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云盘算中8项焦点手艺的周全解读

  • 时间：2015-01-15
  • 泉源：云盘算的“横空出生”让许多人将其视为一项全新的手艺，但事实上它的雏形已泛起多年，只是最近几年才最先取

云盘算的“横空出生”让许多人将其视为一项全新的手艺，但事实上它的雏形已泛起多年，只是最近几年才最先取得相对较快的生长 。确切地说，云盘算是大规模漫衍式盘算手艺及其配套商业模式演进的产品，它的生长主要有赖于虚拟化、漫衍式数据存储、数据管理、编程模式、信息清静等各项手艺、产品的配合生长 。近些年来，托管、后向收费、按需交付等商业模式的演进也加速了云盘算市场的转折 。云盘算不但改变了信息提供的方法，也倾覆了古板ICT系统的交付模式 。与其说云盘算是手艺的立异，不如说云盘算是头脑和商业模式的转变 。

　　下面详细谈一谈云盘算的焦点手艺 。

　　云盘算是一种以数据和处置惩罚能力为中心的麋集型盘算模式，它融合了多项ICT手艺，是古板手艺“平滑演进”的产品 。其中以虚拟化手艺、漫衍式数据存储手艺、编程模子、大规模数据管理手艺、漫衍式资源管理、信息清静、云盘算平台管理手艺、绿色节能手艺最为要害 。

　　1、虚拟化手艺

　　虚拟化是云盘算最主要的焦点手艺之一，它为云盘算服务提供基础架构层面的支持，是ICT服务快速走向云盘算的最主要驱动力 �？梢运�，没有虚拟化手艺也就没有云盘算服务的落地与乐成 。随着云盘算应用的一连升温，业内对虚拟化手艺的重视也提到了一个新的高度 。与此同时，我们的视察发明，许多人对云盘算和虚拟化的熟悉都保存误区，以为云盘算就是虚拟化 。事实上并非云云，虚拟化是云盘算的主要组成部分但不是所有 。

　　从手艺上讲，虚拟化是一种在软件中仿真盘算机硬件，以虚拟资源为用户提供服务的盘算形式 。旨在合理调配盘算机资源，使其更高效地提供服务 。它把应用系统各硬件间的物理划分突破，从而实现架构的动态化，实现物理资源的集中管理和使用 。虚拟化的最大利益是增强系统的弹性和无邪性，降低本钱、刷新服务、提高资源使用效率 。

　　从体现形式上看，虚拟化又分两种应用模式 。一是将一台性能强盛的服务器虚拟成多个自力的小服务器，服务差别的用户 。二是将多个服务器虚拟成一个强盛的服务器，完成特定的功效 。这两种模式的焦点都是统一管理，动态分派资源，提高资源使用率 。在云盘算中，这两种模式都有较量多的应用 。

　　2、漫衍式数据存储手艺

　　云盘算的另一大优势就是能够快速、高效地处置惩罚海量数据 。在数据爆炸的今天，这一点至关主要 。为了包管数据的高可靠性，云盘算通� ；峤幽陕苁酱娲⑹忠�，将数据存储在差别的物理装备中 。这种模式不但挣脱了硬件装备的限制，同时扩展性更好，能够快速响应用户需求的转变 。

　　漫衍式存储与古板的网络存储并不完全一样，古板的网络存储系统接纳集中的存储服务器存放所有数据，存储服务器成为系统性能的瓶颈，不可知足大规模存储应用的需要 。漫衍式网络存储系统接纳可扩展的系统结构，使用多台存储服务器分担存储负荷，使用位置服务器定位存储信息，它不但提高了系统的可靠性、可用性和存取效率，还易于扩展 。

　　在目今的云盘算领域，Google的GFS和Hadoop开发的开源系统HDFS是较量盛行的两种云盘算漫衍式存储系统 。

　　GFS（Google File System）手艺：谷歌的非开源的GFS（GoogleFile System） 云盘算平台知足大宗用户的需求，并行地为大宗用户提供服务 。使得云盘算的数据存储手艺具有了高吞吐率和高传输率的特点 。

　　HDFS（Hadoop Distributed File System）手艺：大部分ICT厂商，包括Yahoo、Intel的“云”妄想接纳的都是HDFS的数据存储手艺 。未来的生长将集中在超大规模的数据存储、数据加密和清静性包管、以及继续提高I/O速率等方面 。

　　3、编程模式

　　从实质上讲，云盘算是一个多用户、多使命、支持并发处置惩罚的系统 。高效、简捷、快速是其焦点理念，它旨在通过网络把强盛的服务器盘算资源利便地分发到终端用户手中，同时包管低本钱和优异的用户体验 。在这个历程中，编程模式的选择至关主要 。云盘算项目中漫衍式并行编程模式将被普遍接纳 。

　　漫衍式并行编程模式建设的初志是更高效地使用软、硬件资源，让用户更快速、更简朴地使用应用或服务 。在漫衍式并行编程模式中，后台重大的使命处置惩罚和资源调理关于用户来说是透明的，这样用户体验能够大大提升 。MapReduce是目今云盘算主流并行编程模式之一 。MapReduce模式将使命自动分成多个子使命，通过Map和Reduce两步实现使命在大规模盘算节点中的高度与分派 。

　　MapReduce是Google开发的java、Python、C++编程模子，主要用于大规模数据集（大于1TB）的并行运算 。 MapReduce模式的头脑是将要执行的问题剖析成Map（映射）和Reduce（化简）的方法，先通过Map程序将数据切割成不相关的区块，分派（调理）给大宗盘算机处置惩罚，抵达漫衍式运算的效果，再通过Reduce程序将效果汇整输出 。

