,因而制定了不同的发展策略与规划。
云计算服务提供商建立云计算和云存储中心国外巨头位处云端,它们是云计算服务提供商,Google、Amazon、IBM 与微软以及Sun公司这样的信息巨头积极地加入这场竞争,Amazon在早年向开发者开放了名为弹性计算机云的服务,让小软件公司可以按需购买 Amazon数据中心的处理能力。 Sun公司推出黑盒子计划,该计划基于云计算理论建立,称为未来的数据中心。
众所周知,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,以开源的姿态推广它的云计算平台,颠覆微软缔造的桌面为王的时代,挑战微软的权威。面对Google的挑战,微软试图以卡耐基―梅隆大学、麻省理工大学、斯坦福大学、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,使公司推出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。
中小企业从云计算供应商处租用计算能力和数据存储,对不想创建或维护自有基础架构或应用的中小企业和创业者来说,云计算意味着巨大的商业机遇,他们可以借助云计算在更高的层面上和大企业竞争。他们不需要去买价格高昂的硬件,而是从云计算供应商那里租用计算能力。
在避免了硬件投资的同时,公司的技术部门也无须为忙乱不堪的技术维护而头痛,节省下来的时间可以进行更多的业务创新。另外,他们只需要通过付费使用服务提供商在Internet上提供的各种计算和数据存储等功能。
数据存储在云计算的中心,安全问题一直被重点关注。云用户和提供商需要避免数据丢失和被窃,云用户希望提供商以确保无论自己的数据物理上存储在哪里都受到保护,同样,云提供商也需要保护其用户的敏感数据。为了解决云存储中数据的安全问题,提高云计算数据中心的防护能力,应根据分布式文件中可能存在的安全威胁和安全需求,来制定相应的安全策略以便在计算机中实施相应的保护机制。
同时,为了重视数据保密性、专有性,大型企业可以构建私有云。有些大型企业非常重视应用程序或集成数据的保密性和专有性,一般不会冒险将其信息放在公共云上。因为公共云很难满足严格的法规遵从要求,并且其公开性可能会造成监管方面的问题。企业建立自己的内部云(亦称私有云),以增强IT对业务的相应能力,并减少成本。
所谓私有云,是指位于企业自建数据中心内部的具有云功能的基础架构,它避开了与Amazon等公共云提供商有关的安全性和不确定性等问题,同时又提供了 灵活部署和易于扩展,既确保了安全又不乏创新。
【 关键词 】 云计算;虚拟化;海量数据;存储;管理;服务
【 中图分类号 】 TP393 【 文献标识码 】 A
1 引言
随着互联网的发展,人们对网络的需求越来越多,网络提供给人们的服务也越丰富,而这些网络服务需要海量数据的存储和强大计算能力来满足日益增长的业务需求,云计算的理念就这样应运而生,它是直接产生于企业计算、互联网领域,它更关心如何扩展系统、如何方便IT管理。
2 云计算的概念
云计算是一种动态的易扩展的且通常是通过互联网提供虚拟化资源的计算方式,用户使用相关资源时不需要了解云内部的细节,也不必具有云内部的专业知识。云计算的概念可以从狭义和广义两个方面来看。狭义云计算是一种IT基础设施的交付和使用模式,指通过网络以按需、易扩展的方式获得所需的资源(包括硬件、平台和软件),提供资源的网络就是“云”,“云”中的资源在使用者看来是可以无限扩展,并且可以随时获取,按需使用,随时扩展,按使用付费,这种特性被人们形象地称为像使用水电一样使用IT基础设施。广义云计算是指服务的交付和使用模式,指通过网络以按需、易扩展的方式获得所需的服务,这种服务可以是IT和软件、互联网相关的,也可以是任意其他的服务。
3 云计算的体系结构
云计算的基本原理是利用非本地或远程服务器(集群)的分布式计算机为互联网用户提供服务(计算、存储、软硬件等服务),这使得用户可以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的资源。云计算的体系结构如图1所示。
云端用户是提供云用户请求服务的交互界面,也是用户使用云的入口;服务目录是云用户在取得相应权限后可以选择或定制的服务列表;管理系统是提供对用户、资源管理和服务;部署工具是对资源进行智能调度、使用、配置和回收等;资源监控是监控和计量云系统资源的使用情况;服务器集群是虚拟的或物理的服务器,由管理系统管理负责高并发量的用户请求处理、大运算量计算处理、用户Web应用服务,云数据存储时采用相应数据切割算法、采用并行方式上传和下载大容量数据。
