盛莉 金艷

引言：論文簡(jiǎn)單介紹了云計(jì)算的概念，并闡述了云計(jì)算的關(guān)鍵技術(shù)：存儲(chǔ)技術(shù)、數(shù)據(jù)管理技術(shù)及編程模型及在傳送網(wǎng)網(wǎng)管上的應(yīng)用。

一、云計(jì)算產(chǎn)生背景及定義

云計(jì)算（bud computing）是一種新近提出的計(jì)算模型，云計(jì)算是將大量用網(wǎng)絡(luò)連接的計(jì)算資源統(tǒng)一管理和調(diào)度，構(gòu)成一個(gè)計(jì)算資源池向用戶(hù)按需服務(wù).云計(jì)算（Cloud Computing）是網(wǎng)格計(jì)算（Grid Computing）、分布式計(jì)算（Distributed Computing）、并行計(jì)算（Parallel Computing）、效用計(jì)算（Utility Com puting）網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)（Network Storage Technologies）、虛擬化（Virtualization）、負(fù)載均衡（Load Balance）等傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展融合的產(chǎn)物。

雖然目前云計(jì)算沒(méi)有統(tǒng)一的定義，但總結(jié)出云計(jì)算的一些本質(zhì)特征，即分布式計(jì)算和存儲(chǔ)特性，高擴(kuò)展性，用戶(hù)友好性，良好的的管理性。云計(jì)算技術(shù)具有以下特點(diǎn)：

1.云計(jì)算系統(tǒng)提供的是服務(wù)。服務(wù)的實(shí)現(xiàn)機(jī)制對(duì)用戶(hù)透明，用戶(hù)無(wú)需了解云計(jì)算的具體機(jī)制，就可以獲得需要的服務(wù)。

2.用冗余方式提供可靠性。云計(jì)算系統(tǒng)由大量商用計(jì)算機(jī)組成機(jī)群向用戶(hù)提供數(shù)據(jù)處理服務(wù)。隨著計(jì)算機(jī)數(shù)量的增加，系統(tǒng)出現(xiàn)錯(cuò)誤的概率大大增加。在沒(méi)有專(zhuān)用的硬件可靠性部件的支持下，采用軟件的方式，即數(shù)據(jù)冗余和分布式存儲(chǔ)來(lái)保證數(shù)據(jù)的可靠性。

3.高可用性。通過(guò)集成海量存儲(chǔ)和高性能的計(jì)算能力，云計(jì)算能夠提供一定滿(mǎn)意度的服務(wù)質(zhì)量。云計(jì)算系統(tǒng)可以自動(dòng)檢測(cè)失效節(jié)點(diǎn)，并將失效節(jié)點(diǎn)排除，不影響系統(tǒng)的正常運(yùn)行。

4.高層次的編程模型。云計(jì)算系統(tǒng)提供高級(jí)別的編程模型。用戶(hù)通過(guò)簡(jiǎn)單學(xué)習(xí)，就可以編寫(xiě)自己的云計(jì)算程序，在“云”系統(tǒng)上執(zhí)行，滿(mǎn)足自己的需求。

5.經(jīng)濟(jì)性。組建一個(gè)采用大量的商業(yè)機(jī)組成的機(jī)群相對(duì)于同樣性能的超級(jí)計(jì)算機(jī)花費(fèi)的資金要少得多。

二、云計(jì)算傳送網(wǎng)網(wǎng)管的核心技術(shù)

傳送網(wǎng)網(wǎng)管是電信網(wǎng)中很龐大的網(wǎng)絡(luò)管理體系，涉及到網(wǎng)絡(luò)的監(jiān)控安全、數(shù)據(jù)的完整性，數(shù)據(jù)的時(shí)變性和及時(shí)性，傳統(tǒng)的網(wǎng)管監(jiān)控系統(tǒng)就是每個(gè)傳送網(wǎng)系統(tǒng)都配一個(gè)獨(dú)立的網(wǎng)管系統(tǒng)，傳送網(wǎng)網(wǎng)管系統(tǒng)之間沒(méi)有互相關(guān)聯(lián)的關(guān)系，若網(wǎng)管服務(wù)器出故障，整個(gè)傳送網(wǎng)將無(wú)法監(jiān)控，這將造成傳送網(wǎng)運(yùn)行安全隱患，而云計(jì)算用在傳送網(wǎng)網(wǎng)管上將是個(gè)非常理想的解決方法。云計(jì)算網(wǎng)管是一種新型的超級(jí)計(jì)算方式，以數(shù)據(jù)為中心，是一種數(shù)據(jù)密集型的超級(jí)計(jì)算在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)管理、編程模式等方面具有自身獨(dú)特的技術(shù)。

