英文文獻(xiàn)及翻譯--云計算的問題，研究和實現(xiàn)

1、<p>　　文獻(xiàn)名稱（中文）：云計算的問題，研究和實現(xiàn)</p><p>　　文獻(xiàn)名稱（外文）：Cloud Computing – Issues, Research and Implementations</p><p>　　作者： Mladen A. Vouk </p><p>　　起止頁碼：31—40</p><p>　　出版日期

2、（期刊號）：June 23-26, 2008, Cavtat, Croatia</p><p>　　出版單位：Information Technology Interfaces</p><p><b>　　摘要：</b></p><p>　　“云計算”是一個相對較新詞語，是建立在對虛擬化，分布式計算，效用計算，以及最近的網(wǎng)絡(luò)，網(wǎng)絡(luò)和軟件服務(wù)數(shù)十

3、年的研究的基礎(chǔ)之上產(chǎn)生的。它意味著一個面向服務(wù)的體系結(jié)構(gòu)，降低信息為最終用戶技術(shù)開銷，具有極大的靈活性，降低了所有權(quán)，按需服務(wù)，以及其他許多東西總成本。本文討論了“云”計算，它試圖解決的問題和相關(guān)研究課題，以及“云”技術(shù)在今日的實施運用。</p><p>　　關(guān)鍵詞：云計算；虛擬計算實驗室；虛擬化；公用計算；終端到終端的服務(wù)質(zhì)量</p><p>　　云計算的問題，研究和實現(xiàn)</p&g

4、t;<p><b>　　1.簡介</b></p><p>　　“云計算”是未來信息技術(shù)服務(wù)和產(chǎn)品順應(yīng)時代發(fā)展的下一步演化。在很大的程度上云計算是基于虛擬化的資源。</p><p>　　云計算前身的出現(xiàn)距今已經(jīng)有一段時間了[例如，AEC08，Con08，F(xiàn)os04，Glo08，Had08，IBM07c，Nao07，Net06，Reo07，VCL04]，但這

5、個詞成為“熱門”的時間是在2007年10月，當(dāng)時IBM和谷歌宣布了在該領(lǐng)域的合作[如Loh07，IBM07a]。其次是IBM的“藍(lán)云”的努力公告[例如，IBM07b]。從那時起，每個人都在談?wù)摗霸朴嬎恪?。?dāng)然，也存在著不可避免的維基百科條目[Wik08]。</p><p>　　本文討論了“云”計算試圖解決的問題和相關(guān)研究課題，以及“云”技術(shù)在今日的實施運用。第2節(jié)將討論概念和云計算的組件。第3節(jié)描述基于on Vi

6、rtual計算實驗室（VCL）技術(shù)的實現(xiàn)。自2004年以來北卡羅來納州立大學(xué)已經(jīng)在進(jìn)行VCL的生產(chǎn)使用，適用于動態(tài)的載體實施任何電流云計算的解決方案。第4節(jié)討論“云”相關(guān)的研究和工程挑戰(zhàn)。第5節(jié)總結(jié)和歸納文件。 </p><p><b>　　云計算 </b></p><p>　　區(qū)別出一個成功的信息技術(shù)（IT）的一個關(guān)鍵的元素是它能夠成為一個真正的，有價值的，網(wǎng)絡(luò)

7、基礎(chǔ)設(shè)施和經(jīng)濟的貢獻(xiàn)[Atk03a]?！霸啤庇嬎惆W(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施，并經(jīng)數(shù)十年的研究建立在虛擬化，分布式計算，“網(wǎng)格計算”，效用計算，以及最近的網(wǎng)絡(luò)，網(wǎng)絡(luò)和軟件服務(wù)。它意味著一個面向服務(wù)的體系結(jié)構(gòu)，為最終用戶降低信息技術(shù)成本，具有更大的靈活性，降低總擁有成本，按需服務(wù)和許多其他東西。</p><p><b>　　2.1面向服務(wù)架構(gòu)</b></p><p>　　網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)的

8、設(shè)施，使其應(yīng)用極大地方便開發(fā)和部署，從而擴大了應(yīng)用程序在可能的預(yù)算和組織限制的可行范圍，科學(xué)家的和工程師的努力方向發(fā)生了轉(zhuǎn)移，遠(yuǎn)離信息技術(shù)的發(fā)展，集中在科學(xué)和工程研究。網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施也增加了應(yīng)用需求之間的共同點捕捉效率，質(zhì)量和可靠性，并有利于設(shè)備和服務(wù)的有效共享[Atk03b]。</p><p>　　如今，幾乎任何業(yè)務(wù)或重大活動都使用或依賴于IT和IT服務(wù)的某種形式。這些服務(wù)需要被授權(quán)和相關(guān)設(shè)備裝置，必須有一個經(jīng)濟

