云计算的关键技术及发展现状论文
第1篇：云计算的关键技术及发展现状论文
云计算的关键技术及发展现状论文
居巍杰
摘要：本文给出了云计算的定义，总结了云计算的关键技术，揭示了云计算是多种新技术的综合发展产物，并详细介绍了云计算的发展现状。
关键词：云计算；数据存储；编程模型；云安全
1. 前言
云计算(Cloud Computing)是一种新近提出的计算模式。云计算将待处理的数据送到互联网上的超级计算机集群中进行计算和处理，把互联网变成一种全新的计算平台，能够在网络上实现按需购买与按使用付费的业务模式。自从云计算的概念提出来以后，立刻引起业内各方极大的关注，现在已成为信息领域的研究热点之一。云计算到底是什么？为什么需要云计算？云计算的关键技术有哪些？云计算的发展现状如何？本文将就上述问题展开叙述。
2. 云计算定义
云计算（Cloud Computing）是由分布式计算（Distributed Computing）、并行处理（Parallel Computing）、网格计算（Grid Computing）发展而来的，是一种新兴的商业计算模型。目前，对于云计算的认识在不断地发展变化，云计算仍没有普遍一致的定义。
IBM公司于2007年底宣布了云计算计划，云计算的概念出现在大众面前。在IBM的技术白皮书“Cloud Computing”[1]中的云计算定义：“云计算一词用来同时描述一个系统平台或者一种类型的应用程序。一个云计算的平台按需进行动态地部署(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，防火墙以及其他安全设备等。云计算在描述应用方面，它描述了一种可以通过互联网Intemet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。任何一个用户可以通过合适的互联嘲接入设备以及一个标准的浏览器就能够访问
一个云计算应用程序。”
云计算是基于互联网的超级计算模式，包含互联网上的应用服务及在数据中心提供这些服务的软硬件设施，进行统一的管理和协同合作。云计算将IT 相关的能力以服务的方式提供给用户，允许用户在不了解提供服务的技术、没有相关知识以及设备操作能力的情况下，通过Internet 获取需要的服务。
通过对云计算的描述，可以看出云计算具有高可靠性、高扩展性、高可用性、支持虚拟技术、廉价以及服务多样性的特点。现有的云计算实现使用的技术体现了以下3个方面的特征[2]：
（1）硬件基础设施架构在大规模的廉价服务器集群之上．与传统的性能强劲但价格昂贵的大型机不同，云计算的基础架构大量使用了廉价的服务器集群，特别是x86架构的服务器．节点之间的巨联网络一般也使用普遍的千兆以太网．
（2）应用程序与底层服务协作开发，最大限度地利用资源．传统的应用程序建立在完善的基础结构，如操作系统之上，利用底层提供的服务来构造应用．而云计算为了更好地利用资源，采用了底层结构与上层应用共同设计的方法来完善应用程序的构建．
（3）通过多个廉价服务器之问的冗余，使用软件获得高可用性．由于使用了廉价的服务器集群，节点的失效将不可避免．并且会有节点同时失效的问题．为此，在软件设计上需要考虑节点之间的容错问题，使用冗余的节点获得高可用性．
3. 云计算关键技术[3][4]
云计算是一种新兴的计算模式，其发展离不开自身独特的技术和所涉及的一系列其他传统技术的支持，并借助SaaS/PaaS/IaaS 等先进的商业模式把这强大的计算能力分布到终端用户手中。
（1）虚拟化技术
虚拟化是实现云计算的最重要的技术基础，虚拟化技术实现了物理资源的逻辑抽象和统一表示，它是指计算元件在虚拟的基础上而不是真实硬件的基础上运行。通过虚拟化技术可以提高资源的利用率，并能够根据用户业务需求的变化，快速、灵活地进行资源部署，实现动态负载均衡；同时与硬件无关的特性带来系统自愈功能，提升系统的可靠性。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。
（2） 数据存储技术
为保证高可用性、高可靠性和经济性，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。这样用户就无需考虑存储容量、数据存储位置以及数据的安全性和可靠性等问题。
