云计算与网格计算
云计算简介
云计算简介【云计算】概念是由Google提出的，这是一个美丽的网络应用模式。
狭义云计算是指IT基础设施的交付和使用模式，指通过网络以按需、易扩展的方式获得所需的资源；广义云计算是指服务的交付和使用模式，指通过网络以按需、易扩展的方式获得所需的服务。
这种服务可以是IT和软件、互联网相关的，也可以是任意其他的服务，它具有超大规模、虚拟化、可靠安全等独特功效；“云计算”图书版本也很多，都从理论和实践上介绍了云计算的特性与功用。
基本概念简要介绍英译：cloud computing。
云计算（Cloud Computing）是网格计算（Grid Computing）、分布式计算（Distributed Computing）、并行计算（Parallel Computing）、效用计算（Utility Computing）网络存储（Network Storage Technologies）、虚拟化（Virtualization）、负载均衡（Load Balance）等传统计算机技术和网络技术发展融合的产物。
它旨在通过网络把多个成本相对较低的计算实体整合成一个具有强大计算能力的完美系统，并借助SaaS、PaaS、IaaS、MSP等先进的商业模式把这强大的计算能力分布到终端用户手中。
Cloud Computing的一个核心理念就是通过不断提高“云”的处理能力，进而减少用户终端的处理负担，最终使用户终端简化成一个单纯的输入输出设备，并能按需享受“云”的强大计算处理能力！最简单的云计算技术在网络服务中已经随处可见，例如搜索引擎、网络信箱等，使用者只要输入简单指令即能得到大量信息。
未来如手机、GPS等行动装置都可以透过云计算技术，发展出更多的应用服务。
进一步的云计算不仅只做资料搜寻、分析的功能，未来如分析DNA结构、基因图谱定序、解析癌症细胞等，都可以透过这项技术轻易达成[1]。
稍早之前的大规模分布式计算技术即为“云计算”的概念起源云计算时代，可以抛弃U盘等移动设备，只需要进入Google Docs页面，新建文档，编辑内容，然后，直接将文档的URL 分享给你的朋友或者上司，他可以直接打开浏览器访问URL。
论网格计算与云计算的关系
数据 以及 网页在 内的各种资源 的基础设施 。云计算作 为一种全 新 的网络服务 方式 ， 将传统 的以桌 面为核 心的任务 处理转变为 以网格为核心 的任务处理 ， 充分利用互联 网以满足预先设定 的处理任务 。二 者有相似之 处 ， 计算 的并 如
行 与合作的特点 ， 但在 资源聚合、 资源共享 、 任务执行 、 对待异构服务侧重等方面存在差别 。
ｏ ｎ ｆ ｒ ｏ ｓ Ｇｅ ｌｇ Ｈ ａ ｂ ｎ １ ０ ９ Ｃｈ ｎ ） ｆＮｏ －ｅ ｒ ｕ ｏ ｏ ｙ， ｒ ｉ ５ ０ ０， ｉ ａ
Ａｂ ｔａ ｔ Ｔｈ ｒｄｉ ｅ ｔ ｐ ｆｇ ｉ ｏ ｐ ｔ ｇｐ ａ ｆｒ ａｔ ｒｔ ｅＩ ｔ ｒ ｅ ，ａ ｄｉ ｕ ｐ ｓ ｓｔ ｒ ｖｄ ｓｒ ｃ ： ｅｇ ｉ ｓａｎ ｗ ｙ ｅｏ ｒｄ ｃ ｍ ｕ ｉ ｌｔｏ ｍ ｆｅ ｈ ｎ ｅ ｎ ｔ ｎ ｔ ｐ ｒ ｏ ｅｉ ｏｐ ｏ ｉｅ ｎ ｓ
ｔｉ ｓｗｅ ａ ｅ Ａｓａ ｂ ａ ｄ ｎ ｗ ｅｗｏ ｋ ｓ ｒ ｉｅｗａ ，ｃｏ ｄ ｃ ｍ ｐ ｔ ｇ ｃ ａ ｇ ｓｔ ｅｔａ ｉｉｎ ｌｔ ｓ ｒ — ａｎ ｂ ｐ ｇ ． ｒ ｎ ｅ ｎ ｔ ｒ ｅｖｃ ｙ ｌｕ ｏ ｕ ｉ ｈ ｎ ｅ ｈ ｒ ｄｔ ａ ａ ｋ ｐ ｏ ｎ ｏ ｃ ｓ ｉｇ ａ ｈ ｏ ｅｏ ｅ ｋ ｏ ｏ ｔ ｅｔｓ ｒ ｃ ｓ ｉｇ ａ ｈ ｏ ｅｏ ｒｄ ｎ ａ ｅ ｕ ｌ ｓ ｆｔ ｅＩ ｔｒ ｅ ｅ ｓｎ ｓｔ ｅｃ ｒ ｆｄ ｓ ｔｐ ｔ ｈ ａ ｋ ｐ ｏ ｅ ｓｎ ｓｔ ｅｃ ｒ ｆｇ ｉ ，ａ ｄｍ ｋ ｓｆ ｌ ｕ ｅｏ ｈ ｎ ｅｎ ｔ