9、的規(guī)模為總成本的所有權(quán)會比沒有網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施得到的更好。技術(shù)需求是依據(jù)31Proceedings 2008年30日的在信息技術(shù)之接口數(shù)據(jù)，2008年6月23至26日，察夫塔特，克羅地亞授權(quán)使用許可限于：提高用戶效率，減少技術(shù)驅(qū)動的開銷。例如，除非它是一個組織的主要業(yè)務(wù)，只有不到20％的預(yù)報系統(tǒng)沒有直接連接到它的主要業(yè)務(wù)，應(yīng)記作它做的開銷，盡管80％的業(yè)務(wù)可能會利用電子手段進(jìn)行[Vou08b]。</p><p>&l

10、t;b>　　2.2 概念 </b></p><p>　　一個強大的基礎(chǔ)，使計算的概念是通過面向服務(wù)的架構(gòu)（SOA）——一個綜合的交付和策劃的功能套件，最終用戶通過雙方松耦合和緊耦合功能，或服務(wù)組合的功能套件，最終用戶— 通常以網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)。相關(guān)的概念是基于組件的系統(tǒng)工程，通過不同服務(wù)的編排工作流程和虛擬化。</p><p>　　2.21面向服務(wù)架構(gòu)</p>&

11、lt;p>　　面向服務(wù)架構(gòu)SOA不是一個新概念，它近年來一直受到重視[例如，Bel08，IBM08a，Tho05]。第一個基于網(wǎng)絡(luò)的面向服務(wù)架構(gòu)的一些例子是遠(yuǎn)程過程調(diào)用（RPC），DCOM和對象請求代理（ORB）對CORBA的規(guī)范為基礎(chǔ)[例如，Omb08a，Omb08b]。更近期的例子是所謂的“網(wǎng)格計算”架構(gòu)和解決方案[例如，F(xiàn)os04，Glo08，Had08]。</p><p>　　在一個SOA環(huán)境中的最

12、終用戶的要求是在于其想要的功能，質(zhì)量和能力水平的IT服務(wù)（或?qū)Υ祟惙?wù)的綜合性的集合），并獲得在要求的時間或在特定時間或稍后。在服務(wù)運營中發(fā)現(xiàn)，經(jīng)紀(jì)性和可靠性是很重要的，因為是復(fù)合組成的服務(wù)，通常是設(shè)計和服務(wù)進(jìn)行互動操作。預(yù)計在未來10年內(nèi)，基于服務(wù)的解決方案將成為一個信息和其它IT交付的輔助作用的主要手段在個人和組織層面，例如，軟件應(yīng)用，基于Web的服務(wù)，可以進(jìn)行個人和企業(yè)“桌面”計算。 </p><p>&l

13、t;b>　　2.22 組件</b></p><p>　　對SOA的支持工作流框架的關(guān)鍵是其服務(wù)的能力以支持各工作流程的構(gòu)建模塊，容錯性是在其數(shù)據(jù)和流程感知的服務(wù)為基礎(chǔ)的交付輸出，以及審計過程，數(shù)據(jù)和結(jié)果的能力，即信息收集和使用出處。</p><p>　　基于組件的方法的特點是可重用性[例如，CL02，Lud06]（元素可以重新在其他工作流使用），可替代性（替代的實現(xiàn)是很容

14、易插入的特點，非常精確地指定的接口的情況下，運行時組件更換機制存在，有能力，驗證和確認(rèn)替換等），可擴展性和可伸縮性（能夠輕易延長系統(tǒng)組件池，它的規(guī)模，增加了各個組件的能力，具有可擴展和可伸縮的架構(gòu)，可以自動發(fā)現(xiàn)新的功能和資源等），可定制行（定制能力一般對一個特定的科學(xué)領(lǐng)域和問題），以及組合性（更多的使用基本組成部分，對這種成分，推理等復(fù)雜功能的解決方案易于施工）的需求特點。有跡象表明，同樣還有非常重要的其他特征。這些包括可靠性及組件和服

15、務(wù)，服務(wù)，安全成本，總擁有成本，規(guī)模經(jīng)濟等的可用性。</p><p>　　在云計算方面，我們區(qū)分出許多組件類。分化型和未分化的硬件，普通用途和專用軟件和應(yīng)用程序，以真實和虛擬的“圖像”，對環(huán)境，對無根有區(qū)別的資源，基于工作流程的環(huán)境和服務(wù)的集合等等。它們會再后面的內(nèi)容中討論。</p><p>　　2.2.3 工作流程 </p><p>　　工作流程的概念提供了一種基

16、于服務(wù)活動結(jié)合起來的觀點。一個IT協(xié)助工作流程代表了系統(tǒng)活動信息和計算所發(fā)生的一系列協(xié)助解決問題的過程。工作流程也受到了在數(shù)據(jù)庫和信息系統(tǒng)的研究和開發(fā)共同的極大關(guān)注[例如，Geo95，Hsu93]。同樣，科學(xué)界已經(jīng)開發(fā)出了多種解決問題的環(huán)境，其中大部分為綜合解決方案[Hou00]。科學(xué)的工作流程融合這兩方面的改進(jìn)，支持自動執(zhí)行復(fù)雜的科學(xué)問題的解決[例如，Lud06，Vou97]。</p><p>　　工作流程可以

