【正文】 智能化管理。當(dāng)前，無(wú)論是學(xué)術(shù)界還是工業(yè)界，目光普遍聚焦在物聯(lián)網(wǎng)“前端”。對(duì)客觀世界的感應(yīng)、探測(cè)、監(jiān)控等，只是人類(lèi)社會(huì)對(duì)物理世界實(shí)現(xiàn)“感、知、控”的第一個(gè)環(huán)節(jié)，即為物聯(lián)網(wǎng)“前端”。物聯(lián)網(wǎng)的情況也與之類(lèi)似。 (3) 混合云：就是公有云和私有云相結(jié)合的形式。 第 10章 云計(jì)算 (2) 私有云：就是只在某個(gè)企業(yè)內(nèi)部獨(dú)立建立的云環(huán)境。 (1) 公有云：就是有若干企業(yè)和若干客戶使用的形式。這方面最顯著的例子是 、谷歌的 Gmail和 Apps、美國(guó)在線、雅虎和谷歌的即時(shí)通信，以及 Vonage和 Skype的VoIP。 第 10章 云計(jì)算 (3) 應(yīng)用云：又稱(chēng)軟件即服務(wù) (Software as a Service)，作為知名度最高、應(yīng)用最廣泛的一種云計(jì)算， SaaS提供了復(fù)雜的傳統(tǒng)應(yīng)用程序的所有功能，這些功能通過(guò) Web瀏覽器而不是安裝在本地的應(yīng)用程序來(lái)使用。平臺(tái)可為開(kāi)發(fā)人員提供應(yīng)用程序的托管，一旦開(kāi)發(fā)人員開(kāi)發(fā)出滿足平臺(tái)運(yùn)行的應(yīng)用程序且成功部署后，運(yùn)行過(guò)程中的資源分配和其他的管理工作等將由平臺(tái)云自行管理。這方面最顯著的例子有亞馬遜的彈性計(jì)算云 (EC2)和簡(jiǎn)單存儲(chǔ)服務(wù)(Simple Storage Service)。 (1) 基礎(chǔ)設(shè)施云：基礎(chǔ)架構(gòu)服務(wù) (Infrastructure as a Service)，提供網(wǎng)格或集群形式的虛擬化服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)、存儲(chǔ)和系統(tǒng)軟件，旨在補(bǔ)充或更換整個(gè)數(shù)據(jù)中心的功能。下面主要從服務(wù)類(lèi)型和服務(wù)方式的角度介紹云計(jì)算的類(lèi)型。 第 10章 云計(jì)算 云計(jì)算的類(lèi)型 谷歌和雅虎提供的基于 Web的電子郵件服務(wù)， Carbonite或 MozyHome提供的備份服務(wù)， 源管理應(yīng)用軟件，以及美國(guó)在線 (AOL)、谷歌、 Skype、Vonage及其他公司提供的即時(shí)通信和 VoIP服務(wù)，這些都是云計(jì)算服務(wù)。 第 10章 云計(jì)算 (7) 極其廉價(jià)。 (6) 按需服務(wù)。 (5) 高可擴(kuò)展性。 第 10章 云計(jì)算 (4) 通用性。 (3) 高可靠性。應(yīng)用在“云”中某處運(yùn)行，但實(shí)際上用戶無(wú)需了解、也不用擔(dān)心應(yīng)用運(yùn)行的具體位置。云計(jì)算支持用戶在任意位置、使用各種終端獲取應(yīng)用服務(wù)?！霸啤蹦苜x予用戶前所未有的計(jì)算能力?！霸啤本哂邢喈?dāng)?shù)囊?guī)模， Google云計(jì)算已經(jīng)擁有 100多萬(wàn)臺(tái)服務(wù)器， Amazon、 IBM、 Microsoft、Yahoo等的“云”均擁有幾十萬(wàn)臺(tái)服務(wù)器。 第 10章 云計(jì)算 雖然目前云計(jì)算沒(méi)有統(tǒng)一的定義，但結(jié)合上述定義，可以總結(jié)出云計(jì)算的一些本質(zhì)特征，即分布式計(jì)算和存儲(chǔ)特性、高擴(kuò)展性、用戶友好性和良好的管理性。 