云计算技术概念篇(1)

[关键词]云计算;统一交换构架;统一虚拟化;统一计算系统

abstract: cloud computing is a new technology for network computing under the ip architecture, and its potential lies in new ict business applications. for the majority of operators and enterprises, the main task of cloud computing is data centre transformation. this will ensure cloud computing becomes more widespread among enterprises, institutions, organizations, and operators. cloud computing will not only provide traditional it resource usage and application services, but will also support full resource usage and application services—such as it, communications, video, mobile, as well as internet of things under a converged network infrastructure. some key cloud computing technologies include unified fabric, unified virtualization, and a unified computing system. the formation of an open industry alliance and promotion of open technology standards will also be strategically critical for future development of cloud computing.

key words: cloud computing; unified fabrics; unified virtualization; unified computing system

随着有关云计算概念、术语和技术的不断涌现和大量报道,人们对在企业中采用和实施云计算技术的热情大增。WWw.133229.cOM现在人们对云计算可能带来的好处已有所了解,但同时也应该看到,由于云计算概念和技术比较新颖,涵义比较宽泛,再加上市场上一些人将云计算放大成无所不包、无所不能和无所不在的万能技术,因此对云计算的描述和推销多少出现了一些浮燥和炒做的嫌疑。云计算有点像天上的云的感觉:飘忽不定,虚无缥缈。本文认为,脱离实际过分夸大或缺乏全面分析地炒做云计算不仅可能带来误解,也会使得云计算的市场实践盲目推进,对于云计算产业在

应该说,云概念这个术语的诞生和使用纯属偶然。在互联网技术发展的早期阶段,技术人员都习惯性地将互联网画成一朵“云”来代表,因为这样一来,人们可以简化网络内部的技术细节和复杂机制来方便讨论新技术。随着互联网技术的飞速发展,互联网应用的全面普及和广泛深入,互联网技术使ict应用架构发生了深刻和根本的改变,于是采用云计算来代表和体现新型的网络计算特征和技术趋势就变得非常自然。因此,云计算这一术语很容易就在业界流行起来。 　互联网技术成为ict应用的基础,层出不穷的互联网应用需求也要求ict理念进行重新思考和设计。这种改变不仅带来ict应用平台的更新换代,而且也带来ict应用实现和商用模式的创新。这种变化的影响是如此巨大而鲜明,以至于人们可以从多个角度和视角来描述这些新的特征和现象。尽管云计算的概念和定义很多,但究其本质还是为了满足ict应用和业务的网络实现。为了理论和讨论的严谨性,本文给云计算更为明确而严格的定义:云计算是在整合的架构之下,基于ip网络的虚拟化资源平台,提供规模化ict应用的实现方式。

云计算的实质是网络下的应用,是由ip和it技术共同构建的。从发展的角度来看,“云”的技术和目标是一个逐步演化的过程。比如,web技术出现时,就具备了云计算的应用特征有了统一界面的雏形。随着服务器应用平台上的虚拟化技术的成熟和web统一界面的推出,虚拟化和web走向结合,使得云计算可以在一个整合的架构上统一实现。

2 云计算的实现模型

如果说“云”的本质就是业务实现的方式,那么云计算有哪些新的业务模型呢?

比较熟悉的早期云计算实践来之于国际上以亚马逊、谷歌(google)和saleforces.com为代表的公司,并且都提供了具有显著特征,但又代表着不同模式的成功云业务。

基云系指将it的基础设施作为业务平台,直接按资源占用的时长和多少,通过公共互联网进行业务实现的“云”。基云的用户可以是个人,也可以是企业、集体和行政单位。基云在英文里是iaas,也称基础设施即服务。亚马逊(amazon)是业界通过其弹性计算云(ec2)最早实施基云的运营商。基云的it业务将计算、存储、网络、安全等原始it资源以出租形式租给用户。用户可以通过操作系统和应用软件(如数据库和web服务软件)使用租来的it资源。

平云系指将应用开发环境作为业务平台,将应用开发的接口和工具提供给用户用于创造新的应用,并利用互联网和提供商来进行业务实现的“云”。平云可以利用其他基云平台,也可以用平云运营商自己的基云平台。平云在英文里是paas,也称平台即服务。谷歌(google)通过其appengine软件环境向应用开发者提供平云业务,应用开发者必须采用appengine应用接口来开发应用。

软云系指基于基云或平云开发的软件。与传统的套装软件不同,软云是通过互联网的应用来进行业务的实现。软云业务可以利用其他的基云和平云平台,也可以利用软云运营商自己的基云和平云环境。软云在英文里是saas,也称软件即服务。saleforces.com是最著名的软云运营商之一,提供企业资源规划(erp)应用服务。软云为用户省去了套装软件安装、维护、升级和管理造成的麻烦,因为应用程序完全由软云运营商集中管理。

云计算按照层次可将业务模式划分为3层,最顶层是软云,中间层是平云,底层是基云。在基云之下是构建云计算的基础技术。

基于云计算的实践与运营案例,可以总结出云计算的基本特征:

(1)动态的高可扩展性

云技术使用户可以随时随地根据应用的需求动态地增减it资源。由于应用运行在虚拟平台上,没有事先预订的固定资源被锁定,所以云业务量的规模可以动态伸缩,以满足特定时期、特定应用及用户规模变化的需要。

(2)虚拟化的超大规模

云业务的需求和使用与具体的物理资源无关,it应用和业务运行在虚拟平台之上。云计算支持用户在任何有互联网的地方、使用任何上网终端获取应用服务。用户所请求的资源来自于规模巨大的云平台。