17、被表示為一個有向圖表示數(shù)據(jù)，連接松散，緊密耦合（往往是匿名的）加工零件的流動。一個這樣的圖形顯示在圖1。它說明了一個融合仿真工作流程的一部分[Alt07a，Bat07]基于開普勒方程的執(zhí)行情況。圖1是基于開普勒方程的工作流程。</p><p>　　在“云計算”方面的關(guān)鍵問題在于是否應(yīng)該支持底層基礎(chǔ)設(shè)施是世界面向工作流的觀點。這包括按需和潛在的不同的“云”提前預(yù)約的訪問個人和匯總計算和其他資源，從潛在的資源，提供工

18、作流程的結(jié)果，以及安全性和隱私的適當(dāng)級別等。</p><p><b>　　2.2.4 虛擬化</b></p><p>　　虛擬化是另一個非常有用的概念。它使抽象和較低級別的功能和底層硬件隔離。這使得更高級別的的功能共享，或物理資源聚合的具有可移植性。</p><p>　　虛擬化的概念是以20世紀(jì)60年代以來的一些形式出現(xiàn)（如在IBM，大型機系統(tǒng)

19、）。從那時起，這一概念已相當(dāng)成熟，并已經(jīng)應(yīng)用到所有的計算方面，包括內(nèi)存，存儲，處理器，軟件，網(wǎng)絡(luò)，以及IT技術(shù)提供的其他服務(wù)。不斷增長的需求和IT架構(gòu)和解決方案的最新研究進(jìn)展的組合，現(xiàn)已使虛擬化產(chǎn)品具有比較真實的水平。虛擬化技術(shù)，通過其經(jīng)濟規(guī)模，并有能力以合理的成本提供非常先進(jìn)和復(fù)雜的IT服務(wù)，隨著無線和高度分散的計算設(shè)備的普遍，如傳感器和個人單元為基礎(chǔ)的接入設(shè)備，背后的傳動技術(shù)會延緩未來IT業(yè)的增長[Vou08b]。</p>

20、;<p>　　不足為奇的虛擬化產(chǎn)品有幾十種，由若干小型和大型的公司生產(chǎn)。在作業(yè)系統(tǒng)和應(yīng)用軟件空間中的一些例子是VMware1，X en即一個開源的基于Linux的產(chǎn)品由XenSource2發(fā)展，微軟虛擬化產(chǎn)品3，僅舉幾例。主要的IT企業(yè)對于技術(shù)表現(xiàn)了新的興趣4，5，6，7，8，9 [IBM06，Sun06]。傳統(tǒng)的存儲廠商如EMC10，NetApp11，IBM12和Hitachi13并沒有停滯不前。此外，網(wǎng)絡(luò)虛擬化市場也充

21、滿了活力。</p><p><b>　　2.3 用戶</b></p><p>　　最重要的云實體，驅(qū)動程序和質(zhì)量的主要制約影響，當(dāng)然是就是用戶。解決方案的價值在很大程度上取決于它的觀點，其最終用戶的需求和用戶類別有很多。圖2云用戶層次結(jié)構(gòu)： </p><p>　　1 http://www.vmware.com/ </p><

22、;p>　　2 http://www.xensource.com/</p><p>　　3 http://www.microsoft.com/virtualization/default.mspx </p><p>　　4 http://www-03.ibm.com/systems/virtualization/index.html？</p><p>　　

23、ca=vedemot&met=web&me=escallout</p><p>　　5 例如，http://www.hp.com/hpinfo/newsroom/press/2006/index.html </p><p>　　6 例如，http://www.intel.com/pressroom/archive/releases/20051114comp.html和h

24、ttp://www.hardwaresecrets.com/printpage/263/1 </p><p>　　7 例如，http://www.amd.com/usen/ Processors/ProductInformation/0， </p><p>　　30_118_8826_14287，00.html </p><p>　　8 http://www.

