云技術(shù)的起源

　　1961年，美國計算機科學家約翰·麥卡錫（ John McCarthy）提出了把計算能力作為一種像水和電一樣的公用事業(yè)提供給用戶的理念。2011年，美國國家標準和技術(shù)研究院提出了云計算的概念，認為云計算是一種資源管理模式，能以廣泛、便利、按需的方式通過網(wǎng)絡(luò)訪問實現(xiàn)基礎(chǔ)資源（如網(wǎng)絡(luò)、服務(wù)器、存儲器、應(yīng)用和服務(wù)）的快速、高效、自動化配置與管理。“云”是網(wǎng)絡(luò)、互聯(lián)網(wǎng)的一種比喻性說法?！蔼M義云計算”指信息技術(shù)基礎(chǔ)設(shè)施的交付和使用模式，指通過網(wǎng)絡(luò)以按需、易擴展的方式獲得所需資源。“廣義云計算”指服務(wù)的交付和使用模式，指通過網(wǎng)絡(luò)以按需、易擴展的方式獲得所需服務(wù)。云技術(shù)的基本特征是虛擬化（ Virtualization）和分布式，其中虛擬化技術(shù)將計算機資源，如服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)、內(nèi)存以及存儲等予以抽象、轉(zhuǎn)換后呈現(xiàn)，使用戶可以更好地應(yīng)用這些資源，而且不受現(xiàn)有資源的物理形態(tài)和地域等條件的限制。分布式網(wǎng)絡(luò)存儲技術(shù)將數(shù)據(jù)分散地存儲于多臺獨立的機器設(shè)備上，利用多臺存儲服務(wù)器分擔存儲負荷，不但解決了傳統(tǒng)集中式存儲系統(tǒng)中單存儲服務(wù)器的瓶頸問題，還提高了系統(tǒng)的可靠性、可用性和拓展性。云計算被普遍認為具有三個特點：虛擬化、超大規(guī)模和高擴張性。云計算技術(shù)包括的具體內(nèi)容有：數(shù)據(jù)存儲技術(shù)、數(shù)據(jù)處理技術(shù)和虛擬化技術(shù)。

　　云技術(shù)的關(guān)鍵因素

　　云技術(shù)通過互聯(lián)網(wǎng)提供動態(tài)的、可擴展的和時常虛擬化的資源來服務(wù)用戶。用戶無須具備支持他們云中技術(shù)架構(gòu)的相關(guān)知識、專業(yè)技術(shù)或者控制力。為了能夠使這項新的“切即服務(wù)”的經(jīng)濟模型成為可能，云技術(shù)中有幾個關(guān)鍵因素必須說明。

　?。?）一個共享的云基礎(chǔ)設(shè)施：能夠提供企業(yè)級安全、可擴展性和服務(wù)質(zhì)量（ Quality of service，QoS）。

　?。?）一個開發(fā)環(huán)境：使曾經(jīng)習慣于開發(fā)小型獨立應(yīng)用的企業(yè)應(yīng)用開發(fā)者，很容易地過渡到開發(fā)安全、“多租戶”的應(yīng)用程序，這些應(yīng)用程序可以橫向拓展到潛在的數(shù)百萬用戶。

　?。?）一個操作環(huán)境在不影響用戶體驗的前提下，可以無縫傳送和更新云服務(wù)。

　?。?）一種聯(lián)合多種云服務(wù)的簡單方式，以完成商業(yè)或個人任務(wù)云技術(shù)是一種計算模式，在這種模式下，各種計算資源作為服務(wù)都被虛擬化，同時通過Web技術(shù)的連接動態(tài)分配，以適應(yīng)用戶的需求。

　　云技術(shù)的關(guān)鍵技術(shù)

　　虛擬化技術(shù)