(3)高可用性

云平台使用数据多副本拷贝容错、计算节点同构可互换技术来保障服务的高可用性。任何单点物理故障发生,应用都会在用户完全不知情的情况下,转移到其他物理资源上继续运行,使用云计算比使用其他计算手段的可用性更高。

(4)按需使用,按用付费

云业务是一个庞大的资源池,用户按需购买,如同像自来水、电、煤气那样计费。无论是短期还是长期,云计算的商业模型都按使用量付费。

(5)资源复用,成本廉价

由于云计算采用资源的统计复用技术,所以it物理资源的利用率大为提高,从而使云的业务成本大大降低。

早期云计算的业务模式都有一个共同特点,那就是采用共有云(public cloud)的架构提供单云(stand-alone cloud)业务。共有云系指云业务的创立、拥有和提供由同一云运营商通过公众的互联网对所有公众开放的“云”。而单云系指提供相对单一功能应用的云实现,如搜索应用、it资源应用。

早期云计算采用的技术理念是将分布在不同物理地点低廉的计算资源通过互联网联系在一起,形成巨大的虚拟资源池来提供单云业务。云计算可以充分利用闲置的资源进行大量运算,同时能够快速调度资源使用量的增减,灵活应变资源用量的迁移和调配,从而极大地提高计算资源的可用性和利用率,提升应用功能实现的灵活性和扩展性,增强业务的可管理性和运营的性价比,达到绿色环保高效节能的目标。

尽管早期云计算展现了虚拟技术的巨大优点和市场运营上的成功。但是早期云计算仍然具有一些局限性:

云业务的提供缺乏品质保障和安全可控机制,而品质保障和安全可控机制对企业中的多数it应用至关重要。

云业务的实现模型基于特定的私有协议,因此云业务具有被云运营商锁定的风险和可能。

云业务的类型受限于若干特定的it单云业务,即不是企业里的一切it应用都能在共有云中有效实现。

造成这种局限的原因是由于目前共有云模型是建立在公众互联网之上,与网络的基础设施没有任何关联,云业务的实现是尽力而为的技术模式。另外,早期云计算的虚拟技术基于私有协议,除了较为低层的基云业务外,平云和软云业务几乎不具备跨运营商迁移的可能性,极大地限制了云的应用和业务范围的拓展。这就是为何早期云计算技术只限于若干特定的it单云业务,而不适用于更广泛的企业、行业和公众用户的ict业务。

彩云(rich media cloud)系指提供包括信息、语音、视频、移动和物联应用的多媒体应用的云计算平台。内云(internal cloud)系指云用户拥有云的全部资源,云平台由用户自己独用。专有云(private cloud)系指云用户自己可支配和控制的云。专有云可以是用户自己的云或租用云运营商共有云的一部分,或两者的组合。有的文献将其称为私有云,不仅不妥而且还容易产生误导,故建议称为专有云。

从现在到未来5年,云计算技术主要是面对企业、行业、机构和运营商所迫切需要的内云或专有云。这标志着云计算发展的第二个黄金时期。这个时期的云计算的主要任务是在充分发扬光大云计算早期技术的基础上,使虚拟化技术在计算、应用和网络3个平台整合,在早期云计算优势的基础之上提供具有品质可靠、安全可控、运营可管的新型云计算业务。目标是依赖开放的技术标准和开放的产业联盟为企业、行业、机构和运营商提供具有彩云能力的技术体系和运营模式,为企业数据中心转型和ict应用转向云技术而努力。之所以称第二个时期为云计算发展的黄金时期,是因为这个时期的云计算市场较早期更大,云业务范围更广。

3 企业数据中心架构演变

无论是公有云还是专有云,都离不开强大的数据中心和ip网络的支持。云计算发展下一个阶段的主要任务将集中于企业、行业、机构和运营商的it与通信应用。所以有必要全面分析目前企业it应用的需求、数据中心技术演进所面临的挑战以及企业数据中心向内云转型的关键技术。 3.1 企业传统it应用架构面临的挑战

企业传统it应用的主体平台是数据中心,而传统的数据中心往往是堆叠架构,包括it资源和分离的it应用。随着企业it应用的急速增长,传统的数据中心架构已不能适合市场需求。在过去的几年里,一方面服务器的数量和存储的容量等物理资源以每年40%～70%的增速增长,但另一方面,每个物理资源(如服务器)的利用率却只有10%～25%。物理资源增加使得电费和冷却系统的费用占整个数据中心费用的比重越来越大,有的甚至高达25%～30%。物理资源增加还使得数据中心的部署越来越复杂,这导致人为因素成为数据中心故障的重要部分(有的甚至高达54%)。这一切都使数据中心的运维费用越来越大。面对未来ict应用的增长,web2.0应用的快速实施、部署以及面向业务的架构(soa)的发展,企业数据中心走向内云架构势在必行。

3.2 内云架构实现步骤

让传统数据中心具有更高物理资源利用率,让一个数据中心能够为多个用户所共同使用,让多用户的多应用动态地使用同一物理的资源池,而它们之间又有安全的隔离,是未来企业数据中心走向云计算架构的目标。数据中心将在充分借鉴利用早期的云计算优势的同时,保留数据中心的传统好处:品质可靠、安全可控、运营可管。这种既具备传统数据中心的好处,又具备早期的云计算优势的新型云计算架构就是本文将重点讨论的企业内云技术。