25、microsoft.com/presspass/press/2003/Feb03/02-19PartitionPR.mspx</p><p>　　9 http://www.microsoft.com/presspass/press/2006/jul06/07- 17SoftricityPR.mspx</p><p>　　10 http://www.emc.com/products/sof

26、tware/virtualization/index.jsp </p><p>　　11 http://www.netapp.com/products/virtualization/</p><p>　　12 http://www-03.ibm.com/systems/virtualization/ </p><p>　　13 http://www.hds.com/

27、press_room/press_releases/gl061204.html</p><p><b>　　朗讀</b></p><p>　　顯示對應(yīng)的拉丁字符的拼音</p><p>　　字典 - 查看字典詳細(xì)內(nèi)容</p><p>　　圖2說明了四個廣泛的非獨占用戶類別設(shè)置：系統(tǒng)或網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施（CI）的開發(fā)商，不同的組件

28、服務(wù)及相關(guān)應(yīng)用，技術(shù)人員和域綜合服務(wù)集成到他們的業(yè)務(wù)流程和（工作流程），并提供基本服務(wù)的開發(fā)者（作者）對最終用戶和最終用戶的簡單和復(fù)合服務(wù)。 </p><p>　　用戶類別還包括域特定群體，如利益相關(guān)者，決策者間接用戶，等等。功能和可用性需求派生的，在大多數(shù)情況下，直接從用戶配置文件。</p><p>　　一個例子，一個用戶類別討論在教育領(lǐng)域的適當(dāng)，可以發(fā)現(xiàn)在[Vou99]。具體而言，

29、一個成功的“云”在這個領(lǐng)域K - 20和繼續(xù)教育預(yù)計將可以：</p><p>　　a. 支持用戶，范圍從非常天真的非常復(fù)雜的（學(xué)生接觸每年數(shù)百萬小時）大量涌現(xiàn)。b.支持建設(shè)和內(nèi)容，并為這些用戶提供的課程。為此，系統(tǒng)需要提供支持和導(dǎo)師，教 </p><p>　　師，教授，以及其他服務(wù)于數(shù)千名學(xué)生的工具。 </p><p>　　c.角產(chǎn)生足夠的內(nèi)容的多樣性，質(zhì)量和范圍。

30、這可能需要好幾百個作家。</p><p>　　d.可靠和成本效益的操作和維護。努力維護系統(tǒng)應(yīng)相對較小，雖然引進(jìn)的新模式和解 </p><p>　　決方案可能需要相當(dāng)?shù)膯娱_發(fā)工作。</p><p>　　2.3.1 開發(fā)人員 </p><p>　　網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施開發(fā)人員完成網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施的開發(fā)發(fā)展和云框架的維護工作。他們開發(fā)和集成系統(tǒng)的硬件，存儲，

31、網(wǎng)絡(luò)，接口，行政和管理軟件，通信及調(diào)度算法，服務(wù)創(chuàng)作工具，工作流程生成和資源訪問的算法和軟件等等。他們必須是專門領(lǐng)域的專家，如網(wǎng)絡(luò)，計算硬件，存儲，低層次的中間件，操作系統(tǒng)成像和相似。除了創(chuàng)新和新的“云”功能的發(fā)展，他們還通過審慎保持從抽象，分層和中間件的更高級別的用戶框架的復(fù)雜性遠(yuǎn)負(fù)責(zé)?？偨Y(jié)出的教訓(xùn)之一，例如，“網(wǎng)格”計算的努力是底層的基礎(chǔ)設(shè)施和中間產(chǎn)品可以很復(fù)雜，如果暴露可能影響更廣泛的解決方案的采用。 </p>&l

32、t;p>　　2.3.2 程序設(shè)計者</p><p>　　服務(wù)的創(chuàng)始人是單個基準(zhǔn)線“圖像”和服務(wù)的開發(fā)人員，可直接使用，或由服務(wù)供應(yīng)和集成專家聚合成更復(fù)雜的服務(wù)和工作流程。在VCL的技術(shù)背景下，一個“圖像”是一個有形的抽象的軟件棧[Ave07，Vou08a]。它集成以下內(nèi)容： </p><p>　　a）任何基線的操作系統(tǒng)，如一個管理程序?qū)拥奶摂M化和可擴展性是必要的。</p>

33、<p>　　b）任何所需的中間軟件或應(yīng)用程序都在該操作系統(tǒng)上運行。</p><p>　　c）任何最終用戶的接入解決方案都是適當(dāng)?shù)模ㄈ鏢SH的，網(wǎng)絡(luò)的RDP，VNC等）。 </p><p>　　圖像可以在“裸機”安裝，或成為操作系統(tǒng)/應(yīng)用程序的虛擬環(huán)境的選擇。當(dāng)用戶有權(quán)創(chuàng)建一個圖像，該用戶通常始于一項“No App”或基線圖像（例如，Win XP或Linux）和擴展與他/她的

34、應(yīng)用程序。同樣，當(dāng)一名程序設(shè)計者構(gòu)造復(fù)合圖像（兩個或更多的圖片我們稱之為環(huán)境聚合），用戶延伸服務(wù)功能的VCL。如果是需要程序設(shè)計者可以為程序的一個或多個硬件設(shè)備的使用獨家圖片，或與其他用戶的資源共享。可伸縮性是通過一個多用戶服務(wù)托管，應(yīng)用虛擬化，并在時間和CPU復(fù)用和負(fù)載平衡的組合。</p><p>　　程序設(shè)計者必須是組件（基準(zhǔn)線圖像和應(yīng)用程序）的專家，而且必須具備上述這些圖中的兩個三角形的用戶類別的需要很好地

