T-11-雲端計算與大資料02
本文內容參考國家數字化學習工程技術研究中心張昭理教授授課內容，筆者為所授課學生，才疏學淺，不足之處，望乞見諒
1. 雲端計算的概念
- 雲端計算的短定義
雲端計算是通過網路按需提供可動態伸縮的廉價計算服務。
- 雲端計算的長定義
雲端計算是一種商業計算模型。它將計算任務分佈在大量計算機構成的資源池上，使各種應用系統能夠根據需要獲取計算力、儲存空間和資訊服務。
這種資源地稱為“雲”。“雲”是一些可以自我維護和管理的虛擬計算資源，通常是一些大型伺服器叢集，包括計算伺服器、儲存伺服器和寬頻資源等。
雲端計算將計算資源集中起來，並通過專門軟體實現自動管理，無需人為參與。使用者可以動態申請部分資源，支援各種應用程式的運轉，無需為煩瑣的細節而煩惱，能夠更加專注於自己的業務，有利於提高效率、降低成本和技術創新。
- 雲端計算的技術淵源
雲端計算是平行計算（Parallel Computing）、分散式計算（Distributed Computing）和網格計算（Grid Computing）的發展，或者說是這些計算科學概念的商業實現。
雲端計算是虛擬化（Virtualization ) 、效用計算（Utility Computing）、將基礎設施作為服務laaS（Infrastructure as a Service) 、將平臺作為服務PaaS ( Platform as a Service) 和將軟體作為服務SaaS ( Software as a Service ) 等概念混合演進並躍升的結果。
2. 雲端計算的發展現狀
雲端計算是多種技術混合演進的結果，其成熟度較高，又有大公司推動，發展極為迅速。 Google 、Amazon 、IBM 、Microsoft 和Yahoo 等大公司是雲端計算的先行者。雲端計算領域的眾多成功公司還包括 VMware 、Salesforce 、Facebook 、YouTube 、MySpace 等。
雲端計算的發展
Google
- 最大的雲端計算技術的使用者。谷歌搜尋引擎就建立在分佈在200多個站點、超過100萬臺的伺服器的支撐之上，而且這些設施的數量正在迅猛增長
- 採用Google Docs之類的應用，使用者資料會儲存在網際網路上的某個位置，可以通過任何一個與網際網路相連的終端十分便利地訪問和共享這些資料
- 谷歌已經允許第三方在谷歌的雲端計算中通過Google App Engine執行大型並行應用程式
- 發表學術論文的形式公開其雲端計算三大法寶：GFS、MapReduce和Bigtable，並在美國、中國等高校開設如何進行雲計算程式設計的課程
Amazon
- 率先在全球提供了彈性計算雲EC2（Elastic Computing Cloud）和簡單儲存服務S3（Simple Storage Service），為企業提供計算和儲存服務。
- 收費的服務專案包括儲存空間、頻寬、CPU資源以及月租費。
- AWS服務的種類非常齊全
- 全球使用者數量已經超過100萬
IBM
- IBM 在2007 年11月推出了“改變遊戲規則”的“藍雲”計算平臺，為客戶帶來即買即用的雲端計算平臺。它包括一系列自我管理和自我修復的虛擬化雲端計算軟體，使來自全球的應用可以訪問分散式的大型伺服器池，使得資料中心在類似於網際網路的環境下執行計算。
- IBM 正在與17 個歐洲組織合作開展名為RESERVOIR 的雲端計算專案，以“無障礙的資源和服務虛擬化” 為口號，歐盟提供了1.7 億歐元作為部分資金。IBM 己在全球範圍內建立了13 個雲端計算中心，並且已幫助數個客戶成功部署了雲端計算中心。
Microsoft
- 微軟於2008年10月推出了Windows Azure作業系統。Azure(譯為“藍天”)是繼Windows取代DOS之後，微軟的又一次顛覆性轉型。
- 微軟的雲平臺包括幾十萬臺伺服器.
