张枝令

（宁德师范学院，福建 宁德 352100）

云计算发展简述

张枝令

（宁德师范学院，福建 宁德 352100）

以阐述云计算整体的发展进程为目的，采用文献分析的方法对现有的云计算知识进行剖析和总结，介绍云计算的主要特征、经典定义，分析现有的具有代表性的云计算系统并指出当前云计算面临的挑战及亟待解决的问题。

云计算；参考模型；云计算系统

科学计算涉及建立数学模型、求解的计算方法和利用计算机解决科学、社会科学和工程等问题[1]。云计算概念的提出在一定范围里解决了上述问题。云计算是并行计算、分布式计算和网格计算的发展，或者说是这些计算机科学概念的商业实现[2]。

1 云计算简介

1.1 云计算的定义

目前关于云计算系统没有统一的定义，从某种意义上讲，云计算是一种计算模型。云计算的特点是：云计算系统拥有大量具有计算功能的资源池，各种应用系统根据实际需求，通过大量的资源池完成各种计算任务，以及获取存储空间和各种服务。

1.2 云计算的主要特征

云计算主要具有以下特点：

一是“规模巨大。2014年，亚马逊在全世界有28组数据中心，每个数据中心有5万到8万台服务器，保守估计有超过150万台服务器，而市场研究公司 Gartner分析师则估计服务器数量超过200万台。微软和Google的服务器也均超过100万台。二是接入简单、按需服务、成本低廉。只要有存在网络接入点，客户可以通过智能手机、平板电脑、笔记本电脑和办公电脑随时随地自由接入“云”服务器获取所需要的服务。三是扩展性强、可靠性高。“云”不是仅为特定的应用服务，而是同时为不同的应用服务，“云”又是灵活的和可扩展的，“云”规模可以动态伸缩，以满足不同客户的即时业务需求。同时，“云”具有很高的可靠性，“云”主要通过建立数据多个副本、采取计算节点同构可互换等措施来保障服务的高可靠性。

2 云计算的参考模型及代表性系统

2.1 云计算参考模型

目前比较流行的一种云计算模型观点是将云计算分为三层，最底层是基础架构层，包括硬件、服务器等物理资源；第二层是平台；最上面一层是应用和服务，也就是SaaS。

2.2 代表性的云计算系统

（1）Amazon EC2：弹性计算云(elastic compute cloud,简称EC2)，简言之，就是一部具有无限采集能力的虚拟计算机，用户能够用来执行一些处理任务。Amazon是最早提供远程云计算平台服务的公司，它将自己的弹性计算云建立在公司内部的大规模集群计算的平台上，用户使用EC2服务时必须先创建一个 AMI（Amazon Machine Image），机器映像AMI是用户整个云计算平台运行的基础，是由一个操作系统和当虚拟机启动时想要预先载入的应用程序组成。创建好AMI后，用户可以通过弹性计算云的网络界面去操作在云计算平台上运行的各个实例(instance)，而且只需为自己所使用的计算平台实例付费。这里所说的实例即是由用户控制的完整的虚拟机运行实例。

（2） Google的云计算平台：Google公司拥有一套专属的云计算平台，其目的是想让应用、数据、计算能力、存储空间向互联网迁移。其特性为海量用户+海量数据，具备较强的可伸缩性，又快又好地提供服务。Google搜索引擎建立在分布在30多个站点、超过200万台服务器构成的云计算设施的支撑之上，这些设施的数量正在迅猛增长。目前，Google已经允许第三方在 Google的云计算中通过Google App Engine运行大型并行应用程序。Google的云计算应用均依赖于四个基础组件：分布式文件存储GFS，并行数据处理模型MapReduce，分布式锁Chubby，结构化数据表 BigTable 。GFS构架为单一 Master,若干ChunkServer。采用中心服务器模式，可以方便地增加Chunk Server。Master掌握系统内所有Chunk Server的情况，方便进行负载均衡，不存在元数据的一致性问题。在用户态下实现，提供专用的访问接口，降低GFS的实现复杂度。

（3）Microsoft Azure：微软公司的商业模式是建立在个人电脑（PC）时代的基础上的，推出的Azure是采用“云+端”模式 ，为了实现S+S（软件+服务）战略，为开发者提供一个平台，帮助开发可运行在云服务器、数据中心、Web和PC上的应用程序的云计算平台。Azure的关键技术是虚拟机制、存储机制、管理机制。它能提供的服务有Live Mesh、企业实践、NET服务、SQL服务、SharePoint服务以及动态CRM服务。帮助开发者轻松创建web和互联设备的应用程序，提供最大限度的灵活性，选择和使用现有技术连接用户和客户的控制。

2.3 几个代表性的云平台比较

云计算系统可以根据它提供的服务层次进行分类，主要有提供软件服务的系统（SaaS）,提供平台服务的系统（PaaS），提供基础设施服务的系统（IaaS）。从对几个不同平台的比较来看，各有优势，也有其不足。具体在实践应用中可根据需要而进行选择。

3 云计算亟待解决的问题

企业利用“云计算”这一新兴技术，可以大幅降低成本、提高企业效率，但是，“云计算”也有它的缺点，也面临着诸多问题要解决。

（1）技术问题。“云计算”的实现是建立在海量服务器、海量用户、海量数据的基础上实现的。规模庞大的“云计算”面临着数据存储等诸多问题，比如：现有的数据库不能完全满足“云”中海量数据的处理，数据库技术必须进一步提高与发展；在存储领域，同样存在要解决事务实现技术和存储技术存在限制性问题。

（2）安全问题。企业在采用“云计算”技术时候，会把公司的敏感信息提供给第三方云服务提供商。这可能会大大提高公司风险。此外，存储在“云”中的信息，可能让企业更容易受到外部黑客攻击和威胁。

4 总结

云计算为 IT行业创造出更高水平的效率和经济性，并开创出新的商业模式和市场机会，但是其自身所存在的一些问题，如数据管理方面，各种“云”之间的互联，数据安全和隐私管理上仍需不断研究并进行改进。只有逐步解决这些问题，云计算模式才会真正地发挥其本身的价值。本文主要是对云计算的一些基本概念，相关技术平台进行阐述，为进一步研究提供参考。

[1]张建勋，古志民，郑超.云计算研究进展综述.计算机应用研究.2010,（2）：429-433.

[2]钱文静，邓仲华.云计算与信息资源共享管理.图书与情报.2009,（4）：47-52.

Development of cloud computing

ZHANG Zhi-ling
(Ningde Normal University,Ningde Fujian 352100)

To describe the overall development process of cloud computing，use the literature analysis method to analyze and summarize the current cloud computing knowledge，introduce the main characteristics and the classical definition of cloud computing,analyze the existing system of representative cloud computing，and point out the current challenges and problems to be solved.

cloud computing; reference model; cloud computing system

TP393

：A

10.3969/j.issn.1672-7304.2016.01.062

1672–7304(2016)01–0133–02

福建教育厅省属高校科研专项计划资助项目(JK2013057)。

（责任编辑：廖建勇）

张枝令（1975-），男，福建屏南人，副教授，研究方向：计算机网络和数据挖掘。