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大数据与云计算2.1云计算技术引言云计算(Cloud Computing)是一种新近提出的计算模式。是分布式计算(Distributed Computing)、并行计算(Parallel Computing)和网格计算(Grid Computing)的发展。目前，亚马逊、微软、谷歌、IBM、英特尔等公司纷纷提出了“云计划”。例如亚马逊的AWS(Amazon Web Services) [1]、IBM和谷歌联合进行的“蓝云”计划等。这对云计算的商业价值给予了巨大的肯定。’同时学术界也纷纷对云计算进行深层次的研究。例如谷歌同华盛顿大学以及清华大学合作，启动云计算学术合作计划(Academic CloudComputing Initiative)，推动云计算的普及，加紧对云计算的研究。卡内基梅隆大学等对数据密集型的超级计算(Data Intensive Super Computing DISC) [2]进行研究，本质上也是对云计算相关技术开展研究。IDC的调查显示，未来五年云计算服务将急速增长，预期2012年市场规模可达420亿美元。目前企业导入云计算已。逐渐普及，并且有逐年成长趋势。估计在2012年，企业投入在云计算服务的支出将占整体IT成本的25％，甚至在2013年提高至IT总支出的三分之一。由此可见，在各大公司以及学术界的共同推动下，云计算技术将会持续发展。云计算有着广泛的应用前景。如表1所示。云计算在天文学、医学等各个领域有着广泛的应用前景。趋势科技和瑞星等安全厂商纷纷提出了“安全云”计划。如今，每天有2万多种新的病毒和木马产生，传统的通过更新用户病毒库的防毒模式，受到了严峻的挑战，该模式使用户端的病毒库过于庞大。趋势科技和瑞星的“安全云”将病毒资料库放在“云”端，与客户端通过网络相连，当“云”在网络上发现不安全链接时，可以直接形成判断，阻止其进入用户机器，从根本上保护机器的安全。据趋势科技大中华区执行总裁张伟钦介绍，趋势科技已投入了大量资金，在全球数个地方建设了新型数据中心。同时，趋势科技还花费了1000多万美元，租借了34000多台服务器，构建了一个服务遍及全球的“安全云”。目前趋势科技已将公司中低端的部分产品线放到“云安全”计划中，而高端的大部分产品线，仍在准备过程中。谷歌提供的Gmail、Google Earth、Google Analytics等服务都基于其云计算服务器运行。谷歌基于云计算提供的翻译服务具有现今最好的性能。对互联网和美国人生活的一项研究显示，大约70％的在线用户使用以上“云计算”服务。[3]领域应用场景科研地震监测海洋信息监控天文信息计算处理医学DNA信息分析海量病例存储分析医疗影像处理网络安全病毒库存储垃圾邮件屏蔽图形和图像处理动画素材存储分析高仿真动画制作海量图片检索互联网E-mail服务在线实时翻译网络检索服务表2-1云计算的应用领域（1）云计算的定义目前，云计算没有统一的定义，当前云计算的定义主要包括如下几种。①维基百科给云计算下的定义。云计算将IT相关的能力以服务的方式提供给用户，允许用户在不了解提供服务的技术、没有相关知识以及设备操作能力的情况下，通过Internet获取。需要的服务。[4]②中国云计算网将云计算定义为：云计算是分布式计算(Distributed Computing)、并行计算(Parallel Computing)和网格计算(Grid Computing)的发展，或者说是这些科学概念的商业实现。[5]③综合多个云计算的定义之后，给“云”下了如下定义。云是一个包含大量可用虚拟资源(例如硬件、开发平台以及I／O服务)的资源池。这些虚拟资源可以根据不同的负载动态地重新配置，以达到更优化的资源利用率。这种资源池通常由基础设施提供商按服务等级协议(Service Level Agreement，SLA)采用用时付费(Pay Per-Use PPU)的模式开发管理。[6]对比上述定义，可以发现，定义1和定义3中给出的定义的相似之处在于它们都提到了云计算提供服务。定义1中的定义主要从云计算用户的角度给出定义，即用户在不了解具体实现的情况下通过Internet获取服务。定义2从云计算的发展脉络的角度给出定义，主要说明了云计算的历史。定义3给出的定义则是从云计算提供者的角度来给出定义，定义了云计算的后台实现方式，以及管理模式。但是，这些定义都仅从一个方面定义云，并不完善。结合上述定义，可以总结出云计算的一些本质特征，即分布式的计算和存储特性，高扩展性，用户友好性，良好的管理性，用时付费等。（2）云计算的基本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