4 云计算中的关键技术
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、高效数据处理、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、海量数据存储、海量数据管理、编程模式及云平台管理等关键技术。
4.1 虚拟化技术
虚拟化技术是指计算元件在虚拟的基础上而不是真实的基础上运行,它可以扩展硬件的容量,简化软件的重新配置过程,减少软件虚拟机相关开销和支持更广泛的操作系统等多个方面;通过虚拟化技术可实现软件应用与底层硬件相隔离,它包括将单个资源划分成多个虚拟资源的裂分模式,也包括将多个资源整合成一个虚拟资源的聚合模式;虚拟化技术根据对象可分成存储虚拟化、计算虚拟化、网络虚拟化等;在云计算实现中,计算系统虚拟化是一切建立在“云”上的服务与应用的基础;虚拟化技术目前主要应用在CPU、操作系统、服务器等多个方面,是提高服务效率的最佳解决方案。
4.2 分布式海量数据存储技术
云计算系统由大量服务器组成,同时为大量用户服务,因此云计算系统采用分布式存储方式存储数据,用冗余存储的方式(集群计算、数据冗余和分布式存储)保证数据的可靠性。冗余的方式通过任务分解和集群,用低配机器替代超级计算机的性能来保证低成本,这种方式保证分布式数据的高可用、高可靠和经济性,云计算系统中广泛使用的数据存储系统是Google的GFS和Hadoop团队开发的GFS的开源实现HDFS。
4.3 海量数据管理技术
云计算需要对分布的、海量的数据进行处理、分析,因此,数据管理技术必需能够高效的管理大量的数据;计算系统中的数据管理技术主要是Google的BT(BigTable)数据管理技术和Hadoop团队开发的开源数据管理模块HBase;由于云数据存储管理形式不同于传统的RDBMS数据管理方式,如何在规模巨大的分布式数据中找到特定的数据,也是云计算数据管理技术所必须解决的问题,同时由于管理形式的不同造成传统的SQL数据库接口无法直接移植到云管理系统中来,目前一些研究在关注为云数据管理提供RDBMS和SQL的接口,如基于Hadoop 子项目HBase和Hive等。另外,在云数据管理方面,如何保证数据安全性和数据访问高效性也是研究关注的重点问题之一。
4.4 编程方式
云计算提供了分布式的计算模式,客观上要求必须有分布式的编程模式。云计算采用了一种思想简洁的分布式并行编程模型Map―Reduce,Map―Reduce是一种编程模型和任务调度模型,主要用于数据集的并行运算和并行任务的调度处理,在该模式下,用户只需要自行编写Map函数和Reduce函数即可进行并行计算,其中Map 函数中定义各节点上的分块数据的处理方法,而Reduce函数中定义中间结果的保存方法以及最终结果的归纳方法。
4.5 云计算平台管理技术
云计算资源规模庞大,服务器数量众多并分布在不同的地点,同时运行着数百种应用,如何有效的管理这些服务器,保证整个系统提供不间断的服务是巨大的挑战,云计算系统的平台管理技术能够使大量的服务器协同工作,方便的进行业务部署和开通,快速发现和恢复系统故障,通过自动化、智能化的手段实现大规模系统的可靠运营。
5 结束语
云计算真正实现了按需计算,从而有效地提高了对软硬件资源的利用效率,云计算的出现使高性并行计算不再是科学家和专业人士的专利,普通的用户也能通过云计算享受高性能并行计算所带来的便利,使人人都有机会使用并行机,从而大大提高了工作效率和计算资源的利用率,云计算模式中用户不需要了解服务器在哪里,不用关心内部如何运作,通过高速互联网就可以透明地使用各种资源。
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基金项目:
甘肃省教育科学“十二五”规划课题(GS[2013]GHB1097)。
[关键词]云旅游; 旅游业; 现有问题; 云旅游功能;
一、研究综述