出来 的 ， 也不 必考 虑 电是怎 么接入 的 ， 电只是在人 们 需 要 的时候 自然 地 出现在 人 们 身 边 。于 是 ， 们 联 人
云计算与并行计算、网格计算的关系
1.总论
云计算技术的出现是并行计算技术、软件技术、网络技术发展的必然结果。
并行计算不是云计算。
2.云计算萌芽于并行计算
云计算的萌芽应该从计算机的并行化开始，并行机的出现是人们不满足于CPU摩尔定率的增长速度，希望把多个计算机并联起来，从而获得更快的计算速度。
这是一种很简单也很朴素的实现高速计算的方法，这种方法后来被证明是相当成功的。
3.并行计算、网格计算只用于用于特定的科学领域，专业的用户
并行计算、网格计算的提出主要是为了满足科学和技术领域的专业需要，其应用领域也基本限于科学领域。
传统并行计算机的使用是一个相当专业的工作，需要使用者有较高的专业素质，多数是命令行的操作，这是很多专业人士的噩梦，更不用说普通的业余级用户了。
4.并行计算追求的高性能
在并行计算的时代，人们极力追求的是高速的计算、采用昂贵的服务器，各国不惜代价在计算速度上超越他国，因此，并行计算时代的高性能机群是一个“快速消费品”，世界TOP500高性能计算机地排名不断地在刷新，一台大型机群如果在3年左右不能得到有效的利用就远远的落后了，巨额投资无法收回。
5.云计算对于单节点的计算能力要求低
而云计算时代我们并不去追求使用昂贵的服务器，我们也不用去考虑TOP500的排名，云中心的计算力和存储力可随着需要逐步增加，云计
算的基础架构支持这一动态增加的方式，高性能计算将在云计算时代成为“耐用消费品”。
云计算与网格计算
收 稿 日期 ：０ ０— ７—１ ２１ ０ ２
源 。网格计算 可以在云 中， 也可 能不在 ， 取决 于什 么样 的 这
上其他类 型的服 务包 括平 台服务 （ ｌ ｏｍ ａ ｅｖｃ ） Ｐａ ｒ ｓａＳ ｒ ｅ 和软 ｆ ｔ ｉ
件 服 务 （ ｏｗ ｒ ａ ｅｖ ｅ ， 台 服 务 提 供 了 用 户 可 以 访 Ｓｆ ａｅ ｓ Ｓｒ ｃ ） 平 ｔ ａ ｉ
中心就可获得更 高负荷 能力的大型企业 ， 不论 哪种情 况服务 消费者都在 Ｉｔ ｔ ｎｅ 上使用所需要 的服务并只为所使用的服 ｍｅ
格计算将独立 的计算机连 接成 一个 大的基础设施 ， 分利用 充
闲置 的资源 ； 效用 计算 就 是支 付在 共享 服务 器 上使 用 的服 务， 就好 像支付公共事业一样 （ 比如电力 、 天然 气等 ） 。通过 网格计算 ， 可以把计算资源作为能够开启关闭的公用事 业来 提供 ， 而云计算更进 一步 ， 以随需提供 计算 资源 ， 可 这样 在使
用公用定价时就可 以避免过度供给 ， 在满足数百万用户 的需 求时也消除 了过度供给的需要 。
服务器 ， 提供服务实例不 需要知 道使用 了哪 种服务 器 ， 以 可
把实例放在不 同的地 理位 置或者 可用 区域 内， ｍ ｚｎ允 许 Ａ ａｏ 使用弹性 Ｉ 址 ， 以动态分配给 实例 。 Ｐ地 可
前期 成本 、 资本 支出和运 营成 本 ， 费者 也不 用关心 云 中的 消
服务 器 和 网 络 怎 么 维 护 ， 费 者 可 以 访 问 任 何 地 方 的 多 台 服 消
Ｙ ｒ ｉ ｅ 使 用成百上 千 台 Ａｎ ｚｎＥ ２实例 在 ３ ｏ Ｔｍ ｓ ｋ ｌａｏ Ｃ ６小时 内
云简介
云计算的概念云计算（Cloud Computing）是由分布式计算（Distributed Computing）、并行处理（Parallel Computing）、网格计算（Grid Computing）发展来的，是一种新兴的商业计算模型。
