1 什么是云計算
云計算（Cloud computing）是近年出現(xiàn)的一種動態(tài)資源計算分配模式，是一種基于互聯(lián)網(wǎng)面向服務的網(wǎng)絡資源分配方式，通過這種方式，按照用戶的需要共享的軟硬件資源和信息分配給用戶的計算機設備。從狹義的角度講，云計算是指以按照需要、易擴展的方式通過網(wǎng)絡獲得所需的資源，具有節(jié)省成本、高可用性、易擴展等眾多優(yōu)點，是計算機資源供給和使用的模式。
從廣義角度講，云計算是指按照需要、以易擴展的方式通過網(wǎng)絡獲得所需的服務，是指服務的供給和使用的模式。從廣義來說，云計算是將軟件和硬件資源作為一種服務，用戶依據(jù)服務時間和使用數(shù)量和質量來付出費用來使用。服務可能IT服務，軟件服務或者是互聯(lián)網(wǎng)服務的，延伸的也可以是任意其他服務，具有超大規(guī)模、虛擬化、可靠安全等功效。從某種意義上說，云計算是與大型計算機和客戶端- 服務器等技術同等地位的一次巨變。
云應用技術是云計算技術在應用層的體現(xiàn)，屬于“云計算”的子集，云計算是一種發(fā)展的宏觀概念，而云應用是面向實際問題并解決實際問題的產(chǎn)品，具有云計算跨平臺性、易用性、輕量性、資源服務共享和部署配置靈活等特點，也就是說以按需、易擴展方式配置或獲取資源與服務。
2 云計算的架構
云計算體系中包括IaaS（基礎設施即服務），PaaS（平臺即服務） 和SaaS（ 軟件即服務） 三個層次和資源供應（Provisioning）和資源安全（Security）兩個名詞。
1）IaaS。在IaaS層，云計算系統(tǒng)將物理資源整合成一個統(tǒng)一管理的資源池，通過虛擬化技術分配計算，存儲，網(wǎng)絡三個層面的資源，構建虛擬計算機網(wǎng)絡，形成各種虛擬的計算機資源。用戶從提供的計算機資源獲得服務，可以通過internet，也可能通過局域網(wǎng)。
虛擬化是本層面最重要的技術。用到的虛擬化技術包括虛擬主機技術，虛擬化客戶操作系統(tǒng)等，一些主要硬件設備如計算機、軟交換機、路由器、防火墻、因特網(wǎng)、局域網(wǎng)、存儲設備等通過虛擬化以服務的形式提供給用戶。通過虛擬化提供給用戶的還有提供硬件服務的各種硬件管理技術。有限制的網(wǎng)絡組件通過虛擬化也有可能以服務的形式來提供給用戶。包括數(shù)據(jù)計算處理，數(shù)據(jù)和文件存儲，網(wǎng)絡資源和其它基本的計算資源的使用通過虛擬化提供給用戶使用，利用云計算技術，軟件（包括系統(tǒng)軟件和應用軟件）通過部署和運行，用戶獲得服務。
通過虛擬化，用戶不控制和管理任何云計算基礎設施，而是通過部署的合理使用，云存儲空間的使用，系統(tǒng)軟件的選擇和相關虛擬化技術的應用，達到使用云系統(tǒng)提供的計算機網(wǎng)絡資源和計算資源服務。
2）PaaS。平臺即服務，IaaS的上層，主要指網(wǎng)格計算軟件、并行計算軟件、負載均衡軟件和數(shù)據(jù)庫等需要云開發(fā)的軟件。PaaS 是實現(xiàn)云計算的關鍵部分。PaaS應用模式的要求是向下根據(jù)業(yè)務能力需要能測算IaaS層的服務能力，能在IaaS層核心技術設施上進行擴展，并將資源整合，形成API接口，提供API服務給上層的SaaS層。
在PaaS層同時實現(xiàn)整合本層現(xiàn)有各種業(yè)務能力，使PaaS層的數(shù)據(jù)和業(yè)務模塊化、結構化等。
通過IaaS提供的API調用硬件資源，向上提供調度中心服務，以API的形式將資源服務提供給給SaaS層用戶。
PaaS具備以下3個主要特點。
①提供給PaaS運營商的是服務，包括基礎平臺服務和相關的技術支持服務，甚至與平臺服務相關的應用系統(tǒng)開發(fā)、系統(tǒng)的優(yōu)化，系統(tǒng)的升級等，這些均以服務的形式和方式提供。
