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云计算是分布式处理、并行计算和网格计算等概念的发展和商业实现，其技术实
质是计算、存储、服务器、应用软件等 IT 软硬件资源的虚拟化，云计算在虚拟
化、数据存储、数据管理、编程模式等方面具有自身独特的技术。云计算的关键
技术包括以下几个方向：
虚拟机技术
虚拟机，即服务器虚拟化是云计算底层架构的重要基石。在服务器虚拟化中，虚
拟化软件需要实现对硬件的抽象，资源的分配、调度和管理，虚拟机与宿主操作
系统及多个虚拟机间的隔离等功能，目前典型的实现（基本成为事实标准）有
IBM PowerVM、Citrix Xen、VMware ESX Server 和 Microsoft Hype-V 等。
数据存储技术
云计算系统需要同时满足大量用户的需求，并行地为大量用户提供服务。因此，
云计算的数据存储技术必须具有分布式、高吞吐率和高传输率的特点。目前数据
存储技术主要有 Google 的 GFS（Google File System，非开源）以及 HDFS（Hadoop
Distributed File System，开源），目前这两种技术已经成为事实标准。
数据管理技术
云计算的特点是对海量的数据存储、读取后进行大量的分析，如何提高数据的更
新速率以及进一步提高随机读速率是未来的数据管理技术必须解决的问题。云计
算的数据管理技术最著名的是谷歌的 BigTable 数据管理技术，同时 Hadoop 开发
团队正在开发类似 BigTable 的开源数据管理模块。
分布式编程与计算
为了使用户能更轻松的享受云计算带来的服务，让用户能利用该编程模型编写简
单的程序来实现特定的目的，云计算上的编程模型必须十分简单。必须保证后台
复杂的并行执行和任务调度向用户和编程人员透明。当前各 IT 厂商提出的
“云”计划的编程工具均基于 Map-Reduce 的编程模型。
虚拟资源的管理与调度
云计算区别于单机虚拟化技术的重要特征是通过整合物理资源形成资源池，并通
过资源管理层（管理中间件）实现对资源池中虚拟资源的调度。云计算的资源管
理需要负责资源管理、任务管理、用户管理和安全管理等工作，实现节点故障的
屏蔽，资源状况监视，用户任务调度，用户身份管理等多重功能。
云计算的业务接口
为了方便用户业务由传统 IT 系统向云计算环境的迁移，云计算应对用户提供统
一的业务接口。业务接口的统一不仅方便用户业务向云端的迁移，也会使用户业
务在云与云之间的迁移更加容易。在云计算时代，SOA 架构和以 Web Service 为
特征的业务模式仍是业务发展的主要路线。
云计算相关的安全技术
云计算模式带来一系列的安全问题，包括用户隐私的保护、用户数据的备份、云
计算基础设施的防护等，这些问题都需要更强的技术手段，乃至法律手段去解决。云是一种服务集合，是以服务的方式将 IT 计算资源交付给需要的用户的一种新
的方式，以此提高资源的有效利用。这里涉及到两个关键的实现需求，一个是资
源如何管理，另外一个则是服务如何将资源实现有效的交付。
作为云计算作为一种新的服务模式，云计算平台联系着云服务的消费者、云服务
的提供者和与之对应的云服务的开发者，从而将云计算能力可以更为快速地提供
和使用。
在分析了云计算的技术架构和相关商业模式后，我们提出了云计算的参考模型，
如图：
云计算参考模型
针对云服务消费者而言，参考模型将其定义为云计算环境的使用者，他们根据其
业务需要使用云计算服务，利用云计算服务平台的虚拟化能力获得独占式的计算
资源，而在需求完成后又可以释放相关资源。
针对云服务提供者而言，参考模型定义了两个主要的架构层次：
(1)、云服务提供平台：在这个平台上，一方面提供消费者使用云服务的各