目前，对于云计算的认识在不断的发展变化，云计算没仍没有普遍一致的定义。
中国网格计算、云计算专家刘鹏给出如下定义：“云计算将计算任务分布在大量计算机构成的资源池上，使各种应用系统能够根据需要获取计算力、存储空间和各种软件服务”。
狭义的云计算指的是厂商通过分布式计算和虚拟化技术搭建数据中心或超级计算机，以免费或按需租用方式向技术开发者或者企业客户提供数据存储、分析以及科学计算等服务，比如亚马逊数据仓库出租生意。
广义的云计算指厂商通过建立网络服务器集群，向各种不同类型客户提供在线软件服务、硬件租借、数据存储、计算分析等不同类型的服务。
广义的云计算包括了更多的厂商和服务类型，例如国内用友等管理软件厂商推出的在线财务软件，谷歌发布的Google应用程序套装等。
通俗的理解是，云计算的“云“就是存在于互联网上的服务器集群上的资源，它包括硬件资源（服务器、存储器、CPU等）和软件资源（如应用软件、集成开发环境等），本地计算机只需要通过互联网发送一个需求信息，远端就会有成千上万的计算机为你提供需要的资源并将结果返回到本地计算机，这样，本地计算机几乎不需要做什么，所有的处理都在云计算提供商所提供的计算机群来完成。
了解“云计算”首先让我们了解一下大师们对“云计算”的经典看法：比尔·盖茨1989年在谈论“计算机科学的过去现在与未来时”时说：“用户只需要640K 的内存就足够了。
”那时，所有的程序都很省很小，100MB的硬盘简直用不完。
李开复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。
现在发展到银行可以到任何一个网点取钱，甚至通过ATM，或者国外的渠道。
网格计算和云计算360度比较
２ 云 计 算 和 网格 计 算 的 比较
本节 旨在从 基 础架 构 、 全模 型 、 用 等 方 面 ， 安 应 对云计 算 和 网格计 算进 行 比较 。
２ １ 基本 架构 ．
网格计 算 始 于 ２ ０世 纪 ９ ０年 代 中期 ， 出现 旨 其 在 利用 网络资 源共 享 的优 势 解 决 大规 模 计 算 问题 。
解决 很多 相似 的 问题 ， 是 在 细 节 和 技 术 层 面存 在 但
差异 。
遍认 同 的 ４层 体 系架 构 与 网格 的 ５层体 系架 构相 比
一 —
较 。这 ４层 架构 分别是 ： ） １ 架构 层 ； ） ２ 统一 资 源层 ；
３ 平 台层 ； ） ） ４ 应用层 。如 图 ３所示 。
１ ０年前 ，ｏｔ 给 出三点 辨别 网格 的标准 ： ） Ｆｓ ｒ ｅ １ 协
调不 属 于 同一 集 中管 理 的 资 源 ； ） 用 标 准 的 、 ２使 开
放 的协议 和接 口 ； ） ３ 提供 高 质 量 的服 务 。虽 然 云 计
算 符合 第 三点 的要 求 ， 是第 一 点 和 第 二 点 已不 满 但 足 。云计 算和 网格 计 算 的愿 景 是 相 似 的 ， 者 都 要 两
概念 相互 重 叠 的 部分 。ｗ ｂ ． ｅ ２ ０几 乎 涵 盖 了 面 向服
如 图 ２所 示 ， 网格计 算 分 别 在 五层 体 系框架 上 提供 不 同 的协 议 和 服 务 。在 基 础 架 构层 ， 网格提 供 对不 同资 源 的接 人控 制 ， 如计 算 资 源 、 储 资 源 、 例 存 网络 资源 等 。网格 计 算 通 常 依 赖 于 已存 在 的组 件 ，
考虑 的首 要 问题 。
云计算与网格计算的相同与差别
photo
music
phone numbers
云计算的概念模型
云计算的特点
超大规模 虚拟化
按需服务 高可靠性 极其廉价 通用性 高可扩展性