实现企业数据中心向内云架构的转化需要3个步骤:整合化、虚拟化和自动化。

(1)整合化

从数据中心技术架构的发展趋势来看,it架构有必要以网络为平台进行整合。

首先,应用所要求的底层服务功能应更多地被整合到底层设施中去。业务层面应更多地关心行业it应用的效率,而非自身的安全性、可靠性、可达性等基础性的服务功能。数据中心整合的一个重要思路是将原来围绕应用而随意堆叠和搭建的silo结构,向网络为核心的平台架构转移。原来围绕应用服务器而连接的it资源(如存储器)应通通搬到网络上去。网络可以连接各种各样的it资源和基础性的服务功能。网络成为数据中心资源虚拟化以后的数据交换平台,为物理资源提供逻辑服务,为应用需求提供动态业务部署。ip网络作为一个平台,各种各样的应用都可以享受虚拟化资源提供的计算服务。

企业往往在发现数据中心的使用效率不高、资源浪费和耗能情况严峻后开始考虑数据中心架构的整合。如果在架构的整合设计中采用一些具有云计算理念的前瞻性技术,无疑将有利于加快企业云计算架构的实施。

(2)虚拟化

虚拟化其实就是把已整合的资源以一种与物理位置、物理存在、物理状态无关的方式进行调用,是从物理资源到服务形态的质变过程。虚拟化是实现物理资源复用、降低管理维护复杂度、提高设备利用率的关键,同时也为未来自动实现资源协调和配置打下基础。

值得一提的是,由于数据中心虚拟化是一个非常热门的话题,大部分企业往往面对其现有的数据中心并不知道应该如何下手。其实,数据中心的整合是数据中心虚拟化的前提,在企业对数据中心有一个很好的整合架构以后,虚拟化的任务就会很容易实现。

(3)自动化

在整合、虚拟化基础上,底层资源和功能便可以有条件被智能系统自动和动态地调用和管理。管理员将应用策略传递给智能系统。智能系统通过最优化的计算和资源配置,自动完成相关物理资源的调度,最经济、最有效地完成功能提供任务。有限的资源可以最大化地提供服务,管理员的管理差错和漏洞将降为最低,这是最理想化的资源调用模式,也是云计算所终将达到的目标。

自动部署是以服务为导向的数据中心的根本标志。自动化就是数据中心实现随业务量的变化而对资源做出自动调配的动作,是资源的动态增减、快速调度和灵活部署。

3.3 内云模型

内云模型的实现要根据大型企业数据中心的长期实践经验,结合统一的ip/it架构,对服务资源进行充分共享和灵活调配,从而降低内云建设和运维成本,提高业务开发和部署效率,满足最终用户按需服务的需求。企业的内云模型方案要求采用一系列新技术,从而提供有差异化、安全可靠和有品质的彩云业务。

企业数据中心向内云架构转化需要利用三大关键技术。

(1)统一交换架构(unified fabrics)

实现统一交换架构需要依赖一系列创新技术。有代表性的技术有:万兆数据中心以太网技术(dec)和以太网光纤通道技术(fcoe)。

传统数据中心的交换技术多数停留在千兆水平。因为过去的服务器的处理能力和i/o接口能力有限,对宽带需求相对较低,限制了高密度和高性能千兆端口的发展。

专为新一代数据中心设计的万兆以太网技术(dce)将传统以太网改进为高性能、低延迟,高性价比,不丢包,并具备优先级流控机制的以太网。ieee dce标准支持二层多路径以太网,不仅能够支持无损失以太网和超大规模数据中心,而且为企业数据中心简化和向内云架构整合提供了必不可少的技术。

现有的数据中心网络包含ip局域网、光纤存储网和高性能计算网络,而这3个网络采用不同的网络桥接标准和技术。ip局域网采用以太网,光纤存储网采用光纤通道,高性能计算网络采用hyperlink。考虑网管和备份的需要,服务器需要各种不同的i/o网卡,通过复杂的网络结构来连接。

在以太网架构上映射和传送光纤通道帧采用以太网光纤通道(fcoe)技术。fcoe可以使得光纤通道帧能够无损地运行于数据中心以太网络上。fcoe使光纤存储和以太网可以共享同一个端口,使局域网(lan)和存储区域网络(san)一次连接服务器,从而大大减少i/o适配器和线缆的数量。

采用dce和fcoe技术为核心的统一交换架构,可以在一个低延迟、无损耗的10g以太网平台上实现访问所有目前的3个独立网络(lan、san和高性能计算网络)的资源。不仅整合了网络物理资源,减少了设备、网卡、适配器、交换机、布线电缆的数量,还降低了功率/冷却要求,节省了电力损耗,优化了网络架构,简化了运维管理。

(2)统一虚拟化机制(unified virtualization)

计算平台/服务器的虚拟化可使上层应用根据自己所需的计算资源对cpu、内存、i/o和应用功能等实现自由调度,而无须考虑该应用的物理关联和位置。当前商用化最为成功的x86服务器虚拟化解决方案是vmware的vmotion,微软的虚拟服务器和许多其他第三方厂商(如intel、amd等)也正在加入,使得服务器虚拟化的解决方案越来越完善。

当我们通过采用软件技术对硬件资源进行虚拟化处理时,当一个服务器可以被虚拟为数个服务器时,数据中心运营、管理和策略就会变得非常复杂。虚拟化技术绝对不是免费的午餐,虚拟化在带来好处的同时也带来了更多的管理流程以及软件的移植、验证和安全方面的挑战。

