云計算的原理是什么？

云計算是分布式計算技術(shù)的一種，其最基本的概念，是透過網(wǎng)絡將龐大的計算處理程序自動分拆成無數(shù)個較小的子程序，再交由多部服務器所組成的龐大系統(tǒng)經(jīng)搜尋、計算分析之后將處理結(jié)果回傳給用戶。透過這項技術(shù)，網(wǎng)絡服務提供者可以在數(shù)秒之內(nèi)，達成處理數(shù)以千萬計甚至億計的信息，達到和“超級計算機”同樣強大效能的網(wǎng)絡服務。

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

未來如手機、GPS等行動裝置都可以透過云計算技術(shù)，發(fā)展出更多的應用服務，進一步的云計算不僅只做資料搜尋、分析的功能，未來如分析DNA結(jié)構(gòu)、基因圖譜定序、解析癌癥細胞等，都可以透過這項技術(shù)輕易達成。

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

云計算基本原理

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

云計算的核心技術(shù)

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

(1)編程模型

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

(2)海量數(shù)據(jù)分布存儲技術(shù)

云計算系統(tǒng)由大量服務器組成，同時為大量用戶服務，因此云計算系統(tǒng)采用分布式存儲的方式存儲數(shù)據(jù)，用冗余存儲的方式保證數(shù)據(jù)的可靠性。云計算系統(tǒng)中廣泛使用的數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)是Google的GFS和Hadoop團隊開發(fā)的GFS的開源實現(xiàn)HDFS。

(3)海量數(shù)據(jù)管理技術(shù)

云計算需要對分布的、海量的數(shù)據(jù)進行處理、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團隊開發(fā)的開源數(shù)據(jù)管理模塊HBase。

云計算的挑戰(zhàn)和展望

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

云計算未來有兩個發(fā)展方向：一個是構(gòu)建與應用程序緊密結(jié)合的大規(guī)模底層基礎設施，使得應用能夠擴展到很大的規(guī)模;另一個是通過構(gòu)建新型的云計算應用程序。在網(wǎng)絡上提供更加豐富的用戶體驗，第一個發(fā)展趨勢能夠從現(xiàn)在得云計算研究狀況中體現(xiàn)出來，而在云計算應用的構(gòu)造上，很多新型的社會服務型網(wǎng)絡，如Facebook等，已經(jīng)體現(xiàn)了這個趨勢，而在研究上則開始注重如何通過云計算基礎平臺將多個業(yè)務融合起來。

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