35、理解。其中的一些功能，如一個云框架必須為他們提供一些圖像制作工具，形象和服務(wù)管理工具，服務(wù)的經(jīng)紀(jì)公司，服務(wù)注冊和發(fā)現(xiàn)的工具，安全工具，種源收集工具，云組件聚合工具，資源繪圖工具，許可證管理工具，容錯和故障轉(zhuǎn)移機制等等[Vou08a]。</p><p>　　重點要注意的是，大部分的程序設(shè)計者，不是云框架專家，從而創(chuàng)作工具和接口必須是設(shè)備：易于學(xué)習(xí)和易于使用的，他們必須讓程序設(shè)計者們集中在“形象”和服務(wù)的發(fā)展，而不是

36、集中在云基礎(chǔ)設(shè)施的復(fù)雜斗爭。 </p><p>　　2.3.3 服務(wù)組合 </p><p>　　同樣，服務(wù)一體化和供應(yīng)專家能夠為最終用戶集中復(fù)合開發(fā)和策劃需要的解決方案。他們的樣本結(jié)合現(xiàn)有的服務(wù)和形象，對其進(jìn)行自定義，更新現(xiàn)有的服務(wù)和形象，并開發(fā)新的復(fù)合體。他們還可能為這些提供新服務(wù)（例如，一個教師在教育機構(gòu)，以“圖像”被云為基礎(chǔ)的實驗室虛擬桌面），它們可能監(jiān)督該服務(wù)的情況，并獲取以前的使

37、用信息和管理服務(wù)，統(tǒng)計資料等，這可能需要一些構(gòu)建方面的圖像和服務(wù)的知識，但是大部分的工作重點將放在與最終用戶接口和在他們的工作流程對于最終用戶所需要的配置。 </p><p>　　他們的專業(yè)知識的范圍可以從工作流程自動化的工具，并通過各種語言，到域的專業(yè)知識需要了解什么樣的服務(wù)總量，如果有最終用戶的需求，以最終用戶需求的會計管理，以及有關(guān)跨擔(dān)心，內(nèi)和外的云服務(wù)編排和參與，物源數(shù)據(jù)分析。有些云的VCL組件的組件集成

38、的一些專家和供應(yīng)可能需要在圖3所示是基于VCL的實施[Ave07，Vou08a]。需要可能從“裸機”裝的影像，（在管理程序）虛擬平臺圖像，圖像總量集合（環(huán)境），以圖像與一些限制，以工作流為基礎(chǔ)的服務(wù)。服務(wù)管理節(jié)點可以使用可以隨意重新加載劃分與他們選擇的圖像資源。當(dāng)他們被使用，這些資源將返回到未分化狀態(tài)，以便重復(fù)使用。在教育方面，這可能是，例如，10實驗室類的臺式機VM ware映像在星期一下午2點至3點可能被需要。然后，下午3點之后另一

39、組圖片可以加載到這些資源。</p><p>　　另一方面，一個環(huán)境可能是成為一個或更多的平臺上加載的圖像的集合。例如，一個Web服務(wù)器，一個數(shù)據(jù)基本服務(wù)器，以及一個可視化的應(yīng)用服務(wù)器。形象是一個典型的工作流過程控制的圖像，也有一個時間的組成部分。它可以根據(jù)需要啟動任何以前的資源數(shù)量，并管理其使用和釋放一個自動化的工作流程為基礎(chǔ)。</p><p>　　圖像上的用戶，未分化的資源負(fù)載可定根，因

40、為這些資源的管理訪問權(quán)限是“處理干凈”后再使用。另一方面，資源的訪問只提供了一些虛擬分區(qū)，可以允許非根用戶訪問。例如，Z系列大型機可以提供其作為一種資源的LPAR之一，同樣的ESX平臺可裝載非根權(quán)限，而它的客戶機操作系統(tǒng)的圖像可能是根訪問類型。</p><p>　　2.3.4 最終用戶 </p><p>　　最終用戶的服務(wù)是最重要的用戶。他們需要適當(dāng)?shù)姆?wù)提供可靠的和及時的，易于使用的界面

41、，對他們的合作支持服務(wù)等信息。分布各地的服務(wù)網(wǎng)絡(luò)和跨資源，將取決于任務(wù)的復(fù)雜性，所需的日程表和資源限制。解決辦法應(yīng)不排除任何網(wǎng)絡(luò)類型（線，光纖，無線）或訪問模式（高速和低速）的使用。但是，已成立一個較低的VCL的終端到終端連接的吞吐量，DSL和電纜調(diào)制解調(diào)器速度的約束。在任何時候，用戶的工作必須是安全和數(shù)據(jù)丟失和未經(jīng)授權(quán)的訪問。</p><p>　　作為一個例子，在可能范圍內(nèi)的資源需要從教育的最終用戶的（圖4）單

