云計算在系統(tǒng)運用中的五大云計算的核心技術

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

(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程序將數(shù)據(jù)切割成不相關的區(qū)塊，分配（調度）給大量計算機處理，達到分布式運算的效果，再通過Reduce程序將結果匯整輸出。

(2) 海量數(shù)據(jù)分布存儲技術

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。

GFS即Google文件系統(tǒng)（Google File System），是一個可擴展的分布式文件系統(tǒng)，用于大型的、分布式的、對大量數(shù)據(jù)進行訪問的應用。GFS的設計思想不同于傳統(tǒng)的文件系統(tǒng)，是針對大規(guī)模數(shù)據(jù)處理和Google應用特性而設計的。它運行于廉價的普通硬件上，但可以提供容錯功能。它可以給大量的用戶提供總體性能較高的服務。

一個GFS集群由一個主服務器（master）和大量的塊服務器 (chunkserver)構成，并被許多客戶（Client）訪問。主服務器存儲文件系統(tǒng)所以的元數(shù)據(jù)，包括名字空間、訪問控制信息、從文件到塊的映射以及塊的當前位置。它也控制系統(tǒng)范圍的活動，如塊租約（lease）管理，孤兒塊的垃圾收集，塊服務器間的塊遷移。主服務器定期通過HeartBeat消息與每一個塊服務器通信，給塊服務器傳遞指令并收集它的狀態(tài)。GFS中的文件被切分為64MB的塊并以冗余存儲，每份數(shù)據(jù)在系統(tǒng)中保存3個以上備份。

客戶與主服務器的交換只限于對元數(shù)據(jù)的操作，所有數(shù)據(jù)方面的通信都直接和塊服務器聯(lián)系，這大大提高了系統(tǒng)的效率，防止主服務器負載過重。

(3) 海量數(shù)據(jù)管理技術

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)管理技術主要是Google的BT(BigTable)數(shù)據(jù)管理技術和Hadoop團隊開發(fā)的開源數(shù)據(jù)管理模塊HBase。

BT是建立在GFS, Scheduler, Lock Service和MapReduce之上的一個大型的分布式數(shù)據(jù)庫，與傳統(tǒng)的關系數(shù)據(jù)庫不同，它把所有數(shù)據(jù)都作為對象來處理，形成一個巨大的表格，用來分布存儲大規(guī)模結構化數(shù)據(jù)。

Google的很多項目使用BT來存儲數(shù)據(jù)，包括網頁查詢，Google earth和Google金融。這些應用程序對BT的要求各不相同：數(shù)據(jù)大小（從URL到網頁到衛(wèi)星圖象）不同，反應速度不同（從后端的大批處理到實時數(shù)據(jù)服務）。對于不同的要求，BT都成功的提供了靈活高效的服務。

（4）虛擬化技術

通過虛擬化技術可實現(xiàn)軟件應用與底層硬件相隔離，它包括將單個資源劃分成多個虛擬資源的裂分模式，也包括將多個資源整合成一個虛擬資源的聚合模式。虛擬化技術根據(jù)對象可分成存儲虛擬化、計算虛擬化、網絡虛擬化等，計算虛擬化又分為系統(tǒng)級虛擬化、應用級虛擬化和桌面虛擬化。

（5）云計算平臺管理技術

云計算資源規(guī)模龐大，服務器數(shù)量眾多并分布在不同的地點，同時運行著數(shù)百種應用，如何有效的管理這些服務器，保證整個系統(tǒng)提供不間斷的服務是巨大的挑戰(zhàn)。

云計算系統(tǒng)的平臺管理技術能夠使大量的服務器協(xié)同工作，方便的進行業(yè)務部署和開通，快速發(fā)現(xiàn)和恢復系統(tǒng)故障，通過自動化、智能化的手段實現(xiàn)大規(guī)模系統(tǒng)的可靠運營。

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