云计算及关键技术.doc

云 计 算 的 产 生 及 关 键 技 术国家广播电影电视总局成都监测台 苏 彪国家广播电影电视总局监管中心监测处 赵丽萍【摘要】近两年，随着互联网信息技术飞速发展，各种新技术、新观念层出不穷，其中最为热门的一门技术，应该要数云计算技术。本文首先对云计算的定义做了了简单介绍，然后再结合云计算的产生及发展历史，较为详细的阐述了这门从虚拟化技术演变而来的新概念在当今时代所扮演的重要角色。介绍了云计算的主要技术实现手段和应用方向，以及云平台、云安全等。关 键 词 云计算；虚拟化；云安全；Abstract: In the last two years, with the rapid development of Internet technology, an endless stream of new technologies and new concepts came into our lives. One of the most popular technology should be cloud computing technology. In this article ,We firstly give a brief introduction and definition of cloud computing; secondly combine the generation of cloud computing and the history of its development, a more detailed description of the important role it plays in the modern era is given. We also introduced the main means of technology and application directions of cloud computing and cloud platform, cloud security.Keywords : cloud computing; virtualization technology; cloud security云计算的定义云计算（cloud computing）是基于互联网的服务的增加、使用和交付模式，通常涉及通过互联网来提供动态易扩展且经常是虚拟化的资源。云计算狭义上来讲，指IT基础设施的交付和使用模式，指通过网络以按需、易扩展的方式获得所需资源；广义说云计算，是指服务的交付和使用模式，指通过网络以按需、易扩展的方式获得所需服务。这种服务可以是IT和软件、互联网相关，也可是其他服务。它意味着计算能力也可作为一种商品通过互联网进行流通。云其实是对互联网、网络的一种比喻。过去往往用云来表示电信网，后来也用来表示互联网和底层基础设施的抽象。 一、云计算的产生云计算的产生，首先源于信息革命这50多年来计算设施的变迁：从60年代的大型机，到70年代的小型机，到80年代的个人电脑和局域网，再到90年代对人类生产和生活产生了深刻影响的桌面互联网，以及 目前大家所高度关注的移动互联网、无处不在的网络，计算设施不断地由单机向网络。通信和网络的发展速度比以摩尔速度为代表的计算速度发展更快，这种变化是 云计算能够生根发芽的土壤。 其次，软件工程40年来也发生了很大变化：70年代，人们把程序设计中的流程图看得很重要，80年代开始面向对象，90年代面向构件，现在我们面向领域、面向服务。软件工程一 改长期以来面向机器、面向语言和面向中间件等面向主机的形态，转为面向需求和服务等面向网络的形态，真正实现了软件即服务(SoftwareasaService，SaaS)，这是软件工程的大转身，服务将会成为云计算下软件开发 的基本样式。 第三，半个世纪以来，人机交互方式也在逐渐发生改变，如从主要以键盘的字符界面交互为主，发展到后来鼠标的图形界面，再到后来触摸、语音、 手势等，各种各样便捷的交互方式使人围绕计算机转的时代已经过去，现在，计算机需要围着用户转，用户越来越只需要关注于核心业务，并不需要成为计算机或IT的“业余工程师”，这也正是云计算给用户在利用IT设施的方式上所带来的重要改变。 而随着计算机以及网络技术的发展，计算机性能的增长将面临瓶颈，而网络技术的发展使得在全球范围内共享一些计算资源成为可能，使得利用大量网络资源提供高性能服务成为可能。特别是Web20技术的发展使得网络应用的范围大幅扩展，网络不再是简单的信息发布或者信息传输的简单工具。SaaS(software aS a service)、PaaS(platform as a service)等概念的提出要求网络提供更加强大的服务。云计算正是在这种背景下被提出的。云计算的很多想法涉及网格计算、效用计算、集群技术、分布式系统技术等等比较成熟的技术。因此从另一个角度分析，云计算也可以看作是对这些技术的升级、集成。随着相关技术的发展，云计算的商业应用已经成为现实。随着Web20的概念从理论到实践，从少量实验性网站到今天的校内网等吸引大量用户的应用，网络正从一种“紧密联系，高维护成本，高承诺义务”的时代转换为“松散耦合，低维护成本，低承诺义务”的商业模式。因此云计算的产生和应用应运而生，成为了提高计算机性能的一个重要技术和重要的发展方向。二、云计算的主要技术。1、云计算中的云平台技术。 云计算平台的体系结构由一个数据中心、IBM TivoliPlovisioning Manager、IBM Tivoli Monitoring、IBM Websphere ApplicationServer、IBM DB2和虚拟化组件所组成。