云计算的描述性文献综述与分类研究

Posted 2021-02-07 immiao0319

一，导言
在信息和全球化的时代，需要巨大的计算能力来产生商业见解和
竞争优势[Liu and Orban，2008]。企业处理数据的传统方式是使用
计算能力由他们自己的内部数据中心提供。然而，操作私人数据中心以跟上
随着快速增长的数据处理请求可能是复杂且昂贵的。
云计算提供了另一种选择。 “云计算”，作为基于互联网的计算服务的术语，是
由行业巨头（例如Google，Amazon.com等）于2006年底推出。它承诺按需提供
通过快速实施，低维护，减少IT人员，从而降低成本，实现计算能力。这样
在过去三年中，有吸引力的承诺使云计算成为IT新闻的主流。如预测
市场研究公司IDC认为，IT云服务支出将从2008年的约160亿美元增长到约42美元
到2012年为亿[Leavitt，2009]。云计算经常出现在已确定的CIO的“前十大”问题中
行业评论员，如信息周刊副总裁兼主编[Preston，2011]。
云计算的相对新颖性和快速增长使其成为一个令人兴奋的研究领域。该
本文旨在评估云计算研究的现状。我们描绘了当前的景观
研究流，今天的位置，最重要的是，鉴于该主题的当前相关性，一些建议
关于为了产生更多“消费品研究”而应该在未来应该集中精力的地方[Robey and
马库斯，1998年]。本文的其余部分安排如下：首先简要概述云计算
给出。接下来介绍研究方法和我们的分类方案。接下来是结果
我们的文献综述和分类。然后我们讨论这篇评论的含义，最后提供一些
结论。

II。文献评论
本节简要介绍云计算的内容，以及如何区分云计算
网格计算等概念。
云计算被称为“第五个实用工具”（以及水，电，煤气和电话）
计算服务随时可用，就像当今社会提供的其他公用事业服务一样[Buyya，
Yeo，Venugopal，Broberg和Brandic，2009]。这个愿景本质上并不新鲜。约翰，约会，追溯到1961年
麦卡锡，退休的斯坦福大学教授和图灵奖获得者，在麻省理工学院的百年纪念演讲中预言，
未来的计算将成为一个“公用事业”[Wheeler and Waggener，2009]。 1969年，Leonard Kleinrock，一个
原先的高级研究计划局网络（ARPANET）项目的主要科学家
种子在互联网上说：‘截至目前，计算机网络仍处于起步阶段，但随着他们的成长和成长
复杂的，我们可能会看到“计算机实用程序”的传播，就像现在的电话和电话一样
公用事业，将服务于全国各地的个人住宅和办公室‘[Kleinrock，2005，p。 4]。可以说是有道理的
云计算已经开始实现这种按需计算的愿景。
研究云计算研究的第一步是澄清这一概念。尝试定义云计算
来自实践和学术界的不同观点（如表1所列）。
在各种定义中，NIST（国家标准与技术研究所）获得了这一定义
最近的认可和普及。为了本研究的目的，采用NIST对云计算的定义
促进以下讨论。
NIST进一步表明，云计算模型应该由五个基本特征组成，三个
服务水平和四种部署模型[Mell and Grance，2009]如图1所示。理想情况下，云应该是

一种计算方式，具有大规模可扩展的IT相关功能
作为跨Internet服务提供给多个外部客户。
Gartner [Plummer，Smith，
Bittman，Cearley，Cappuccio，
Scott，et al。，2009]
一个抽象，高度可扩展和托管的基础架构池
托管最终客户应用程序并按消费计费。
Forrester [Staten，2008]
可以根据需要获得无限计算资源的幻觉
消除云用户的前期承诺以及支付能力
根据需要在短期内使用计算资源。
加州大学伯克利分校[Armbrust，Fox，
格里菲斯，约瑟夫，卡茨，
Konwinski，et al。，2009]
云计算包含网络基础设施，并以虚拟化为基础，
分布式计算，网格计算，效用计算，网络和Web
和软件服务。
[Vouk，2008]
一种并行和分布式系统，由一个集合组成
动态配置的互连和虚拟化计算机
并且基于通过服务之间的协商建立的服务级别协议呈现为一个或多个统一计算资源
提供者和消费者。
[Buyya等，2009]
大量易于使用且可访问的虚拟化资源（例如
硬件，开发平台和/或服务）。这些资源可以
动态重新配置以适应可变负载（比例），也允许
最佳的资源利用率。通常利用此资源池
通过按使用付费模式，基础设施提供担保
提供商通过自定义SLA。
[Vaquero，Rodero-Merino，
卡塞雷斯和林德纳，2009年]
用于实现对共享的便捷，按需网络访问的模型
可配置计算资源池（例如网络，服务器，存储，
可以快速配置和发布的应用程序和服务
最小化管理工作或服务提供商互动。