云计算(cloud computing),是一种基于互联网的计算方式,通过这种方式,共享的软硬件资源和信息可以按需提供给计算机和其他设备。云计算的核心思想,是将大量用网络连接的计算资源统一管理和调度,构成一个计算资源池向用户按需服务。这两年,开始逐渐提出云旅游的概念。最早的云旅游的国内概念见于新闻报道,如丁宁(2010)的“盛大模式,开启云旅游时代”,吕文华(2011)的“云计算、云旅游浅议”,魏勤英(2011)“刘华云的云旅游”。也有学者提出云旅游的具体应用,魏宁(2011)提出“慢旅游和云旅游应运而出,并且一呼百应,旅游市场上自由行和半自由行产品受到了极度地热捧。”可以看出,云旅游的概念已经慢慢形成,不过相关研究还很少,具体应用模式还有待创新。
二、云旅游概念
云旅游其实就是旅游信息网络整合商,包括政府部门实时资讯和政策、各区域旅游数据、旅游产业链各环节(如景区、酒店等)数据实时更新、每个环节的各项指标的数据实时更新、旅游行业学术理论前沿、企业(包括投资商、供应商、中介商和服务商)与企业之间的信息和交流、企业与消费者的交流和服务提供、消费者之间的交流、消费者对旅游各种反馈、消费者需要的导航、导游、导览和导购等全面的旅游服务、同时还有产学研消之间的交互。
三、旅游行业现有问题
1.产业结构不合理
旅游产业链较短,地区间旅游业发展不平衡,缺乏市场竞争机制。旅游企业大多是“诸侯经济”,行政干预、部门分割、多头管理、无序布局、重复建设现象严重;价格供求不一致、产品功能结构不一致和旅游产业要素不配套等问题引人关注。
2.旅行社过度竞争
中国旅行社产业总体仍呈现过度竞争特征,表现为旅行社进入门槛低、数量多、产业集中度低、产品同质性强,长期利润水平低等特点。报告认为,解决这种过度竞争的方式是优化我国产业组织结构,其路径是引导旅行社产业走向适度寡头垄断的产业组织结构,以消除过度竞争并带来有效竞争。
3.市场主体不强大
目前国内旅游缺少龙头企业特别是具有国际竞争力的大型企业集团。企业多为二、三流旅行社或以私人公司挂靠旅行社,管理体系不完善,融资渠道不畅通,持续发展能力差。
4.服务体系不健全
很多旅游景点基础设施陈旧,交通条件有限,信息通信不良。很多旅游企业追求眼前利益,法制、诚信、质量观念不强。此外,旅游公共服务严重滞后也严重地制约着旅游业的发展。比如,周边环境治理、旅游咨询服务、道路交通标示、旅游网络、旅游保险、紧急救援等旅游公共服务远远不能满足国内旅游需要。
四、云旅游的对现有旅游行业问题的改善
1.通过信息功能完善旅游产业链
它真正实现了“世界是平的”,就是将政府、学术研究机构、企业(包括投资商、供应商、中介商和服务商)、消费者的信息放在同一个云海中,人们可以足不出户地或者随时随地通过云海享受被云海处理过的为其专业定制的任何法律允许的互联网服务。以此为基础,打破现有的旅游行业格局,实现跨地区、跨行业、跨越旅游主体的信息网络,打破不合理的行业结构,避免竞争过度。
2.通过业务操作功能强化旅游企业竞争能力
就是服务也可以在这个平台上交互,所谓交互,就不是单向的,是多向性与互向性的。要实现业务操作,那就要嵌入不同的操作模块/系统或者软件,比如统计、分类、运算、搜索、预定、结算、撤单、投诉处理、评价等等,就是嵌入这些模块,可以满足不同环节的业务流程。通过这样的业务操作平台,将极大地促进旅游企业的竞争能力,培育出一批一流的旅游行业龙头,整合整个旅游产业链,极大的促进旅游行业的发展。
3.完善旅游服务
以云旅游为基础,游客在信息平台、咨询服务、旅游网络等方面享受到的服务将有极大的提高,伴随着旅游产业链的完善,旅游行业龙头的兴起,旅游操作平台的完善,旅游服务质量必然有非常大的改进。
参考文献:
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业界对云的炒作似乎到了一种可笑的地步,没有人能够解释清楚这个模糊的概念到底在说什么,但是这丝毫不能阻挡大家谈论“云计算”的热情。不过,对于这种空对空的炒作,业界的大佬看来也烦不胜烦了。
这是一个“可笑”的概念
甲骨文CEO埃里森在一次分析师大会上说:“计算机业是唯一比女人时装更爱追求时髦的行业,或许我是个,我不知道人们说的云计算是什么东西。完全是胡话,简直疯了,这种傻事到底什么时候才是头”。
埃里森的评论就像《皇帝的新衣》中那个小孩说的真话,当众揭穿了一个大家都明白而又无法言说的事实。11月20日,Sun公司联合创始人、董事会主席斯科特,麦克尼利在北京更是语出惊人,“云计算只是一个可笑的概念,它只是一句经典的服务器广告词,它让服务器的名字更性感”。