网格计算的定义
在动态变化、由多个机构组成的虚拟 组织中协调资源共享和求解问题。
虚拟组织
云计算符合网格的笼统定义
网格是构筑在互联网上的一组新 兴技术，它将高速互联网、高性能计 算机、大型数据库、传感器、远程设 备等融为一体，为科技人员和普通老 百姓提供更多的资源、功能和交互性 服务。
User Centric
• Data stored in the “Cloud” • Data follows you & your devices • Data accessible anywhere • Data can be shared with others
messages preferences news contacts calendar investments mailing lists maps e-mails
云计算与网格计算 的相同与差别
云计算的兴起
技术背景云计算是并行计算(来自arallel Computing)、 分布式计算(Distributed Computing)和网格计算 (Grid Computing)的发展，或者说是这些计算 机科学概念的商业实现。
云计算是虚拟化(Virtualization)、效用计算 (Utility Computing)、IaaS(基础设施即服务) 、PaaS(平台即服务)、SaaS(软件即服务)等概 念混合演进并跃升的结果。
网格计算与云计算理念相似
网格计算与云计算的比较
网格计算
• 异构资源
云计算与网格计算的区别和联系
与云计算不同，网格计算已经是一个老词。
当云计算大红大紫的时候，人们很少提及网格计算，不过网格计算与云计算有着很深的渊源。
网格计算(Grid Computing)是通过利用大量异构计算机(通常为桌面)的未用资源(CPU周期和磁盘存储)，将其作为嵌入在分布式电信基础设施中的一个虚拟的计算机集群，为解决大规模的计算问题提供了一个模型。
网格计算的焦点放在支持跨管理域计算的能力，运用平行运算，着重企业间或跨企业的资源充分运用，共同解决困难的运算任务。
这使它与传统的计算机集群或传统的分布式计算相区别。
云计算(Cloud Computing)是一种基于互联网的计算新方式，通过互联网上异构、自治的服务为个人和企业用户提供按需即取的计算。
由于资源是在互联网上，而在计算机流程图中，互联网常以一个云状图案来表示，因此可以形象地类比为云，“云”同时也是对底层基础设施的一种抽象概念。
云计算的资源是动态易扩展而且虚拟化的，通过互联网提供。
终端用户不需要了解“云”中基础设施的细节，不必具有相应的专业知识，也无需直接进行控制，只关注自己真正需要什么样的资源以及如何通过网络来得到相应的服务。
虽然云计算源自平行运算的技术，不脱离网格计算的概念，但是云计算更专注在数据的处理。
云计算其实质还是与以往各类计算机运行的基本过程一样：由输入端输入数据，经数据处理后，再由输出端输出处理后的数据。
云计算与网格计算的最大差异在于计算量，云计算大都以单一主机服务用户，主要较偏向少量而多次的计算，少次而大量的计算易使资源用尽，致使其他服务停摆或拒绝服务;网格计算是以多主机来做计算支持，在少次而大量的计算时较为有效率，在此情况下，网格计算域内的计算机资源可互相支持，不会有资源用尽的疑虑。
目前，虽然云计算的概念还没有统一，但云计算的应用已经在人民生活中应用。
比如，公交IC卡目前只是使用了预购车票款的加减功能，如果将IC卡上输入更多的持卡人的信息，再将读卡器联起来，就可以读出某一时段什么年龄的人乘车多，从哪里上车哪里下车，什么线路的车辆拥挤等大量信息。
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信息科学与工程学院