②與其他的服務最根本的區(qū)別是PaaS提供的服務不是某種應用，而是某種基礎平臺。PaaS提供的是服務即將部署的基礎平臺以服務的形式和方式提供給應用系統(tǒng)運營商。PaaS運營商提供的服務強大而穩(wěn)定的云計算基礎運營平臺，和專業(yè)的技術支持團隊，這是PaaS提供的服務不同于其它服務之處。
系統(tǒng)部署的基礎和主要應用是基礎平臺的部署，通過部署提供服務，部署使平臺服務功能變得強大起來。不需要重新安裝軟件，只要改變配置，即可得到所需的服務。這種平臺服務保證了SaaS層應用軟件的穩(wěn)定運行。另外，從某種意義說，PaaS的實質是整合本層資源，是將互聯(lián)網(wǎng)的資源服務整合為可編程接口，為SaaS層和第三方提供編程和使用服務提供便利。
③主要技術有：SOA技術，javaEE，擴展分布式計算技術和云存儲技術屬于運行支撐方面；部署技術，過程監(jiān)控技術，安全技術屬于管理支撐方面；面向云計算應用的輔助建模、開發(fā)、測試工具屬于開發(fā)支撐方面；其它還有字典、工作流、多租戶管理技術、SLA等。涵蓋面非常廣泛，是本層的一個特點。不能不提到PaaS框架為Apache Hadoop，其中的MapReduce是最具代表性的技術。
3）SaaS。SaaS先于云計算出現(xiàn)，其前身是ASP（Application service provider）。
SaaS處在PaaS的上層，直接向云計算系統(tǒng)軟件最上層用戶提供服務，并且往往是以租用和付費的方式提供服務。SaaS云計算服務提供商為用戶提供化需要的所有計算機網(wǎng)絡基礎設施服務及軟件和硬件運作平臺服務，還提供所有前期實施和后期維護等相關服務。
4）兩個名詞。資源供應（Provisioning）：資源供應主要解決部署，強調根據(jù)不同的應用要求提供不同的應用環(huán)境，并將應用部署到所需的環(huán)境中。虛擬化技術、主機自動化安裝技術和軟件自動化安裝技術都是常用的技術。
資源安全（Security）：一般為組成云計算的各種技術配備的安全技術。資源安全在云計算中同樣具有重要地位。
3 公共云與私有云
不能不提到一個概念，那就是公共云與私有云。利用企業(yè)內部的計算資源搭建屬于企業(yè)內部的云計算系統(tǒng)稱為私有云計算系統(tǒng)，這類系統(tǒng)一般只提供內部服務。而很多企業(yè)往往需要通過因特網(wǎng)訪問。公共云計算環(huán)境被采用。公共云計算是相對于私有云而言的，面向所有使用因特網(wǎng)的用戶，并且在它之上運行的應用也可通過因特網(wǎng)訪問。
4 主要應用
1）云物聯(lián)。物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務量的急速增加和物聯(lián)網(wǎng)使用的普及，出于數(shù)據(jù)的存儲、物聯(lián)網(wǎng)運作計算量的需求和大量物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)整合和檢索的要求，云物聯(lián)應和這種需求而出現(xiàn)了。
云物聯(lián)包含兩層意思：
①以互聯(lián)網(wǎng)的基礎上進行網(wǎng)絡的延伸和擴展，其核心和基礎仍然是互聯(lián)網(wǎng)。
②任何物品與物品之間，進行信息交換和通信是云物聯(lián)網(wǎng)用戶端區(qū)別于傳統(tǒng)模式的基本功能和功能延伸與擴展的要求。物聯(lián)網(wǎng)中的大量感知識別設備生成的大量信息需要利用云計算技術進行整合，檢索，存儲，和安全保護；云計算架構是云物聯(lián)網(wǎng)的設計和運作框架。