　　虛擬化技術(shù)是指計算元件在虛擬的基礎(chǔ)上而不是真實的基礎(chǔ)上運行，它可以擴大硬件的容量，簡化軟件的重新配置過程，減少軟件虛擬機相關(guān)開銷和支持更廣泛的操作系統(tǒng)方面。通過虛擬化技術(shù)可實現(xiàn)軟件應(yīng)用與底層硬件相隔離，它包括將單個資源劃分成多個虛擬資源的裂分模式，也包括將多個資源整合成一個虛擬資源的聚合模式。虛擬化技術(shù)根據(jù)對象可分成存儲虛擬化、計算虛擬化、網(wǎng)絡(luò)虛擬化等，計算虛擬化又分為系統(tǒng)級虛擬化、應(yīng)用級虛擬化和桌面虛擬化等。在云計算實現(xiàn)中。計算系統(tǒng)虛擬化是一切建立在“云”上的服務(wù)與應(yīng)用的基礎(chǔ)。虛擬化技術(shù)主要應(yīng)用在CPU、操作系統(tǒng)、服務(wù)器等多個方面，是提高服務(wù)效率的最佳解決方案。

　　分布式海量數(shù)據(jù)存儲

　　云計算系統(tǒng)由大量服務(wù)器組成，同時為大量用戶服務(wù)，因此云計算系統(tǒng)采用分布式存儲的方式存儲數(shù)據(jù)，用冗余存儲的方式（集群計算、數(shù)據(jù)冗余和分布式存儲）保證數(shù)據(jù)的可靠性。冗余的方式通過任務(wù)分解和集群，用低配機器替代超級計算機的性能來保證低成本，這種方式保證分布式數(shù)據(jù)的高可用、高可靠和經(jīng)濟性，即為同一份數(shù)據(jù)存儲多個副本。云計算系統(tǒng)中廣泛使用的數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)是Google的GFS和Hadoop團隊開發(fā)的GFS的開源實現(xiàn)HDFS。

　　海量數(shù)據(jù)管理技術(shù)

　　云計算需要對分布的、海量的數(shù)據(jù)進行處理、分析，因此，數(shù)據(jù)管理技術(shù)必需能夠高效的管理大量的數(shù)據(jù)。云計算系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)管理技術(shù)主要是Google的BigTable數(shù)據(jù)管理技術(shù)和Hadoop團隊開發(fā)的開源數(shù)據(jù)管理模塊HBase。由于云數(shù)據(jù)存儲管理形式不同于傳統(tǒng)的RDBMS數(shù)據(jù)管理方式，如何在規(guī)模巨大的分布式數(shù)據(jù)中找到特定的數(shù)據(jù)，也是云計算數(shù)據(jù)管理技術(shù)所必須解決的問題。同時，由于管理形式的不同造成傳統(tǒng)的SQL數(shù)據(jù)庫接口無法直接移植到云管理系統(tǒng)中來，研究在關(guān)注為云數(shù)據(jù)管理提供RDBMS和SQL的接口，如基于Hadoap子項目HBase和Hive等。另外，在云數(shù)據(jù)管理方面，如何保證數(shù)據(jù)安全性和數(shù)據(jù)訪問高效性也是研究關(guān)注的重點問題之一。

　　編程方式

　　云計算提供了分布式的計算模式，客觀上要求必須有分布式的編程模式。云計算采用了一種思想簡潔的分布式并行編程模型Map-Reduce。Map-Reduce是一種編程模型和任務(wù)調(diào)度模型。主要用于數(shù)據(jù)集的并行運算和并行任務(wù)的調(diào)度處理。在該模式下，用戶只需要自行編寫Map函數(shù)和Reduce函數(shù)即可進行并行計算。其中，Map 函數(shù)中定義各節(jié)點上的分塊數(shù)據(jù)的處理方法，而Reduce函數(shù)中定義中間結(jié)果的保存方法以及最終結(jié)果的歸納方法。

　　云計算平臺管理技術(shù)

　　云計算資源規(guī)模龐大，服務(wù)器數(shù)量眾多并分布在不同的地點，同時運行著數(shù)百種應(yīng)用，如何有效的管理這些服務(wù)器，保證整個系統(tǒng)提供不間斷的服務(wù)是巨大的挑戰(zhàn)。云計算系統(tǒng)的平臺管理技術(shù)能夠使大量的服務(wù)器協(xié)同工作，方便的進行業(yè)務(wù)部署和開通，快速發(fā)現(xiàn)和恢復(fù)系統(tǒng)故障，通過自動化、智能化的手段實現(xiàn)大規(guī)模系統(tǒng)的可靠運營。