内容提纲
⏹云计算
⏹网格计算
⏹云计算与网格计算的关系⏹云计算和网格计算的应用⏹结论与展望
云计算
⏹云计算基本概念
⏹云计算的特点
⏹云计算的模式和构成⏹研究云计算的意义
云计算定义
云计算（Cloud Computing ）：是分布式处理(Distributed Computing)、并行处理(Parallel Computing)和网格计算(Grid Computing)的发展，或者说是这些计算机科学概念的商业实现。
是指基于互联网的超级计算模式--即把存储于个人电脑、移动电话和其他设备上的大量信息和处理器资源集中在一起，协同工作。
在极大规模上可扩展的信息技术能力向外部客户作为服务来提供的一种计算方式。
60多亿的移动电
话一2013年[数
据来源: Nokia]
个人电脑和
笔记本电脑
企业电脑
和服务器
PDA
云计算综述
⏹
数据在云端：不怕丢失
,不必备份
,
可以任意点的恢
复
；⏹软件在云端：不必下载自动升级；
⏹无所不在的计算：在任何时间，任意地点，任何设备登录后就可以进行计算服务；
⏹无限强大的计算：具有无限空间的，无限速度。
硬件为中心软件为中心服务为中心
PC C/S 云计算
计算资源的演进:从集中到分散再到集中
❑全世界只需要5台电脑就足够了——托马斯·沃森
❑个人用户的内存只需640K足矣——比尔·盖茨
计算时代网络时代云时代
云计算因何而生
不断增长的计算资源
处理器核数: 每18个月100%
内存/硬盘容量: 每年60％
网络带宽: 每年100％
现有计算模型的局限
低利用率: <20%
高维护费用: 软硬件成本的x5～x10低可用性: 65％服务存在不可用现象
云计算的特点
⏹超大规模：服务器群
⏹虚拟化：可以看作是一片用于计算的云⏹高可靠性：冗余副本、负载均衡
⏹通用性：支撑千变万化的实际应用
⏹高可扩展性：灵活、动态伸缩
⏹按需服务：按需购买
⏹极其廉价：不再需要一次性购买超级电脑⏹安全：摆脱数据丢失、病毒入侵
⏹方便：支持多终端、数据共享
云计算构成云客户端:iPhone, Firefox Android, CherryPal 云应用:Google Apps,
Salesforce, Facebook
云平台:Microsoft Azure, Google App Engine 云基础设施:GoGrid,
Amazon EC2, Sun Grid
云平台云基础设施云应用
云计算模式
云平台
云基础设施
云应用
基础设施即服务
IaaS
基础设施即服务(Infrastructure as a Service)
基础设施即服务(Infrastructure as a Service)房子从哪里来: 自己建造
买土地
设计小区
买材料
建房屋
配套设施和管理
基础设施即服务(Infrastructure as a Service)房子从哪里来:
买土地
设计小区
买材料
建房屋
配套设施和管理
租用
基础设施即服务(Infrastructure as a Service)基础设施从哪里来: 自己建造
机房
服务器
网络
配套设置和管理
－供电, 散热, 容灾
基础设施即服务(Infrastructure as a Service)基础设施从哪里来:
机房服务器网络，机架配套设置和管理－供电, 散热, 容灾云基础设施
任意平台ERP
Data House IaaS
云计算模式云平台云基础设施
云应用平台即服务PaaS
平台即服务(Platform as a Service)
平台即服务(Platform as a Service)房屋装修怎么办: 自己装修
室内设计
买材料
装修施工
房屋维护
