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云计算安全与设计综述

1．引言

随着网络的日益普及和 IT 技术的迅猛发展,网络存储和网络计算等服务也不断深入到

人们生活的方方面面,改变着传统的生活方式和工作模式.目前,PC 依然是我们日常工作生活

的核心工具—我们用来处理工作文档、存储数据、发送 Email 、业务计算或与别人信息共

享等。然而,当 PC 硬盘出现问题而无法修复时,我们将束手无策而最终丢失所有个人数据 .

而在未来的“云计算”时代“云”会替我们做存储和计算的工作.我们只需要一台能上网的

电脑或其它终端设备，不需要安装任何应用软件，不需要关心存储或计算发生在哪朵“云"

上，就可以在网络上实现各种应用,也可以存储大量的数据,通过网络服务来实现我们需要做

的一切，甚至包括超级计算这样的任务。重要的是，我们不必担心个人的数据会丢失,因为

“云”会帮我们安全保管,毫不发生差错.这样的愿景能否实现，将决定于互联网技术给我们

带来的一种新型网络计算模式—云计算.

2．概述

云计算是 2007 年才兴起的新名词，云计算(Cloud Computing) 是一种新兴的商业计算

模型，它将计算任务分布在大量计算机构成的资源池上,使各种应用系统能够根据需要获取

计算力、存储空间和各种软件服务。其核心是数据中心,硬件便是这些普通的符合工业标准

的服务器.同时，这些计算机由一个大型的数据处理中心管理,数据中心按客户的需要分配计

算资源，达到与超级计算机同样的效果.对于企业和个人用户而言,可以极低的成本投入获得

极高的计算能力,不用再投资购买昂贵的硬件设备，从而节省了大量的硬件及其保养、升级

的费用。

在过去的几十年中，计算模式经历了大机时代的终端-主机模式(T-S 模式),个人 PC 时

代的客户机—服务器模式（C—S 模式）,到互联网时代的浏览器—服务器模式（B-S 模式)，

一直到如今的网格计算和云计算的繁荣。

但是，网格计算缺少商业化实现，而且是基于中间件技术，需要用户通过编程或者安装

设置来搭建底层架构，这为系统实现增加了难度，更重要的是，这种框架下实现的系统所部

署到的网格的计算能力即服务器的数量与硬件指标是其系统的瓶颈,针对中小企业、科研单

位、个人用户而言很难负担起太大的开销来满足处理能力要求较高的系统硬件需求。即便大

型机构能提供足够硬件设备，在系统不工作或者非满负荷工作时也会造成很多资源被闲置而

浪费.与此同时,配备专一业人员来维护网格计算环境也是必需的，这也在一定程度上增加了

系统的开销.

用户对互联网内容的贡献飞快的增长，软件更多地以服务的形式通过互联网被发布和访

问，而这些网络服务需要海量的存储和强大计算能力来满足日益增长的业务需求，云计算的

理念就这样应运而生。云计算的产生并非来自学术理论，而是直接产生于企业计算、互联网

领域，它更关心如何扩展系统、如何方便 IT 管理.导致和激励其发展的主要有三个因素:互

联网应用需求刺激;来自于移动宽带网络的普及；数据中心成本的上升。也就是说，云计算

虽然是一种新型的计算模式,但是时代的需要恰恰为云计算提供了良好的发展机遇。虽然现

在的云计算并不能完美地解决所有的问题，但是在不久的将来,一定会有越来越多的云计算

系统投人实用，云计算系统也会不断地被完善，并推动其他科学技术的发展。

3. 云计算的核心技术：

云计算是一种以数据为中心的密集型的超级计算。在数据存储、数据管理、编程模式等

方面具有自身独特的技术。

（1）编程模型

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