云计算技术及应用.pdf
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1、研究员:研究员: 云计算技术及应用云计算技术及应用 移动互联网创新 移动互联网创新 当前,全球 IT 产业正在经历着一场声势浩大的“云计算”浪潮。云计算秉承“按需 服务”的理念,狭义的云计算指 IT 基础设施(硬件、平台、软件)的交付和使用模式, 广义的云计算指服务的交付和使用模式,即用户通过网络以按需、易扩展的方式获得所 需的IT基础设施/服务。 云计算是商业模式的创新, 主要实现形式包括SaaS、 PaaS和IaaS。 云计算和移动化是互联网的两大发展趋势。 云计算为移动互联网的发展注入了动力。 IT 和电信企业将基于已有基础进行价值延伸,力求在“端”“管”“云”的产业链 中占据有利位置甚
2、至获得主导地位。电信运营商在数据中心、用户资源、网络管理经验 和服务可靠性等方面具有优势,目前主要通过与 IT 企业的合作逐步推出云计算服务。 国际组织积极推动云计算的标准化工作,包括中国在内的各国政府高度重视云计算 并积极采取行动推动云计算的发展。云计算的市场潜力巨大,随着用户的信任感不断提 高,未来几年将继续保持较快增长。 研究员:刘越 2009年12月2009年12月 2009 年 12 月云计算技术及应用 北京海淀区花园北路 52 号 TEL 62304136 工业和信息化部电信研究院 通信信息研究所 第 1 页 版权所有 目 录 目 录 一、绪论.1一、绪论.1 1.1 研究背景 .
3、1 1.2 研究思路与方法 .1 1.3 研究内容与主要结论 .1 二、认识云计算.3二、认识云计算.3 2.1 云计算的基本概念和主要特征 .3 2.1.1 云计算的提出.3 2.1.2 云计算的定义.4 2.1.3 云计算的主要特征.5 2.1.4 云计算与网格计算.5 2.2 云计算的工作原理与关键技术 .6 2.2.1 云计算的工作原理.6 2.2.2 云计算的关键技术.6 2.3 云计算的应用场合和优缺点 .7 2.3.1 云计算的应用场合.7 2.3.2 云计算的优点.7 2.3.3 云计算的缺点.8 2.4 云计算的产业现状与研究进展 .8 2.4.1 云计算的产业现状.8 2.
4、4.2 云计算的研究进展.10 三、应用云计算.13三、应用云计算.13 3.1 云计算是商业模式的创新 .13 3.2 云计算应用的企业案例 .15 3.2.1 IT 企业应用实例.15 3.2.2 电信企业应用实例.20 3.3 云计算应用存在的主要问题 .26 3.4 云计算对产业发展的主要影响 .27 云计算技术及应用 2009 年 12 月 第 2 页 版权所有 工业和信息化部电信研究院 通信信息研究所 北京海淀区花园北路 52 号 TEL 62304136 3.4.1 对 IT 产业链的影响.27 3.4.2 对电信运营商的影响.28 四、云计算与移动互联网.30四、云计算与移动互
5、联网.30 4.1 移动互联网的发展概况 .30 4.2 云计算助力移动互联网发展 .32 4.3 移动互联网的“端”“管”“云” .34 4.4 给移动运营商的建议 .37 五、云计算的发展趋势与前景.39五、云计算的发展趋势与前景.39 5.1 云计算的发展趋势 .39 5.2 云计算的前景 .39 2009 年 12 月云计算技术及应用 北京海淀区花园北路 52 号 TEL 62304136 工业和信息化部电信研究院 通信信息研究所 第 3 页 版权所有 刘越刘越 清华大学电子工程系博士, 毕业于清华大学电子工程 系,博士。从事互联网业务市场、通信设备与运营市场的研究, 参与和完成多项工