然而人们越来越意识到服务器虚拟化系统的解决方案中除了应用、主机、操作系统的角色外,网络将是一个更为重要的角色,这里的网络不仅指数据网络,还包括存储和计算网络。网络将把各个资源联系成为一个整体,网络将是实现资源虚拟化的桥梁。云计算的概念是需要无处不在的数据中心,而服务器虚拟化是依靠虚拟机的迁移技术实现与物理资源无关的资源共享和复用。虚拟机迁移需要一个跨地域的一致的虚拟化网络环境。

网络是确保企业内云架构下的彩云业务服务品质和安全可靠保障的根本。所以虚拟化技术要求端到端立体的虚拟化。不仅计算层面和存储层面虚拟化,应用层面和网络层面也要虚拟化,更为重要的是虚拟化必须端到端的立体一体化。这也是内云和彩云与早期共有云和单云技术的本质区别。 　设计出统一的虚拟化机制,使计算平台、应用平台和网络平台的虚拟化相互结合、相互关联和相互感知非常重要。没有统一的虚拟化机制,监控和执行基于虚拟机的不同的网络和存储策略非常困难,内云平台的可扩展性将受制约,也使得多个物理机执行相同的应用时,跨网络实现虚拟化难以执行。

vn-link技术已被提交ieee作为标准。vn-link技术使网络与服务器虚拟化时能相互关联和相互感知,使网络具备服务器的虚拟机意识,即在网络上可以区别传递的信息是来自于哪个虚拟机。网络根据虚拟机和相对应的策略来提供相应的服务,当虚拟机迁移,相应的网络跟踪手段保证服务的全局一致性。

(3)统一计算系统(unified computing system)

人们在谈论云计算实施时,实际看到的还是一个个的虚拟化应用孤岛,孤岛化的平台以及部件的孤岛化。云计算在带来好处的同时,也带来挑战:虚拟化增加了复杂性;孤岛化带来多点集成与管理的挑战,增加了运维成本和风险,使应用和业务部署能力低下。

企业内云和彩云实现的关键是如何采用一体化的系统来集成和管理各个组件:计算、网络、存储和虚拟化资源,从而帮助用户不仅降低ict基础设施的成本而且还要降低运营和管理的复杂性,从根本上提高ict业务的灵活性,使其适应未来业务高速发展的需求。

统一计算系统(ucs)将服务器融合到网络平台。服务器采用intel nehalem处理器系列的全新b系列刀片服务器。这些刀片服务器提供获得专利的增强内存技术,从而提高每台服务器所支持的虚拟机数目。统一计算系统对外接口提供了对于存储局域网和网络连接存储(nas)的整合访问。用户可以通过以太网、光纤通道、以太网光纤通道或小型计算机系统接口(iscsi)来访问存储,从而使投资得到最大限度的保护。统一计算系统内只需要一个数据中心交换机就可以完成交换功能,大大减少了设备、i/o接口以及布线数量,降低了运维成本。更少的设备将使一体化的数据中心解决方案在价格上具有竞争优势,从而大大降低客户的总体拥有成本(tco)。

组件的一体化带来管理上的方便,使管理功能被集成到系统的所有组件之中。ucs manager能将整个解决方案作为单一实体来进行管理。ucs manager提供了一个直观的图形化用户界面(gui)、一个命令行界面(cli)和一个强大的应用编程接口(api)。管理能力是统一计算系统最重要的组成部分,而虚拟机管理技术则是管理能力的核心部分。

统一计算系统代表着数据中心从传统云计算走向未来云计算,其独特的理念包括:采用下一代数据中心的网络理念和技术,如数据中心级交换平台、dcb/fcoe统一交换架构等。统一交换平台能实现或优化很多应用,如大规模的高性能计算以及搜索引擎等。统一计算系统去除不必要的交换机、网卡、电缆线、管理模块,实现统一网络、统一虚拟化、统一计算、统一管理的组件一体化的云平台架构。

4 运营商与云计算

云计算正在改写it、通信、互联网领域的游戏与竞争规则。

互联网流量的迅猛增长和应用的不断创新,对电信运营商的业务产生了巨大冲击。网络应用日益呈现可视化、社区化、个性化的趋向,与此相对应,运营商更加关注投入的回报和服务提供的灵活性。

电信业传统的理念是按业务建网,一个网络对应一项业务,由此形成了一个个业务孤岛,不仅无法优化利用网络资源,更带来了管理和运营的复杂性。

云计算技术的出现为电信运营商带来挑战和新的机会。电信运营商拥有丰富的网络带宽资源,建成的众多大型数据中心也拥有丰富的计算机软硬件资源,具备拓展内云架构,开展具有竞争性的彩云业务的天然优势。电信运营商业务转型过程中要注意充分吸收新技术,发扬传统优势。

在考虑云架构的时候,运营商应该抓住两个根本:一是运营商将原来的数据中心或业务中心的整合,使其变成一个新的业务和数据中心;二是运营商充分利用已经建设起来的下一代网络。两者都在ip网上运行,如果整合在一起,将构成一个强大而灵活的统一业务实现系统。它既能成为运营商的传统业务(如固话、视频、移动业务和互联网的数据业务)的统一实现平台,同时也能够支持未来可以想象到的各种彩云应用和业务。与传统业务平台不同的是,彩云平台可以把数据中心和业务传输网络关联在一起,提供更安全、更高品质应用。电信转型中的两大核心问题:降低运营成本、加快新业务市场化速度,都将因为引入统一业务的彩云平台迎刃而解。

