云计算分析报告.docx
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云计算分析报告
云计算分析报告
中国移动通信集团广东有限公司数据业务中心
中国移动终端基地
2008年12月
前言
对于云计算，李开复（现任Google全球副总裁、中国区总裁）打了一个形象的比喻：
钱庄。
“最早人们只是把钱放在枕头底下，后来有了钱庄，很安全，不过兑现起来比较麻烦。
现在发展成可以到银行的任何一个网点取钱，甚至通过ATM，或者国外的渠道。
就像用电不需要家家装备发电机，直接从电力公司购买一样。
”
“云计算”带来的就是这样一种变革——由谷歌、IBM这样的专业网络公司来搭建计算机存储、运算中心，用户通过一根网线借助浏览器就可以很方便的访问，把“云”做为资料存储以及应用服务的中心。
专业术语
英语
汉语
描述
CloudComputing
云计算
网格运算的一个子集
Saas（Software-as-a-service）
软件即服务
通过软件提供服务
Paas（Platform-as-a-service）
平台即服务
通过平台提供服务
UtilityComputing
公用计算
又作按需计算（ondemandcomputing），把计算资源聚集起来，作为像水、电、气这样的公共设施服务提供给公众使用
NAS
网络附着存储
存储设备通过标准的网络拓扑结构连接到一群计算机上的存储形式
SANs
存储区域网络
通过光纤通道而非标准网络拓扑结构连接到一群计算机上的存储形式
BlueCloud
蓝云
IBM云计算项目
EC2（ElasticCoumputeCloud）
弹性计算云
亚马逊云计算平台
GFS（GoogleFileSystem）
谷歌文件系统
谷歌用于云计算的基础设施
目录
一、概念简述3
1.1云计算定义3
1.2云计算的特点3
二、云计算原理与架构4
2.1云计算原理4
2.2云计算架构5
2.2.2应用程序6
2.2.3云客户端6
2.2.4云基础设施6
2.2.5云平台6
2.2.6云服务7
2.2.7云存储7
四、云计算应用案例7
4.1IBM蓝云7
4.2Googleapp引擎8
4.3AmazonEC29
4.4SalesforcePaas10
五、发展趋势10
附录A网络存储12
附录B网格计算13
一、概念简述
1.1云计算定义
云计算（CloudComputing）是分布式计算、并行处理和网格计算的发展，或者说是这些计算机科学概念在现实世界中的商业实现。
通过以下7条判断标准可以对云有一个感性认识：
1）如果你需要购买并管理硬件设备...那么，它不是云。
2）如果需要你向厂商提供一份几十页的需求说明书...那么，它不是云。
3）如果没有提供API...那么，它不是云。
4）如果需要你重新构架你的系统...那么，它不是云。
5）如果你不能在10分钟之间部署或撤销服务器...那么，它不是云。
6）如果你知道你所使用的机器的具体位置和数目清单...那么，它不是云。
7）如果它只运行一种操作系统...那么，它不是云。
云计算的定义：
指无需用户购买硬件设备并安装专有软件，易于使用管理，网络服务架构对用户透明，多种终端设备普适的网络服务。
1.2云计算的特点
云计算的四个特点：
1）提供最可靠、最安全的数据存储中心
将文件保存在本地往往面临病毒、攻击、数据丢失、泄露等威胁。
反之，当把文档保存在GoogleDocs，把自己的照片上传到GooglePicasaWeb的网络相册里，却可以避免数据的丢失或损坏。
因为在“云”的另一端，有全世界最专业的团队来管理用户信息，有全世界最先进的数据中心来保存用户数据。
同时，严格的权限管理策略可以帮助用户放心地与其指定的人共享数据。
2）对用户端的设备要求低，使用方便
选择云计算，只要有一台可以上网的电脑，有一个web浏览器，用户需要做的就是在浏览器中键入URL，然后尽情享受云计算带来的无限乐趣。
3）实现不同设备间的数据与应用共享
为了让不同的终端设备上的数据保持同步，用户需要用云计算来让一切都变得更简单。
在云计算的网络应用模式中，数据只有一份，保存在“云”的另一端，用户的所有电子设备只需要连接互联网，就可以同时访问和使用同一份数据。