IBM软件集团Tivou软件全球总经理Alfred W.Zoliar说:“云计算是IBM一直做了几十年的对企业数据中心或者其他应用功能的提高,只是一个进展”。
麦克尼利认为云计算就是服务器,Zollar则认为云计算其实是数据中心,而致力于网格计算的Platform CEO周松年则认为云计算和网格计算并没有实质区别。当然这些说法都带有公司自己的利益和视角,不过却打破了云计算就空谈空的现象,让它有一个可落地的,可以看得见摸得着,可以理解的实体,走出了这一步,至少我们便知道应该如何去做了。
先企业云后公共云
其实云计算概念本身并没有错,它用一个崭新的名词表达了对未来的展望,这种展望其实是借计算之名来言商业模式之实。Zollar认为,“云计算和产品没关系,它完完全全是一种商业模式,一种新的经济模式。”所以,IBM更看重云的特性,通过它能够帮助客户实现这种经济效益。
不过,在这种商业模式初具雏形的时候,最好还是关注它背后的支撑实体,IBM把后台的服务分为三层,基于云的基础设施层(NEDC)、云应用平台层、云交付服务层。
11月21日举行的IBM服务管理世界巡讲暨Maximo中国十周年论坛上,IBM大中华区Tivoli开发部总经理谭瑞忠提出了实现云计算的三部曲:第一步实现自动部署、流程管理;第二步实现弹性扩展、动态资源;第三步实现应用转型、业务创新。尤其是前两步,是实现云计算的基础,并且也是当今面临的最迫切的问题。
关键词:云计算;现状;问题
一、云计算的概念及特点
云计算(c1oud computing)是一项新发展起来的计算机技术,还在不断发展的阶段,它是一个新的概念,这一新概念是在分布式系统、网格计算等基础上提出的。云计算最大的特点面对是超大规模的分布式环境,它的主要工作模式是把存储在大量分布式计算机产品中的海量数据和处理器资源整合在一起协同工作,通过这一过程使相关的计算分布在大量的分布式计算机上,从而使有关数据中心的运行与互联网类似。云计算本质上是一种共享基础架构的方法,它能够提供更多的服务,将提供服务的渠道是将巨大的系统池连接在一起,这样使计算机资源实现最大程度的丰富,用户可以根据自己的需要访问计算机和存储体系。在云计算模式下,用户可以通过电脑、笔记本、手机等方式接入“云”中心,按自己的需求进行操作去寻求自己需要的资源。云计算相对于传统计算机技术的优点是更强的计算能力、成本更低、服务更全面,这样的优势必将获得越来越大的应用空间。
二、我国云计算发展现状
近年来,随着我国计算机和网络技术的迅速发展,云计算技术在我国也得到了一定的发展,并且呈现出发展越来越广泛的应用市场。
目前为止,我国的云计算技术经历了引入阶段和初步发展两个阶段,从2007年人们开始研究云计算到云计算技术真正应用到实际中是云计算的市场引入阶段。这一阶段虽然学者和企业家们都在研究云计算技术,但是云计算的概念还不够明确,直到2009年,云计算概念得到广泛普及,越来越多的人开始知道云计算技术,越来越多的企业家开始投入热情运用云计算技术。至2010年下半年,云计算技术市场开始逐步摆脱引入阶段,技术日益完善,市场规模不断扩大,逐步向着更成熟的方向迈进。
目前,我国的云计算技术发展处于初级阶段,通过各方的不断努力,我国在云计算的研究和探索方面取得了一定的成绩,中国移动通信研究院进行了名为“Big Cloud”的一个基于开源技术建造的实验性云计算平台。在政府部门方面,为便于学者和企业研究和探讨云计算技术的具体发展,中国电子学会在2008年专门成立了中国电子学会“云计算专家委员会”,为专门研究云计算技术提供了有力的保障和支持。除此之外,在相关政府部门的指导和支持下,中国电子学会于2009年5月22日在北京举办了首届中国云计算大会,为云计算技术的发展带来新的机遇。2009年阿里巴巴集团在南京开始建立国内首个“电子商务云计算中心”,这是云计算技术在商业领域得到发展的有力证明。
三、我国云计算的发展问题及挑战
尽管云计算的发展会给企业和个人带来很多方便,但它在我国的发展仍然存在一些问题,面临很多的挑战,需要我们认真分析和对待。
(1)高可靠的网络系统技术不够完善。云计算的发展必须以高可靠的网络系统技术为基础,大规模的服务器集群系统是云计算技术发展的支撑,而可靠性和稳定性是大规模网络技术系统面临的最大挑战之一。但是,我国计算机和网络发展程度对于提供高可靠的网络系统技术不够完善,给云计算技术的发展带来一定的阻碍。