另外，云计算系统需要同时满足大量用户的需求，并行地为大量用户提供服务。因此，云计算的数据存储技术必须具有高吞吐率和高传输率的特点。云计算的数据存储技术的主要代表有谷歌的GFS（Google File System）。IBM 的“蓝云”采用的是HDFS（Hadoop Distributed File System）数据存储技术。此外，一些IT 公司也提出了一些数据存储的解决方案。例如：微软公司提出的Skydrive，惠普公司的Upline 以及Sun 公司的Network.com。
云计算的数据存储技术未来的发展将集中在超大规模的数据存储、数据加密和安全性保证以及继续提高I/O 速率等方面。
（3）数据管理技术
云计算系统对大数据集进行处理、分析，并向用户提供高效的服务，因此，数据管理技术必须能够高效地管理大量的数据。另外，如何在规模巨大的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。云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。
（4）编程模型
为了使用户能更轻松地享受云计算带来的服务，让用户能利用该编程模型编写简单的程序来实现特定的目的，云计算上的编程模型必须十分简单，必须保证后台复杂的并行执行和任务调度向用户和编程人员透明。当前比较有代表性的是Google 和Hadoop 项目。Google开发了java、Python、C++ 编程工具Map/Reduce，它不仅仅是一种编程模型，同时也是一种高效的任务调度模型，主要用于数据集的并行运算和并行任务的调度处理。这种编程模型并不仅适用于云计算，在多核
和多处理器、cellprocessor 以及异构机群上同样有良好的性能。
（5）云安全
云计算是一种基于互联网的计算模式，提供服务的时候也就不可避免地出现像安全漏洞、信息泄露、恶意攻击和病毒侵害等普遍存在于既有信息系统中的共性安全问题。云安全经过样本收集和MD5 端匹配技术发展阶段，目前已发展到了第三代的可信云安全。可信云安全的特点是网上自动安全检测和防御，客户端可以优化到很小，以提高性能、减少资源消耗。
4. 云计算发展现状
目前，亚马逊，微软，谷歌，IBM，Intel等公司纷纷提出了“云计划”。例如亚马逊的AWS (Amazon Web Services)[5]、IBM和谷歌联合进行的“蓝云”计划等。这对云计算的商业价值给予了巨大的肯定。同时学术界也纷纷对云计算进行深层次的研究。例如谷歌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。美国卡耐基梅陇大学等提出对数据密集型的超级计算（DISC：Data Intensive SuperComputing）进行研究，本质上也是对云计算相关技术开展研究。
IDC的调查显示，未来五年云计算服务将急速增长，预期2012年市场规模可达420亿美元。目前企业导入云计算已逐渐普及，并且有逐年成长趋势。估计在2012年，企业投入在云计算服务的支出将占整体IT成本的25%，甚至在2013年提高至IT总支出的三分之一。由此可见，在各大公司以及学术界的共同推动下，云计算技术将会持续发展。
目前中国云计算的讨论多数集中在早期云计算的概念、技术和模式上。早期的云计算是一种动态的、易扩展的、通过互联网提供虚拟化IT 资源和应用的一种计算模式。用户不需要了解云技术内部的细节，也不必具有云内部的专业知识，更不需要直接参与、投入、建设、维护和控制就能直接按需使用并按用量付费。2008 年，IBM在无锡建立了中国第一个云计算中心，在北京IBM中国创新中心建立了第二个云计算中心—IBM大中华区云计算中心。2009 年初，在南京建立国内首个“电子商务云计算中心”。世纪互联推出“CloudEx”产品线，包括完整的'互联网主机服务“CloudExComputing Service”、基于在线存储虚拟化的“CloudEx StorageService”等云计算服务。
随着云计算的升温，国内的电信运营商也都积极投入到云计算的研究中，以期通过云计算技术促进网络结构的优化和整合，寻找到新的赢利机会和利润增长点，以实现向信息服务企业的转型。中国移动推出了“大云”（Big Cloud）云计算基础服务平台，中国电信推出了“e云”云计算平台，中国联通则是推出了“互联云”平台。我国企业创造了“云安全”概念，通过网状的大量客户端对网络中软件行为的异常监测，获取互联网中木马、恶意程序的最新信息，在服务端进行自动分析和处理，再把解决方案分发到客户端。瑞星、趋势等企业都推出了云安全解决方案。