5 云计算的未来

云计算发展的最终目标是使用户的云业务可以跨多个云运营商来实现。云业务完全依赖于开放的标准。不仅是单云业务,彩云业务也可以任意地跨运营商迁移和过渡。甚至于企业用户的彩云业务需求可以在多个云运营商的云中如行云流水般运行自如。跨云(inter-cloud)系指基于通用的和开放的标准下,云的应用可以跨不同的云运营商进行增减和调度。跨云能使企业的内云应用利用云运营商的专有云来备份或分担。行云(open-cloud)系指用户的彩云应用需求可以通过多个可以跨云的多云运营联盟和组合来实现。未来云计算发展的关键是建立开放的产业联盟和开放的技术标准。

6 参考文献

[1] mell p, grance t. draft nist working definition of cloud computing [r]. nist, 2009.

[2] cloud computing drives new networking requirements [r]. the lippis report, 2009.

[3] cisco nexus 1000v virtual ethernet switch [r]. cisco system, 2009.

云计算技术概念篇(2)

【关键词】 云计算 虚拟化技术

云计算和虚拟化技术的出现极大的促进了计算机行业的发展，随着时代的不断发展，云计算和虚拟化技术在实际中的应用也越来越广泛。

本文主要针对云计算和虚拟化技术中的一些关键技术进行了探讨，从而可以更好的指导人们科学合理的使用上述技术。

一、相关概念

云计算来源于三种计算方式，分别是并行计算、分布式计算以及网格计算，云计算是多种理念融合的结果，包括虚拟化和公用计算等。虚拟化的本质是一个广义的概念，具体指的就是计算机软件的运行基础不是实际存在的，而是一个虚拟化的存在。

虚拟化技术的最大优势就是可以帮助使用者实现对相关资源的优化管理，通过对现有资源进行有效的规划来提高对资源的使用效率，如高弹性、高可靠、高可用等。总的说来，从概念的角度讲，虚拟化技术属于云计算的范畴。

二、云计算和虚拟化技术的特点

2.1云计算的特点

在云计算中，除了虚拟化技术还存在很多其他的技术，下面笔者重点介绍一下云计算的一些特点：

1、资源池化：通过虚拟化技术将物理资源形成资源池，以便实现应用的扩展、迁移、备份等功能。资源池化是云计算可以弹性提供资源服务的前提条件。

2、灵活调度：云计算可快速和弹性地向用户提供和回收资源。从用户角度看，可以在任何时间以任何量化方式购买资源。

3、自助服务：用户可以随时、随地自助获取到相应资源，如计算能力、网络带宽和存储空间。

4、网络分发：用户不需要部署相关的复杂软硬件基础设施和应用软件，直接通过互联网或企业内部网访问即可获取云中的资源。

5、服务可衡量：云服务系统可以根据服务类型提供相应的计量方式，如根据用户使用云资源的时间长短和资源的多少进行服务收费。资源的使用可被监测、控制以及对供应商和用户提供透明的报告。

2.2虚拟化技术的特点

关于虚拟化技术，笔者总结的特点如下：

第一，虚拟化技术具有一定的针对性。具体来讲，如果虚拟化产品有所不同，那么它所需要的虚拟化技术也就是不同的。在实际应用中，服务器和网络就衍生了不同的虚拟化方向。虚拟化技术为云计算提供了比较好的基础技术支撑，现阶段使用的相对较多，但是虚拟化技术并不是唯一的可以为云计算提供技术支撑的技术。

第二，虚拟化技术关注的主要问题是如何摆脱对硬件的依赖。目前人们比较接受的实现方式就是为硬件设计虚拟化产品，从而构建统一的计算界面。但是，从这个角度将，虚拟化技术和云计算有着明显的不同，云计算关注的是如何将计算资源以服务的方式交付给使用者。

第三，虚拟技术对本地计算有一定的规定。针对本地终端的计算问题，虚拟技术显得无能为力，这主要是因为虚拟化技术不能实现对远程计算，只能实现对资源的动态配置。

三、结语

从概念的角度讲，虚拟化技术属于云计算的范畴。云计算和虚拟化技术具有一定的相似之处，最主要的就是两者都可以将硬件平合到一起，从而更好的满足使用者的需求。但是，和虚拟化技术相比，云计算不但拥有更加丰富的技术内涵，还拥有相对更大的规模。

目前，虚拟化技术和云计算的应用十分广泛，使用者要想对上述技术进行科学合理的使用，首先必须透彻的了解上述技术，明确两者之间的联系和区别。本文主要以云计算和虚拟化技术为研究对象，主要探讨了两者的特点，希望可以为相关人员提供一定的参考。

参 考 文 献

[1]陈思锦，吴韶波，高雪莹.云计算中的虚拟化技术与虚拟化安全[J].物联网技术，2015，03：52-53+57.

[2]王笑帝，张云勇，刘镝，张尼，于一鸣.云计算虚拟化安全技术研究[J].电信科学，2015，06：8-12+24.

[3]高其胜，陈艳峰.云计算虚拟化安全研究[J].图书馆学研究，2015，11：46-50.

[4]李树波，罗林，杨艳.云计算与虚拟化技术研究[J].软件导刊，2013，01：141-143.