6、业和信息化部通信软科学研究项目,并为多 家电信运营商完成委托咨询项目。 云计算技术及应用 2009 年 12 月 第 4 页 版权所有 工业和信息化部电信研究院 通信信息研究所 北京海淀区花园北路 52 号 TEL 62304136 声 明 本报告的著作权归工业和信息化部电信研究院通信信息研 究所(以下简称“通信信息研究所” )所有。 本报告是通信信息研究所的研究与统计成果,其性质是供客 户内部参考的业务资料,其数据和结论仅代表通信信息研究所的 观点。本报告有偿提供给本报告的客户使用,并仅限于该客户内 部使用。 欢迎购买本报告的客户引用本报告的数据和观点作为工作 之用,引用务请注明出处。 未经
7、授权,购买本报告的客户不应以任何方式在任何媒体上 (包括互联网)公开引用本报告的数据和观点,不应以任何方式 将本报告的内容提供给其他单位和个人,否则引起的一切法律后 果由该客户自行承担。 欢迎购买本报告的客户就本报告的内容和观点与我们交流 探讨,您可通过电话、传真、电子邮件方式与研究员联系。 工业和信息化部电信研究院通信信息研究所 2009 年 12 月云计算技术及应用 北京海淀区花园北路 52 号 TEL 62304136 工业和信息化部电信研究院 通信信息研究所 第 1 页 版权所有 一、绪论 一、绪论 1.1 研究背景研究背景 信息技术(IT)是 20 世纪最重要的科技成果,并成为引领
8、经济增长和社会进步的关键因素与主要动力之一。互联网是 IT 中最为重要的一项发明和最为活跃的一个领域, 它最常用的表示 方法恰恰就是“云” 。 当前,全球 IT 产业正在经历着一场声势浩大的“云计算” 浪潮。 商业周刊的评论文章指出,云计算的出现使得人们可 以直接通过网络应用获取软件和计算能力, 这一模式将会给传统 的 IT 业带来一场巨大的变革, 云计算正在成为 IT 业的一种发展 趋势。 尽管云计算的定义和范围尚无一致的结论, 但是它正在逐 渐向人们的工作和生活进行渗透的事实则是毋庸置疑的。 在未来 的日子里,云计算将会带给世界更多的改变。 1.2 研究思路与方法研究思路与方法 云计算和移
9、动化是互联网的两大发展趋势, 云计算与移动互 联网的相关研究方兴未艾。 本报告通过调研云计算的研究机构以 及提供云计算产品与服务的企业, 并结合对国内外研究文献的梳 理与分析, 围绕云计算与移动互联网这一主题, 全面归纳云计算 的技术与应用的主要特点, 深入挖掘移动互联网与云计算的内在 关系, 总结分析云计算对移动互联网发展的支撑作用以及两者的 融合。 1.3 研究内容与主要结论研究内容与主要结论 主要的研究内容包括: ? 对云计算的基本概念、 主要特征、 工作原理、 关键技术、 优缺点等内容进行简要介绍, 重点比较了云计算与网格 计算的异同; 云计算技术及应用 2009 年 12 月 第 2
10、 页 版权所有 工业和信息化部电信研究院 通信信息研究所 北京海淀区花园北路 52 号 TEL 62304136 ? 总结了云计算的商业模式,并通过案例方式对 IT 和电 信企业的云计算应用进行了介绍, 分析了云计算应用存 在的主要问题及其对产业发展的影响; ? 对云计算与移动互联网的关系与融合趋势进行梳理, 分 析了移动云服务的价值链, 结合中国的移动通信运营市 场发展情况提出了相应的策略建议; ? 对云计算的发展趋势和前景做了总结。 研究的主要结论包括: ? 云计算秉承“按需服务”的理念,狭义上指 IT 基础设 施(硬件、平台、软件)的交付和使用模式,广义上指 服务的交付和使用模式,即用户
