雲計算與雲資料存儲發展趨勢技術研究

目前，亞馬遜、微軟、谷歌、IBM、Intel等公司紛紛提出了「雲計畫」。 例如亞馬遜的AWS(Amazon Web services)、IBM和谷歌聯合進行的「藍雲」計畫等。 這對雲計算的商業價值給予了巨大的肯定。 同時學術界也紛紛對雲計算進行深層次的研究。 例如谷歌同華盛頓大學以及清華大學合作，啟動雲計算學術合作計畫(Academic Cloud Computing Initiative)，推動雲計算的普及，加緊對雲計算的研究。 美國卡內基梅隆大學等提出對資料密集型的超級計算(DISC：Data Intensive Super Computing)進行研究，本質上也是對雲計算相關技術開展研究。 由此可見，在各大公司以及學術界的共同推動下，雲計算技術將會持續發展。

一、雲計算(Cloud Computing)

1.1 什麼是雲計算？

現有的研究成果對雲、雲計算的定義並沒有達成共識，目前各大主流廠商的雲計算理念也不一樣，對雲計算的理解不盡相同。 IBM的技術白皮書「Cloud Computing」中的雲計算定義：「雲計算一詞用來同時描述一個系統平臺或者一種類型的應用程式。 一個雲計算的平臺按需進行動態地部署(provision)、配置(configuration)、重新配置(reconfigure)以及取消服務(deprovision)等。 在雲計算平臺中的伺服器可以是物理的伺服器或者虛擬的伺服器。 高級的計算雲通常包含一些其他的計算資源，例如存放區域網路(SANS)，網路設備，防火牆以及其他安全設備等。 雲計算在描述應用方面，它描述了一種可以通過互聯網Internet進行訪問的可擴展的應用程式。 「雲應用」使用大規模的資料中心以及功能強勁的伺服器來運行網路應用程式與網路服務。 任何一個使用者可以通過合適的互聯網接入設備以及一個標準的瀏覽器就能夠訪問一個雲計算應用程式。 中國雲計算網將雲定義為：「雲計算是分散式運算(Distributed Computing)、平行計算(Parallel Computing)和網格計算(Grid Computing)的發展，或者說是這些科學概念的商業實現。

1.2 雲計算的體系結構

雲計算平臺是一個強大的「雲」網路，連接了大量併發的網路計算和服務，可利用虛擬化技術擴展每一個伺服器的能力，將各自的資源通過雲計算平臺結合起來，提供超級計算和存儲能力。 一個通用的雲計算體系結構如圖1所示。

圖1：雲計算體系結構

雲端使用者：提供雲使用者請求服務的交互介面，使用者通過Web瀏覽器可以註冊、登陸及定制服務、配置和管理使用者。

服務目錄：使用者在取得相應許可權後可以選擇或定制的服務清單。

管理系統和部署工具：提供管理和服務，能管理雲使用者，能對使用者授權、認證、登錄進行管理，並可以管理可用計算資源和服務，接收使用者發送的請求，根據使用者請求並轉發到相應的應用程式，調度資源智慧地部署資源和應用，動態地部署、 配置和回收資源。

監控：監控和計量雲系統資源的使用方式，以便作出迅速反應，完成節點同步配置、負載均衡配置和資源監控，確保資源能順利分配合適的使用者。

伺服器集群：虛擬的或物理的伺服器，由管理系統管理，負責高併發量的使用者請求處理、大運算量的計算處理、使用者Web應用服務，雲資料存儲時採用相應資料切割演算法，採用並行方式上傳和下載大容量資料。

使用者可通過雲使用者端從清單選擇所需服務，其請求通過管理系統調度相應的資源，並通過部署工具分發請求、配置Web應用。