(2)数据安全技术存在一定问题。数据的安全包括保证数据不会丢失和保证数据不会被泄露及非法访问两个方面。对计算机网络用户而言,数据安全性是首先要考虑的问题,因此,数据安全技术的发展和完善程度直接关系到云计算技术的进一步发展和普及,我国必须加大力度进一步完善数据安全技术,为云计算的发展提供保障。
(3)海量数据的挖掘技术制约云计算的发展。云计算的特点之一是数据量大,因此,如何从海量数据中获取有用的信息,将是决定云计算应用成败的关键。因此,要想获得云计算技术的发展就需要新的思路、方法和算法来完成海量数据的挖掘工作,这是我国发展云计算当前和以后面临的一大问题,同时海量数据的存储和管理也是一个巨大的挑战。
云计算作为一种新型的计算模式迎合了时代的发展,云计算不仅大大降低了计算的成本,而且也推动了互联网技术的发展。虽然,云计算的发展遇到一些问题,但是在众多公司和学者的研究下都会得到解决,最终普通消费者用户都可以使用。
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什么是云计算
IBM公司于2007年年底宣布云计算计划,云计算的概念仿佛在一夜间就出现在大众的面前,对于云计算的各方解读也众说纷纭。
在展开对云计算的具体实现技术的讨论之前,先让我们看一下云计算的一些基本概念。首先需要回答什么是云计算。
在IBM的技术白皮书“Cloud Computing”中,我们可以看到如下的定义: “云计算”一词同时用来描述一个系统平台或者一种类型的应用程序。一个云计算的平台可按需进行动态的供给(provision)、配置(configuration)、重新配置(reconfigure)以及取消服务(deprovision)等。在云计算平台中的服务器可以是物理的服务器或者虚拟的服务器。高级的计算云通常包含一些其他的计算资源,例如存储区域网络(SANs)、网络设备、防火墙以及其他的安全设备等。
云计算的本质
在应用方面,云计算描述了一种可以通过互联网进行访问的可扩展的应用程序。“云应用”使用大规模的数据中心以及功能强劲的服务器来运行网络应用程序与网络服务。任何一个用户通过合适的互联网接入设备以及一个标准的浏览器都能够访问一个云计算应用程序。
从IBM的定义中我们看到,云计算的含义有两个方面。它一方面描述了一种方便的基础设施,用来构造应用程序,其地位相当于PC机上的操作系统; 另外一方面则描述了建立在这种基础设施之上的云计算应用。一个计算云是虚拟化的计算资源池,用来容纳各种不同的工作模式,并且这些工作模式可以通过快速部署的方式部署到物理设施上。由于使用了分布式的计算技术,云计算能够将计算扩展到更多的计算资源,以及使用冗余的资源进行容错处理。
在IBM的白皮书中我们还可以看到,云计算能够通过快速提供物理以及虚拟服务器来支持网格应用的运行。网格程序能够将一个大的任务分解成很多小的任务并行地运行在不同的集群以及服务器上。我们可以把云计算看做是一个具有更广泛含义的计算平台,除了能够支持网格的应用之外,云计算还能够支持非网格的应用,例如在网络服务程序中的网络服务器、应用服务器和数据库服务器三层应用程序架构模式。特别值得注意的是云计算模型支持当前Web 2.0模式的网络应用程序。云计算是能够提供动态资源池、虚拟化和高可用性的下一代计算平台。
几种典型云计算平台
当前,工业界已经有很多公司聚集在云计算这样一个新型计算概念下面,分别提出了自己针对云计算的理解,用不同的技术来实现上述目标,主要包括下面重要的云计算实现系统。
亚马逊的弹性计算云。事实上,网络零售商亚马逊公司是最早也是一个非常重要的云计算实践者之一。亚马逊公司在构建自身零售平台的时候,也使用了云计算的方法,将自己的购物平台构建在其基础之上。亚马逊公司将自己的云计算平台开放给外部开发人员使用,建立了弹性计算云(Elastic Compute Cloud,EC2),使得独立的开发人员也能够使用亚马逊公司内部的计算资源来建立自己的网络应用程序。
Google的云计算平台及其云计算网络应用程序。主要包括Google针对云计算提出的大规模分布式计算的基础架构以及Google在此基础之上构造的云计算应用服务程序。Google将自己的整个基础计算平台以及相应的应用称为云计算,并且成为云计算最大的实践者。