云計(jì)算是并行計(jì)算 (Parallel Computing)、分布式計(jì)算(Distributed Computing)和網(wǎng)格計(jì)算 (Grid Computing)的發(fā)展，或者說(shuō)是這些計(jì)算機(jī)科學(xué)概念的商業(yè)實(shí)現(xiàn)。它意味著計(jì)算能力也可以作為一種商品進(jìn)行流通，就像煤氣、水電一樣，取用方便，費(fèi)用低廉。這使得應(yīng)用提供者無(wú)需為繁瑣的細(xì)節(jié)而煩惱，能夠更加專(zhuān)注于自己的業(yè)務(wù)，有利于創(chuàng)新和降低成本。 在廣義云計(jì)算意義上，“云”是一些可以自我維護(hù)和管理的虛擬計(jì)算資源，通常為一些大型服務(wù)器集群，包括計(jì)算服務(wù)器、存儲(chǔ)服務(wù)器、寬帶資源等。 第 10章 云計(jì)算 2．廣義云計(jì)算 廣義云計(jì)算是指服務(wù)的交付和使用模式，即通過(guò)網(wǎng)絡(luò)以按需、易擴(kuò)展的方式獲得所需的服務(wù)?！霸啤敝械馁Y源在使用者看來(lái)是可以無(wú)限擴(kuò)展的，并且可以隨時(shí)獲取，按需使用，隨時(shí)擴(kuò)展，按使用付費(fèi)。 第 10章 云計(jì)算 1．狹義云計(jì)算 狹義云計(jì)算是指 IT基礎(chǔ)設(shè)施的交付和使用模式，即通過(guò)網(wǎng)絡(luò)以按需、易擴(kuò)展的方式獲得所需的資源 (硬件、平臺(tái)、軟件 )。 中國(guó)云計(jì)算網(wǎng)將云計(jì)算定義為：云計(jì)算是分布式計(jì)算(Distributed Computing)、并行計(jì)算 (Parallel Computing)和網(wǎng)格計(jì)算 (Grid Computing)的發(fā)展，或者說(shuō)是這些科學(xué)概念的商業(yè)實(shí)現(xiàn)。 第 10章 云計(jì)算 云計(jì)算的定義 云計(jì)算 (Cloud Computing)是一種新提出的計(jì)算模式。 Live Mesh迎合的是現(xiàn)有用戶，這比較容易打動(dòng)人心。另外，在云計(jì)算環(huán)境中，而不是在本地驅(qū)動(dòng)器上保存及管理文檔這種方式也可能讓企業(yè)客戶心生疑慮。 第 10章 云計(jì)算 雖然 Google基于互聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用程序確實(shí)給人留下了深刻印象，但其中缺乏像微軟 Office這類(lèi)桌面軟件的高級(jí)功能。當(dāng)然，服務(wù)器底層運(yùn)行著某種操作系統(tǒng)，負(fù)責(zé)運(yùn)行 Google的諸多應(yīng)用程序；還有某種有組織的存儲(chǔ)系統(tǒng)。由于這些應(yīng)用程序存在于云計(jì)算環(huán)境中，所以用戶不需要安裝軟件，也不需要管理程序升級(jí)或者安全補(bǔ)丁。用戶不需要維護(hù)任何磁盤(pán)，也不需要“文件”或者用來(lái)保存文件的文件系統(tǒng)這種人工概念。 第 10章 云計(jì)算 Google的模式卻截然不同。 Live Mesh把用戶數(shù)據(jù)的原版拷貝保留在自己的服務(wù)器上，這樣用戶就能從與互聯(lián)網(wǎng)相連的任何設(shè)備訪問(wèn)最新版本的文件。 第 10章 云計(jì)算 在云計(jì)算市場(chǎng)， Google的應(yīng)用引擎 (Google App Engine)和微軟的 Live Mesh為開(kāi)發(fā)云計(jì)算應(yīng)用提供了截然不同的平臺(tái)。在“ 2022云計(jì)算中國(guó)論壇”上，成都信息工程學(xué)院副教授王鵬 (《 走進(jìn)云計(jì)算 》 的作者 )指出，這些企業(yè)在提出云計(jì)算概念的時(shí)候，往往依據(jù)自己已有的技術(shù)基礎(chǔ)和自己商業(yè)的利益，從不同的角度提出了云計(jì)算模型?！