云计算概述Word文档下载推荐.docx

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公有云是指企业使用其他单位运营的云计算服务；

私有云是企业自己运营并使用云计算服务；

混合云是指在企业的云服务中，同时具有内部云服务和外部云服务。

目前，Amazon对外提供大量的公有云服务；

Facebook、Yahoo、Google、Baidu、Tencent、淘宝等互联网公司均在积极构建企业内部的私有云系统，以降低企业运营成本；

国内外的电信运营商如中国移动、中国电信和中国联通等在对外提供公有云服务的同时也在企业内部积极尝试实施私有云，这种情况即为混合云。

（二）按照提供的服务类型分类

按照提供的服务类型，云计算可以分为基础架构即服务（InfrastructureasaService，IaaS）、平台即服务（PlatformasaService，PaaS）和软件即服务（SoftwareasaService，SaaS）.其中，IaaS是指以服务的形式提供虚拟基础资源；

PaaS是指提供应用服务引擎，如互联网应用编程接口和运行平台等,用户基于该应用服务引擎，可以构建该类应用;

SaaS是指用户通过Internet来按需租用软件.

图1按服务类型分类的云计算

1）IaaS（InfrastructureasaService）：

基础资源作为服务的模式。

云计算服务商以服务的形式提供虚拟硬件资源,如虚拟主机、存储、网络、数据库管理等资源，用户无需购买服务器、网络设备、存储设备等，只需通过互联网租赁即可搭建自己的应用系统。

目前IaaS是云计算的主要服务类型,Amazon最早推出虚拟化主机托管（EC2）、对象存储（S3）和结构化数据存储（SimpleDB和RDB）的服务,IBM紧跟其后，推出蓝云计划，并在中国无锡建立了云计算中心，电信运营商也开始逐步涉足云计算服务，如AT＆T、Verizon相继推出IaaS的云计算服务.国内电信运营商中，中国移动也推出BigCloud大云计划,并开发了BC—EC弹性计算服务。

2）PaaS（PlatformasaService）：

平台作为服务的模式。

服务提供商提供应用服务引擎，如互联网应用编程接口和运行平台等，开发者基于该应用服务引擎进行应用开发和构建，利用服务提供商的资源向最终用户提供服务。

GoogleAppEngine是Google于2008年初发布的一个PaaS服务，基于其提供的应用开发接口用户可以利用Python和Java语言来构建Web服务，并在GoogleAppEngine上托管该Web服务，系统根据用户使用的资源量（如使用的存储空间、网络流量、CPU时间等）来按需计费。

其他系统，如BaiduAppEngine、SinaAppEngine、Force。

com等均提供类似的服务和商务模式。

3）SaaS（SoftwareasaService）：

软件即服务的模式。

用户通过Internet（如浏览器）来使用软件,用户不必购买软件，只要按需租用软件.SaaS是一种广泛的面向应用的互联网服务模式，如GoogleDocs是较早推出的SaaS云计算服务，软Office的在线办公软件,可以处理和搜索文档、表格、幻灯片，并可以设置共享权限通过网络和他人分享。

同时，SaaS在CRM和ERP方面也有相当多的服务提供商，如Salesforce。

com和OracleCRMonDemand等。

3云计算的几大形式

　　1。

SAAS（软件即服务）

　　这种类型的云计算通过浏览器把程序传给成千上万的用户。

在用户眼中看来，这样会省去在服务器和软件授权上的开支；

从供应商角度来看，这样只需要维持一个程序就够了，这样能够减少成本。

S是迄今为止这类服务最为出名的公司。

SAAS在人力资源管理程序和ERP中比较常用。

GoogleApps和ZohoOffice也是类似的服务

　　2。

实用计算（UtilityComputing）

　　这个主意很早就有了,但是知道最近才在A、Sun、IBM和其它提供存储服务和虚拟服务器的公司中新生.这种云计算是为IT行业创造虚拟的数据中心使得其能够把内存、I/O设备、存储和计算能力集中起来成为一个虚拟的资源池来为整个网络提供服务。