IBM公司在与Google的合作过程中,提出了自己对于云计算的理解以及相应的技术解决方案。IBM公司于2007年11月15日在上海宣布了蓝云“Blue Cloud”计划,使得公司内部的数据中心能够按照互联网应用服务程序的形式进行组织,将计算能力分配到分布式全局可以访问的资源组织中,而不是局限于本地的一些服务节点或者固定远端的服务器机群中。IBM在云计算的白皮书中也提出了蓝云计划的基础设施结构,这些基础设施结构构建在IBM本身的x服务器之上。在蓝云中采用了Xen的系统级虚拟化方法,同时提供虚拟化的服务器以及物理服务器的计算资源。在IBM的云计算架构中也采用了类似于Google进行大规模数据处理的基础设施,在其蓝云计算环境中部署了Goolge File System 以及MapReduce用以实现Hadoop。Hadoop是Apache旗下的一款有关大规模数据的开源软件,Yahoo在其中做出了不少贡献。
未来展望
当前已经有很多公司参与到云计算的研究与发展当中。
Yahoo公司就参与了云计算平台Hadoop的开发,雇佣了Hadoop软件的创始人员,并且为此软件贡献了很多代码。同时为了测试与部署Hadoop系统,在Yahoo公司内部也使用了Hadoop软件,建立了世界上最大的Hadoop集群系统,这个集群系统包含了1万个Linux节点,规模还是很大的。现在,Yahoo公司的很多应用程序都构建在云计算平台之上。而上述的最大Hadoop平台则用来计算网络搜索的页面连接图,处理海量的数据。
微软自然也不甘落后,与Google类似,微软重构了自己的搜索引擎平台。除此之外,微软也构建了自己的云计算平台,并在此平台之上推出了云计算的应用。与Google类似,微软的云计算平台只是为自己的网络应用程序服务,现在还没有看到相应的云计算软件模块公开出来以帮助其他开发商构建云计算平台。微软的网络平台服务Windows Live就可以看成是云计算应用的一个典型,它是一个Web 2.0应用程序形式的云计算用户平台。用户在这个应用平台上可以进行照片的共享,文件的存储以及运行其他的应用程序。这些应用都建立在新型的云计算平台之上,也是微软针对网络实施的重大战略之一。在Live平台上,用户可以访问自己的电子邮件,可以使用SkyDrive来存储数据以及构建自己的网络平台等。
另外,硬件公司Dell提供了DCS(Dell Cloud Computing Solution)解决方案,帮助用户构建云计算平台,该解决方案能够降低数据中心的运维成本,提升计算速度、简化数据中心管理,具有良好的可扩展性。软件公司RedHat则与亚马逊公司合作,在亚马逊公司的弹性计算云中部署了RedHat Enterprise Linux,并通过虚拟化的方式部署整个弹性计算云平台。
在云计算研究方面,在Google与IBM的支持下,美国的多所大学参与到云计算中来,包括6所非常著名的大学: 卡内基•梅隆大学、麻省理工学院、斯坦福大学、加州大学伯克利分校、马里兰大学和华盛顿大学。
[关键词] 云计算;图书馆;虚拟化;信息服务
1 前 言
计算机技术的发展极大地改变了人们的生活,如今,互联网已经深入到社会各个角落。或许 在不久的将来,无论您在何地使用一台连接互联网的IT产品,都可以实现诸如计算数据、编 辑资料或是信息查询等常规的计算机功能,这种新型网络应用模式就是云计算(Cloud Compu ting)。
自谷歌CEO埃里克施密特2006年首次公开提出“云计算”以来,IBM、Amazon、Google等公 司纷纷推出各自的“云”概念。例如,IBM推出了蓝云(Blue Cloud)计算平台、Amazon推 出了“弹性计算机云”(Elastic Compute Cloud,EC2),等等。同时,学术界 也对云计算进行了深层次的研究。例如Google同华盛顿大学以及清华大学合作,启动云 计算学术合作计划(Academic Cloud Computing Initiative),推动云计算的普及,加紧对 云计算的研究。目前在企业界及学术界形成了全球性的云计算研究和开发的热潮。
云计算作为一种IT基础设施与服务的交付和使用模式,将深刻地影响未来互联网的运作。 图书馆以组织和传递知识为己任,必然会受到新IT技术的强烈冲击。世界上目前最大的联机 图 书馆服务供应商OCLC宣布即将推出基于World Cat书目数据的“Web级协作型图书馆管理服务 ”[1],其目标是取代各类型图书馆的集成管理系统;中国高等教育文献保障系统( CALIS)提出了CALIS云战略和相应的数字图书馆云服务平台 模型,用于构建大型分布式的公共数字图书馆服务网络,能将分布在互联网上各图书馆的 资源和服务整合为一个整体,来满足不同层次和规模的数字图书馆的需求[2]。图 书 馆界应 用云计算的号角已经吹响,在云计算应用和开发的热潮中,研究云计算技术将对图书馆信息 服务产生的影响、探讨图书馆如何抓住机遇应对新技术带来的挑战是图书馆界同仁的责任, 也是本篇文章将要讨论的内容。