云计算技术概念篇(3)

随着计算机技术的发展和网络的普及，网络语言（包括计算机术语）已经成为人们生活中的一部分，本文以新生计算机术语“云计算”为分析对象来说明隐喻概念体系的工作机制，同时也证明了隐喻的普遍性和重要性。

一、隐喻的理论基础

Lakoff和Johnson在其著名的《我们赖以生存的隐喻》一书中，提出了隐喻不仅仅是一种修辞现象，本质上更是人们的认知手段和思维方式，隐喻是通过概念之间的跨域映射实现的。隐喻和认知语言学密不可分。

二、“云计算”概念

最近，一个比较常用的新生计算机隐喻就是“云计算”。“云计算”是一种基于因特网的超级计算模式，在远程的数据中心，几万甚至几千万台电脑和服务器连接成一片，用户通过电脑、笔记本、手机等方式接入数据中心，按各自的需求进行存储和运算。“云计算”是对分布式处理、并行处理和网格计算及分布式数据库的改进处理，是一种网络计量式服务的计算模式。在“云计算”模式中，用户所需的应用程序并非运行在个人计算机上，而是运行在互联网大规模服务器集群中，所有的数据也存储在互联网数据中心。

三、“云计算”隐喻分析

我们知道，大自然会影响到人们生活的方方面面，同样，对自然现象的感知会成为人们认知世界的一部分。人们对各种自然现象的变化会产生不同的感受，比如阳光明媚的天气会使人心情舒畅；阴云连绵的日子又会使人感觉沉闷。天空中的云朵千变万化，自然会激发人们无穷的想象。“云”这个隐喻反映了人们对自然现象的概念化过程，而云的相关概念不是孤立存在的，而是相互联系的，具有系统性的，因此，人们在认知不熟悉的事物时会联想到有相关特点的自然现象“云”。那么，业界为什么只用“云计算”而不采用“森林计算”或是“海洋计算”呢？首先我们可以根据一些相关的汉语成语和英语惯用说法来了解下“云”的基本含义。

1.“云”喻数目众多：当人们看到天空中云朵漫漫，数不胜数时，就自然和“众多”这一义项产生联系。例如：“云山云海”、“宾客如云”。在英语中有这样的说法：The mosquitoes were coming in clouds.

2.“云”喻不实际、虚幻：云具有飘忽不定、变幻无穷的特征。人们对云的这种体验产生了“不实际、虚幻缥缈”这一义项。如“云诡波谲”、“过眼烟云”、“风云变幻”。He was lost in the clouds.

综上所述，在本质上，云是不透明的；云通常也是大规模并且有一定距离的；云可能是重叠的，它们可能会动态地相交或分裂。正是基于以上特点，在计算机网络理论应用中，很长时间以来“云”本身在网络图中一直用以表示黑匣子设备或者实体，这些黑匣子设备或者实体对外的接口是为人熟知的，但是其内部的路由和处理方式对于网络用户完全不可见。由“云计算”概念可知，“云计算”是基于因特网系统平台的；“云”是数据存储和应用程序的服务中心；“云”的背后隐藏着巨大的计算资源，包括硬件和软件。因此，“云计算”内部的事物是不透明的，没有具体的边界，而且是动态的、大范围、大规模的网络数据传输。

根据概念整合理论，在“云计算”这一概念形成之前，首先存在两个输入空间：源域（自然物质云）空间和目标域（计算机网络“云计算”）空间。两个空间之间的对应元素存在部分映射关系：第一，源域中的云通常规模巨大，而目标域中的“云计算”则是由大规模的集群化服务器提供服务的；第二，自然物质云是不透明的，而“云计算”是在因特网中进行的，人们是看不到其内部结构的，此外，人们还常常用云状图来表示网络设备；第三，自然云是大范围交错重叠分布的，而“云计算”的数据传输正是通过大范围交错相织的互联网实现的。当然，自然云会给人带来虚幻的印象，但在“云计算”这个隐喻中并无明显的相似特点对应。其次，类属空间和每一输入空间之间进行映射，这时与对应元素映射关系无关的特点就会被排除掉。两输入空间元素的相似的结构组织会映射在类属空间里，在云和“云计算”的概念里，这种相似结构分别是数量、性质、方式。两个输入空间中的对应元素是产生映射关系的基础，用实线表示，而两个输入空间中的元素与类属空间和合成空间中元素之间的映射关系用虚线来表示。源域空间云的相关特性与目标域空间“云计算”的相关特性一起投射到合成空间，在组合关系过程中相关的元素会合二为一，不相关的元素则会以独立元素的形式出现，因此产生以下概念：“云计算”是通过大量计算机终端实现的；“云计算”是一种后台服务；“云计算”是一种覆盖广泛的网络服务。再经过概念完善和扩展的认知运作过程形成层创结构，在“云计算”这个层创结构里，人们便会有以下理解：“云计算”非常高效便利，使网民能够共享无限的公共资源和实时的网络服务。这样“云计算”的概念就逐渐清晰了。

层创结构能够创造出新的意义结构，因此隐喻化的概念往往会比原始概念更加丰富。经过类推，我们还可以理解其它与云相关的计算机术语，如：“云资源”、“云鉴定”、“云潜能”、“云存储”、“云安全”等，从而可以使相关的计算机术语更加通俗化，帮助我们去了解未来信息技术的发展方向。

云计算技术概念篇(4)

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。

云计算技术概念篇(5)

