福州大學至誠學院學科概論與前沿綜述（論文）題 目： 云計算關鍵技術研究與分析 姓 名： 吳文權 學 號： 211003256 系 別： 化學工程系 專 業(yè)： 應用化學 年 級： 10級 指導教師： 2012年 6 月 1 日 I云計算關鍵技術研究與分析摘要在分析現(xiàn)有定義的基礎上對云計算提出了較全面的參考性定義,并給出了云計算的六大特征、四種部署模式和三種服務模式此外，通過對云環(huán)境中三種角色的責任分析和對主流云計算產(chǎn)品的研究，抽象出了支撐云計算的關鍵技術，最后指出云計算對未來軟件市場發(fā)展的影響當今社會，PC依然是我們日常工作生活中的核心工具—我們用PC處理文檔、存儲資料，通過電子郵件或與他人分享信息，如果PC硬盤壞了，我們會因為資料丟失而束手無策，而在“云計算”時代，“云”會替我們做存儲和計算的工作。

云”就是計算機群，每個群包括了幾十萬臺、甚至上百萬臺計算機云”的好處還在于，其中的計算機可以隨時更新，保證“云”長生不老，Google就有好幾個這樣的“云”，其他IT巨頭，如微軟、雅虎、亞馬遜（Amazon）也有或正在建設這樣的“云”屆時，我們只需要一臺能上網(wǎng)的電腦，不需要關系存儲或者計算發(fā)生在哪朵“云”上，但一旦有需要，我們可以再任何地點用任何設備，如電腦、手機等，快速地計算和找到這些資料，我們再也不用擔心資料的丟失關鍵詞：云計算，分布式基礎架構，分布系統(tǒng)，云服務，云部署 目 錄第一章 引言 31.1 云計算概念 31.1.1 云計算特點 31.1.2 云計算分類 41.2 云計算發(fā)展現(xiàn)狀 5第二章 云計算的應用領域 6第三章 云計算容錯機制 73.1云計算系統(tǒng)的容錯和故障恢復 73.1.1 多副本的數(shù)據(jù) 73.1.2 Worker故障 73.1.3 Master 故障 73.1.4 應用程序容錯 8第四章 云計算發(fā)展趨勢 84.1正規(guī)的決策框架促進云投資的優(yōu)化 84.2混合云計算是當務之急 84.3云經(jīng)紀業(yè)將促進云消費 8結論 10參考文獻 11 第一章 引言很少有一種技術能夠像“云計算”這樣，在短短的兩年間就產(chǎn)生巨大的影響力。

Google、亞馬遜、IBM和微軟等IT巨頭們以前所未有的速度和規(guī)模推動云計算技術和產(chǎn)品的普及，一些學術活動迅速將云計算提上議事日程，支持和反對的聲音不絕于耳那么，云計算到底是什么？發(fā)展現(xiàn)狀如何呢？1.1 云計算的概念美國加州大學伯克利分校在指出云計算既指在互聯(lián)網(wǎng)上以服務形式提供的應用，也指在數(shù)據(jù)中心中提供這些服務的硬件和軟件，而這些數(shù)據(jù)中心中的硬件和軟件則被稱為云美國國家標準與技術研究院指出云計算由一個可配置的共享資源池組成，該資源池提供網(wǎng)絡、服務器、存儲、應用和服務等多種硬件和軟件資源資源池具備自我管理能力，用戶只需少量參與就可以方便快捷地按需獲取資源云計算提高了資源可用性　　Wikipedia和NIST都強調云計算中資源的按需提供在對云計算范圍的界定上， UCB認為云計算不包括私有云，而NIST則認為云計算包括私有云本文認為NIST的定義主要從云計算提供者的角度出發(fā)，比較全面地涵蓋了云計算的本質特征，但是缺乏對云計算使用者和云計算開發(fā)者的闡述　　綜上所述，本文提出自己的參考性定義:云計算是一種以提高資源利用率、降低IT成本為驅動的計算模式，在云計算中包括云服務使用者、云服務提供者和云服務開發(fā)者三類角色。