（一）云計(jì)算網(wǎng)管系統(tǒng)的組成

云計(jì)算網(wǎng)管平臺(tái)是一個(gè)強(qiáng)大的“云”網(wǎng)絡(luò)，連接了大量并發(fā)的網(wǎng)絡(luò)計(jì)算、服務(wù)和網(wǎng)管數(shù)據(jù)，可利用虛擬化技術(shù)擴(kuò)展每一個(gè)網(wǎng)管服務(wù)器的能力，將各自的資源通過(guò)云計(jì)算平臺(tái)結(jié)合起來(lái)，提供超級(jí)計(jì)算和存儲(chǔ)能力。

1.云用戶(hù)端（云網(wǎng)管客戶(hù)端）：提供云用戶(hù)請(qǐng)求服務(wù)的交互界面，也是用戶(hù)使用云的入口，用戶(hù)通過(guò)Web瀏覽器可以注冊(cè)、登錄及定制服務(wù)、配置和管理用戶(hù)。打開(kāi)應(yīng)用實(shí)例與本地操作桌面系統(tǒng)一樣。

2.服務(wù)目錄：云用戶(hù)在取得相應(yīng)權(quán)限（付費(fèi)或其他限制）后可以選擇或定制服務(wù)列表，也可以對(duì)已有服務(wù)進(jìn)行退訂操作，在云用戶(hù)端界面生成相應(yīng)的圖標(biāo)或列表來(lái)展示相關(guān)的服務(wù)。

管理系統(tǒng)和部署工具：提供管理和服務(wù)，能管理云用戶(hù)，能對(duì)用戶(hù)的授權(quán)、認(rèn)證和登錄進(jìn)行管理，并可以管理可用計(jì)算資源和服務(wù)，接收用戶(hù)發(fā)送的請(qǐng)求，并根據(jù)用戶(hù)請(qǐng)求轉(zhuǎn)發(fā)到相應(yīng)的應(yīng)用程序，調(diào)度資源智能地部署資源和應(yīng)用，動(dòng)態(tài)地部署、配置和回收資源。

4.監(jiān)控：監(jiān)控和計(jì)量云系統(tǒng)資源的使用情況，以便做出迅速反應(yīng)，完成節(jié)點(diǎn)同步配置、負(fù)載均衡和資源監(jiān)控，確保資源能順利分配給合適的用戶(hù)。

服務(wù)器機(jī)群：虛擬的或物理的服務(wù)器，由管理系統(tǒng)管理，負(fù)責(zé)高并發(fā)量的用戶(hù)請(qǐng)求處理、大運(yùn)算量計(jì)算處理、用戶(hù)Web應(yīng)用服務(wù)，云數(shù)據(jù)存儲(chǔ)時(shí)采用相應(yīng)數(shù)據(jù)切割算法以并行方式上傳和下載大容量數(shù)據(jù)。

用戶(hù)可通過(guò)云用戶(hù)端從列表中選擇所需服務(wù)，其請(qǐng)求通過(guò)管理系統(tǒng)調(diào)度相應(yīng)的資源，并通過(guò)部署工具分發(fā)請(qǐng)求、配置Web應(yīng)用。

（二）網(wǎng)管數(shù)據(jù)存儲(chǔ)技術(shù)

傳送網(wǎng)網(wǎng)管數(shù)據(jù)是海量的，每個(gè)省市區(qū)域都有自己的子網(wǎng)網(wǎng)管，每個(gè)網(wǎng)管的數(shù)據(jù)都是時(shí)變的，為了保證每個(gè)區(qū)域的數(shù)據(jù)都高可用、高可靠和經(jīng)濟(jì)性，云計(jì)算采用分布式存儲(chǔ)的方式來(lái)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，采用冗余存儲(chǔ)的方式來(lái)保證存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的可靠性，即為同一份數(shù)據(jù)存儲(chǔ)多個(gè)副本。

