云計算的特征是什么?云計算的定義及主要特點

隨著計算機網絡、網格計算、WEB服務、新型WEB應用等理念和技術的發(fā)展，萬維網己經從一個傳統(tǒng)的HTML文件共享、交換、訪問平臺轉變?yōu)槿我庑畔①Y源的共享平臺，架構與互聯(lián)網之上的云計算模式成為了大勢所趨。云計算中最重要一類是數(shù)據(jù)密集型的計算，其核心內涵是數(shù)據(jù)管理。傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)管理技術難以滿足這些應用所提出的對數(shù)據(jù)管理的需求。本文借鑒傳統(tǒng)數(shù)據(jù)管理技術的理念，研究、設計了一個基于CouchDB的高可擴展、高可靠的海量圖片存儲管理系統(tǒng)。

1 云計算的定義及特點

云計算是以一種融合的方式，通過網絡作載體，以虛擬化技術為基礎，以提供基礎架構、平臺、軟件等服務為形式，整合大規(guī)模可擴展的計算、存儲、數(shù)據(jù)、應用、IT資源等分布式計算資源進行協(xié)同工作的超級計算模式。在云計算模式下，用戶不再需要購買復雜的硬件和軟件，而只需要支付相應的費用給“云計算”服務提供商，通過網絡就可以方便地獲取所需要的計算和存儲等資源。在計價上采用了更靈活的方式。從管理視角，云計算提供了一種管理大量虛擬化資源的方式，它們可以被自動的匯聚并提供服務，可以彈性的進行服務的提供和擴展。云計算是一種新的用戶體驗和業(yè)務模式，具備服務標準化、快速部署、靈活的計費、容易訪問\獲得的特點。云計算作為一種基礎架構管理和服務提供方法，具備虛擬化資源、彈性擴展的提供服務、按照一個大資源池的方式進行管理的特點。

云計算是一種計算模式，利用互聯(lián)網技術把大量可擴展(和彈性)的IT相關的能力作為一種服務提供給多個用戶按照運營模式可以分為公共云、私有云、混合云3種。

公共云：通過自己的基礎架構直接向用戶提供服務。用戶通過互聯(lián)網訪問服務，并不擁有云計算資源。

私有云：企業(yè)自己搭建云計算基礎架構，面向內部用戶或外部客戶提供云計算服務。企業(yè)擁有基礎架構的自主權，并且可以基于自己的需求改進服務，進行自主創(chuàng)新。

混合云：也就是既有自已的云計算基礎架構，也使用外部公共云提供的服務。

2 云計算的關鍵技術

云計算是以數(shù)據(jù)為中心的一種數(shù)據(jù)密集型的超級計算模式。在數(shù)據(jù)存儲、數(shù)據(jù)管理、編程模式、并發(fā)控制、系統(tǒng)管理等5個方面具有自身獨特的技術。

1)海量分布式存儲技術

為保證保證存儲數(shù)據(jù)的可靠性、高可用性和經濟性，云計算的存儲數(shù)據(jù)采取分布式冗余存儲存儲方式，以高可靠軟件來彌補硬件的不足，從而對外提供廉價可靠的系統(tǒng)。為了滿足大量用戶的需求，數(shù)據(jù)存儲技術必須具有高吞吐率和高傳輸率的特點。

云計算的數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)主要有Google的GFS(Google File System)和Hadoop開發(fā)團隊開發(fā)的開源系統(tǒng)——HDFS(Hadoop Distr4buted File System)。大部分IT廠商，包括Yahoo、Intel的云計劃采用的都是HDFS的數(shù)據(jù)存儲技術。

2)并行編程模式

為了高效利用云計算的資源，使用戶能夠更輕松地享受云計算帶來的服務，云計算的編程模式必須保證后臺復雜的并行執(zhí)行和任務調度對用戶和編程人員來說是透明的。云計算采用Map-Reduce編程模式，將任務自動分成多個子任務，通過Map和Reduce兩步實現(xiàn)任務在大規(guī)模計算節(jié)點中的調度與分配。

3)數(shù)據(jù)管理技術

云計算對大數(shù)據(jù)集進行分析、處理，向用戶提供高效服務，因此，數(shù)據(jù)管理技術必須能夠高效地管理大數(shù)據(jù)集。另外，如何在規(guī)模巨大的數(shù)據(jù)中找到特定的數(shù)據(jù)，也是云計算數(shù)據(jù)管理技術所必須解決的問題。云計算系統(tǒng)的數(shù)據(jù)管理往往采用列存儲的數(shù)據(jù)管理模式，保證海量數(shù)據(jù)存儲和分析性能。