　　3.网络服务

　　同SAAS关系密切,网络服务提供者们能够提供API让开发者能够开发更多基于互联网的应用，而不是提供单机程序。

　　4。

平台即服务

　　另一种SAAS，这种形式的云计算把开发环境作为一种服务来提供.你可以使用中间商的设备来开发自己的程序并通过互联网和其服务器传到用户手中。

　　5。

MSP（管理服务提供商）

　　最古老的云计算运用之一。

这种应用更多的是面向IT行业而不是终端用户，常用于邮件病毒扫描、程序监控等等。

　　6。

商业服务平台

　　SAAS和MSP的混合应用，该类云计算为用户和提供商之间的互动提供了一个平台。

比如用户个人开支管理系统，能够根据用户的设置来管理其开支并协调其订购的各种服务。

　　7.互联网整合

　　将互联网上提供类似服务的公司整合起来，以便用户能够更方便的比较和选择自己的服务供应商。

2。

云计算结构框架实例

2.1IBM基础框架云

1IBM基础架构云概述

云计算作为一种新兴的模式已经被业界讨论了相当长的一段时间，IBM公司全球副总裁迈特王博士就曾指出云计算是Web服务发展到一定阶段的必然产物。

允许用户随时随地使用任何联网设备访问他们的应用.但是对于部署企业级的云计算，节省成本的开销、加速价值的实现以及创造竞争优势都是考虑云计算是否能适用于企业的三大诱因.所以一部分IT企业采用私有云，这不仅保障了安全性，更突出了可靠性的特点。

而另一部分企业采用了两种模式的混合云，这样可以极大的满足企业的不同需求.

图2IBM基础架构云

云计算是用革命性的IT能力交付支持现有和新出现的工作负载，不能以单一的技术支持特性各异的工作负载。

与其他“云”厂商提供基于Web2。

0单一工作负载的云方案不同，IBM基础架构云（IaaS）解决方案能够为您提供基于整合服务管理平台来搭建公有云/私有云/混合云，不仅支持web2。

0（协同工作、社区）,更支持包括联线交易（银行、证券…）、商业处理（ERP、CRM…）、在线分析（风险评估、策略…）、高性能运算（天气预报、基因研究…）等其他关键业务工作负载需求，支持”智慧地球"

的应用。

1.2基础架构云如何满足需求

利用成熟的基础架构云解决方案实现持续的成本节约，例如专门针对特定工作负载优化的快捷部署云IBMCloudBurst™.这些解决方案可帮助企业加快标准化进程，大幅度提高效率和缩短投资回报期限.

图3IBMCloudBurst逻辑结构

通过快速提供新服务或资源以及扩展现有服务，提高业务灵活性。

您的企业将从单纯的围绕IT资源进行优化,转向通过以自助服务的方式使用按需付费的虚拟资源,达到优化业务的目的。

利用客户化的云解决方案改进服务交付，以帮助企业克服特定的服务交付难题。

IBM云服务中内置的服务管理系统，可提供跨多种IT和业务服务的可视化、可控化及自动化能力。

2智慧林业及自然控制理论体系结构

智慧林业及自然控制理论的体系结构包括普适感知与泛在接入层、云计算层及决策分析层.其结构如图1所示。

这3个层次将计算机世界、物理世界和人类社会组成三元世界并使之有机结合，而云计算是三元世界的神经中枢与共同主线。

云计算高效的计算模式为普适感知和智能决策提供处理能力与应用平台。

例如,对林区区域气象数据信息分析与处理，其获取的温度、湿度、风速、日照等数据量将是惊人的；

同时获取的数据类型差异性较大，只有凭借云计算平台强大的计算和存储能力才能更及时准确地分析。

普适感知与泛在层主要包括无线传感器网络、卫星、认知无线电、高空摄像机、无人飞机、射频识别技术、WiFi网络等，支持软硬资源接入的各类泛在设备和智能感知设备。

该层主要实现资源的感知和识别以及信息的获取等，为智慧云计算平台的智能化计算和管理提供支持。

该层利用网络化信息资源、林业信息资源及生态信息资源，使用通信和信息技术手段感知、分析、整合整个林区或生态区的各项关键信息；

更科学直观地描述森林及生态区的生态指标动态变化及其与其他外界因素的逻辑关系;