　云服務使用者可在不具備專業(yè)知識的情況下利用網(wǎng)絡通過交互技術以自服務的方式訪問云端資源　云服務提供者作為聯(lián)系服務使用者和服務開發(fā)者的橋梁，以按需使用、按量計費的方式通過網(wǎng)絡提供動態(tài)可伸縮資源，云服務提供者負責安全管理、運營支撐管理、服務平臺以及資源平臺，其中服務平臺包括軟件即服務SaaS(Software as a Service)、平臺即服務PaaS(Platform as a Service)、基礎設施即服務IaaS(Infrastructure as a Service)以及這三種服務的組合和管理資源平臺包括資源池、虛擬資源管理、物理資源管理等　云服務開發(fā)者負責將各種軟硬件資源封裝成服務，并負責服務的創(chuàng)建、發(fā)布和維護1.1.1 云計算特點(1) 超大規(guī)模：“云”具有相當?shù)囊?guī)模，Google云計算已經(jīng)擁有100多萬臺服務器， Amazon、IBM、微軟、Yahoo等的“云”均擁有幾十萬臺服務器企業(yè)私有云一般擁有數(shù)百上千臺服務器云”能賦予用戶前所未有的計算能力2)虛擬化：云計算支持用戶在任意位置、使用各種終端獲取應用服務所請求的資源來自“云”，而不是固定的有形的實體應用在“云”中某處運行，但實際上用戶無需了解、也不用擔心應用運行的具體位置。

只需要一臺筆記本或者一個手機，就可以通過網(wǎng)絡服務來實現(xiàn)我們需要的一切，甚至包括超級計算這樣的任務????(3) 高可靠性：“云”使用了數(shù)據(jù)多副本容錯、計算節(jié)點同構可互換等措施來保障服務的高可靠性，使用云計算比使用本地計算機可靠????(4) 通用性：云計算不針對特定的應用，在“云”的支撐下可以構造出千變萬化的應用，同一個“云”可以同時支撐不同的應用運行????(5) 高可擴展性：“云”的規(guī)?？梢詣討B(tài)伸縮，滿足應用和用戶規(guī)模增長的需要????(6) 按需服務：“云”是一個龐大的資源池，你按需購買；云可以像自來水，電，煤氣那樣計費????(7) 極其廉價：由于“云”的特殊容錯措施可以采用極其廉價的節(jié)點來構成云，“云”的自動化集中式管理使大量企業(yè)無需負擔日益高昂的數(shù)據(jù)中心管理成本，“云”的通用性使資源的利用率較之傳統(tǒng)系統(tǒng)大幅提升，因此用戶可以充分享受“云”的低成本優(yōu)勢，經(jīng)常只要花費幾百美元、幾天時間就能完成以前需要數(shù)萬美元、數(shù)月時間才能完成的任務 云計算可以徹底改變人們未來的生活，但同時也要重視環(huán)境問題，這樣才能真正為人類進步做貢獻,而不是簡單的技術提升????(8) 潛在的危險性：云計算服務除了提供計算服務外，還必然提供了存儲服務。

但是云計算服務當前壟斷在私人機構（企業(yè)）手中，而他們僅僅能夠提供商業(yè)信用對于政府機構、商業(yè)機構（特別象銀行這樣持有敏感數(shù)據(jù)的商業(yè)機構）對于選擇云計算服務應保持足夠的警惕一旦商業(yè)用戶大規(guī)模使用私人機構提供的云計算服務，無論其技術優(yōu)勢有多強，都不可避免地讓這些私人機構以“數(shù)據(jù)（信息）”的重要性挾制整個社會對于信息社會而言，“信息”是至關重要的另一方面，云計算中的數(shù)據(jù)對于數(shù)據(jù)所有者以外的其他用戶云計算用戶是保密的，但是對于提供云計算的商業(yè)機構而言確實毫無秘密可言所有這些潛在的危險，是商業(yè)機構和政府機構選擇云計算服務、特別是國外機構提供的云計算服務時，不得不考慮的一個重要的前提1.1.2 云計算的分類 從服務方式角度來劃分的話，云計算可分為三種：為公眾提供開放的計算、存儲等服務的“公共云”，如百度的搜索和各種郵箱服務等；部署在防火墻內，為某個特定組織提供相應服務的“私有云”；以及將以上兩種服務方式進行結合的“混合云”目前云計算市場的IAAS領域，EMC、亞馬遜的EC2、浪潮信息、聯(lián)想和方正科技等廠商就是代表；提供PAAS服務的廠商中，典型的有IBM的“藍云”、微軟的WindowsAzure、谷歌的APPS，以及國內的鵬博士、網(wǎng)宿科技等；最上面一層的SAAS領域，東軟集團、用友、金蝶、金山、神州泰岳、北京訊鳥等皆為相應垂直領域的翹楚。

