云计算：一种新型服务计算模式崔云飞，刘东，李昀（装备指挥技术学院，北京101416）摘要：分析了云计算研究现状，通过研究现有云计算项目，结合云计算的相关技术，比较了云计算与网格计算、虚拟化技术等主要相关技术的关系。
介绍了云计算在数据存储、云服务以及计算能力等方面的优势。
此外，通过列举当前云计算项目在使用中存在的风险，阐述了云计算在未来发展中应注意的问题。
关键词：计算机应用技术；云计算；网格计算；虚拟化；综述Cloud Computing：A New Service OrientedComputing paradigmCui Yun-fei，Liu Dong，Li Yun（The Academy of Equipment Command &Technology，Beijing 101416，China）Abstract：The paper reviews recent advances of Cloud computing, compares the emphasis of cloud computing, which is already existing. It also introduces correlative technique of cloud computing. In addition, the paper expounds advantage and disadvantage of cloud computing.Key words: computer application technology; cloud computing; grid computing; virtualization; review 1. 引言随着计算机和互联网技术的不断发展及应用的深入，网络已聚合了计算资源、数据资源、软件资源以及服务资源等各种资源，但存在总量丰富而资源利用率低的矛盾。
因此，为了有效地满足面向互联网的复杂应用对大规模计算能力、海量数据处理和信息服务的需求，将广域分布的异构、自治的资源进行按需组织和管理，更加有效地整合分散的计算资源，为用户和应用提供一体化的服务环境已成为一个重要的研究方向。
另外，很多企业已经走到数据中心整合的大中心、集成的时代，这样可以享受到数据中心整合的优势，比如集中控制、集中管理，总体成本不断下降，而带来这些优势的同时，数据中心的管理层面，包括组织结构、流程、技术不同层面都带来了很大挑战，如何进行有效的管理，以实现整个系统的高可靠、持续运转成为一个亟待解决的问题。
现在已经具有高带宽和低成本的网络能力、开放的标准和资源软件，并且虚拟化软件和技术不断发展，用户对远程计算模型接受程度不断加深。
以上这些背景共同促成了一种新型服务计算模型：云计算的产生。
云计算是在分布式计算特别是网格计算的不断发展中产生的，它是能够提供动态资源池、虚拟化和高可用性的下一代计算平台的核心技术。
云计算既描述了一种平台，又描述了一种应用程序类型，云计算平台可以根据需要动态地提供、配置、重新配置以及取消提供服务器，云计算应用程序指的是经过扩展后可通过因特网进行访问的应用程序，这些云计算应用程序使用大型数据中心和强劲的服务器来托管Web应用程序和Web Service。
基金项目：国家863项目（2006AA01乙447）。
2. 云计算的含义和特点2.1云计算的含义云计算是一种新型服务计算模式，是一种共享基础架构的方法，它面对的是超大规模的分布式环境，核心是提供计算资源、数据存储和网络服务。
云计算的概念最初是由IBM提出的，之后Google、Amazon、Microsoft 等公司都开始宣讲各自的云计算项目（IBM Blue Cloud 、Google Apps 、Amazon AWS、Microsoft Live Mesh平台等）。
由于各公司原有的技术基础不同，所以它们的云计算项目也各有不同的侧重点，IBM的侧重点是软件服务和基础架构，Google的侧重点是特定的网络应用程序，Microsoft的侧重点是操作系统和基础架构，Amazon的侧重点是电子商务和基础架构。
基于不同的侧重点，各公司提出了不同的云计算概念。
比较各公司的云计算，总结其共同点是：云计算是一个分布式虚拟化的复杂大系统，是一个具备高度扩展性和管理性并能够利用网络胜任终端用户应用软件计算或存储基础架构的系统池，系统池里的机器可以是物理机也可以是虚拟机。
云计算的关键特征[1]是：基础构造是虚拟的、对用户不可见的，可以安装在世界的任何地方，并且对客户端的安装位置和特殊硬件都没有要求。
在云计算环境中，云计算提供商而不是终端用户拥有硬件和软件，并进行管理、维护和操作等。
2.2云计算的特点云计算和其他计算模式（如网格计算、全球计算、互联网计算）的区别[2]是：(1)以用户为中心的接口（User-centric interfaces）终端用户的数据可以分布在云端，可以随时访问、共享。
云计算服务能够以用户为中心的接口互联的意思是：①云计算的接口规范不会强迫用户改变工作习惯，比如开发语言、操作系统、编译器等都不需要改变；②云计算的客户端需要安装的东西很少，比如Nimbus Cloud kit的客户端大约只需要15MB空间就可以满足需求；③云计算的接口是独立运行并且可以和Web service、Internet浏览器等成熟的接口互联。