进而实现对森林资源、水资源、土地资源和空气资源变化的智能响应,建立起某个区域或某个林区的智慧服务。

云技术层是智慧林业核心服务层，主要通过虚拟化技术对资源进行封装，使得资源池的计算资源、存储资源、网络资源和软件资源都以服务形式提供给使用者，实现动态管理。

PaaS层实现对任务、资源的管理,通过映像的布置和有效调度策略实现各类资源的负载均衡使用，并通过一系列容错机制提高计算的可靠性.

智慧决策层是利用云计算平台提供的数据，通过可视化分析工具及专家库模型，实现智慧决策。

2.3CloudSim

CloudSim是一个新的，广义的和可扩展的仿真框架，允许无缝的建模、模拟和实验的新兴云计算基础架构和应用程序服务.

2.3.1云计算数据中心

云计算环境中计算能力由数据中心支持,数据中心一般装有成千上万个服务器。

分层体系结构的一个典型的Cloudbased数据中心显示如下图。

新兴的云应用程序,如社交网站、游戏门户,业务应用程序、内容交付和科学工作流操作在最高一层的架构。

实际使用模式的许多现实生活应用程序随时间变化，而且大部分的时间以不可预知的方式.这些应用程序有不同的服务质量（QoS）需求,这些服务质量需求取决于时间临界状态和用户的交互模式（在线/离线）。

3.2.CloudSim的云计算框架

CloudSim是由下一级实现，通过采用编程方式扩展由GridSim层公开的功能实现。

CloudSim对建模与仿真虚拟化的Cloudbased数据中心环境提供了最新的支持,如专门的管理接口VMs、内存、存储和带宽。

loudSim层负责在仿真期间管理实例化和执行的核心实体（VMs、主机、数据中心、应用程序）。

这一层是可同时实例化并透明地管理一个由成千上万的系统组件组成大型云基础设施.

在模拟堆栈的最顶层是用户密码，这些密码暴露与配置相关的主机功能（机器数,其规范等），应用程序（任务的数量和他们的需求），VMs,用户数和他们的应用程序类型和代理调度策略。

云应用程序开发人员可以在这一层生成一个用户请求的混合分布，应用程序配置，和云可用性场景,而且基于CloudSim的在定制云配置可以运行健壮的测试。

2.4基于云计算的虚拟化数据中心

根据基础设施即服务（IaaS）的服务模式定义，服务提供商需要为租户提供按需付费的标准化的弹性,资源服务，其中包括弹性计算、弹性存储、弹性宽带、虚拟机等。

云计算将VDC提供商的物理机房的所有硬件资源通过虚拟化、标准化,转换成了一个巨大的资源池，资源池中的所有虚拟设施都是提供商可提供服务的产品，以规范化的IaaS方式打包成标准模板向用户出租.租户则可以在线按需申请所需的资源，并在短时间内获得所申请资源的访问和使用权限.

图2描述了云计算的整体架构.管理员和普通用户通过统一门户登录云计算管理平台，各用户根据授权级别不同，能够使用的云计算管理平台提供的服务也不同。

VDC租户关心的是如何在云管理平台上申请所需的资源、查看资源使用状况、账单和历史记录.在资源层,云管理平台通过虚拟机管理器（VMM）实现硬件资源的虚拟化，其中包括CPU虚拟化、内存虚拟化、I/O虚拟化、网络虚拟化.虚拟化的硬件资源由不同的虚拟监督程序（Hypervisor）搜集，根据业务层的指令打包成虚拟机（VM）.