净利润大幅下滑

规模较大的云计算企业，净利润出现下降。其中中兴通讯实现营业总收入862.54亿元，同比增长了23.39%；实现净利润20.6亿元，同比下降36.62%。浪潮软件实现营业总收入5.54亿元，比上年同期增长23.57%；净利润为1215.34万元，比上年同期降59.74%。东软集团实现营业总收入57.51亿元，同比增长16.48%；净利润为4.17亿元，同比下降了13.95%。

2011年，华胜天成营业总收入首次突破50亿元，达到50.8亿元，与上年同期比增长24.74%。净利润达到2.29亿元，同比增长10.42%。在业务结构方面，系统产品和系统集成业务依然占总收入的55.97%；软件与软件开发、专业服务等业务的份额从44.39%降到44.03%。在毛利率方面，华胜天成2011年毛利率为17.95%，低于上年同期的19.46%。三大块主营业务中，系统产品及系统集成业务毛利率由2010年的10.42%增长到10.53%，软件及专业服务均出现了下滑趋势。软件业务毛利率从2010年的21.99%降至18.91%，专业服务毛利率从2010年的38.23%降至

35.56%。华胜天成财报说明，基于云计算、移动互联网等技术的软件业务正处于前期的投入期，产品成熟度和规模效益有待提高。

2011年华东电脑向云计算解决方案和服务提供商转型的一年，营业总收入未达到预期目标，营业利润同比下降了62.48%。华东电脑营业总收入达到18.56亿元，与上年同期相比增长了22.82%，与年初预期的19.86亿元收入相比，缺口6.5%。华东电脑实现净利润1933.73万元，同比增长了35.95%；但是营业利润为637.38万元，比去年同期下降了62.48%。

此外，2011年浪潮信息实现营业总收入12.33亿元，同比增长了14.01%；实现净利润7556.09万，同比增长120.26%。但是，扣除出让土地收益后，浪潮信息的净利润实际下降了29.22%。

云转型刚刚开始

行业普遍认为，我国云计算的发展正进入成长期，预计2015年正式进入成熟期。在当前阶段，云计算服务模式尚未被用户接受，企业的产品、服务和解决方案尚处于培植期。从财报来看，加速向云计算转型依然是云计算概念股的经营策略。

华胜天成判断，云计算的基础设施建设依旧是 2012 年的市场热点。在2008年借“凌云计划”向IT综合服务商转型，2010年以“揽胜行动”为契机推进云计算战略之后，华胜天成将进一步加大对云计算业务的投资。华胜天成财报显示，截至2011年底，“云计算环境下的信息融合服务平台建设及市场推广项目”已完成累计投资7476万元，累计实现收益3964万元。华胜天成已相继承担了一些地方省市电信运营商的云计算项目。“面向‘服务型城市’的新一代信息整合解决方案”项目已完成投资2999万元，累计实现收益316万元。华胜天成承接了四川省农业厅、北京市平谷国际港等项目。

华东电脑在2011年组建了咨询解决方案事业部和云计算事业部，确立了“以业务应用拉动产品技术”的云业务发展思路。华东电脑连续三年提高资产负债率，从2009年的57.65%已经提高到2011年的63%，加快食品安全云及相关云计算产品的开发成为企业投资的重点策略。而且，华东电脑重大资产重组事项获得了中国证监会有条件通过，开展云计算基础研究、拓展云计算业务，成为公司重组的重要内容。

东软集团公告显示，自2011年起，东软集团进一步加大了对云计算、物联网、汽车信息技术、健康管理服务、医疗设备和智能电网等领域的研发和市场投入。

面对2011年的净利润下滑，中兴通讯将2012年确立为“利润年”，并提出了由电信设备提供商向通信综合服务提供商的转型。浪潮信息提出了向技术要效益、发展云操作系统等核心产品、建设云计算销售网络的经营策略。

依赖“有形的手”

云计算是新一代信息技术的重要组成部分，是加快培育和发展的战略性新兴产业的重要分支。在国家政策、地方支持和企业投入等多方力量的推动下，我国云计算产业区域布局正在形成。各级政府应用示范项目和专项基金支持，增强了云计算概念股对未来市场的信息。

云计算技术概念篇(6)

【关键词】云计算；服务器；网络系统；应用技术升级

云计算的概念源自于2007年，在当时被当做一个非常新颖的概念，在近十年的发展过程中，云计算被越来越多地应用到了各种各样的领域中，在互联网经济大行其道的现状下，创造了数额极为巨大的经济效益。云计算的应用在于对复杂计算的分散处理，通过网络技术将重要的计算程序划分成为可扩展的计算模块，从而打破传统的计算机单体运算模式，将计算上传到服务器，利用服务器的强大运算能力进行远程多浮点运算。

1云计算的发展现状

云计算的应用领域是在数据比较多的运算框架中才能充分体现出其运算的特点。目前大多数企业都有数据运算的需求，但是针对这些需求购置数据运算的相关设备就有些大材小用，因此负责专业数据计算的云计算公司就有了大量的商机，但是随着互联网企业的高速发展，越来越多的云计算企业在疯狂的掠夺着这片蓝海，因此如何在技术上取得突破性创新或者以更低成本吸引相关的用户才能在这个领域站住脚。云计算一般包括并行计算、分布式计算、网格计算等多个计算领域，同时基于先进的软件技术和网络服务，基于虚拟化技术和效用计算理念，云计算可以在多种平台上发挥相当巨大的作用。云计算所使用的大型服务器集群实现资源上的共享，就可以在普通用户调动的过程中耗费最少的计算资源达到最大的计算效果。在云计算的发展过程中，逐渐形成了狭义和广义的两种云计算概念，其中狭义的云计算概念是指云计算的服务提供商利用虚拟化技术和分布式计算的方法建设超级计算机进行计算，向有需求的客户提供服务，而广义的云计算则是通过建立大型的服务器集群，针对用户的各种计算需求提供云计算相关的各种服务。