11、通过网络以按需、易扩 展的方式获得所需的 IT 基础设施/服务。 ? 云计算是商业模式的创新, 其主要实现形式包括 SaaS、 PaaS 和 IaaS, 基于云计算的电子商务可能是未来发展 的一个重要方向。 ? 云计算仍处在起步阶段, 但市场潜力巨大。 IT 企业和电 信运营商均高度重视云计算并不断推出相关服务, 通过 优势互补将可能实现合作双赢。 ? 电信运营商拥有大型的数据中心、庞大的用户资源、先 进的网络管理经验和电信级高可靠性的产品与服务, 具 备成为云计算运营商的优势。 ? 移动互联网具有“端”“管”“云”价值链,云计 算对移动互联网发展具有重要的推动作用, 并有赖于智 能化终端、移
12、动宽带以及应用和服务的发展。 ? 提高云计算的安全性与可靠性, 增强用户的信任感是发 展云计算的首要任务。 ? 标准化的进展和政策的支持对于云计算的发展将起到 至关重要的作用。 2009 年 12 月云计算技术及应用 北京海淀区花园北路 52 号 TEL 62304136 工业和信息化部电信研究院 通信信息研究所 第 3 页 版权所有 二、认识云计算 二、认识云计算 2.1 云计算的基本概念和主要特征云计算的基本概念和主要特征 2.1.1 云计算的提出 2.1.1 云计算的提出 随着数字技术和互联网的急速发展,特别是 Web2.0 的发 展, 互联网上的数据量高速增长, 导致了互联网数据处理能
13、力的 相对不足; 但互联网上同样存在着大量处于闲置状态的计算设备 和存储资源, 如果能够将其聚合起来统一调度提供服务则可以大 大提高其利用率,让更多的用户从中受益。目前,用户往往通过 购置更多数量和/或更高性能的终端或者服务器来增加计算能 力和存储资源, 但是不断提高的技术更新速度与昂贵的设备价格 每每让人望而却步。 如果用户能够通过高速互联网租用计算能力 和存储资源, 就可以大大减少对自有硬件资源的依赖, 而不必为 一次性支付大笔费用而烦恼。 这正是云计算要实现的重要目标之一。 通过虚拟化技术将资 源进行整合形成庞大的计算与存储网络, 用户只需要一台接入网 络的终端就能够以相对低廉的价格获得
14、所需的资源和服务而无 需考虑其来源, 这是一种典型的互联网服务方式。 云计算实现了 资源和计算能力的分布式共享, 能够很好地应对当前互联网数据 量高速增长的势头。 云计算(Cloud Computing)这个概念的直接起源是亚马 逊 EC2 (Elastic Compute Cloud 的缩写) 产品和 Google-IBM 分 布 式 计 算 项 目 。 这 两 个 项 目 直 接 使 用 到 了 “ Cloud Computing”这个概念。之所以采用这样的表述形式,很大程 度上是由于这两个项目与网络的关系十分密切,而“云”的形象 又常常用来表示互联网。 因此, 云计算的原始含义即为将计算
15、能 力放在互联网上。当然,云计算发展至今,早已超越了其原始的 概念。 云计算技术及应用 2009 年 12 月 第 4 页 版权所有 工业和信息化部电信研究院 通信信息研究所 北京海淀区花园北路 52 号 TEL 62304136 2.1.2 云计算的定义 2.1.2 云计算的定义 云计算至今为止没有统一的定义, 不同的组织从不同的角度 给出了不同的定义, 根据不完全的统计至少有 25 种以上。 例如, Gartner 认为,云计算是一种使用网络技术并由 IT 使能而具有 可扩展性和弹性能力作为服务提供给多个外部用户的计算方式; 美国国家标准与技术实验室对云计算的定义是: “云计算是一个 提供
16、便捷的通过互联网访问一个可定制的 IT 资源共享池能力的 按使用量付费模式(IT 资源包括网络,服务器,存储,应用, 服务) ,这些资源能够快速部署,并只需要很少的管理工作或很 少的与服务供应商的交互” ;等等。随着应用场景的变化和使能 技术的发展,关于云计算的定义还在不断产生新的观点。 云计算将网络上分布的计算、存储、服务构件、网络软件等 资源集中起来, 基于资源虚拟化的方式, 为用户提供方便快捷的 服务, 它可以实现计算与存储的分布式与并行处理。 如果把 “云” 视为一个虚拟化的存储与计算资源池, 那么云计算则是这个资源 池基于网络平台为用户提供的数据存储和网络计算服务。 互联网 是最大的