随着云计算的发展，互联网的功能越来越强大，用户可以通过云计算在互联网上处理庞大的数据和获取所需的信息。从云计算的发展现状来看，未来云计算的发展会向构建大规模的能够与应用程序密切结合的底层基础设施的方向发展。不断创建新的云计算应用程序，为用户提供更多更完善的互联网服务也可作为云计算的一个发展方向。
5. 结束语
综上所述，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。它使用大量的普通商用机来构建系统，通过冗余存储的方式确保整个系统的可靠性和可用性。与传统超级计算机在底层编程不同，数据密集计算的云系统上使用基于Map-Reduce的高级编程模式。这使得编程人员可以不用考虑底层的并行化方式，专心与程序的逻辑实现。普通用户经过简单的学习，可以编写出满足自身需要的简单程序。
越来越多的IT厂商提出了自己的“云”计划，并投入大量资金推动云计算的发展。这恰恰为云计算提供了良好的发展机遇。虽然现在的云计算并不能完美地解决所有的问题，但是在不久的将来，一定会有越来越多的云计算系统投入实用，云计算系统也会不断地被完善，并推动其他科学技术的发展。
参考文献：
[1] Boss G，Malladi P，Quan D，Legregni L，Hall H．Cloud computing．IBM White Paper，2007．http：
//download．boulder．ibm．corn/ibmdl/pub/soRware/dw/wes/hipods/Cloud_computing_wp_final_80ct．pdf
[2] 陈康, 郑纬民. 云计算:系统实例与研究现状[J]. 软件学报, 2009, 20(5):
第2篇：云计算的关键技术及发展现状
云计算的关键技术及发展现状
摘要：云计算是一种全新的领先信息技术，结合 IT 技术和互联网实现超级计算和存储能力，它的目标是要像供水、供电、金融系统一样，把“计算力”作为一种公用基础设施、组织大规模的信息和计算资源，面向用户提供便捷、全面的公众服务，满足个人和社会信息服务的需要。
关键词：云计算
关键技术 发展现状
云计算的最初想法可以追溯到上世纪 60 年代，图灵奖得主 John McCarthy 提到的：“在不远的将来，计算有可能成为一种公共基础设施”。2007 年底，IBM 公司率先提出了他们的云计算计划，并将云计算平台描述为一个按需进行动态部署和配置的可伸缩性平台。
一、云计算的概念
对于云计算仍没有普遍一致的定义。美国国家标准技术研究院对云计算的定义: 云计算是一个模型, 这个模型是可以方便地按需访问一个可配置的计算资源(例如, 网络、服务器、存储设备、应用程序以及服务)的公共集。这些资源可以被迅速提供并发布, 同时最小化管理成本或服务提供商的干涉。中国云计算专家刘鹏给出的定义如下: 云计算将计算任务分布在大量计算机构成的资源池上, 使各种应用系统能够根据需要获取计算力、存储空间和各种软件服务。
通俗地理解, 云计算的 云 就是存在于互联网上的服务器集群
上的资源, 它包括硬件资源和软件资源, 本地计算机只需要通过互联网发送一个需求信息, 就能够获取所需的计算资源。
二、云计算的关键技术
云计算的发展离不开虚拟化、并行计算等核心技术的发展成熟, 正是这些计算机技术和网络技术的发展融合产生了云计算, 并借助 SaaS/PaaS/IaaS 等先进的商业模式把这强大的计算能力分布到终端用户手中。1.虚拟化技术
虚拟化作为云计算的核心特征, 是云计算依托的基础。虚拟化技术实现了物理资源的逻辑抽象和统一表示, 它是指计算元件在虚拟的基础上而不是真实硬件的基础上运行。通过虚拟化技术可以实现资源的最优利用;并能够根据用户业务需求的变化, 按需分配资源, 实现动态负载均衡;同时与硬件无关的特性带来系统自愈功能, 提升系统的可靠性。
虚拟化技术的对象可以涵盖从服务器、存储、网络到平台、应用等各个方面。2.分布式技术
分布式技术最早由 Google 规模应用于向全球用户提供搜索服务, 其分布式的架构, 可以让多达百万台的廉价计算机协同工作。分布式文件系统完成海量数据的分布式存储,分布式计算编程模型完成大型任务的分解和基于多台计算机的并行计算, 分布式数据库完成海量结构化数据的存储。
分布式文件系统作为分布式技术中最重要的实现部分,不管是 Google 的 GFS 还是 Hadoop 的 HDFS, 都是针对特定的海量大文件存储应用设计的, 可以实现数据存储访问的高可靠性、高访问性能、在线迁移、自动负载均衡。3.并行计算