2 云计算及种类
云计算究竟是什么呢?由于研究者各自背景与视角的不同,云计算概念众说纷纭。较为普遍 的观点认为:云计算是一种新兴的共享基础架构的方法,是此前IT领域几项重要理 念与技术——分布式计算(Distributed Computing)、并行计算(Parallel Computing)和网 计算(Grid Computing)的发展,或者说是这些科学概念的商业实现[3]。笔者 认为云 计 算是利用网格分布式计算处理的能力,再加上成熟的服务器虚拟化、存储虚拟化技术,将动 态、易扩展的IT资源构筑成一个虚拟的数据中心,并通过互联网提供出来的一种服务。云计 算的内涵非常丰富,不仅包括以服务为交付模式的计算和存储的基础设施,还包括虚拟 主机租用、应用服务环境租用、数据库环境租用、编程模型、数据服务(Data as a Service )、商业流程服务(Process as a Service)、应用服务(Application as a Service)等各种 模式[4-5]。云计算的最终目的是充分利用互联网资源,建立功能强大的计算中 心,并 提供多种多样的计算服务,使用户能够在不同时间、不同地点便捷地享受各种服务[6 ]。
目前,云计算正处于起步阶段,对云计算的分类方法有很多,还没有统一的标准。较为普遍 的是把“云”分为以下三种服务形式。
(1)提供资源的云,包括提供服务器、存储系统、交换机、路由器和其他系统等。将资源网 络化、虚拟化,并以服务的形式提供出来,这是“云”的底层的基本能力,称之为云基础设 施或者 基础设施,即服务IaaS(Infrastructure as a Service)。最著名的商业示例是Amazon Web 服务(AWS),其EC2和S3服务分别提供基本计算和存储服务。
(2)提供动态数据服务的云,包括对原始数据、半结构化数据和经过处理的结构化数据进行 管 理、分享、组织、转换、分析、挖掘、搜索等。这是较高级的能力,把资源连同计算 能力和领域知识组织技巧一起提供,称之为平台,即服务PaaS(Platform as a Service)。 商 业示例包括Google App Engine。
(3)提供软件平台的云,这种形式的云计算采用多用户架构,包括提供SaaS服务、软件API、 开 发环境、应用工具,等等。这是最常见的云服务,也就是“网络就是计算机”概念的直观体 现, 用 户只需要通过浏览器就能获得几乎所有种类的服务[7],称之为软件,即服务SaaS( S oftware as a Service)。最为人所知的SaaS示例是Salesforce.com。
上述分类将基础设施(即服务与平台、软件)区别开来,强调了基础设施(即服务)在云计算中 的重要价值,对云计算的研究与图书馆的管理都很有帮助。实际上,平台层面与软件层 面的服务在“云”出现之前就有,给图书馆带来最大挑战的云计算问题来自基础设施层面。 当云计算成为基础设施后,图书馆将自己的软、硬件全部“外包”给某一片“云”,像用电一 样,按时付费,这将给图书馆信息技术应用及服务方式带来重大影响。
3 云计算带给图书馆新的发展机遇
云计算颠覆了传统的应用模式,IT技术已经从以硬件为中心转向以软件为中心,并将发展到 以网络为核心的存储与服务时代。应用云计算模式将给图书馆数字化建设及信息服务带来新 的发展机遇。
3.1 热心参与由国家主导构建“图书馆云”设施的建设
未来图书馆的综合实力,很大程度上将取决于互联网的建设和管理能力,而云计算 则将 成为互联网应用的核心和依托。面对“云”时代的到来,各图书馆要联合起来,充分发 挥集中力量办大事的制度优势,由国家相关部委牵头,各地区图工委等机构协调办理,构建 由国家主导的“图书馆云”设施。筹建“云”的过程,也是每个图书馆信息服务能力和水平 提 高的重要发展时期,各图书馆切不可掉以轻心。
3.2 图书馆信息资源可实现高度的融合与共享