(2)按需服务供应（On-demand service provision）云计算中心按照用户需求提供资源和服务，随后用户可以定制这些计算环境，例如安装的软件、网络的结构等，此处的用户主要指企业级用户。
云计算可以充分调动云计算资源满足用户需求。
(3)服务质量保障（QoS guaranteed offer）云计算中心可以向用户保障服务质量，比如硬件的CPU与内存大小。
云计算的性能比非常强大，PC性能受限于硬件，网络受限于客户端、服务器端，云计算则不同：伴随网络发展、存储介质性能提升、成本降低，云计算可以无限扩大，另外分布在网络中的数据通过数据挖掘、智能分析、信息搜索以及运算更加准确。
(4)自治系统（Autonomous System）云计算模式是一个自治系统。
云计算中心的硬件、软件和数据可以自动的重装、编制和整理成一个统一的虚拟平台供用户使用。
2.3云计算项目云计算已经得到包括Google、Microsoft、IBM、Amazon等软件厂商的重视，各厂商都在积极推进云计算的研究和应用，分别提出了针对云计算的方案和实现。
由于各公司研究云计算的基础不同，目前云计算发展的方向和概念也不同，各公司的云计算项目产品的服务功能也是迥然相异的。
(1)Google App EngineApp Engine[3]是Google的一项云计算服务，Google App Engine允许用户运行用Python设计语言编写的Web软件。
除了支持Python标准库，Google App Engine还支持数据存储、Google帐号、URL获取、图像处理、email等服务的应用编程接口。
Google App Engine提供一个基于Web的管理控制平台，可以让用户容易管理正在运行的Web应用。
目前，它的网页每个月有5百万的点击率。
(2)IBM Blue CloudIBM的绝大部分软件产品是中间件，对于IBM来说，就是希望在基于互联网提交（以软件即服务SaaS为代表）的情况下，基于整个互联网提供中间件，这就是IBM云计算的根本出发点。
IBM 在2007年8月推出的“蓝云”（Blue Cloud）计划[4]就是基于由IBM软件、系统技术和服务支持的开放标准和开源软件的，该计划意指中心在类似互联网的环境下运行计算。
IBM开发“蓝云”的目的是帮助客户充分利用云计算的能力，通过基于SOA的Web服务，来与他们现有的IT基础架构集成。
“蓝云”特别关注IT管理简化方面的突破性需求，以保证安全性、隐私性、可靠性、高使用率和高效率。
另外，云计算主要是针对现有的以及即将出现的大规模数据密集型工作负载。
(3)Amazon AWS亚马逊的云[5,6]称为Amazon网络服务（AWS）。
目前，它由4个核心服务组成：简单存储服务（Simple Storage Service，S3）、弹性计算云（Elastic Compute Cloud，EC2）、简单排队服务及数据库管理系统等即插即用（plug-and-play，PnP）服务。
AWS具有云计算的显著特征：IT资源来自公共的数据中心之外，这些资源来自于整个互联网以及成本可变。
Amazon的弹性云（EC2）提供一个虚拟的计算环境，允许用户运行基于Linux的应用软件。
用户可以创建一个新的包括应用软件、库、数据和关联的基础架构的Amazon Machine Image机器影像(AMI)，或者是从一系列通用的AMIs中选择一个，然后用户需要把创建的或是选择的AMIs 安装到Amazon Simple Storage Service (S3)上，然后就能开始、停止、监控安装的AMIs。
Amazon EC2按在线时间向用户收费，而Amazon S3按数据交换收费。
(4)Microsoft Live MeshLive Mesh[7,8]是微软推出的一个典型的“软件+服务”的平台，可以将计算机和其他设备通过互联网整合到一起，允许个人和组织管理、访问和共享他们的文件和应用，无缝整合各种设备和互联网。
Live Mesh目前只提供小部分内容的服务，包括三项基本服务：文件夹共享、基于Web的桌面、远程PC访问。
(5)Sun Black BoxSun公司[8,9]的关注点在于如何使云计算便于使用。
Sun公司的Caroline项目研究在网络应用和服务方面开发人员如何利用基于云计算的资源。
是一个虚拟的数据需求中心，当企业需要变化时，客户可以实时取用。
Caroline项目计划成为SaaS提供商的主机平台，目标是更有效率地加快多用户网络服务、提高更新频率、灵活及节省地重新分配资源。
Caroline项目支持用多种语言编写的应用软件，包括Java、Perl、Python、Ruby以及PHP。
2007年，Sun还推出了基于云计算理论的移动数据中心——可以装在集装箱里的“黑盒子”（Sun Black Box），里面放置了252台Sun 服务器。
除了移动的特色之外，它也将在云计算中发挥重大作用。
因为Sun认为，未来PC、手持设备、iPod等无数终端设备都将简单地接入到在线应用，这正是云计算的体现。
(6)GRIDS Lab AnekaGRIDS Lab Aneka[8,10]是澳大利亚墨尔本大学GRIDS实验室的研究项目。