- Azure的底層是微軟全球基礎服務系統，由遍佈全球的第四代資料中心構成。
- 微軟將為Windows Azure使用者推出許多新的功能，不但能更簡單地將現有的應用程式轉移到雲中，而且可以加強雲託管應用程式的可用服務，充分體現出微軟的“雲”+“
- 在中國，微軟2014年3月27日宣佈由世紀互聯負責運營的Microsoft Azure公有云服務正式商用，這是國內首個正式商用的國際公有云服務平臺。
國內雲端計算崛起代表企業
國內雲端計算代表企業
3. 雲端計算實現機制（體系結構）
自下而上四層結構
雲端計算體系結構
是雲端計算技術的最關鍵部分， SOA構建層的功能更多的依靠外部設施提供。
管理中介軟體層
4. 雲端計算與網格計算
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沒有網格計算打下的基礎，雲端計算也不會這麼快到來。
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雲端計算是網格計算的一種簡化實用版，通常意義的網格是指以前實現的以科學研究為主的網格，非常重視標準規範，也非常複雜，但缺乏成功的商業模式。
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雲端計算是網格計算的一種簡化形態，雲端計算的成功也是網格的成功。
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網格不僅要整合異構資源，還要解決許多非技術的協調問題，也不像雲端計算有成功的商業模式推動，所以實現起來要比雲端計算難度大很多。但對於許多高階科學或軍事應用而言，雲端計算是無法滿足需求的，必須依靠網格來解決。
雲端計算與網格計算
5. 雲端計算的發展環境
雲端計算與移動網際網路
移動網際網路和雲端計算是相輔相成的。
- 通過雲端計算技術，軟硬體獲得空前的集約化應用，人們完全可以通過手持一個終端就能實現傳統PC 能達到的功能。二者在軟硬體設施成本上的極大節約為中小企業帶來了福音，為人們帶來舒適和便捷。
- 雲端計算和移動網際網路似乎天生就是絕配。手機擁有便攜性和通訊能力等眾多天然優勢，而計算能力、儲存能力弱，雖然各廠商推出的手機正逐漸向智慧化演進。但受限於體積平和便攜性的要求，短時間內手機的處理能力難以和計算機相比。從這點出發，雲端計算的特點更能在移動互聯則上充分體現，將應用的“計算”與儲存從終端轉移到伺服器，從而弱化了對移動終端裝置的處理需求。
移動寬頻網與雲端計算是互相依存、互相促進的關係。
- 一方面，4G 將為雲端計算帶來數以億計的寬頻移動使用者。這些使用者的終端是手機、PDA、筆記本、上網本等，計算能力和儲存空間有限，卻有很強的聯網能力，對雲端計算有著天然的需求，將實實在在地支援雲端計算取得商業成功
- 另一方面，雲端計算能夠給4G 使用者提供更好的使用者體驗。雲端計算有強大的計算能力、接近無限的儲存空間，並支撐各種各樣的軟體和資訊服務，能夠為4G 使用者提供前所未有的服務體驗。
雲端計算與移動網際網路
物聯網與雲端計算是互動輝映的關係。
- 一方面，物聯網的發展離不開雲端計算的支撐。從量上看，物聯網將使用數量驚人的感測器(如數以億萬計的RFID 、智慧塵埃和視訊監控等)，採集到的資料量驚人。這些資料需要通過無線感測網、寬頻網際網路向某些儲存和處理設施匯聚，而使用雲端計算來承載這些任務具有非常顯著的價效比優勢；從質上看，使用雲端計算設施對這些資料進行處理、分析、挖掘，可以更加迅速、準確、智慧地對物理世界進行管理和控制，使人類可以更加及時、精細地管理物質世界，從而達到“智慧”的狀態，大幅提高資源利用率和社會生產力水平。可以看出，雲端計算憑藉其強大的處理能力、儲存能力和極高的效能價格比，很自然就會成為物聯網的後臺支撐平臺。
- 另一方面，物聯網將成為雲端計算最大的使用者，將為雲端計算取得更大商業成功奠定基石。
雲端計算與移動網際網路
所謂的三網融合，是指廣播電視網、電信網與網際網路的融合，其中網際網路是核心。
- 業內專家認為，隨著三間融合政策的出臺以及下一代廣電網路的上馬，雲端計算不但會為現有廣電和電信產業帶來新商機，還會大大拓展相關產業鏈，使更多企業收益，為雲端計算提供切實的應用機會。
- 三網融合和下一代廣電網路的最終目標是構建全資料、全融合的國家骨幹網路，藉助雲端計算技術，下一代廣電網路還會和傳統行業相融合，實現諸如遠端教育、網路醫療會診、股票資訊、交通查詢、精確廣告投放等更多應用。
雲端計算的發展環境