并行计算是指同时使用多种计算资源解决计算问题的过程, 是提高计算机系统计算速度和处理能力的一种有效手段。它的基本思想是用多个处理器来协同求解同一问题, 即将被求解的问题分解成若干个部分, 各部分均由一个独立的处理机来并行计算。
并行计算是相对于串行计算(通常针对单个 CPU 或单台计算机)而言, 它将进程相对独立地分配于不同的节点上, 由各自独立的操作系统调度, 享有独立的 CPU 和内存资源(内存可以共享);进程间相互信息交换通过消息传递。4.SaaS/ P aaS/ I aaS 服务模式
服务模式创新是云计算的一个重要特性, 云计算彻底实现了计算机软硬件都是服务的变革, 今后用户所需要的东西只有一种 服务, 包括计算服务、网络服务、软件服务、平台服务、存储服务等。云计算服务模式主要有: SaaS(软件即服务)、PaaS(平台即服务)和 IaaS(基础设施即服务)。
SaaS 是用户获取软件服务的一种新形式, 用户不需将软件产品安装在自己的电脑或服务器上, 而直接通过网络向专门的供商获取自己所需要的相应软件功能服务。
PaaS 是指把开发环境(包括应用设计、应用开发、应用测试和应用托管)都作为一种服务提供给客户。客户不需要购买硬件和软件, 只需要利用 PaaS平台, 就能够创建、测试和部署应用和服务。IaaS 是指企业或个人可以使用云计算技术来远程访问计算资源, 这包括计算、存储以及应用虚拟化技术所提供的相关功能。无论是最终用户、SaaS 提供商还是 PaaS 提供商都可以从基础设施服务中获得所需的计算能力, 但却无需对支持这一计算能力的基础 IT 软硬件付出相应的原始投资成本。
三、云计算的发展现状
云计算作为业界热点，近年来世界各国对于它的研究和应用方兴未艾，许多政府部门和著名公司在研发与应用云计算的过程中作出了大量的工作和努力。
1.云计算在国外的发展
云计算与网络密不可分。云计算的原始含义是通过互联网提供计算能力。云计算的起源与亚马逊和 Google 两个公司有十分密切的关系，它们最早使用到了“Cloud Computing”的表述方式。目前美国公开宣布进入或支持云计算技术开发的业界巨头包括微软、谷歌、IBM、亚马逊、Netsuite、NetApp、Adobe 等。
Goog le 是 云 计 算 的 提 出 者。2006 年，Goog le 启 动 了“Google101”计划，引导大学生们进行“云”系统的编程开发。多年的搜索引擎技术的积累成果使 Google 在云计算技术上处于领先的地位，不仅提供在线应用，还希望发挥自身的数据库系统优势，成为在线应用的统一平台。Google 以发表学术论文的形式公开了其云计算三大法宝：GFS、Map/Reduce 和 BigTable，并在美国、中国等高校开设云计算编程课程。
微软于 2008 年 10 月推出了 Windows Azure 操作系统，这个系统作为微软云计算计划的服务器端操作系统（Cloud OS）为广大开发者提供服务。微软拥有全世界数以亿计的 Windows 用户桌面和浏览器，Azure（蓝天）试图通过在互联网架构上打造新云计算平台，让Wind ows 由 PC 延伸到“蓝天”上。
IBM 从企业内部需求的逐渐上升出发，在 2007 年 11 月提出了“蓝云”计划，推出共有云和私有云的概念。IBM提出私有云解决方案是为减少诸如数据、信息安全等共有云现存的问题，从而抢占企业云计算市场。依托 IBM在服务器领域的传统优势，IBM成为目前唯一一个提供从硬件、软件到服务全部自主生产的厂商。
2008年7月，雅虎、惠普和英特尔联合宣布将建立全球性的开源云计算研究测试床，称为 Open Cirrus，鼓励开展云计算、服务和数据中心管理等领域中各方面的研究。
Apple 是云计算领域的一位积极参与者。从近年来推出的 iTunes服务，到Mob ile Me服务，到收购在线音乐服务商Lala，再到最近在美国北卡莱罗纳州投资 10 亿美元建立新数据中心的计划，无不显示其进军云计算领域的巨大决心。
这些国际知名大公司在全世界建造了庞大的云计算中心。譬如：Goog le 的搜索引擎分布于 200 多个站点、超过 100 万台服务器的支撑，而且设施数量正在迅猛增长。
2.云计算在国内的发展
目前中国云计算的讨论多数集中在早期云计算的概念、技术和模式上。早期的云计算是一种动态的、易扩展的、通过互联网提供虚拟化IT 资源和应用的一种计算模式。用户不需要了解云技术内部的细节，也不必具有云内部的专业知识，更不需要直接参与、投入、建设、维护和控制就能直接按需使用并按用量付费。