42、議席桌面（“電腦圖像”），可能提供的任何操作系統(tǒng)和應(yīng)用適合于教育領(lǐng)域，在為同步或異步學(xué)習(xí)或手支持實驗室或教室座位集團會議上，以一個或多個服務(wù)器支持不同的教育功能，對耦合服務(wù)器（或環(huán)境），例如團體，Apache服務(wù)器，數(shù)據(jù)庫服務(wù)器，工作流管理服務(wù)器一起工作，以支持一個特定的類，研究集群和高性能計算集群。圖4。顯示當(dāng)前的基本服務(wù)（資源）的VCL的交付。對資源的最終用戶擁有的時間范圍可以從幾個小時到幾個星期，一個學(xué)期，到時間不限成員名額的時期

43、。</p><p><b>　　3 一個實現(xiàn)</b></p><p>　　虛擬計算實驗室（VCL）的網(wǎng)站http：/ / vcl.ncsu.edu是一個一流的的開放源代碼，實現(xiàn)了的安全的制造水平，按需效用計算和廣域獲取有關(guān)虛擬化的資源，包括計算，存儲和軟件資源為基礎(chǔ)的解決方案面向服務(wù)的技術(shù)。有VCL的飛行員與北卡羅萊納大學(xué)的校園，北卡羅萊納州的社區(qū)學(xué)院系統(tǒng)號碼，以及提

44、供了大量的在外的州立大學(xué) ，其中許多是IBM虛擬計算計劃成員[Vou08b]。 </p><p>　　圖5說明了北卡羅萊納州立云上的VCL技術(shù)。訪問北卡羅來納州立云保留和管理是通過一個門戶網(wǎng)站，或通過一個API。身份認(rèn)證，資源可用性，圖像等信息被保存在數(shù)據(jù)庫中。資源（真實和虛擬的）都是受控于一個或多個管理節(jié)點。這些節(jié)點可以在相同的云，或在不同的云，它們允許廣泛的資源共享，提供許可證和其他方面的限制是很榮幸的。北卡

45、羅來納州立未分化的資源目前1000數(shù)量的IBM Blade Center刀片。它的服務(wù)是區(qū)別于教學(xué)實驗室，分為采用的VCL當(dāng)他們在不使用的時候（如在晚上）。此外，可以附加的VCL如Sun刀片服務(wù)器，戴爾集群，以及其他類似區(qū)分和分化的資源。更為詳細(xì)的VCL用戶服務(wù)，功能，安全性和概念在信息中可以找到[Ave07，Vou08a]。 </p><p>　　目前，北卡羅萊納州立VCL是服務(wù)超過30,000的學(xué)生和

46、教師的人數(shù)。交付的重點是學(xué)生擁有的電腦應(yīng)用程序和平臺的增加，學(xué)生可能有自己在機器安裝上的困難，因為許可，應(yīng)用足跡或者相似性。我們每學(xué)期服務(wù)的是約60,000的預(yù)定請求（主要是點播或“現(xiàn)在”型）。典型的單席用戶會保留1至2個小時。</p><p>　　我們目前有大約150種的圖像新產(chǎn)品，另有450種左右的其它產(chǎn)品。大多數(shù)的圖像服務(wù)于議席單用戶和高性能計算周期，只有少量會集中在環(huán)境和工作流程為基礎(chǔ)的服務(wù)中。 <

47、/p><p>　　迄今為止一直在討論VCL的執(zhí)行工作的特點和功能，并且認(rèn)為這些在云計算中是可取的，它也可以轉(zhuǎn)變成很多東西。從功能上看，它已載入了以分布式計算為基礎(chǔ)的圖像葉片數(shù) [AEC08]，大路口[Had08]一個可以實現(xiàn)谷歌般的地圖/減少環(huán)境中，通過加載和環(huán)境組成的集團或球，可以構(gòu)造一個子云電網(wǎng)為基礎(chǔ)計算等的圖像。</p><p>　　一個典型的北卡州立裸機刀片提供席位約25名學(xué)生，有 2

48、5:1的比例，這大大優(yōu)于傳統(tǒng)的實驗室在5:1到10:1的比例。利用根據(jù)應(yīng)用和用戶配置文件，管理程序和服務(wù)器應(yīng)用程序可以再增加2至40倍。我們的維修費用是相當(dāng)?shù)?，一個全職員工的維護大約需要1000個節(jié)點，以及其他3個全職員工的開發(fā)。 </p><p><b>　　4 研究問題 </b></p><p>　　到目前為止的討論的云計算的一般方法，作為一個具體的VCL云計算的