具有以下五个特征：

1、按需自助服务。消费者可以单方面提供计算能力，例如服务器时间
和网络存储，根据需要自动进行，无需与每个服务进行人工交互
提供商
2、广泛的网络访问。功能可通过网络获得，并通过标准访问

促进异构瘦客户端或胖客户端平台（例如移动电话，笔记本电脑，
和PDA）。
3.资源池。提供商的计算资源汇集在一起??，使用多租户模型为多个消费者提供服务，动态分配和重新分配不同的物理和虚拟资源。
客户需求。资源的示例包括存储，处理，内存，网络带宽和
虚拟机。
4.快速弹性。功能可以“弹性”配置和释放，在某些情况下自动发布
迅速扩大规模并扩大规模。
测量服务。云系统通过利用计量来自动控制和优化资源使用
适合于服务类型的某种抽象级别的能力（例如存储，处理，带宽，
和活跃的用户帐户）[Mell and Grance，2009]。

5、测量服务。云系统通过利用计量来自动控制和优化资源使用

适合于服务类型的某种抽象级别的能力（例如存储，处理，带宽，
和活跃的用户帐户）[Mell and Grance，2009]。

根据提供者和消费者之间的关系，云可以分类为：
1.公共云，最常被提及的，由独立供应商拥有和运营
面向公众开放。
2.私有云是云技术的内部利用，它在内部维护并且可以单独访问
到组织内的内部用户。
3.社区云由多个组织共享，并支持已共享的特定社区
关注点（例如任务，安全要求，政策和合规性考虑因素）。 它可能由。管理
组织或第三方可能存在于本地或非本地部门。
4.混合云是两种或更多种云（私有云，社区云或公共云）的组合。 例如，一个
组织可以通过标准化将其内部运营的私有云与其他公共云桥接在一起
或专有技术，以满足业务需求[Mell and Grance，2009]。

 

在四种部署模型中，公共云就是“云计算”一词的起源和普遍使用
是指。 其他部署模型是公共云的变体，但共享一组类似的技术和级别
服务。 云计算的三个服务级别将在下一节中讨论。
云计算服务通常分为三层：