以联系人信息的管理为例，当用户使用网络服务来管理所有联系人的信息后，可以在任何地方用任何一台电脑找到某个朋友的电子邮件地址，可以在任何一部手机上直接拨通朋友的电话号码，也可以把某个联系人的电子名片快速分享给好几个朋友。
这一切都是在严格的安全管理机制下进行的，只有对数据拥有访问权限的人，才可以使用或与他人分享这份数据。
4）为我们使用网络提供了几乎无限多的可能
云计算为存储和管理数据提供了几乎无限多的空间，也为我们完成各类应用提供了几乎无限强大的计算能力。
借助于云计算，当用户驾车出游的时候，只要用手机连入网络，就可以直接看到自己所在地区的卫星地图和实时的交通状况；可以快速查询自己预设的行车路线，可以请网络上的好友推荐附近最好的景区和餐馆，可以快速预订目的地的宾馆，还可以把自己刚刚拍摄的照片或视频剪辑分享给远方的亲友。
二、云计算原理与架构
2.1云计算原理
云计算的基本原理是通过使计算分布在大量的分布式计算机上，而非本地计算机或远程服务器中，企业数据中心的运行将更与互联网相似。
这使得企业能够将资源切换到需要的应用上，根据需求访问计算机和存储系统。
这是一种革命性的举措，它意味着计算能力也可以作为一种商品进行流通，就像煤气、水电一样，取用方便，费用低廉。
最大的不同在于，它是通过互联网进行传输的。
云计算的蓝图已经呼之欲出：
在未来，只需要一台笔记本或者一个手机，就可以通过网络服务来实现我们需要的一切，甚至包括超级计算这样的任务。
从最根本的意义来说，云计算就是利用互联网上的软件和数据的能力。
2.2云计算架构
图2-1云计算架构示意图
如上图所示，云计算中包含的角色有：
1.云基础设施：
物理的或虚拟的硬件设备
2.云平台：
web应用服务器
3.云存储：
类数据库
4.云服务：
web服务
5.云应用程序：
如SaaS架构平台
6.云客户端：
浏览器等终端设备
图3-1云计算体系架构示意图
2.2.1应用程序
应用程序是用户进入云计算服务的入口。
消除了在用户电脑安装和运行软件的操作，同时降低了维护软件的负担，便于使用，无需技术支持。
举例：
∙点对点/志愿者计算项目（Bittorrent,BOINCProjects,Skype）
∙Web应用（Facebook）
∙SaaS（GoogleApps,Salesforce）
∙扩展服务的软件（MicrosoftOnlineServices）
2.2.2云客户端
云客户端指用户用于访问云计算服务的电脑软硬件，如PC浏览器、手机终端、PC瘦客户端等。
举例:
∙移动设备（Android,iPhone,WindowsMobile）
∙瘦客户端（CherryPal,Zonbu,gOS-basedsystems）
∙肥客户端/Web浏览器（GoogleChrome,MozillaFirefox）
2.2.3云基础设施
云基础设施指提供给用户使用的云计算服务，一个典型的例子是提供云服务的平台虚拟化环境。
举例:
∙全功能虚拟环境（GoGrid,Skytap）
∙网格计算（SunGrid）
∙管理功能（RightScale）
∙计算功能（AmazonElasticComputeCloud）
2.2.4云平台
云平台指PaaS，用于处理用户提交请求的计算平台或者作为服务的解决方案栈，云平台的部署实施通常可以为用户避免购买和管理软硬件设备的成本和复杂性。
举例:
∙Web应用程序框架
oAjax（Caspio）
oPythonDjango（GoogleAppEngine）
oRubyonRails（Heroku）
∙Web集（Mosso）
∙专属平台（Azure,F）
2.2.5云服务
云服务指可被其他云计算组件、软件或用户直接访问的网络组件。
以Web服务为例，通过为网络上的机器间实现互操作提供了互动的支持。
举例:
∙身份标识（OAuth,OpenID）
∙功能集成（AmazonSimpleQueueService）
∙支付（AmazonFlexiblePaymentsService,GoogleCheckout,PayPal）
∙地图（GoogleMaps,Yahoo!
Maps）
∙搜索（Alexa,GoogleCustomSearch,Yahoo!