4)分布式資源管理技術

在多節(jié)點并發(fā)執(zhí)行環(huán)境，分布式資源管理技術是保證系統(tǒng)狀態(tài)正確的關鍵技術。系統(tǒng)狀態(tài)需要在多節(jié)點之間同步，關鍵節(jié)點出現(xiàn)故障時需要能夠自動遷移服務。分布式資源管理技術通過“鎖”機制來協(xié)凋多任務對資源的使用，從而保證數(shù)據(jù)操作的一致性。

5)云計算平臺管理技術

云計算資源規(guī)模龐大，一個系統(tǒng)的服務器數(shù)量可能會高達10萬臺，且很有可能跨越幾個坐落于不同物理地點的數(shù)據(jù)中心，同時還在其上運行著成千上萬種應用。如何有效地管理這些服務器，保證這些服務器組成的系統(tǒng)能夠提供每天24小時不間斷服務是一個巨大的挑戰(zhàn)。云計算系統(tǒng)管理技術是云計算的“神經網絡”，它能使大量的服務器協(xié)同工作，方便地進行業(yè)務部署和開通，快速地發(fā)現(xiàn)和恢復系統(tǒng)故障，使云計算系統(tǒng)通過自動化、智能化的手段實現(xiàn)大規(guī)模的可運營、可管理。

3 云計算中數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)應具備的特征

大規(guī)模云存儲技術與分布式數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)結合，能夠為各行各業(yè)提供了一個海量存儲空間，并支持靈活擴展、高性能訪問的文件共享存儲平臺。平臺具有的一些屬性和特征

1)高效性

云計算是一種隨用隨付費的模式，耶么使用云計算資源的費用會隨著所需要的存儲、網絡帶寬和計算機能源線性增長。因此，如果數(shù)據(jù)分析軟件產品A比B需要更多的計算單元去執(zhí)行相同的任務，那么產品A就需要比B花費更多。因此，能用盡量少的資源去完成盡量多的任務的系統(tǒng)也就是我們所要尋找的。

2)容錯性

容錯性在分析型數(shù)據(jù)工作環(huán)境中的度量與在傳統(tǒng)工作環(huán)境中不同。對于傳統(tǒng)的工作，一個具有容錯性的DBMS可以從一個錯誤中恢復而不會丟失任何數(shù)據(jù)或恢復到最近一次完成的事務;而在一個分布式數(shù)據(jù)庫環(huán)境中，則可以成功的提交事務并在一個工作負載中前進，甚至面對工作節(jié)點錯誤。對于分析型工作負載中只讀的請求，沒有寫事務的提交，也沒有在節(jié)點失效時更新的失敗。因此，對一個具有容錯性的分析型DBMS簡單的來說，如果一個與請求處理失敗關聯(lián)的節(jié)點失效，則不需要重發(fā)一個請求。

3)操作加密數(shù)據(jù)的能力

如敏感數(shù)據(jù)在上傳到云中之前有可能被加密。為了防止對這些敏感數(shù)據(jù)未經授權的訪問，任何運行在云上的應用都不應該能夠在訪問之前直接解密數(shù)據(jù)。然而，為了進行解密而把整個表或列從云中傳輸出來對帶寬來說也是個挑戰(zhàn)。因此，數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)應該具有能夠直接操作加密數(shù)據(jù)的能力，使得最終只有較少的數(shù)據(jù)需要被傳輸?shù)絼e的地方進行解密，這樣就明顯提高了性能。

4)提供接口的能力

有很多面向用戶的商業(yè)智能工具是與數(shù)據(jù)庫軟件協(xié)同工作并在形象化、查詢生成、結果統(tǒng)計和高級數(shù)據(jù)分析方面起到一定幫助作用的。這些工具是分析型數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)的一個重要組成部分，因為商業(yè)分析師通常在技術上不是很精通并且并不喜歡直接面對數(shù)據(jù)庫軟件。這些工具一般通過ODBC或JDBC與數(shù)據(jù)庫進行連接，因此希望處理這些產品的數(shù)據(jù)庫軟件必須通過這些連接接收SQL請求。