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云计算I摘要本文首先介绍了云计算的定义，产生的原动力，原理及特点，对云计算有一个大致的了解。其次介绍了云计算的核心技术与服务模式，对云计算深层次的了解。最后介绍了云计算的应用于信息安全，概述云计算的发展前景。在文章的末尾给出了高性能计算和分布式计算，从侧面对云计算作进一步了解。关键词：核心技术，应用，信息安全，高性能计算，分布式计算云计算IIAbstractThispaperfirstlyintroducesthedefinitionofcomputingclouds,producesprimemover,principleandcharacteristicsofcloudcomputing,aroughlyunderstanding.Secondlyintroducescloudcomputingcoretechnologyandtheservicemodeofcloudcomputing,in-depthunderstanding.Atlast,thepaperintroducestheapplicationofcloudcomputingininformationsecurity,outliningcomputingcloudsdevelopmentprospects.Theendofthearticlegivesthehighperformancecomputinganddistributedcomputing,fromthesidefurtherunderstandingofcloudcomputing.Keywords:coretechnology,application,informationsecurity,highperformancecomputing,distributedcomputing云计算III目录云计算...............................................................1第一章云计算的综述.................................................11.1云计算的定义..............................................11.2云计算产生的原动力........................................11.3云计算的原理与特点........................................2第二章云计算的核心技术与服务模式...................................32.1云计算的核心技术..........................................32.2公众认可的云计算的三个服务模式............................4第三章云计算的应用与信息安全.......................................53.1云计算的优势..............................................53.2云计算的应用..............................................63.3云计算的信息安全..........................................8第四章相关概念.....................................................104.1高性能计算...............................................104.2分布式计算...............................................11第五章总结和展望..................................................13参考文献............................................................14致谢................................................................15云计算1云计算第一章云计算的综述1.1云计算的定义云计算（CloudComputing）是网格计算（GridComputing）、分布式计算（DistributedComputing）、并行计算（ParallelComputing）、效用计算（UtilityComputing）、网络存储（NetworkStorageTechnologies）、虚拟化（Virtualization）、负载均衡（LoadBalance）等传统计算机技术和网络技术发展融合的产物。核心思想是将大量用网络连接的计算资源统一管理和调度，构成一个计算资源池向用户按需服务。中国网格计算、云计算专家刘鹏教授对云计算做了长短两种定义。长定义是：“云计算是一种商业计算模型。它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、存储空间和信息服务。”短定义是：“云计算是通过网络按需提供可动态伸缩的廉价计算服务。”提供资源的网络被称为“云”。“云”中的资源在使用者看来是可以无限扩展的，并且可以随时获取，按需使用，随时扩展，按使用付费。1.2云计算产生的原动力第一是芯片和硬件技术的飞速发展，使得硬件能力大大提高、成本大幅下降，让独立运作的公司集中有限的的硬件能力实现规模效益成为可能。第二是虚拟化技术的成熟，使得硬件资源可以被有限小的分割和管理，以服务的形式提供硬件和软件资源成为可能。第三是面向服务架构的广泛应用，使得开放式的数据模型和通信标准越来越多地为人们使用，为云中资源与服务的组织方式提供了可行的方案。