17、一片“云” ,其上的各种计算机资源共同组成了若干个 庞大的数据中心及计算中心。 但是, 云计算并不是一个简单的技术名词, 并不仅仅意味着 一项技术或一系列技术的组合。它所指向的是 IT 基础设施的交 付和使用模式, 即通过网络以按需、 易扩展的方式获得所需的资 源(硬件、平台、软件) 。提供资源的网络被称为“云” 。从更广 泛的意义上来看, 云计算是指服务的交付和使用模式, 即通过网 络以按需、易扩展的方式获得所需的服务,这种服务可以是 IT 基础设施(硬件、平台、软件) ,也可以是任意其他的服务。无 论是狭义还是广义,云计算所秉承的核心理念是“按需服务” , 就像人们使用水、电、天然气等资源
18、的方式一样。这也是云计算 对于 ICT 领域乃至于人类社会发展最重要的意义所在。 2009 年 12 月云计算技术及应用 北京海淀区花园北路 52 号 TEL 62304136 工业和信息化部电信研究院 通信信息研究所 第 5 页 版权所有 2.1.3 云计算的主要特征 2.1.3 云计算的主要特征 ? 具有“作为服务”交付的能力; ? 以高度可扩展的弹性方式交付服务; ? 利用因特网技术和方法来开发和交付服务; ? 资源虚拟化及资源的自动管理与配置; ? 可实现海量数据的分布式并行处理; ? 低成本并对用户透明。 2.1.4 云计算与网格计算 2.1.4 云计算与网格计算 由于云计算和网格计
19、算都具有分布式、 并行处理等特点, 因 此常有研究者将二者联系起来, 维基百科则干脆将云计算定义为 “网格计算下的一种新的标签, 它使用公用计算或其它方法来共 享计算资源” 。这个定义所看重的是“云计算是依靠本机服务器 或个人设备来处理用户应用程序之外的另一种选择” ,与同样是 将计算的工作量转移到远程计算机或服务器上的网格计算具有 相似之处。 但云计算并不是网格计算的“升级版” ,它与网格计算存在 着巨大的差异。 网格技术通常被用来通过志愿者计算解决计算敏 感型的科研、数学、学术问题,也被商业公司用来进行电子商务 和网络服务所需的后台数据处理、经济预测、地震分析等。由此 可见, 网格的构建大
20、多为完成某一个特定的任务需要, 或者支持 挑战性的应用。这也是会有生物网格、地理网格、国家教育网格 等各种不同的网格项目出现的原因。 而云计算一般来说都是为了 通用应用而设计的,从一开始就支持广泛企业计算、Web 应用 等,普适性更强。它可以支持网格类型应用,也可以支持非网格 环境。 网格计算的主要思路是聚合分布的松散耦合资源, 强调的是 资源共享,侧重并行的计算集中性需求,难以自动扩展。云计算 的 IT 资源相对集中, 以网络的形式提供底层资源的获得和使用; 强调专有, 任何人都可以获取自己的专有资源, 并且这些资源可 云计算技术及应用 2009 年 12 月 第 6 页 版权所有 工业和信
21、息化部电信研究院 通信信息研究所 北京海淀区花园北路 52 号 TEL 62304136 以仅由少数组织提供, 使用者不需要贡献自己的资源; 侧重的是 事务性应用, 应对大量的单独的请求, 可以实现自动或半自动的 扩展。 网格计算一直在发展,但是它和云计算的出现没有必然联 系。 网格计算作为一种面向特殊应用的解决方案将会继续在某些 领域存在,而云计算作为一场 IT 变革,则会深刻影响整个 IT 产 业和人类社会。 2.2 云计算的工作原理与关键技术云计算的工作原理与关键技术 2.2.1 云计算的工作原理 2.2.1 云计算的工作原理 在典型的云计算模式中,用户通过终端接入网络,向“云” 提出需
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