1.1 云計算的定義

云計算是目前業內的熱點概念，它以開放的標準和服務為基礎，以互聯網為中心，提供安全、快速、便捷的數據存儲和網絡計算服務，讓互聯網這片“云”上的各種計算機共同組成數個龐大的數據中心及計算中心。它可以被看成是網格計算和虛擬化技術的融合：即利用網格分布式計算處理的能力，將IT資源構筑成一個資源池，再加上成熟的服務器虛擬化、存儲虛擬化技術，以便用戶可以實時地監控和調配資源。

云計算更多的是指，通過千萬臺互聯的電腦和服務器進行大量數據運算，為搜索引擎、金融行業建模、醫藥模擬等應用提供資源和超級計算能力[1]。例如某用戶想要建設一個網站，只需要租用運營商提供的虛擬服務器就可以了，網站壓力過大時，可以瞬間請求更多的資源，壓力變小時，可以將多余的資源釋放。云計算方便了用戶對計算資源的獲取和管理，從而降低成本。[2]

綜上，云計算的含義有兩個方面。它一方面描述了一種方便的基礎設施，用來構造應用程序，其地位相當于PC機上的操作系統；另外一方面則描述了建立在這種基礎設施之上的云計算應用。一個計算云是虛擬化的計算資源池，用來容納各種不同的工作模式，并且這些工作模式可以通過快速部署的方式部署到物理設施上。由于使用了分布式的計算技術，云計算能夠將計算擴展到更多的計算資源，以及使用冗余的資源進行容錯處理。

1.2 云計算的特征

從上述云計算的定義可以看出，云計算后端具有非常龐大、可靠的云計算中心，對于云計算使用者來說，在付出少量成本的前提下，即可獲得較高的用戶體驗。更加具體地來說，云計算具有以下6大特征：

以互聯網為中心：云計算平臺運營商以互聯網為中心，將存儲和運算能力分布在網絡所連接的各個節點之中，從而弱化終端的計算能力，使互聯網的計算架構由“服務器＋客戶端”向“云服務平臺＋客戶端”演進。這意味著互聯網的重大變革，互聯網的功能將更為強大，甚至引發現有的企業信息化一般模式的改變。[3]

靈活性：使用戶能夠快速和廉價地利用技術基礎設施資源。服務的實現機制對用戶透明，用戶無需了解云計算的具體機制，就可以獲得需要的服務。由于能夠使用網絡瀏覽器接人系統，于是用戶可以從任何位置，利用正在使用的設備，如個人電腦或者移動電話，通過互聯網訪問他們所需的信息，獲得他們所需的服務。

經濟性：成本大大降低，資本開支將轉換為業務支出。云計算的基礎設施通常是所提供的第三方，這使得用戶不需要為了一次性或非經常性的計算任務購買昂貴的設備。以計算量為計費標準，也減少了客戶對設備知識的要求。

可靠性：云計算系統由大量商用計算機組成機群向用戶提供數據處理服務，利用多種硬件和軟件冗余機制，這使得它適合于業務連續性和災難恢復。云計算的安全由于中央集權的數據管理而提高，這是因為供應商能夠把資源用于進行安全審計和解決安全問題，而一般的客戶能力或者資金有限。

可擴展性：現在大部分的軟件和硬件都對虛擬化有一定支持，各種仃資源，軟件、硬件都虛擬化放在云計算平臺中統一管理，通過動態的擴展虛擬化的層次達到對以上應用進行擴展的目的。

可持續性：由于計算機及相關的基礎設施是主要的消費能源，供應商出于各方面考慮，都會是通過提高資源利用率，建設更有效的系統，從而降低整體能耗。

1.3云計算核心技術

一、虛擬化技術

虛擬化技術是云計算的核心之一。它的主要作用是將計算資源、存儲資源和網絡資源進行抽象和整合，以便能夠更好地利用和管理這些資源。云計算環境中的虛擬化技術要求具備以下特點：

1. 資源池化能力：將物理資源抽象為虛擬資源，并將其整合成一個資源池，實現資源的共享和統一管理。

2. 彈性擴展能力：根據實際需求動態分配和回收資源，實現資源的彈性擴展，提高資源利用率。

3. 高性能和低延遲：虛擬化技術需要在保證性能的同時，盡量降低虛擬化帶來的延遲，以滿足用戶對高性能的需求。

二、分布式系統技術

云計算環境中的大規模分布式系統是支撐云計算的重要基礎。分布式系統技術要求具備以下要素：

1. 可擴展性：能夠方便地增加或減少節點數量，以適應不同規模的計算任務。

2. 高可用性：系統要能夠在某些節點故障的情況下仍然保持正常運行，提供高可用的服務。

3. 故障容錯性：能夠自動檢測和修復節點故障，保證系統的穩定性和可靠性。

4. 負載均衡：合理地分配計算任務和數據，使得系統中各個節點的負載盡可能均衡，提高系統的整體性能。

三、網絡技術

網絡技術在云計算中起著重要的作用。云計算環境中的網絡技術要求具備以下特點：

1. 高帶寬和低延遲：云計算需要具備高速的網絡帶寬和低延遲，以保障系統的性能和響應速度。

2. 安全性：云計算環境需要提供安全的網絡隔離和數據傳輸加密等機制，保護用戶數據的安全性。

3. 可靠性：網絡應具備良好的可靠性，能夠自動檢測和修復網絡故障，確保系統的可用性。

四、數據存儲與管理技術

數據存儲與管理是云計算中不可或缺的一環。云計算環境中的數據存儲與管理技術要求具備以下特點：

1. 高可靠性和可擴展性：數據存儲系統需要具備高可靠性，確保數據不會因為硬件故障等原因丟失。同時還要具備良好的可擴展性，能夠方便地擴展存儲容量。

2. 數據安全性：數據存儲系統需要提供數據備份和數據加密等機制，保障用戶數據的安全性。

3. 高性能和低延遲：數據存儲系統需要提供高速的數據讀寫能力，以滿足用戶對數據訪問的實時性要求。

以上是云計算的一些核心技術要求，虛擬化技術、分布式系統技術、網絡技術和數據存儲與管理技術是構建云計算系統的基石。隨著技術的不斷發展和創新，云計算將能夠提供更加高效、安全和可靠的服務，為各行各業的發展提供強大支撐。