（三）網(wǎng)管數(shù)據(jù)管理技術(shù)

云計(jì)算網(wǎng)管系統(tǒng)需要對(duì)分布的、海量的網(wǎng)管服務(wù)器進(jìn)行數(shù)據(jù)集處理、分析向用戶(hù)提供高效的服務(wù)。因此，數(shù)據(jù)管理技術(shù)必須能夠高效的管理大數(shù)據(jù)集。其次，如何在規(guī)模巨大的數(shù)據(jù)中找到特定的數(shù)據(jù)，也是云計(jì)算數(shù)據(jù)管理技術(shù)所必須解決的問(wèn)題。

云計(jì)算的特點(diǎn)是對(duì)海量的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、讀取后進(jìn)行大量的分析，數(shù)據(jù)的讀操作頻率遠(yuǎn)大于數(shù)據(jù)的更新頻率，云中的數(shù)據(jù)管理是一種讀優(yōu)化的數(shù)據(jù)管理。因此，云系統(tǒng)的數(shù)據(jù)管理往往采用數(shù)據(jù)庫(kù)領(lǐng)域中列存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)管理模式。

（四）編程模式

為了使用戶(hù)能更輕松的享受云計(jì)算帶來(lái)的服務(wù)，讓用戶(hù)能利用該編程模型編寫(xiě)簡(jiǎn)單的程序來(lái)實(shí)現(xiàn)特定的目的，云計(jì)算上的編程模型必須十分簡(jiǎn)單。必須保證后臺(tái)復(fù)雜的并行執(zhí)行和任務(wù)調(diào)度向用戶(hù)和編程人員透明。

云計(jì)算采用類(lèi)似MAP-Reduce[15]的編程模式?，F(xiàn)在所有IT廠商提出的“云”計(jì)劃中采用的編程模型，都是基于MAP-Reduce的思想開(kāi)發(fā)的編程工具。

MAP-Reduce不僅僅是一種編程模型，同時(shí)也是一種高效的任務(wù)調(diào)度模型。Map-Reduce這種編程模型并不僅適用于云計(jì)算，在多核和多處理器、cellprocessor、以及異構(gòu)機(jī)群上同樣有良好的性能。

該編程模式僅適用于編寫(xiě)任務(wù)內(nèi)部松耦合、能夠高度并行化的程序。如何改進(jìn)該編程模式，使程序員得能夠輕松的編寫(xiě)緊耦合的程序，運(yùn)行時(shí)能高效的調(diào)度和執(zhí)行任務(wù)，是Map-Reduce編程模型未來(lái)的發(fā)展方向。

三、總結(jié)語(yǔ)

綜上所述，云計(jì)算是一種新型的計(jì)算模式。它的最主要特征是系統(tǒng)擁有大規(guī)模數(shù)據(jù)集、基于該數(shù)據(jù)集，向用戶(hù)提供服務(wù)。它使用大量的普通商用機(jī)來(lái)構(gòu)建系統(tǒng)，通過(guò)冗余存儲(chǔ)的方式確保整個(gè)系統(tǒng)的可靠性和可用性。雖然現(xiàn)在的云計(jì)算并不能完美地解決所有的問(wèn)題，但是在不久的將來(lái)，一定會(huì)有越來(lái)越多的云計(jì)算系統(tǒng)投入實(shí)用，云計(jì)算系統(tǒng)也會(huì)不斷地被完善，并推動(dòng)其他科學(xué)技術(shù)的發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

[1]王鵬，《走近云計(jì)算》.

[2]張為民，《云計(jì)算：深刻改變未來(lái)》.

[3]劉鵬《云計(jì)算（第二版）》.

（作者單位：重慶理大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院）

作者簡(jiǎn)介

盛莉（1969-），女（漢），重慶人，講師，主要研究方向：IP通信應(yīng)用。

金艷（1969-），女（漢），重慶人，講師，主要研究方向：IP通信應(yīng)用。