云計(jì)算的原理是什么？

云計(jì)算的原理是什么？

云計(jì)算是分布式計(jì)算技術(shù)的一種，其最基本的概念，是透過(guò)網(wǎng)絡(luò)將龐大的計(jì)算處理程序自動(dòng)分拆成無(wú)數(shù)個(gè)較小的子程序，再交由多部服務(wù)器所組成的龐大系統(tǒng)經(jīng)搜尋、計(jì)算分析之后將處理結(jié)果回傳給用戶。透過(guò)這項(xiàng)技術(shù)，網(wǎng)絡(luò)服務(wù)提供者可以在數(shù)秒之內(nèi)，達(dá)成處理數(shù)以千萬(wàn)計(jì)甚至億計(jì)的信息，達(dá)到和“超級(jí)計(jì)算機(jī)”同樣強(qiáng)大效能的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。

最簡(jiǎn)單的云計(jì)算技術(shù)在網(wǎng)絡(luò)服務(wù)中已經(jīng)隨處可見(jiàn)，例如搜尋引擎、網(wǎng)絡(luò)信箱等，使用者只要輸入簡(jiǎn)單指令即能得到大量信息。

未來(lái)如手機(jī)、GPS等行動(dòng)裝置都可以透過(guò)云計(jì)算技術(shù)，發(fā)展出更多的應(yīng)用服務(wù)，進(jìn)一步的云計(jì)算不僅只做資料搜尋、分析的功能，未來(lái)如分析DNA結(jié)構(gòu)、基因圖譜定序、解析癌癥細(xì)胞等，都可以透過(guò)這項(xiàng)技術(shù)輕易達(dá)成。

稍早之前的大規(guī)模分布式計(jì)算技術(shù)即為“云計(jì)算”的概念起源。

云計(jì)算基本原理

云計(jì)算的基本原理是，通過(guò)使計(jì)算分布在大量的分布式計(jì)算機(jī)上，而非本地計(jì)算機(jī)或遠(yuǎn)程服務(wù)器中，企業(yè)數(shù)據(jù)中心的運(yùn)行將更相似于互聯(lián)網(wǎng)。這使得企業(yè)能夠?qū)①Y源切換到需要的應(yīng)用上，根據(jù)需求訪問(wèn)計(jì)算機(jī)和存儲(chǔ)系統(tǒng)。云計(jì)算就是把普通的服務(wù)器或者個(gè)人計(jì)算機(jī)連接起來(lái)，以獲得超級(jí)計(jì)算機(jī)也叫高性能和高可用性計(jì)算機(jī)的功能，但是成本更低。云計(jì)算的出現(xiàn)使高性能并行計(jì)算不再是科學(xué)家和專業(yè)人士的專利，普通的用戶也能通過(guò)云計(jì)算享受高性能并行計(jì)算所帶來(lái)的便利，使人人都有機(jī)會(huì)使用并行機(jī)，從而大大提高工作效率和計(jì)算資源的利用率。云計(jì)算模式可以簡(jiǎn)單理解為不論服務(wù)的類型，或者是執(zhí)行服務(wù)的信息架構(gòu)，通過(guò)因特網(wǎng)提供應(yīng)用服務(wù)，讓使用者通過(guò)瀏覽器就能使用，不需要了解服務(wù)器在哪里，內(nèi)部如何運(yùn)作。

云計(jì)算的核心技術(shù)

云計(jì)算系統(tǒng)運(yùn)用了許多技術(shù)，其中以編程模型、數(shù)據(jù)管理技術(shù)、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)技術(shù)、虛擬化技術(shù)、云計(jì)算平臺(tái)管理技術(shù)最為關(guān)鍵。

(1)編程模型

MapReduce是Google開(kāi)發(fā)的java、Python、C++編程模型，它是一種簡(jiǎn)化的分布式編程模型和高效的任務(wù)調(diào)度模型，用于大規(guī)模數(shù)據(jù)集(大于1TB)的并行運(yùn)算。嚴(yán)格的編程模型使云計(jì)算環(huán)境下的編程十分簡(jiǎn)單。MapReduce模式的思想是將要執(zhí)行的問(wèn)題分解成Map(映射)和Reduce(化簡(jiǎn))的方式，先通過(guò)Map程序?qū)?shù)據(jù)切割成不相關(guān)的區(qū)塊，分配(調(diào)度)給大量計(jì)算機(jī)處理，達(dá)到分布式運(yùn)算的效果，再通過(guò)Reduce程序?qū)⒔Y(jié)果匯整輸出。

(2)海量數(shù)據(jù)分布存儲(chǔ)技術(shù)

云計(jì)算系統(tǒng)由大量服務(wù)器組成，同時(shí)為大量用戶服務(wù)，因此云計(jì)算系統(tǒng)采用分布式存儲(chǔ)的方式存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，用冗余存儲(chǔ)的方式保證數(shù)據(jù)的可靠性。云計(jì)算系統(tǒng)中廣泛使用的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)系統(tǒng)是Google的GFS和Hadoop團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)的GFS的開(kāi)源實(shí)現(xiàn)HDFS。

(3)海量數(shù)據(jù)管理技術(shù)

云計(jì)算需要對(duì)分布的、海量的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理、分析，因此，數(shù)據(jù)管理技術(shù)必需能夠高效的管理大量的數(shù)據(jù)。云計(jì)算系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)管理技術(shù)主要是Google的BT(BigTable)數(shù)據(jù)管理技術(shù)和Hadoop團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)的開(kāi)源數(shù)據(jù)管理模塊HBase。

云計(jì)算的挑戰(zhàn)和展望

云計(jì)算技術(shù)的發(fā)展面臨這一系列的挑戰(zhàn)，例如：使用云計(jì)算來(lái)完成任務(wù)能獲得哪些優(yōu)勢(shì);可以實(shí)施哪些策略、做法或者立法來(lái)支持或限制云計(jì)算的采用;如何提供有效的計(jì)算和提高存儲(chǔ)資源的利用率等等。此外，云計(jì)算宣告了低成本超級(jí)計(jì)算機(jī)服務(wù)的可能，一旦這些“云”被用來(lái)破譯各類密碼、進(jìn)行各種攻擊，將會(huì)對(duì)用戶的數(shù)據(jù)安全帶來(lái)極大的危險(xiǎn)。

云計(jì)算未來(lái)有兩個(gè)發(fā)展方向：一個(gè)是構(gòu)建與應(yīng)用程序緊密結(jié)合的大規(guī)模底層基礎(chǔ)設(shè)施，使得應(yīng)用能夠擴(kuò)展到很大的規(guī)模;另一個(gè)是通過(guò)構(gòu)建新型的云計(jì)算應(yīng)用程序。在網(wǎng)絡(luò)上提供更加豐富的用戶體驗(yàn)，第一個(gè)發(fā)展趨勢(shì)能夠從現(xiàn)在得云計(jì)算研究狀況中體現(xiàn)出來(lái)，而在云計(jì)算應(yīng)用的構(gòu)造上，很多新型的社會(huì)服務(wù)型網(wǎng)絡(luò)，如Facebook等，已經(jīng)體現(xiàn)了這個(gè)趨勢(shì)，而在研究上則開(kāi)始注重如何通過(guò)云計(jì)算基礎(chǔ)平臺(tái)將多個(gè)業(yè)務(wù)融合起來(lái)。

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