BOSS）
∙其他（AmazonMechanicalTurk）
2.2.6云存储
云存储以数据存储作为服务内容，同时包括类数据库服务，一般基于效能计算收费，譬如，按照每G空间每月来支付费用。
举例:
∙数据库（AmazonSimpleDB,GoogleAppEngine'sBigTabledatastore）
∙网络存储NAS（MobileMeiDisk,NirvanixCloudNAS）
∙网络同步（LiveMeshLiveDesktop组件,MobileMepushfunctions）
∙Web服务（AmazonSimpleStorageService,NirvanixSDN）
四、云计算应用案例
4.1IBM蓝云
IBM在2007年11月15日推出了蓝云计算平台，为客户带来即买即用的云计算平台。
它包括一系列的云计算产品，使得计算不仅仅局限在本地机器或远程服务器农场（即服务器集群），通过架构一个分布式、可全球访问的资源结构，使得数据中心在类似于互联网的环境下运行计算。
通过IBM的技术白皮书，我们可以一窥蓝云计算平台的内部构造。
“蓝云”建立在IBM大规模计算领域的专业技术基础上，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。
简单地说，“蓝云”基于IBMAlmaden研究中心（AlmadenResearchCenter）的云基础架构，包括Xen和PowerVM虚拟化、Linux操作系统映像以及Hadoop文件系统与并行构建。
图4-1蓝云产品架构示意图
蓝云计算平台由一个数据中心:
IBMTivoli部署管理软件（TivoliProvisioningManager）、IBMTivoli监控软件（IBMTivoliMonitoring）、IBMWebSphere应用服务器、IBMDB2数据库以及一些虚拟化的组件共同组成。
图中的架构主要描述了云计算的后台架构，并没有涉及到前台的用户界面。
4.2Googleapp引擎
Google在互联网搜索方面建立了一种超强的商业模式。
但现在，它正在把它的云开放给众多的企业用户，所提供的服务形式包括应用托管服务和企业搜索等等。
在四月份，Google推出了它的GoogleAppEngine，它允许开发人员编写Python应用程序，然后把应用构建在Google的基础架构上，Google会提供多达500MB的免费存储空间。
不过，Google会按每“CPU内核使用1小时”收费10-12美分，每1GB存储收费15-18美分。
这个月，Google又宣布计划提供托管型企业搜索（hostedenterprisesearch），并且可以为企业用户进行定制。
图4-2Googleapp引擎界面
4.3AmazonEC2
亚马逊的云名为亚马逊网络服务（AmazonWebServices，下称AWS），目前主要由4块核心服务组成：
A.简单存储服务（SimpleStorageService，S3）
B.弹性计算云（ElasticComputeCloud，EC2）
C.简单排列服务（SimpleQueuingService）
D.以及尚处于测试阶段的SimpleDB。
换句话说，亚马逊现在提供的是可以通过网络访问的存储、计算机处理、信息排队和数据库管理系统接入式服务。
亚马逊目前为开发者提供了存储，计算，中间件和数据库管理系统服务,开发者可以在亚马逊云中开发应用软件，并基于亚马逊的的收费模式，向最终用户租用软件。
图4-3AWS构架示意图
4.4SalesforcePaas
Salesforce是软件即服务厂商的先驱，它一开始提供的是可通过网络访问的销售力量自动化应用软件。
在该公司的带动下，其他软件即服务厂商已如雨后春笋般蓬勃而起。
Salesforce的下一目标是：
平台即服务。
该公司正在建造自己的网络应用软件平台F，这一平台可作为其他企业自身软件服务的基础。
F包括关系数据库、用户界面选项、企业逻辑以及一个名为Apex的集成开发环境。
程序员可以在平台的Sandbox上对他们利用Apex开发出的应用软件进行测试，然后在Salesforce的AppExchange目录上提交完成后的代码。
图4-4架构示意图
Salesforce还采用了多客户共享（multi-tenant）的基础设施，在此架构下服务器和其他IT资源都可以由用户进行共享。
截至4月30日为止，Salesforce该财季的销售收入已达到2.48亿美元，与去年同期相比增长了53%。
按目前的增长速度来看，Salesforce将成为首家依靠云计算服务来实现10亿美元目标的公司。
五、发展趋势和对中国移动的借鉴意义
5.1发展趋势
通过对云计算概念的深入理解和对企业案例的分析，可以得出如下结论：
1）网络成为一种全球共享的通信媒介
目前，网络用于交换、发布和操作信息。
网络内容不再像早些年那样是静态的，全球用户每一天都在改变网络内容。
维基百科、Facebook和YouTube等网站就是突出的例子。
不过，这些网站只是冰山的一角。
社交网络、流音频和视频和其它协作工具正在企业内部网的防火墙后面快速发展。
知识工人，特别是那些搞研发的知识工人，使用网络应用程序在全球范围内协作研究项目。