　　4、大规模数据管理

　　处置惩罚海量数据是云盘算的一大优势 。那么如那里置则涉及到许多层面的工具，因此高效的数据处置惩罚手艺也是云盘算不可或缺的焦点手艺之一 。关于云盘算来说，数据管理面临重大的挑战 。云盘算不但要包管数据的存储和会见，还要能够对海量数据举行特定的检索和剖析 。由于云盘算需要对海量的漫衍式数据举行处置惩罚、剖析，因此，数据管理手艺必需能够高效的管理大宗的数据 。

　　Google的BT（BigTable）数据管理手艺和Hadoop团队开发的开源数据管理�？镠Base是业界较量典范的大规模数据管理手艺 。

　　BT（BigTable）数据管理手艺：BigTable是非关系的数据库，是一个漫衍式的、长期化存储的多维度排序Map.BigTable建设在 GFS， Scheduler， Lock Service和MapReduce之上，与古板的关系数据库差别，它把所有数据都作为工具来处置惩罚，形成一个重大的表格，用来漫衍存储大规模结构化数据 。 Bigtable的设计目的是可靠的处置惩罚PB级别的数据，并且能够安排到上千台机械上 。
　
　　开源数据管理�？镠Base：HBase是Apache的Hadoop项目的子项目，定位于漫衍式、面向列的开源数据库 。HBase差别于一样平常的关系数据库，它是一个适合于非结构化数据存储的数据库 。另一个差别的是HBase基于列的而不是基于行的模式 。作为高可靠性漫衍式存储系统，HBase在性能和可伸缩方面都有较量好的体现 。使用HBase手艺可在廉价PC Server上搭建起大规模结构化存储集群 。

　　5、漫衍式资源管理

　　云盘算接纳了漫衍式存储手艺存储数据，那么自然要引入漫衍式资源管理手艺 。在多节点的并发执行情形中，各个节点的状态需要同步，并且在单个节点泛起故障时，系统需要有用的机制包管其它节点不受影响 。而漫衍式资源管理系统恰是这样的手艺，它是包管系统状态的要害 。

　　另外，云盘算系统所处置惩罚的资源往往很是重大，少则几百台服务器，多则上万台，同时可能跨跃多个地区 。且云平台中运行的应用也是数以千计，怎样有用地管理这批资源，包管它们正常提供服务，需要强盛的手艺支持 。因此，漫衍式资源管理手艺的主要性可想而知 。

　　全球各大云盘算计划/服务提供商们都在起劲开展相关手艺的研发事情 。其中Google内部使用的Borg手艺很受业内歌颂 。另外，微软、IBM、Oracle/Sun等云盘算巨头都有响应解决计划提出 。

　　6、信息清静

　　视察数据批注，清静已经成为阻碍云盘算生长的最主要缘故原由之一 。数据显示，32%已经使用云盘算的组织和45%尚未使用云盘算的组织的ICT管理将云清静作为进一步安排云的最大障碍 。因此，要想包管云盘算能够恒久稳固、快速生长，清静是主要需要解决的问题 。

　　事实上，云盘算清静也不是新问题，古板互联网保存同样的问题 。只是云盘算泛起以后，清静问题变得越发突出 。在云盘算系统中，清静涉及到许多层面，包括网络清静、服务器清静、软件清静、系统清静等等 。因此，有剖析师以为，云清静工业的生长，将把古板清静手艺提到一个新的阶段 。

　　现在，不管是软件清静厂商照旧硬件清静厂商都在起劲研发云盘算清静产品和计划 。包括古板杀毒软件厂商、软硬防火墙厂商、IDS/IPS厂商在内的各个层面的清静供应商都已加入到云清静领域 。相信在不久的未来，云清静问题将获得很好的解决 。

　　7、云盘算平台管理

　　云盘算资源规模重大，服务器数目众多并漫衍在差别的所在，同时运行着数百种应用，怎样有用地管理这些服务器，包管整个系统提供不中止的服务是重大的挑战 。云盘算系统的平台管理手艺，需要具有高效调配大宗服务器资源，使其更好协同事情的能力 。其中，利便地安排和开通新营业、快速发明并且恢复系统故障、通过自动化、智能化手段实现大规模系统可靠的运营是云盘算平台管理手艺的要害 。

　　关于提供者而言，云盘算可以有三种安排模式，即公共云、私有云和混淆云 。三种模式对平台管理的要求大不相同 。关于用户而言，由于企业关于ICT资源共享的控制、对系统效率的要求以及ICT本钱投入预算不尽相同，企业所需要的云盘算系统规模及可管理性能也大不相同 。因此，云盘算平台管理计划要更多地思量到定制化需求，能够知足差别场景的应用需求 。

　　包括Google、IBM、微软、Oracle/Sun等在内的许多厂商都有云盘算平台管理计划推出 。这些计划能够资助企业实现基础架构整合、实现企业硬件资源和软件资源的统一管理、统一分派、统一安排、统一监控和统一备份，突破应用对资源的独吞，让企业云盘算平台价值得以充分验展 。

　　8、绿色节能手艺

　　节能环保是全球整个时代的大主题 。云盘算也以低本钱、高效率着称 。云盘算具有重大的规模经济效益，在提高资源使用效率的同时，节约了大宗能源 。绿色节能手艺已经成为云盘算必不可少的手艺，未来越来越多的节能手艺还会被引入云盘算中来 。
　　Carbon Disclosure Project（碳排放披露项目，简称CDP）克日宣布了一项有关云盘算有助于镌汰碳排放的研究报告 。报告指出，迁徙至云的美国公司每年就可以镌汰碳排放8570万吨，这相当于2亿桶石油所排放出的碳总量 。

　　总之，云盘算服务提供商们需要一连改善手艺，让云盘算更绿色 。




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