2.5云计算在制造业的应用——云制造

目前物联网技术在无线射频识别（RadioFre2quencyIDentification，RFID）、传感器、智能技术和纳米技术等支持下快速发展,有望促进各类物与物之间的互联。

引入物联网技术必将有助于构建一个能互联各类制造资源的平台。

另外,高性能计算机的应用和高性能计算技术的发展也为求解更加复杂的制造问题和开展大规模协同制造提供了可能。

5.1云制造的定义

结合网络化制造、云计算等技术和相关研究成果,本文对云制造的概念定义如下.

定义1云制造是一种利用网络和云制造服务平台，按用户需求组织网上制造资源（制造云），为用户提供各类按需制造服务的一种网络化制造新模式。

云制造技术将现有网络化制造和服务技术同云计算、云安全、高性能计算、物联网等技术融合,实现各类制造资源（制造硬设备、计算系统、软件、模型、数据、知识等）统一的、集中的智能化管理和经营，为制造全生命周期过程提供可随时获取的、按需使用的、安全可靠的、优质廉价的各类制造活动服务。

2.5.2云制造系统

如图1所示。

云制造系统由云提供端（云制造服务提供者）（CloudServiceProvid2er，CSP）、云请求端（云制造服务使用者）（CloudServiceDemander,CSD）和云制造服务平台（中间件）组成.云提供端通过云制造服务平台提供相应的制造资源和制造能力服务；

云请求端通过云制造服务平台提出服务请求;

云制造服务平台根据用户提交的任务请求,在云端化技术、云服务的综合管理技术、云制造安全技术和云制造业务管理模式与技术等（详见下节内容）支持下寻找符合用户需求的服务,并为云请求端提供按需服务。

为实现上述云制造系统，提出如图2所示的云制造系统体系架构.该架构主要包括以下六个层次：

●物理资源层（P2Layer）P2Layer为物理制造资源层,该物理层资源通过嵌入式云终端技术、物联网技术等,将各类物理资源接入到网络中,实现制造物理资源的全面互联，为云制造虚拟资源封装和云制造资源调用提供接口支持。

●云制造虚拟资源层（R2Layer）该层主要是将接入到网络中的各类制造资源汇聚成虚拟制造资源，并通过云制造服务定义工具、虚拟化工具等，将虚拟制造资源封装成云服务,发布到云层中的云制造服务中心。

该层提供的主要功能包括云端接入技术、云端服务定义、虚拟化、云端服务发布管理、资源质量管理、资源提供商定价与结算管理和资源分割管理等.

●云制造核心服务层（S2Layer）该层主要面向云制造三类用户（云提供端、云请求端、云服务运行商）,为制造云服务的综合管理提供各种核心服务和功能,包括面向云提供端提供云服务标准化与测试管理、接口管理等服务;

面向云服务运行商提供用户管理、系统管理、云服务管理、数据管理、云服务发布管理服务;

面向云请求端提供云任务管理、高性能搜索与调度管理等服务.

●应用接口层（A2Layer）A2Layer为云制造应用接口层,该层主要面向特定制造应用领域，提供不同的专业应用接口以及用户注册、验证等通用管理接口.

●云制造应用层（U2Layer）该层面向制造业的各个领域和行业.不同行业用户只需要通过云制造门户网站、各种用户界面（包括移动终端、PC终端、专用终端等），就可以访问和使用云制造系统的各类云服务.