云计算的基础是“整合”,它的智能管理算法为解决图书馆信息化建设中的综合集 成问题提供了一种崭新的思路。云计算的出现,为众多中小图书馆消除了图书馆物理规模所 导致 的优劣 差异。在云模式下,本地区或行业内的图书馆可共同构筑信息共享空间——“行业云”“区 域云”, 各图书馆的信息资源借由一朵“云”统一起来形成信息高度融合的资 源池,使读者能够享受到更全面的信息服务。
3.3 图书馆可以以低成本投入获得极高的技术服务能力
云计算模式可以通过数万乃至数百万的普通计算机之间的联合来提供超强的计算能力。图书 馆 不再需要购买服务器以及大容量的存储设备,IT维护人员可以大大缩减,以付费的方式从“ 云” 服务提供商那里获取最适合的运算应用和服务。从这个意义上来说,图书馆能以较小的费用 投入获得极高的技术服务能力。
3.4 图书馆信息服务手段与方式多样化发展趋势
在云计算模式下,信息服务手段与方式多样化、精细化,为读者信息的接收和知识交流提 供服务。计算机不再是单一的服务手段,信息服务网络终端设备呈现多元化发展趋势,读者 可使用计算机、手机、PDA等设备在任何时间、任何地点获得“图书馆云”相关的电子资源 信息或服务。云计算改变和细化了读者的需求,信息服务系统可以根据读者的查询记录,并 结合本次检索项经过云计算平台的搜索、整理、编辑后推荐近似的信息供读者选用。
4 面对云计算带来的挑战而采取的应对措施
云计算的技术优势是显著的,图书馆应用云计算模式开展信息服务是大势所趋。我们应 该 以“抓住机遇求发展,应对挑战求变革”的工作态度,未雨绸缪地开展研究性工作, 使 图书馆信息建设在新一轮的变革中赢得更多主动。
4.1 图书馆信息服务理念与手段将重新调整与变革
云计算使图书馆信息服务进入了一个重要的发展变革阶段,服务理念与方式需要作全新的调 整 ,传统的业务流程将被逐一拆解,然后组合、外包、虚拟化。图书馆由原先单纯的服务提供 者变成云计算的用户和信息资源的服务者,信息服务面向网络,服务内容与方式都要随着读 者需求走。
4.2 图书馆拥有自由选择“云”服务商的权利
目前云计算技术还处于发展阶段,“云”系统能否提供安全稳定的服务是当前图书 馆界所关心的,只有系统安全、稳定且信誉好的运营商才可能获得图书馆的信任。为保证图 书馆信息服务的平稳开展,图书馆可以把所需数据资源与计算能力进行拆分,分布在不同的 “云”中,并 保留随时迁移到服务质量更好、价格更便宜的云服务商的权利,避免过于依赖一个服务供应 商而受制于人 。
4.3 加强在云计算应用中知识产权的保护
图书馆购买云计算服务后,将自己的数据迁移到“云”端,从理论上说,图书馆仍然 完全拥 有被托管数据的知识产权,其他人不得使用和修改这些内容。这应该成为图书馆应用云计算 必须满足的条件之一,被托管数据不能成为云计算企业开发利用的资源。
4.4 图书馆一切工作要以服务为根本
图书馆应用信息技术只是手段,服务才是目的。在云技术的影响下,图书馆要时刻 谨记以服 务为根本,完善信息服务体系。一方面,图书馆需要加强馆员相关技术的学习,充分发挥新 技术带来的优势;另一方面,图书馆界亟须思考的是,如何在先进技术的支撑下,把信息服 务工作做得更好,如何保证各类读者更多的信息获取便利,使图书馆的服务职能得到充分发 挥。
[参考文献]
[1] OCLC News Releases. OCLC Announces Strategy Tomove Libraryman-Agement Ser vices ToWeb Scale[EB/OL]. [2009-05-15]. http: // oclc. org/news/releases / 200927. htm.
[2] 王文清,陈 凌.CALIS数字图书馆云服务平台模型[J].大学图书馆学报,2009(4):1 3—18.
[3] 中国云计算网.什么是云计算? [EB/OL]. [2009-02-27]. http: // cloudco mputing-china. cn/Article/ShowArticle. asp?ArticleID=1.
[4] 云计算创造智慧的星球[EB/OL].[2009-10-07]. www-900.ibm.com/ibm/i deasfromibm/cn/cloud/index.shtml.
[5] Secure Your Data in the Cloud[EB/OL]. [2009-10-07].sun.com /solutions/cloudcomputing/index.jsp.