互动、实时的通讯也称作Web2.0，是云计算的主要推动因素。
云计算能够使用现有的基础设施在极短的时间内处理大量的信息以满足动态网络的高性能的需求。
2）使用较少的能源的需求
由于担心成本问题和增加碳排放量，减少IT部门使用能源的目标正在日益受到关注。
云计算更有效地使用能源，减少了运行数据中心所需要的耗电量。
过剩的计算能力会得到利用，不是打开电源，使用能源，而是保持待机状态。
据研究机构Info-TechResearchGroup称，大多数计算机服务器都是一直在运行的，但是，仅有10%至20%的工作负荷得到了利用。
通过整合资源，云计算平台能够升级或者降级，节省能源和运行成本。
3）急切需要的技术创新
在全球经济中，寻求更多的技术创新、把新思想更快地应用到市场和实用技术加快实现结果是推动云计算的主要动力。
云计算能够随时随地在需要时以较低的成本提供强大的计算能力。
4）寻求简单化
云计算能够给整个IT范围带来同样的简单性。
有些云计算平台是由外部托管的并且是作为一项服务购买的。
这对于那些缺乏技术人员的小企业是有吸引力的。
然而，许多企业，特别是大企业，可能会选择内部的平台，特别是在存在安全和隐私问题的金融等行业。
5）消除混乱建立结构
网络实现了快速访问大量的信息。
但是，分类这些信息是一个挑战。
谷歌等搜索技术的成功就在于满足了次序和分类的需求，因为信息的快速扩张超出了人类大脑能够处理的速度。
谷歌在美国的搜索网站每个月的访问人次达到1.41亿。
云计算是专门为消除混乱建立次序量身定做的技术。
云计算提供了把各种不同种类的信息集成在一起的能力。
为处理大量的数据提供了更多的计算能力，提供更简单的基础设施管理复杂性。
5.2对中国移动的借鉴意义
分布式的存储和计算已经成为一种较常见的互联网业务模式。
受到业界云计算应用的启发，中国移动也可以凭借本身的优势资源建立中国移动的“云”，为中国移动用户提供更强大更贴合用户的服务。
云应用一：
中国移动云存储服务
通过高速的网络带宽和大容量的服务器为用户提供手机文件远程存储和同步，应用案例如：
网盘、手机文件同步工具、号簿管家、手机社区等。
云应用二：
中国移动MobileMarket业务
MM除了提供离线应用下载外，更注重在线服务的提供。
在服务器端，中国移动采用OpenAPI的方式，为开发者准备了业务接口用于接入MM平台并呈现业务。
数以万计的在线应用通过中国移动的统一入口提供给用户。
对于用户来说，业务位于什么位置是不需要了解的。
另外，由于省去了繁复的下载安装步骤，用户只需要使用已内置的MM客户端即可完成自动下载和安装，由MM客户端对已下载的应用进行管理。
以上即为中国移动提供给手机用户的云计算基本模型。
云应用三：
中国移动云共享服务
附录A网络存储
图一：
NAS结构示意图
有数据显示，未来几年内，所有存储市场的增长均来源于网络存储市场（NAS/SAN）。
网络存储将成为新世纪初存储发展的关键技术。
NAS即将存储设备通过标准的网络拓扑结构（例如以太网）连接到一群计算机上（见图一）。
NAS是部件级的存储方法，它的重点在于帮助解决迅速增加存储容量的需求。
SAN通过光纤通道连接到一群计算机上。
在该网络中提供了多主机连接，但并非通过标准的网络拓扑。
图二：
SAN结构示意图
SAN专注于企业级存储的特有问题，主要用于存储量大的工作环境。
当前企业存储方案所遇到问题的两个根源是：
数据与应用系统紧密结合所产生的结构性限制，以及目前小型计算机系统接口（SCSI）标准的限制。
大多数分析都认为SAN是未来企业级的存储方案，这是因为SAN便于集成，能改善数据可用性及网络性能，而且还可以减轻存储管理作业。
附录B网格计算
所谓分布式计算是一门计算机科学，它研究如何把一个需要非常巨大的计算能力才能解决的问题分成许多小的部分，然后把这些部分分配给许多计算机进行处理，最后把这些计算结果综合起来得到最终的结果。
最近的分布式计算项目已经被用于使用世界各地成千上万位志愿者的计算机的闲置计算能力，通过因特网，您可以分析来自外太空的电讯号，寻找隐蔽的黑洞，并探索可能存在的外星智慧生命；您可以寻找超过1000万位数字的梅森质数；您也可以寻找并发现对抗艾滋病病毒的更为有效的药物。
这些项目都很庞大，需要惊人的计算量，仅仅由单个的电脑或是个人在一个能让人接受的时间内计算完成是决不可能的。
分布式计算是利用互联网上的计算机的中央处理器的闲置处理能力来解决大型计算问题的一种计算科学。
这类问题一般是跨学科的、极富挑战性的、人类急待解决的科研课题。
其中较为著名的是:
1.解决较为复杂的数学问题，例如：
GIMPS（寻找最大的梅森素数）。
2.研究寻找最为安全的密码系统，例如：
RC-72（密码破解）。
3.生物病理研究，例如：
Folding@home（研究蛋白质折叠，误解，聚合及由此引起的相关疾病）。
4.各种各样疾病的药物研究，例如：
UnitedDevices（寻找对抗癌症的有效的药物）。
5.信号处理，例如：
SETI@Home（在家寻找地外文明）。
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