2）云教育。將云計算應用到教育上，是云計算的一大應用之一，也可看作云物聯(lián)的一部分。云教育采用分布式技術，采用分布式架構部署，分布式架構由web服務器，數(shù)據(jù)庫服務器，直播服務器和流服務器等組成。云教育的運作比如設立信息中心，在信息中心架設采集工作站（如搭建網(wǎng)絡電視和實況轉播應用），配置各個功能組件到已經(jīng)實現(xiàn)應用系統(tǒng)部署的各個分布的教室，這樣實時傳送錄播實況到信息管理中心的全局直播服務器上，同時實現(xiàn)錄播的課件的上傳存儲到相關的流存儲服務器，點播、檢索、評估等各種應用將不是很費力的事。
3）云安全。云安全（Cloud Security）作為一個新名詞是隨著“云計算”的實踐而發(fā)展產(chǎn)生的。用戶越多，具體到每個用戶就越安全，因為每個中病毒的幾率被云中的用戶分擔了。并且因為用戶群的用戶數(shù)目的龐大，實現(xiàn)了病毒信息的共享，一個用戶的終端中病毒，整個云系統(tǒng)的云安全病毒庫病毒信息實現(xiàn)了更新。這樣某個新木馬病毒在某個云用戶中一經(jīng)出現(xiàn)，就立刻被識別和截獲，同時實現(xiàn)了云病毒庫的更新。
4）云存儲。通過集群應用技術，網(wǎng)格技術和分布式文件系統(tǒng)等技術的應用，云計算網(wǎng)絡中存在的大量的、各種不同類型的存儲設備通過應用軟件的協(xié)調和協(xié)同集合起來工作，對外共同提供數(shù)據(jù)存儲和業(yè)務訪問功能形成一個系統(tǒng)，稱作云存儲。作為云計算（cloud computing）概念上的延伸和發(fā)展而產(chǎn)生的一個新的概念，云存儲成為云計算技術的一個重要應用�？偠灾�，在大量云計算數(shù)據(jù)的存儲和管理成為云計算系統(tǒng)運算和處理的主導任務的情況下，在云計算系統(tǒng)中就根據(jù)大量云計算數(shù)據(jù)和管理的需要配置大量的存儲設備，這時云計算系統(tǒng)可以稱為一個云存儲系統(tǒng)。一個以數(shù)據(jù)存儲和管理為核心的云計算系統(tǒng)稱為云存儲。
5）云游戲。云游戲是以云計算技術為基礎和云計算模式運作而產(chǎn)生的游戲運行方式。與傳統(tǒng)的計算機網(wǎng)絡游戲不同的是，在云游戲的運行模式下，用戶在客戶端不參與邏輯運算或部分邏輯運算，而是將大量的邏輯運算和信息交給服務器執(zhí)行，本地用戶只保留最低限度的信息，聲音，顯示等資源。游戲服務器返回表現(xiàn)腳本在本地客戶端逐條執(zhí)行，這樣對用戶客戶端的配置要求大大降低，因為大量的邏輯運算交給服務器去處理，本地客戶端即使在配置低的情況下，也能得到很好用戶信息與游戲體驗效果。所有游戲都在服務器端運行，用戶的游戲設備不需要特別的配備高端配置，需要注意的是必須滿足視頻解壓和播放能力。從游戲運營商角度，運營應用云計算，可以錯開游戲用戶的使用高峰期，而不必因為短暫高峰期過多花費資金維護服務器運轉，游戲運營開始向云服務轉變。
5 總結與展望
云計算是繼大型計算機技術和和客戶端—服務器技術模式之后的一次技術創(chuàng)新。云計算是隨著分布式，虛擬化，并行計算，效用計算，均衡負載等技術的發(fā)展，并與過去傳統(tǒng)的計算機和網(wǎng)絡技術的相互發(fā)展融合而產(chǎn)生的，并且這些技術成為云計算的組成和技術支撐。云計算必將隨著分布式計算，并行計算，虛擬化等技術的發(fā)展而發(fā)展，隨著計算機和網(wǎng)絡技術新的革新和進步而發(fā)展。另外新的創(chuàng)新技術理念與實現(xiàn)必將推動云計算的普及和發(fā)展。
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本文標題：云計算與云應用的架構機制及應用淺析
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