霸啤钡暮锰庍€在于，其中的計(jì)算機(jī)可以隨時(shí)更新，保證“云”長(zhǎng)生不老。而在“云計(jì)算”時(shí)代，“云”會(huì)替我們做存儲(chǔ)和計(jì)算的工作。第 10章 云計(jì)算 第 10章 云計(jì)算 云計(jì)算概述 云計(jì)算系統(tǒng)的組成及其技術(shù) 典型云計(jì)算系統(tǒng)簡(jiǎn)介 云計(jì)算的應(yīng)用示例 第 10章 云計(jì)算 云 ?計(jì) ?算 ?概 ?述 當(dāng)今社會(huì)， PC依然是日常工作生活中的核心工具 — 我們用 PC處理文檔、存儲(chǔ)資料，通過(guò)電子郵件或 U盤(pán)與他人分享信息。如果 PC硬盤(pán)壞了，我們會(huì)因?yàn)橘Y料丟失而束手無(wú)策?！霸啤本褪怯?jì)算機(jī)群，每一群包括了幾十萬(wàn)臺(tái)、甚至上百萬(wàn)臺(tái)計(jì)算機(jī)。 第 10章 云計(jì)算 大約在 2022年，包括 IBM、 Google、亞馬遜等在內(nèi)的知名企業(yè)紛紛提出云計(jì)算的概念。盡管如此，這些知名企業(yè)的推動(dòng)，促使了整個(gè)云計(jì)算的概念明確和出現(xiàn)。 Live Mesh是微軟推出的基于云計(jì)算的數(shù)據(jù)同步和設(shè)備管理平臺(tái)。 在傳統(tǒng)的計(jì)算模式中，使用應(yīng)用程序來(lái)創(chuàng)建文檔 (無(wú)論是打字稿、電子表格、數(shù)據(jù)庫(kù)還是其他文檔 )，當(dāng)需要保存文檔時(shí)，應(yīng)用程序就把它交給操作系統(tǒng)，操作系統(tǒng)會(huì)在本地存儲(chǔ)設(shè)備中以文件的形式保留一份文檔拷貝。在這種模式中，云計(jì)算是多計(jì)算機(jī)環(huán)境下的計(jì)算。 Google的云計(jì)算還有其他優(yōu)勢(shì)， Google免費(fèi)提供應(yīng)用程序。實(shí)際上，用戶完全擺脫了與操作系統(tǒng)之間的所有日常交互。但這些僅僅是技術(shù)細(xì)節(jié)，不需要用戶操心。正由于如此，這種方式很難讓習(xí)慣于 Office的忠實(shí)用戶改變立場(chǎng)，轉(zhuǎn)身投向 Google。 比較而言， Google的云計(jì)算方案是革命性的，微軟的云計(jì)算方案卻是演進(jìn)性的。不過(guò)， Google的發(fā)展勢(shì)頭又是不可阻擋的。維基百科給云計(jì)算下的定義為：云計(jì)算將 IT相關(guān)的能力以服務(wù)的方式提供給用戶，允許用戶在不了解提供服務(wù)的技術(shù)、沒(méi)有相關(guān)知識(shí)以及設(shè)備操作能力的情況下，通過(guò) Inter獲取需要服務(wù)。 第 10章 云計(jì)算 Forrester Research的分析師 James Staten將云計(jì)算定義為：云計(jì)算是一個(gè)具備高度擴(kuò)展性和管理性并能夠勝任終端用戶應(yīng)用軟件計(jì)算基礎(chǔ)架構(gòu)的系統(tǒng)池。提供資源的網(wǎng)絡(luò)被稱(chēng)為“云”。日常生活的供水、供電系統(tǒng)就具有這樣的特性，故狹義云計(jì)算也就意味著像使用水電一樣使用IT基礎(chǔ)設(shè)施。這種服務(wù)可以是 IT和軟件、互聯(lián)網(wǎng)相關(guān)的，也可以是任意其他的服務(wù)。云計(jì)算將所有的計(jì)算資源集中起來(lái)，并由軟件實(shí)現(xiàn)自動(dòng)管理，無(wú)需人為參與。 第 10章 云計(jì)算 有人打了個(gè)比方：這就好比是從古老的單臺(tái)發(fā)電機(jī)模式轉(zhuǎn)向了電廠集中供電的模式。最大的不同在于，它是通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行傳輸?shù)?。