49、執(zhí)行仍然是在數(shù)量方向的研究，并且開辟了一些新的問題。</p><p>　　例如，整體經(jīng)濟的規(guī)模和形象，服務(wù)經(jīng)濟建設(shè)在很大程度上取決于建設(shè)在很大程度上緩解這些圖像和流動性，不僅在云計算，而且是不同的云計算中。特別感興趣的是構(gòu)建的復(fù)雜環(huán)境下的資源和復(fù)雜控制圖像的那些資源, 包括面向工作流程的圖像。反饋時間和特殊的大型工作流程可能是現(xiàn)在一個有效的研究課題。這是有相當(dāng)數(shù)量的基本的元數(shù)據(jù)，一些永久連接到一個圖像，動態(tài)地連接

50、到一個圖像，一些在云數(shù)據(jù)庫管理中存儲。</p><p>　　云源數(shù)據(jù)，并在總體元數(shù)據(jù)管理，是一個開放的問題。</p><p>　　我們使用的分類信息源劃分成：</p><p>　　?云過程出處，控制流動及其進(jìn)展，執(zhí)行的信息，代碼性能跟蹤等動態(tài)。</p><p>　　?云數(shù)據(jù)源，數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)流，文件位置，動態(tài)的應(yīng)用輸入/輸出信息等。 </p

51、><p>　　?云流出處，結(jié)構(gòu)，形成，演化，工作流本身。</p><p>　　?系統(tǒng)（或環(huán)境）源系統(tǒng)信息，O / S的，編譯器的版本，加載的庫，環(huán)境變量等。 </p><p>　　開放的挑戰(zhàn)包括：如何收集信息和規(guī)范的出處無縫的方式和最小的開銷模塊化設(shè)計和集成的源記錄，如何永久性地存儲這些信息，以便你可以在任何時候找回，標(biāo)準(zhǔn)化模式，以及如何給信息給用戶以一種合乎邏輯的

52、方式，一個直觀的用戶網(wǎng)絡(luò)界面：控制面板[例如，Bar07]。</p><p>　　其他一些圖像和服務(wù)相關(guān)的實際問題涉及尋找最佳的形象和服務(wù)形象，復(fù)合材料和環(huán)境的載入時間的優(yōu)化。 還有一個圖像的便攜性和暗示圖像格式的問題。 考慮到不同的虛擬化環(huán)境中的擴散，以及在各種硬件，圖像格式標(biāo)準(zhǔn)化是有相當(dāng)大的興趣。一些開放的解決方案存在或正在考慮，以及更多的專有解決方案的數(shù)量已經(jīng)在這里出現(xiàn)[例如，IBM08b，VMW07]。例

53、如，目前使用VCL的標(biāo)準(zhǔn)圖像映射可能的操作系統(tǒng)，管理程序和平臺特定的圖像，因此需要相對復(fù)雜的交換映射和額外的存儲。</p><p>　　另一項研究和工程的挑戰(zhàn)是安全性。對于最終用戶對于“云”解決方案感覺是舒適的，認(rèn)為他們的軟件，數(shù)據(jù)和流程，有需要有相當(dāng)大的保證，服務(wù)是高度可靠和可用的，以及安全，安全，隱私的保護。這就提出了通過VPN和SSH隧道和VLAN的終端到終端的業(yè)務(wù)隔離的問題，并保證之一可能有數(shù)據(jù)和圖像保存

54、在“云”其完整性。有些工作正在開展國家安全的開放數(shù)控系統(tǒng)計劃涉及的水印圖像和數(shù)據(jù)的完整性，以確保核查。雖然北卡州立經(jīng)驗與優(yōu)秀的VCL和我們的安全解決方案已被高舉在過去四年精美，安全往往是一個移動的目標(biāo)和挑戰(zhàn)。</p><p>　　該回報率投資回報率（ROI）和總成本的所有權(quán)（TCO）的是復(fù)雜問題。與現(xiàn)有解決方案在這一點上缺乏直接比較。但是，公益事業(yè)建設(shè)，維護和共同性費用絕對起到了重要作用。我們與VCL的經(jīng)驗是，大

55、部分肯定是從增加資源的利用豐厚的回報（如前所述）。在我們的例子中，我們可以單席移動我們的云資源，環(huán)境高性能計算環(huán)境，反之亦然,一個興趣的減退，在其他的一個學(xué)期的假期提高興趣界線。圖7。 VCL的日變化在單席的利用率（超過四年的平均值）。</p><p>　　圖7 VCL的每日變化在單席的利用率（超過四年的平均值）。</p><p>　　圖6顯示了在過去的4年利用白天的VCL的座位

56、為導(dǎo)向的資源?？吹绞褂昧康脑鲩L，但我們也看到在使用季節(jié)和期末的變化，邀請重新資源配置。沒有顯示是對現(xiàn)有資源的VCL在每個時間段的實際人數(shù)。目前，關(guān)于單座椅側(cè)參與葉片平均人數(shù)超過200人，然而，最初是有40非法進(jìn)入者。由圖覆蓋保留交易總數(shù)超過20萬。</p><p>　　一個更加靈活的重新資源（可能是在夜間）的分布是可能的，因為我們擁有一切必要的元數(shù)據(jù)，但我們不會行使該選擇權(quán)。這一點在圖7。有趣的是，看到有可能是一