1.2 云計算的發(fā)展現(xiàn)狀中國云計算產(chǎn)業(yè)生態(tài)鏈的構建正在進行中，在政府的監(jiān)管下，云計算服務提供商與軟硬件、網(wǎng)絡基礎設施服務商以及云計算咨詢規(guī)劃、交付、運維、集成服務商、終端設備廠商等一同構成了云計算的產(chǎn)業(yè)生態(tài)鏈，為政府、企業(yè)和個人用戶提供服務　　雖然對云計算仍存在一些擔憂，但隨著概念的普及，產(chǎn)業(yè)界對于云計算逐漸形成了一個共識：如果忽視以云計算為代表的未來技術，中國將會在新一輪技術發(fā)展浪潮中落后于世界，中國需要抓住這一輪產(chǎn)業(yè)變革，占據(jù)國際產(chǎn)業(yè)分工制高點早在2010年6月，胡錦濤總書記在兩院院士大會上就指出，“互聯(lián)網(wǎng)、云計算、物聯(lián)網(wǎng)、知識服務、智能服務的快速發(fā)展為個性化制造和服務創(chuàng)新提供了有力工具和環(huán)境”，將云計算應用提上了創(chuàng)新生產(chǎn)方式的高度10月，國家發(fā)展和改革委員會、工業(yè)和信息化部聯(lián)合發(fā)布《關于做好云計算服務創(chuàng)新發(fā)展試點示范工作的通知》，確定在北京、上海、深圳、杭州、無錫五個城市先行開展云計算服務創(chuàng)新發(fā)展試點示范工作，進一步明確了國家發(fā)展云計算的總體思路和戰(zhàn)略布局　　中國云計算的產(chǎn)業(yè)化快速發(fā)展尚存在如用戶認知不足、標準缺失、數(shù)據(jù)主權爭議、可用性、穩(wěn)定性擔憂、用戶鎖定、服務質量難以規(guī)范等諸多障礙。

其中，標準和安全這一對“翅膀”以及相關法律法規(guī)的完善是最為核心、也是最為迫切需要解決的核心問題　　云標準之翼對于云的起飛至關重要沒有標準，云計算產(chǎn)業(yè)的發(fā)展就難以得到規(guī)范健康發(fā)展，難以形成規(guī)?；彤a(chǎn)業(yè)化集群發(fā)展標準的內容不僅包括技術標準，還要包括服務標準，解決無論是公共云、混合云還是私有云的從規(guī)劃設計，到系統(tǒng)建設、再到服務運營、質量保障等環(huán)節(jié)中的各種問題　　安全問題的解決是關系到云服務能否得到用戶認可的關鍵要素除了可能發(fā)生的大規(guī)模計算資源的系統(tǒng)故障外，云計算安全隱患還包括缺乏統(tǒng)一的安全標準、適用法規(guī)、以及對于用戶的隱私保護、數(shù)據(jù)主權、遷移、傳輸安全、災備等問題中國的云計算產(chǎn)業(yè)發(fā)展必須在數(shù)據(jù)加密、遷移、備份以及位置控制方面進行深入的研究，保證云服務的易用性、可用性、穩(wěn)定性、安全性安全問題的解決還包括云計算相關法律法規(guī)的不斷完善，增強用戶使用云計算的信心第二章 云計算的應用領域云計算應用領域中比如英國電信(BT)，2009年7月BT的全球服務部門(BTGS)和微軟簽署協(xié)議開展合作，基于微軟的 Business Online Productivity Suite (BPOS) 為大型機構提供在線商務套件服務。

通過將微軟的BPOS集成到BT全球性、軟件驅動的客戶網(wǎng)絡(21CN)中，英國電信提供了一個能保證更高的服務水平和網(wǎng)絡性能的、完全托管的新興融合服務BT和微軟為客戶提供了一個基于云的商務協(xié)作工具，滿足他們的語音及IT服務需求，同時幫助客戶節(jié)約在網(wǎng)絡設備、IT系統(tǒng)和其他基礎設施方面的投資BT還計劃在此基礎上，利用其國際領先的語音VPN平臺對SIP協(xié)議的支持能力，將其全球語音業(yè)務集成到現(xiàn)有云服務中，提供融合度更高、更深的服務　　美國的at&t以Synaptic 為品牌，通過與EMC等廠商的合作，自2009年5月起先后推出了Synaptic Storage、Synaptic Compute和Synaptic Hosting 等云服務，主要利用數(shù)據(jù)中心以及寬帶優(yōu)勢為客戶提供“可靠、靈活、安全”的數(shù)據(jù)存儲、虛擬主機及應用托管服務美國Verizon的CAAS(Computing as a Service)服務也在2009年6月正式推出，主要提供在線存儲、虛擬主機和應用托管等服務??? 總體來看，英國電信對云計算領域的探索代表了通信行業(yè)未來對外提供云服務的方向，那就是協(xié)同上下游建立產(chǎn)業(yè)鏈、發(fā)揮運營商的固有優(yōu)勢和資源，為客戶提供高。