云?jì)算是虛擬化(Virtualization)、效用計(jì)算 (Utility Computing)、 IaaS(基礎(chǔ)設(shè)施即服務(wù) )、 PaaS(平臺(tái)即服務(wù) )、 SaaS(軟件即服務(wù) )等概念混合演進(jìn)并躍升的結(jié)果。 云計(jì)算具有以下特點(diǎn)： (1) 超大規(guī)模。企業(yè)私有云一般擁有數(shù)百上千臺(tái)服務(wù)器。 第 10章 云計(jì)算 (2) 虛擬化。所請(qǐng)求的資源來(lái)自“云”，而不是固定的有形的實(shí)體。只需要一臺(tái)筆記本或者一部手機(jī)，就可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)來(lái)實(shí)現(xiàn)我們需要的一切，甚至包括超級(jí)計(jì)算這樣的任務(wù)。“云”使用了數(shù)據(jù)多副本容錯(cuò)、計(jì)算節(jié)點(diǎn)同構(gòu)可互換等措施來(lái)保障服務(wù)的高可靠性，使用云計(jì)算比使用本地計(jì)算機(jī)可靠。云計(jì)算不針對(duì)特定的應(yīng)用，在“云”的支撐下可以構(gòu)造出千變?nèi)f化的應(yīng)用，同一個(gè)“云”可以同時(shí)支撐不同的應(yīng)用運(yùn)行?！霸啤钡囊?guī)?？梢詣?dòng)態(tài)伸縮，滿足應(yīng)用和用戶規(guī)模增長(zhǎng)的需要?！霸啤笔且粋€(gè)龐大的資源池，可按需購(gòu)買(mǎi)；“云”可以像自來(lái)水、電、煤氣那樣計(jì)費(fèi)。由于“云”的特殊容錯(cuò)措施可以采用極其廉價(jià)的節(jié)點(diǎn)來(lái)構(gòu)成云，“云”的自動(dòng)化集中式管理使大量企業(yè)無(wú)需負(fù)擔(dān)日益高昂的數(shù)據(jù)中心管理成本，“云”的通用性使資源的利用率較之傳統(tǒng)系統(tǒng)大幅提升，用戶可以充分享受“云”的低成本優(yōu)勢(shì)，經(jīng)常只要花費(fèi)幾百美元、幾天時(shí)間就能完成以前需要數(shù)萬(wàn)美元、數(shù)月時(shí)間才能完成的任務(wù)。云計(jì)算服務(wù)隱藏在另一個(gè)抽象層后面，可使最終用戶原本需要復(fù)雜計(jì)算架構(gòu)才能提供的那種功能變得更為簡(jiǎn)單。 第 10章 云計(jì)算 1．按服務(wù)類(lèi)型分類(lèi) 從服務(wù)類(lèi)型方面可把云計(jì)算分為基礎(chǔ)設(shè)施云、平臺(tái)云和應(yīng)用云。這些云為用戶提供底層的接近于直接操作硬件資源的服務(wù)。 第 10章 云計(jì)算 (2) 平臺(tái)云：亦稱(chēng)平臺(tái)即服務(wù) (Platform as a Service)，提供虛擬化服務(wù)器，用戶可以在虛擬化服務(wù)器上運(yùn)行現(xiàn)有的應(yīng)用程序，或者開(kāi)發(fā)新的應(yīng)用程序，不必為維護(hù)操作系統(tǒng)、服務(wù)器硬件、負(fù)載均衡或計(jì)算容量而操心。這方面最顯著的例子有微軟的 Azure和 Salesforce的 。 SaaS消除了應(yīng)用服務(wù)器、存儲(chǔ)、應(yīng)用程序開(kāi)發(fā)及相關(guān)的常見(jiàn) IT問(wèn)題方面的擔(dān)憂。 第 10章 云計(jì)算 2．按服務(wù)方式分類(lèi) 從服務(wù)方式方面可把云計(jì)算分為公有云、私有云和混合云。在公有云中，用戶使用的服務(wù)都是由第三方云服務(wù)提供商提供的，該提供商也為其他的客戶提供服務(wù)，所有的用戶共享云服務(wù)提供商提供的所有資源。私有云是專(zhuān)門(mén)為企業(yè)提供服務(wù)的專(zhuān)有云計(jì)算服務(wù)，企業(yè)內(nèi)部的員工都可以訪問(wèn)這個(gè)私有云內(nèi)部的所有服務(wù)資源，當(dāng)然這也類(lèi)似我們平時(shí)構(gòu)建的管理系統(tǒng)，可以設(shè)置相應(yīng)的權(quán)限，公司或者組織以外的用戶無(wú)法訪問(wèn)這個(gè)云環(huán)境中的資源。 