2008年，IBM在无锡建立了中国第一个云计算中心，在北京 IBM中国创新中心建立了第二个云计算中心———IBM 大中华区云计算中心。2009 年初，在南京建立国内首个“电子商务云计算中心”。世纪互联推出“CloudEx”产品线，包括完整的互联网主机服务“CloudEx Comp uting Service ”、基于在线存储虚拟化的“CloudEx Storage Service ”等云计算服务。
随着云计算的升温，国内的电信运营商也都积极投入到云计算的研究中，以期通过云计算技术促进网络结构的优化和整合，寻找到新的赢利机会和利润增长点，以实现向信息服务企业的转型。中国移动推出了“大云”（Big Cloud）云计算基础服务平台，中国电信推出了“e云”云计算平台，中国联通则是推出了“互联云”平台。
我国企业创造了“云安全”概念，通过网状的大量客户端对网络中软件行为的异常监测，获取互联网中木马、恶意程序的最新信息，在服务端进行自动分析和处理，再把解决方案分发到客户端。瑞星、趋势等企业都推出了云安全解决方案。
随着云计算的发展，互联网的功能越来越强大，用户可以通过云计算在互联网上处理庞大的数据和获取所需的信息。从云计算的发展现状来看，未来云计算的发展会向构建大规模的能够与应用程序密切结合的底层基础设施的方向发展。不断创建新的云计算应用程序，为用户提供更多更完善的互联网服务也可作为云计算的一个发展方向。
四、总结
云计算是基于多种技术的新兴计算模式，现代软件应用和商务处理的全球化、信息化和自动化，必将为云计算的研究发展提供广泛的市场和应用背景。云计算具有超大规模、虚拟化、高可用性、高可靠性、按需服务及其廉价等特点，经历近年的许多成功案例和经验后，正在迅速普及应用。云计算所带来的新兴 IT资源共享和应用模式是互联网之后的又一次变革，将给 IT产业特别是软件服务业带来深远影响。
参考文献：
[1]刘鹏.《云计算》.电子工业出版社.2010,(3).[2]张为民.云计算-深刻改变未来.科学出版社，2009:203.[3]李晓伟,沈艳秋.云计算及其发展进程.科技信息，2011(15):81-82.
第3篇：云计算的关键技术及发展现状
云计算的关键技术及发展现状
姓名：李云迪 学号：2320130001 北京大学
摘要：云计算从最早的提出概念到现今各大云服务提供商的研发，实际只在短短几年时间。目前，最简单的云计算技术在网络服务中已经随处可见，例如搜索引擎、网络邮箱等，使用者只要输入简单指令即能得到大量自己所需的信息。但是，从一种新的业务模式的发展周期来看，尤其是从我国的情况来看，目前的云计算还只能算是初步发展阶段。本文主要对云计算技术的应用特点、发展现状、利处与弊端以及对云计算的应用存在的主要问题进行了探讨分析，最后是关于云计算的挑战及其展望。
关键词：云计算；云服务提供商；云计算应用；技术发展
1、云计算的定义
计算机的应用模式大体经历了以大型机为主体的集中式架构、以pc机为主体的c/s分布式计算的架构、以虚拟化技术为核心面向服务的体系结构（soa）以及基于web2.0应用特征的新型的架构。云计算发展的时代背景是计算机的应用模式、技术架构及实现特征的演变。
“云计算”概念由google提出，一如其名，这是一个美妙的网络应用模式。在
第4篇：云计算关键技术
浪潮实施“云海”战略 填补云计算关键技术空白
摘要：云计算是一种基于互联网的应用模式，能够让计算服务像水、电等公共服务一样，随需取用、按量付费，被视为信息产业的第三次革命，它将是未来社会信息化的主要形式，也是未来国家信息战略安全的主要载体。
舜网讯 浪潮集团正式发布“云海In-Cloud”战略，开始全面推进云计算业务。作为云海战略的重点，浪潮首次定义“行业云”概念，并宣布将于年内推出国内首个自主开发的云计算操作系统，我国在云计算这一战略新兴领域的关键技术空白将因此被填补。
浪潮云计算市场战略布局初步形成
云计算是一种基于互联网的应用模式，能够让计算服务像水、电等公共服务一样，随需取用、按量付费，被视为信息产业的第三次革命，它将是未来社会信息化的主要形式，也是未来国家信息战略安全的主要载体。“云海”战略的正式实施，标志着作为国内IT产业的骨干企业的浪潮集团对中国云计算市场的战略布局已经形成。
作为云海战略的重点，浪潮首次定义“行业云”概念，提出“行业云”作为“公有云”的重要组成部分，是未来中国云计算市