平台即服务(Platform as a Service)房屋装修怎么办:
装修公司
室内设计
买材料
装修施工
房屋维护
平台即服务(Platform as a Service)系统平台怎么办: 自己搭建
操作系统
应用软件
环境配置
日常维护
云计算模式平台即服务(Platform as a Service)系统平台怎么办:操作系统应用软件环境配置日常维护云平台
任意应用Note Photo PaaS
云计算模式云平台云基础设施云应用软件即服务SaaS 软件即服务(Software as a Service)
软件即服务(Software as a Service)日常生活: 自娱自乐
运动健身设备
休闲娱乐设备
与家人联系设备
软件即服务(Software as a Service)日常生活:
运动健身
休闲娱乐
与家人联系
社区生活
软件即服务(Software as a Service)应用软件: 自给自足
内部开发，内部使用
数据难以交换，易丢失
应用难交互，不规范
软件即服务(Software as a Service)应用软件:
内部开发，内部使用数据难以交换，易丢失应用难交互，不规范云应用
SaaS
Company Private Cloud
Company Private Cloud
Public Cloud
云计算的机遇与挑战下雨的云，机遇的云
用户群
核心技术:
虚拟化技术
大规模数据并行计算
超大数据中心管理
……
云计算的机遇与挑战
下雨的云，挑战的云
数据安全威胁
数据隐私问题
数据可靠性问题
Data
云计算的数据安全问题
目前云计算提供商并不提供安全保障例如，Amazon EC2明确建议使用额外的
安全技术(加密，认证等)来保障
云服务中的数据
云应用(私人数据)
Internet 网云应用（被攻击的）操作系统
云用户
数据库
私人信息
姓名: BYZ
帐号: 0405 …
余额: 20,000
… 私人信息姓名: BYZ 帐号: 0405 …余额: 20,000… 否是
云应用(私人数据)
Internet 网云应用（被攻击的）操作系统云用户
数据库
私人信息
姓名: BYZ
帐号: 0405 …
余额: 20,000
… 私人信息姓名: BYZ 帐号: 0405 …余额: 20,000… 否是操作系统（恶意）
云计算的数据可靠性问题云中的数据可靠性如何确认数据还在云？
如何确认云中的数据的完整性？如何确认云中的数据可以在确定时间内读取到？
本地硬盘云存储
大文件文件信息
云用户
中国在云计算中的贡献
透明计算
云客户端只安装很少的软件，其余都从云中获取电话机
从有线变无线
电视机
从无线变有线
计算机
从有存储到无存储
云服
务
平台的例子
Cloud Computing Platforms Social apps
Web applications Enterprise applications
CPU &
storage
——中国的云服务先驱者
土豆网的故事
王微
土豆网CEO
每个人都是生活的导演
1973年出生，
高中毕业后直接去美国读书。
1996年，加入美国休斯公司。
2003年，进入贝塔斯曼集团战略部门后任贝塔斯曼在线中国区执行总裁。
2005年，创办土豆网。
2004年的一天……灵感不期而至
•白手起家
•租来的小区套房•5人工作室
成长成长
成长
三年后……
目前土豆网：
1亿次的视频节目播放⏹每天有超过
2000万次的搜索
⏹超过
1000万的独立用户⏹每天达到超过
6000万独立网民⏹每个月累计覆盖
达到1/3的中国网民。
中国最大的视频网站
土豆网的故事，你想到了什么？
网格计算
⏹网格计算基本概念
⏹网格的体系结构
⏹网格计算技术与传统分布式计算的区别⏹部署网格的意义
网格的概念。