第 10章 云計(jì)算 云計(jì)算與物聯(lián)網(wǎng) 每當(dāng)人們談及互聯(lián)網(wǎng)，聯(lián)想到的不只是物理設(shè)備構(gòu)成的網(wǎng)，還有一個(gè)巨大的信息系統(tǒng)。物聯(lián)網(wǎng)多被看做是互聯(lián)網(wǎng)通過(guò)各種信息感應(yīng)、探測(cè)、識(shí)別、定位、跟蹤和監(jiān)控等手段和設(shè)備向物理世界的延伸?；诨ヂ?lián)網(wǎng)計(jì)算的涌現(xiàn)智能以及對(duì)物理世界的反饋和控制是另外兩個(gè)環(huán)節(jié)，即為物聯(lián)網(wǎng)“后端”。本節(jié)將從物聯(lián)網(wǎng)“后端”來(lái)說(shuō)明物聯(lián)網(wǎng)與云計(jì)算的關(guān)系。在邏輯上，物聯(lián)網(wǎng)包括如圖 ，其中： (1) 物理世界感知是物聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)，基于傳感技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)物理世界的探測(cè)、識(shí)別、定位、跟蹤和監(jiān)控，可以看做是物聯(lián)網(wǎng)的“前端”。 (3) 通過(guò)對(duì)眾多單一物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的深度互聯(lián)和跨域協(xié)作，物聯(lián)網(wǎng)可以形成一個(gè)多層嵌套的“網(wǎng)中網(wǎng)”，這是實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)智能化管理目標(biāo)和價(jià)值追求的關(guān)鍵所在，可以看做是物聯(lián)網(wǎng)的“后端”。由于物聯(lián)網(wǎng)“前端”在對(duì)物理世界感應(yīng)方面具有高度并發(fā)的特性，并將產(chǎn)生大量引發(fā)“后端”深度互聯(lián)和跨域協(xié)作需求的事件，從而使得上述大規(guī)模信息系統(tǒng)表現(xiàn)出以下性質(zhì)： 第 10章 云計(jì)算 (1) 不可預(yù)見(jiàn)性：對(duì)物理世界的感知具有實(shí)時(shí)性，會(huì)產(chǎn)生大量不可預(yù)見(jiàn)的事件，從而需要應(yīng)對(duì)大量即時(shí)協(xié)同的需求。 (3) 多維度動(dòng)態(tài)變化：對(duì)物理世界的感知往往具有多個(gè)維度，并且是不斷動(dòng)態(tài)變化的，從而要求物聯(lián)網(wǎng)“后端”具有更高的適應(yīng)能力。 第 10章 云計(jì)算 綜上所述，實(shí)時(shí)感應(yīng)、高度并發(fā)、自主協(xié)同和涌現(xiàn)效應(yīng)等特征要求從新的角度審視物聯(lián)網(wǎng)“后端”信息基礎(chǔ)設(shè)施，對(duì)當(dāng)前互聯(lián)網(wǎng)計(jì)算 (包括云計(jì)算、服務(wù)計(jì)算、網(wǎng)格等 )的研究提出了新的挑戰(zhàn)，需要有針對(duì)性地研究物聯(lián)網(wǎng)特定的應(yīng)用集成問(wèn)題、體系結(jié)構(gòu)及標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，特別是大量高并發(fā)事件驅(qū)動(dòng)的應(yīng)用自動(dòng)關(guān)聯(lián)和智能協(xié)作問(wèn)題。云計(jì)算起源于互聯(lián)網(wǎng)公司對(duì)特定的大規(guī)