2云计算服务器的网络系统升级技术研究

2.1网格计算的相关技术探讨

网格（grid）计算是互联网技术中云计算相关的分布式计算模式之一，随着云计算服务的不断发展，人们逐渐发现网格计算可以弥补以往云计算过程中出现的各种问题，网格计算很好地融合了互联网发展过程中的各种新技术，如对虚拟化技术、数据库技术、互联网以及远程计算机技术的融合，让比较高的计算力在各种设备之间共享，具有可伸缩和多架构的特点。网格计算的计算模式准确来说是一种偏向公共服务的计算模式，可以通过网络上的大量闲置计算能力进行集中计算。而根据目前的云计算发展趋势，网格计算将会在进一步商业化的基础上提高相关的计算效率，在技术的应用中，云计算和网格计算会进一步融合，最后形成商业化和应用程度都比较广的云格计算模式。

2.2云计算服务器的系统优化方向

云计算作为一种分布式的计算方式，在管理统筹方面要采取集中管理的模式，服务器的系统升级与优化也要向更加便于集中管理的方向发展。针对云计算服务器中的一些技术特征，应该对系统优化进行多方面的统筹与规划。云计算的服务器有着虚拟化、扩展程度高、任务分配可靠性强的特点，因此服务器的系统升级要侧重云计算的高校和灵活方面的特化，提高云计算服务的性价比，通过改善硬件和软件将云计算中服务器机组的可靠程度和维护成本做出一定程度的优化，从而实现云计算服务器的全面优化和升级。

2.3云计算服务器的海量数据管理技术升级

云计算需要在服务器端同时管理大量的数据，对数据管理的准确度越高，其计算的效率也就越高，所以数据库的性能也是云计算的过程中应该充分考虑的，数据库管理系统应该具有高效率和高容错率的特点，在异构的网络环境下也应该能够正常运行。传统的非云计算模式下的海量数据管理技术使用数据库服务，利用数据的索引与缓存以及数据分区的理念进行相关的数据管理工作，但是这一方式已经不再适用于云计算的发展模式。目前云计算服务器的网络系统升级技术主要基于谷歌公司研发的Bigtable数据存储与管理技术，通过列存储的分布模式，将数据管理和应用过程中的并发性和相应时间的管理模式提高，从而实现传统管理模式的革新。

3结语

云计算服务器的网络系统升级包括多个方面的核心技术购入和实践探究，对于云计算的相关企业来说，应该从企业自身发展的实际出发，在一些新的核心技术上投入适当的人力物力，实现云计算效率的增强和整体效益的提升。云计算服务器的网络系统升级应该注重整体的数据管理统筹与规划，力求在云计算服务的使用过程中尽量降低成本提高收益。

参考文献

[1]李丹,陈贵海,任丰原,蒋长林,徐明伟.数据中心网络的研究进展与趋势[J].计算机学报,2014(02):259-274.

[2]裘莹,霄,肖刚.中国云外包产业升级策略研究——基于全球价值链视角[J].宏观经济研究,2013(12):105-112.

[3]张佩英.云计算及其应用探讨[J].制造业自动化,2010(09):78-80+100.

云计算技术概念篇(7)

全书共13章。1.引言，包括云概述、云计算、云服务、云部署类型等内容，是全书的总论；其余各章分3部分。第1部分 云管理，含第2-5章：2.基础设施组件、云层、云关系、云计算动态、数据类型等内容；3.云管理基础：云管理服务、虚拟控制中心和用户需求的介绍；4.云特性：包括适应性物业、韧性属性、可扩展性、可用性、可靠性、安全性和保密性、商业模式；5.自动化管理服务：包括虚拟层自我管理服务、应用层自我管理服务、应用服务的相互依赖性、安全和隐私性设计、云中的多层应用程序部署。第2部分 云安全基础，建立可信赖云的问题，讨论了解决这一问题的基础框架，含第6-13章：6.背景介绍；7.信任的建立；8.在云中如何建立信任：包括具体的组织要求、框架要求、框架结构、设备属性、所需的软件等；9.信托云链；10.云起源：包括其框架软件、威胁分析、框架工作流、未来发展方向的讨论等内容；11.业内人士。第3部分 实际的例子，结合工程实例，介绍了现实生活中商业和开放的某些概念的实例源码，包括现实生活中的案例研究，加强学习，尤其是针对云安全，含第12-13章：12.现实生活中的例子：亚马逊网络服务、新星数据库等案例介绍和分析；13.案例分析：家庭医疗保健体系中的云、云威胁。

作者Imad M.Abbadi博士是英国牛津大学博士，研究兴趣主要在云计算领域、可信计算、安全组织和企业权限管理。

本书涵盖了云计算的细节，主要有两个方面：云管理和云安全；为云专业人士和学生提供了一个高层次的视图（框架）；定义并分析了云计算所需的性能和管理服务及其相关的挑战和不足；分析云服务和部署类型的相关风险和如何建立可信赖的云计算；提供了一个建立下一代的可信云计算的研究路线图；每章结尾包括练习和问题解答。适合云技术开发人员、学生、研究人员以及对云管理和安全感兴趣的读者阅读。

李亚宁，硕士研究生

（中国科学院自动化研究所）