第四是软件即服务模式的流行，云计算以服务的形式向最终用户交付应用的模式被越来越多的用户所接受。第五是互联网技术的快速发展，使网络的带宽和可靠性都有了质的提升，以及云计算通过互联网为用户提供服务成为可能。云计算2第六是Web2.0技术的流行和广泛接受，带来人们使用互联网的方式的改变，通过新的用户体验为云计算培育了使用群。1.3云计算的原理与特点云计算的基本原理是，通过使计算分布在大量的分布式计算机上，而非本地计算机或远程服务器中，企业数据中心的运行将更与互联网相似。这使得企业能够将资源切换到需要的应用上，根据需求访问计算机和存储系统。云计算的特点：1)数据安全可靠首先，云计算的数据存储中心是最可靠、最安全的，用户无需担心数据丢失、病毒入侵等问题。2)客户端需求低其次，云计算对用户端的设备要求最低，使用起来也更方便。3)轻松共享数据此外，不同设备间的数据与应用共享可以通过云计算实现。4)可能无限多最后，云计算为我们使用网络提供了几乎无限多的可能云计算3第二章云计算的核心技术与服务模式2.1云计算的核心技术云计算系统运用了许多技术，其中以编程模型、数据管理技术、数据存储技术、虚拟化技术、云计算平台管理技术最为关键。（1）编程模型MapReduce是一种java、Python、C++编程模型，由Google开发的。它是一种简化的分布式编程模型和高效的任务调度模型，用于大规模数据集（大于1TB）的并行运算。严格的编程模型使云计算环境下的编程十分简单。它的思想是将问题分解成Map(映射)和Reduce(化简)的方式，先通过Map程序将数据划分为不相关的区块，分配（调度）给大量计算机处理，达到分布式运算的效果，结果由Reduce程序汇整输出。（2）海量数据分布存储技术云计算系统由大量服务器组成，服务于大量用户。云计算系统采用分布式存储数据，用冗余存储保证数据的可靠性。云计算系统大量使用的数据存储系统有两个，一个是Goggle的GFS，一个是Hadn't团队开发的GFS的开源实现HDFS。GFS即文件系统（GoggleFileSystem），是一个可扩展的分布式文件系统。用于大型、分布式、对大量数据访问的应用，是针对大规模数据处理和Goggle应用特性而设计的。它运行于廉价的普通硬件上但可以提供容错功能，它给用户提供总体性较高的服务。（3）海量数据管理技术云计算需要对分布的、海量的数据进行处理、分析，所以数据管理技术必需能够高效管理大量数据。数据管理技术主要是Google的BT(BigTable)数据管理技术，另一个是Hadoop团队开发的开源数据管理模块HBase。BT是建立在GFS,Scheduler,LockService和MapReduce之上的一个大型的分布式数据库。它把所有数据都作为对象来处理，形成表格用来分布存储大规模结构化数据。（4）虚拟化技术云计算4软件应用与底层硬件相隔离可通过虚拟化技术实现，它有裂分和聚合两种模式。虚拟化技术根据对象可分成存储虚拟化、计算虚拟化、网络虚拟化等。计算虚拟化又分为系统级虚拟化、应用级虚拟化和桌面虚拟化。（5）云计算平台管理技术云计算资源庞大，服务器数量多且分布在不同的地方，百种应用同时运行。怎样高效的管理这么多的服务器及确保整个系统服务不间断是巨大的挑战。云计算系统的平台管理技术能够使服务器协同工作，快速的进行业务部署和开通，及时发现和恢复系统故障。大规模系统的可靠运营通过自动化、智能化的手段实现。2.2公众认可的云计算的三个服务模式1、IaaS(Infrastructure-as-a-Service)IaaS(Infrastructure-as-a-Service)：基础设施即服务。消费者通过Internet可以从完善的计算机基础设施获得服务。2、PaaS(Platform-as-a-Service)PaaS(Platform-as-a-Service)：平台即服务。PaaS实际上是指将软件研发的平台作为一种服务，以SaaS的模式提交给用户。3、SaaS(Software-as-a-Service)SaaS(Software-as-a-Service)：软件即服务。它由Internet提供软件，用户无需购买软件，而是租用基于Web的软件，来管理企业经营活动。SaaS有较低的前期成本，便于维护，快速展开使用等优势。比如红麦软件的舆情监测系统。云计算5第三章云计算的应用与信息安全3.1云计算的优势云计算是互联网时代提出的最新IT运用模式，因为拥有其独特的优势，所以能在IT这个高速发展的产业里占据一席之地。下面会从商业到技术的顺序，首先在IT产业的层面，从优化产业布局和推进专业分工的方面分析云计算的优势，其次深入到云计算的运行和维护，从提升资源效率、减少投资、降低管理成本的角度分析云计算的本质优势。（1）优化产业布局在云计算时代，IT产业从以前自给自足的作坊模式，转型为具有规模化效应的工业化运营，一些小规模的单个公司专有的数据中心将被淘汰，取而代之的是规模巨大而且充分考虑资源合理配置的大规模数据中心。这种转变就是IT产业的一次升级，从以前分散的、高耗能的模式转变为集中的、资源友好的模式，体现了历史发展的潮流。（2）推进专业分工云计算提供商多数采用大型数据中心，其充分利用选址灵活的优势合理配置资源，还拥有实力雄厚的科研技术团队和丰富的维护管理经验，这些充分体现了专业分工的优势。除了硬件上更加专业外，云计算提供商还拥有更加完善的软件，包括具有丰富知识和经验的管理团队及与其配套的管理软件。（3）提升资源利用率传统数据中心不能兼顾业务的可用性和高效的资源利用，只能需找一个平衡点。而云计算模式下，高科技企业、传统行业甚至是互联网公司的IT业务都可外包给专业的云计算提供商，从而可以兼顾业务和资源。（4）减少初期投资云计算为用户减少IT成本表现在两个方面：第一，用户不再需要巨大的一次性IT投资，省去了购置、安装、管理软硬件的费用，因为这些IT基础设施可以从云计算供应商那里租用，从而有效地避免了财务危机;第二，用户在使用IT资源时，可按照实际使用量付费。云计算6（