雲端計算技術概述
本文在闡述雲端計算概念的同時，對雲端計算的相關技術，原理及針對它的技術問題提出框架，並且雲端計算的自身優勢已成為科學研究不可缺少的助推器，對現有的資訊產業及應用模式產生了深遠的影響。
雲端計算是以資料為中心的一種資料密集型的超級計算，在資料管理、資料儲存、併發控制、程式設計模式、系統管理等方面具有自身獨特的技術。它的出現，改變了資訊服務的提供方式，它不是一個單獨服務，而是一個服務集合。
雲端計算技術是由基礎設施即服務（Infrastructure as a Service, IaaS），平臺即服務（Platform as a Service，PaaS）和軟體即服務（Sofeware as a Service，SaaS）三種形式為使用者提供前所未有的IT服務能力。首先，IaaS即以服務的形式交付計算機基礎設施。作為最底層和最基礎的服務，IaaS將基礎設施（計算資源和儲存）作為服務出租，代表了一種作為標準化服務在網上提供基本儲存和計算能力的手段。是以服務形式提供伺服器、儲存和網路硬體。這類基礎架構一般是利用網格計算架構建立虛擬化的環境，網路光纖、伺服器、儲存裝置、虛擬化、叢集和動態配置軟體被涵蓋在IaaS之中。其次，IaaS之上的服務是PaaS，PaaS可描述為一個虛擬的平臺，包括一個或多個伺服器、作業系統以及特定的應用程式，無需下載或安裝，即可通過網際網路傳送作業系統和相關服務的模式，雲端計算應用的開發平臺也可作為一種PaaS提供。這種形式的雲端計算把開發環境作為一種服務來提供，指的是以服務形式將應用程式開發及部署平臺提供給第三方開發人員。這種平臺一般包含資料庫、中介軟體及開發工具，均以服務形式通過網際網路提供。再次的SaaS是可以提供給終端使用者的應用程式，它是從一個集中的系統來部署軟體，並使之在一臺本地計算機上執行的一個軟體模型。它通過瀏覽器，將應用程式以服務形式提供給使用者的形式，應用程式可以是公有云提供商提供的商用SaaS應用，或企業專用雲提供的商用或訂製的SaaS應用。這種型別的雲端計算通過瀏覽器把程式提供給成千上萬的使用者使用。
雲端計算採用海量分散式儲存技術儲存資料，它的兩種主流的海量分散式資料儲存技術是GFS和HDFS。它採用MapReduce程式設計模式，保證後臺複雜的並行執行和任務排程向用戶和程式設計人員透明，將任務自動分成多個子任務，通過Map和Reduce兩步實現任務在大規模計算節點中的排程與分配。它主要應用於海量資料處理，其任務排程策略的一大特色即是優先將任務排程至資料所在的節點，從而降低了網路的開銷，提高了系統的效能。雲端計算模式基於SOA 的架構，動態地分配和部署共享的計算資源。同時雲端計算具有靈活性、高可用性、動態資源監控以及虛擬性。基於虛擬化的雲端計算平臺為企業的資源重構帶來了便利，使其能短時間內轉向雲端計算平臺，降低了基礎架構的重建成本，縮短了為企業轉型的時間。雲端計算的這些特性在客觀上需要高效能的伺服器來支撐，無論是科研，還是商業應用，對於中小規模的企業和使用者計算來說，購買高效能伺服器來說都是一筆昂貴的費用。而基於虛擬化技術的雲端計算解決了目前存在的問題，並且保證了雲端計算平臺的高可用和高可靠等特性，使其更好的服務於客戶。
目前針對雲端計算，其中如何有效地提高雲計算系統性能成為關鍵問題。針對這個問題，提出了基於雲端計算技術框架，研究了其框架的核心部分，即伺服器雲。利用虛擬化技術解決並保證了雲端計算平臺的高效能與高可用性，使雲端計算框架在實際應用中資源最大化、利潤最大化，同時也推動了雲端計算技術的快速發展。伺服器雲是雲端計算框架的核心部分，所有云計算框架中的功能及子系統都依賴於伺服器雲來實現。它既包括硬體伺服器和底層作業系統部分，又包括雲端計算平臺中的虛擬機器超級監督器功能，是執行虛擬系統功能伺服器系統的底層基礎平臺。計算模式從大型機的方式逐漸過渡到微型個人計算機的方式，並且近年來過渡到普適計算上。
雲端計算與分散式計算、網路計算相比具有自身的優勢。首先，雲具有超大規模。例如，目前的Google雲端計算已經擁有100 多萬臺伺服器，Amazon，IBM，微軟、Yahoo等的"雲"計算平臺均擁有幾十萬臺伺服器。超規模的基礎硬體為雲端計算賦予了前所未有的計算能力；其次，雲具有擴充套件性。雲端計算的擴充套件性主要體現在計算資源、儲存能力和負載均衡，虛擬化技術的自身優點滿足了雲端計算的擴充套件，並提供了計算平臺的7x24 無故障全日程服務。同時雲端計算又具有規模的動態伸縮，以滿足使用者不斷增長的應用和需求。與網路、分散式計算相比更具有商業性和應用性。雲端計算不僅在處理計算能力上具有前所未有的優越性，而且在管理上也具有自動性。"雲"計算平臺要求具有自動化管理功能，使用者可以通過使用者介面，自己申請計算資源和應用，按自己的需要建立自己的資源環境，而整個過程是不需雲平臺管理員的干預，雲端計算平臺只需自動記錄使用者使用資源的大小和時間。
以雲端計算為代表的技術革命對現有的資訊產業及應用模式產生了巨大的震動。只有雲端計算，才能在大規模使用者聚集的情形下提供高可用性服務，而其較低的服務成本又能保持其競爭優勢。這些優勢使得雲端計算受到了網際網路服務企業的普遍青睞。雲端計算技術以其本身在大容量儲存、超大規模計算能力等方面的優勢，使得雲端計算已成為科學研究不可缺少的助推器，推動著產學研用緊密結合的新型創新模式。可以說，以雲端計算為代表的技術革命對現有的資訊產業及應用模式產生了深遠的影響。
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