2.5。

3云制造涉及的关键技术

云制造涉及的关键技术云制造涉及的关键技术大致可以分为:

模式、体系架构、标准和规范;

云端化技术；

云服务的综合管理技术;

云制造安全技术;

云制造业务管理模式与技术。

图3给出了云制造涉及的关键技术的分类,以及每个技术大类的含义与主要内容。

●云制造模式、体系架构、相关标准及规范主要是从系统的角度出发,研究云制造系统的结构、组织与运行模式等方面的技术，同时研究支持实施云制造的相关标准和规范。

包括:

支持多用户的、商业运行的、面向服务的云制造体系架构;

云制造模式下制造资源的交易、共享、互操作模式；

云制造相关标准、协议、规范等,如云服务接入标准、云服务描述规范、云服务访问协议等。

●云端化技术主要研究云制造服务提供端各类制造资源的嵌入式云终端封装、接入、调用等技术，并研究云制造服务请求端接入云制造平台、访问和调用云制造平台中服务的技术,包括:

支持参与云制造的底层终端物理设备智能嵌入式接入技术、云计算互接入技术等;

云终端资源服务定义封装、发布、虚拟化技术及相应工具的开发;

»

云请求端接入和访问云制造平台技术，以及支持平台用户使用云制造服务的技术；

¼

物联网实现技术等。

●云服务综合管理技术主要研究和支持云服务运营商对云端服务进行接入、发布、组织与聚合、管理与调度等综合管理操作,包括：

云提供端资源和服务的接入管理,如统一接口定义与管理、认证管理等；

高效、动态的云服务组建、聚合、存储方法；

高效能、智能化云制造服务搜索与动态匹配技术；

云制造任务动态构建与部署、分解、资源服务协同调度优化配置方法;

云制造服务提供模式及推广，云用户（包括云提供端和云请求端）管理、授权机制等.

●云制造安全技术主要研究和支持如何实施安全、可靠的云制造技术，包括:

云制造终端嵌入式可信硬件；

云制造终端可信接入、发布技术;

云制造可信网络技术；

云制造可信运营技术等；

系统和服务可靠性技术等。

●

云制造业务管理模式与技术主要研究云制造模式下企业业务和流程管理的相关技术,包括：

云制造模式下企业业务流程的动态构造、管理与执行技术；

云服务的成本构成、定价、议价和运营策略，以及相应的电子支付技术等;

云制造模式各方（云提供端、云请求端、运行商）的信用管理机制与实现技术等。

2.6云制造基础结构

InCloudmanufacturing,distributedresourcesareencapsulatedintocloudservicesandmanagedinacentralizedway.Clientscanusethecloudservicesaccordingtotheirrequirements.Clouduserscanrequestservicesrangingfromproductdesign，manufacturing,testing,managementandallotherstagesofaproductlifecycle.Acloudmanufacturingserviceplatformperformssearch,intelligentmapping，recommendationandexecutionofaservice.Fig.2illustratesacloudmanufacturingsystemframework,whichConsistsoffourlayers,manufacturingresourcelayer,virtualServicelayer,globalservicelayerandapplicationlayer.

Nessehietal。

proposedaframeworktocomebacktheincompatibilityproblemamongCAxsystems[46].MuchlikeanIaaS,theplatformprovidesindividualinterfacesfordifferentCAD/CAM/CNCsystems.AcomprehensivedatawarehouseisutilizedtostoreCNCmanufacturinginformationwithSTEP—NCdatamodelutilizedasthebasisforrepresentingmanufacturingknowledgethatisaugmentedwithXMLschema。

Suchknowledgeinformationiscategorizedintoproductinformation，processinformationandresourceinformation.Theplatformisfurtherexplainedin[46］,wherethesystemconsistsofmanufacturingdatawarehouse，manufacturingknowledgebase，intercommunicationbus，andvariousCAxinterfacesasthemainstructure（Fig.7）。

MobileagenttechnologyisusedtosupporttheintercommunicationbusandCAxinterfaces.Inthesystem,differentcomponentsoftheCAD/CAM/CNCchaincanexchangeinformationwithoneanotherregardlessoftheirnativestandards。

Morerecently，MokhtarandHoushmand[48］studiedasimilarmanufacturingplatform，usingtheaxiomaticdesigntheorytorealizeinteroperabilityamongtheCAxchain.Themethodologyofaxiomaticdesignisproposedtogenerateasystematicroadmapofanoptimumcombinationofdataexchangeviadirect