57、個機會，也許是在上午12點轉(zhuǎn)移到上午07點時間段的一些高性能計算資源，這是永遠(yuǎn)的CPU時間短，目前尚不清楚，這可能是一種節(jié)約成本的措施。另一種選擇是實際反應(yīng)在降低使用時間與數(shù)據(jù)中心的能源成本和部分設(shè)備轉(zhuǎn)上升的問題。有些問題太多，如何做到這一點，是否會縮短壽命的設(shè)備等等。又是一個可能的應(yīng)用研究項目。 5 結(jié)論 </p><p>　　“云”計算建立在幾十年的研究在虛擬化，分布式計算，效用計算，以及最近的網(wǎng)絡(luò)，網(wǎng)絡(luò)和軟

58、件服務(wù)。它意味著一個面向服務(wù)的體系結(jié)構(gòu)，降低信息為最終用戶技術(shù)開銷，極大的靈活性，降低了所有權(quán)，按需服務(wù)，以及其他許多東西總成本。本文討論了“云”計算，它試圖解決的問題，相關(guān)的研究課題，“云”的實施對VCL的技術(shù)為基礎(chǔ)的概念。我們與VCL的技術(shù)經(jīng)驗非常好，我們在另外的功能和特性的過程中，這將使其更適合于云框架的構(gòu)建。</p><p><b>　　6 致謝</b></p><

59、;p>　　我要感謝在北卡羅來納州的VCL球隊做出的貢獻(xiàn)我的同事們的見解和支持。 這項工作的部分支持是來自美國能源部SciDAC贈款的DE - FC02 - 01ER25484和DEFC02 - 07ER25809，IBM公司，賽仕軟件研究所，北卡羅萊納州立大學(xué)和北州卡羅萊納州。</p><p><b>　　7 參考文獻(xiàn) </b></p><p>　　[A

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89、ted computing, utility computing, and more recently networking, web and software services. It implies a service oriented architecture, reduced information technology overhead for the end-user, great flexibility, reduced

90、total cost of ownership, on-demand services and many other things. This paper discusses the concept of “cloud” computing, issues it tries to address, related research </p><p>　　Keywords: Cloud Computing; Vir

91、tual Computing Lab; virtualization; utility computing; end-to-end quality of service </p><p>　　1. Introduction </p><p>　　“Cloud computing” is the next natural step in the evolution of on-demand

92、information technology services and products. To a large extent cloud computing will be based on virtualized resources. </p><p>　　Cloud computing predecessors have been around for some time now [e.g., AEC08,

93、 Con08, Fos04, Glo08, Had08, IBM07c, Nao07, Net06, Reo07, VCL04], but the term became “popular” sometime in October 2007 when IBM and Google announced a collaboration in that domain [e.g., Loh07, IBM07a]. This was follow

94、ed by IBM's announcement of the “Blue Cloud” effort [e.g., IBM07b]. Since then, everyone is talking about “Cloud Computing”. Of course, there also is the inevitable Wikipedia entry [Wik08]. </p><p>　　Th

95、is paper discusses the concept of “cloud” computing, issues it tries to address, related research topics, and a “cloud” implementation available today. Section 2 discusses concepts and components of cloud computing. Sect

96、ion 3 describes an implementation based on Virtual Computing Laboratory (VCL) technology. VCL has been in production use at NC State University since 2004, and is suitable vehicle for dynamic implementation of almost any

97、 current cloud computing solution. Section 4 discusses ?cl</p><p>　　Cloud Computing </p><p>　　A key differentiating element of a successful information technology (IT) is its ability to become a

98、 true, valuable, and economical contributor to cyberinfrastructure [Atk03a]. “Cloud” computing embraces cyberinfrastructure and builds upon decades of research in virtualization, distributed computing, “grid computing”,

99、utility computing, and more recently networking, web and software services. It implies a service oriented architecture, reduced information technology overhead for the end-user, gr</p><p>　　2.1. Cyberinfrast

100、ructure </p><p>　　“Cyberinfrastructure makes applications dramatically easier to develop and deploy, thus expanding the feasible scope of applications possible within budget and organizational constraints, a

101、nd shifting the scientist’s and engineer’s effort away from information technology development and concentrating it on scientific and engineering research. Cyberinfrastructure also increases efficiency, quality, and reli

102、ability by capturing commonalities among application needs, and facilitates the efficient s</p><p>　　Today, almost any business or major activity uses, or relies in some form, on IT and IT services. These se

103、rvices need to be enabling and appliance-like, and there must be an economy-of-scale for the total-cost-of-ownership to be better than it would be without cyberinfrastructure. Technology needs to 31Proceedings of the ITI