其主要特点有用户不必关心云平台底层的实现，用户使用平台，或使用云平台发布第三方应用的开发者(服务提供商，或者云平台用户)都不必理解云内部的细节，他们只需要调用平台提供的接口就可以在云平台中完成自己的工作；云平台非常灵活，其规模完全可以按照实际需求进行调节。利用虚拟化技术，云平台提供商可以实现按需提供服务，这一方面降低了云的成本，另一方面保证了用户的需求得到满足；云平台基于大规模的数据中心或者网格，因此云平台可以提供高性能的计算服务。并且对于云平台用户，云的资源几乎是无限的。2、云计算的虚拟化技术。 虚拟化技术是云计算系统的核心组成部分之一，是将各种计算及存储资源充分整合和高效利用的关键技术。2.1虚拟化技术主要有以下几种： 服务器虚拟化，它可以使一个屋里服务器虚拟成若干个服务器使用，它是基础设施即服务（Infrastructure as a Service,IaaS)的基础。它的主要功能技术有：多实例即在一个物理服务器上运行多个虚拟服务器；对不同虚拟机的隔离性以保证他们的可靠性和安全性；CPU的虚拟化大大提高了物理CPU的利用率；内存的虚拟化使得虚拟机拥有各自独立的内存空间；设备与I/O的虚拟化能够响应每个虚拟机的设备访问请求和I/O请求；服务器的虚拟化还有无知觉故障恢复、负载均衡、统一管理、快速部署等功能。 存储虚拟化，存储虚拟化的方式是将整个云系统存储资源进行统一整合管理，为用户提供一个统一的存储空间。它的主要功能有：把存储资源统一整合管理形成数据中心模式；用多个异构存储服务器实现分布式存储以统一模式访问虚拟化后的用户接口；将云存储系统虚拟成用户本地硬盘；它的功能还有节能减排、安全认证、数据加密、基层管理等功能。 应用虚拟化，是把应用对底层系统和硬件的依赖抽象出来，从而解除应用与操作系统和硬件的耦合关系，应用程序运行在本地应用虚拟化环境中时，这个环境为应用程序屏蔽了底层可能与其他应用产生冲突的内容，应用虚拟化是SaaS的基础。应用虚拟化需要具备的功能和特点有：利用屏蔽底层异构性的技术解除虚拟应用与操作系统和硬件的耦合关系；可以使一个真实应用云心在任何共享的计算资源上；它为应用程序提供了一个虚拟的运行环境，不仅拥有课执行文件，还包括所需的运行环境；虚拟应用还应屏蔽底层可能与其他应用产生冲突的内容，从而使其具有良好的兼容性；它还有快速升级更新和用户自定义等功能。 平台虚拟化，平台虚拟化是集成各种开发资源虚拟出的一个面向开发人员的统一接口，软件开发人员可以方便地在这个虚拟平台中开发各种应用并嵌入到云计算系统中，使其成为新的云服务供用户使用。它的主要功能有：它支持各种通用的开发工具以及开发软件，如C、C+、Java、C#、Basic等；在各种开发软件介入平台前都将被阉割审核；它还有测试环境、服务计费、排名打分、升级更新、管理监控等功能。 桌面虚拟化，桌面虚拟化将用户的桌面环境与其使用的终端设备解耦。服务器上存放的是每个用户的完整桌面环境。用户可以使用具有足够处理和显示功能的不同终端设备通过网络访问该桌面环境。它的主要功能有：集中在服务器端管理和配置PC环境及其他客户端需要的软件可以对企业数据、应用和系统进行集中管理、维护和控制，以减少现场支持工作量；它还有使用连续性、故障恢复、用户自定义等功能。3、云服务的实现形式。 云服务一般是以Web服务的形式来实现的。在云中服务的组织和协同可以在面向服务的架构中进行管理。在SOA架构下的云服务可以部署在各种分布式平台上，也可以通过网络访问各种服务。近年来SOA得到了相当广泛的关注，但它并不是一个新概念。早期一些基于网络的SOA的例子有RPC、DCOM和ORBs(object request brokers)等，近期的网格计算就是基于SOA的架构和解决方案。在一个SOA环境中，终端用户请求一个11r服务(或一组服务的集合)，并希望这些服务满足一定的QoS要求，用户请求可以得到即时服务，或在一个特定的延迟后满足。可以预期未来十年，基于服务的解决方案将是向个人和机构递交信息和其他IT相关功能的主要手段。4、云安全问题。 云计算中虚拟服务的规模化、集约化和专业化改变了信息资源大量分散于端设备的格局，云计算本身可以通过安全作为服务(sECaaS)的形式为改善互联网安全作出贡献。云计算中心町实现集约化和专业化的安全服务，改变当前人人都在打补丁、个个都在杀病毒的状况；还可以将备份作为一种服务形式，实现专门的云备份服务等。因此，大众用户在使用云服务的过程中所关注的云安全焦点将会进一步地转移到信任管理上来，传统的信息安全将会进一步发展为服务方和被服务方之间的信任和信任管理问题。可以说，人们普遍关心的云安全，实际上更多的是云计算中的信任管理。云计算的核心模式是服务，服务的前提是用户和服务提供方建立信任。建立这种用户使用云计算服务所需要的信任的社会关系，最基本、最重要的保证在于瓦联网的民主性所形成的由下而上的力最。事实上，信任不是一次性测试出来的，也不是依靠一套固定指标测出来的，它是云计算运作过程中累积出来的品质，是消除一个个不可信要素的过程。如何更好地抽象、应用这种应用演化中所涌现出来的信任，是云安全中信任管理的关键问题之一。云计算中信任的建立、维持和管理可以通过社会与技术手段相结合的方式来推动。 参考文献：1、 百度百科 http:/baike.baidu.com/view/1316082.htm2、云计算技术发展分析及其应用探讨王佳隽， 吕智慧， 吴 杰， 钟亦平(复旦大学计算机学院网络与信息安全研究所，上海200433) 3、 计算机网络云计算技术浅析 阮洁珊(广东省石油化工职业技术学校广东广州510320) 4、云计算热点问题分析作者： 李德毅， 陈桂生， 张海粟，刊名： 中兴通讯技术 2010,16(4)