基础架构即服务（IaaS）：IaaS提供云计算的原始资源，如处理，
存储和其他形式的低级网络和硬件资源以虚拟，按需的方式通过
互联网[Leavitt，2009]。与传统托管服务不同，物理服务器或部件
每月或每年租用云基础设施，云基础设施作为虚拟机租赁，并可根据客户需求动态扩展和扩展。这种按需可扩展性是
最近在虚拟化和网络管理方面取得了进展。 IaaS用户不需要
管理或控制底层云基础架构，但可以控制操作系统，存储，
已部署的应用程序，在某些情况下，对选定网络组件（例如主机防火墙）的控制有限
[Mell and Grance，2009]。
典型的IaaS示例是Amazon EC2（弹性云计算）和S3（简单存储服务）
计算和存储基础设施以实用方式向公众开放。收费（例如USD0.085
按需小型Linux / UNIX服务器实例的每小时，或Windows的每小时USD0.12），a
用户可以轻松地从EC2访问数万个虚拟服务器以运行业务分析，然后
计算工作完成后立即释放它们。另一个例子，Eucalyptus [Nurmi，Wolski，
Grzegorczyk，Obertelli，Soman，Youseff，et al。，2009]，基于开源框架，是一个云
为Amazon EC2提供兼容接口的实现，允许用户设置云
购买商业服务之前的基础设施和实验[Foster，Yong，Raicu，and
Lu，2008]。一些研究人员建议将IaaS进一步划分为HaaS（硬件即服务）和DaaS
（数据即服务）[Wang，Tao，Kunze，Castellanos，Kramer，Karl，2008]，但更常见的是IaaS是
被视为一个整体概念。
2.平台即服务（PaaS）：通过提供编程和，PaaS比IaaS更进一步
执行环境给用户。 PaaS产品充当集成设计，开发，测试和部署
平台。 PaaS用户可以使用编程语言和API支持的API创建应用程序
提供商，然后在几次点击后直接将应用程序部署到提供商的云基础架构上。
PaaS用户不管理或控制底层云基础架构（包括网络，服务器，
操作系统或存储），但可以控制已部署的应用程序和可能的应用程序托管
环境配置[Mell and Grance，2009]。这种方法可以减少大部分系统
管理负担（例如，在开发环境，测试环境和设置之间进行设置和切换
生产环境）传统上由开发人员承担，然后他们可以专注于提高生产力
问题。 PaaS通常提供一整套开发工具，从界面设计到流程
逻辑，整合[Lawton，2008a]。 PaaS的其他一些吸引人的功能包括内置仪器
衡量已部署的应用程序的使用情况以用于计费目的和已建立的在线社区
用于协作和解决问题。
第31卷第2条
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PaaS的一个例子是Google的App Engine，它使用户能够在相同的可扩展性上构建应用程序
为Google应用程序提供动力的系统[Foster et al。，2008]。谷歌的App Engine旨在让用户能够
与世界各地的其他开发人员合作，轻松开发互联网应用程序
[Leavitt，2009]。为了促进协作，PaaS提供商经常有意培养在线用户社区
和市场（例如Google Apps Marketplace1
）开发人员可以共享，购买和出售他们的代码，
产品和服务。
PaaS产品降低了在线应用程序开发的入门级别。 WaveMaker，最近被收购
VMware提供了一种简单直观的方法来构建基于Java的网站，使非程序员用户成为可能
在云中构建自己的在线应用程序。这些类型的平台包括现代实例化
最终用户计算（EUC）范例，这是IS研究人员长期以来一直设想的范例
[Huff，Munro和Martin，1988]。
3.软件即服务（SaaS）：SaaS通过Internet为用户提供完整的交钥匙应用程序，
甚至复杂的系统，如CRM或ERP [Leavitt，2009]。软件或应用程序托管为
云中的服务，一旦用户订阅，就通过浏览器提供。这种方法可以消除
需要在本地计算机上安装，运行和维护应用程序。 SaaS以其多租户而闻名
所有用户共享由提供者维护的相同单个代码库的体系结构。认证
和授权安全策略用于确保用户数据的分离。这种共享机制
实现成本和p

SaaS的一个突出例子是Salesforce.com的在线CRM系统。该系统为用户提供
完整的CRM应用程序以及基于其PaaS副产品的用户端定制平台
Force.com。有两种类型的自定义 - 一种是“点击式配置”，不需要
编码，另一个是“自定义代码”，允许开发人员创建新的功能
配置限制，使用Apex-Salesforce.com自己的本机编程语言。因此靠它自己
网站，Salesforce.com声称目前有77,300个Salesforce实施。他们都是
独特‘
2
。
与PaaS类似，SaaS提供商也通过提供在线用户社区来利用“人群的力量”
市场，SaaS用户和第三方供应商可以共享，销售和购买附加组件，模块或
定制服务，以增强核心应用程序。这种市场的一个例子是
Salesforce.com的AppExchange3
。该市场充当专业聚合器并启用功能
例如请求报价，共享演示等。从市场上购买的新附加组件可以是
几分钟后点击几下就可以部署。
IaaS，PaaS和SaaS与前者的每个建筑本质上是相互关联的。这三层反映了一个
全方位的云计算服务。
云计算承诺了许多技术和社会学的好处。计算能力是
由高度集中和标准化的数据中心生成，包含多达数百万台服务器，
具有相当大的规模经济。从企业的角度来看，云计算可以按需提供
以非常低（或没有）的前期成本为基础架构和持续维护计算能力。云
计算也有望提供更好的性能，可靠性和可扩展性[Erdogmus，2009]。一些
证据显示这些正在传递[Sultan，2011]。从环境的角度来看，由于
云计算承诺，其集中数据中心使用先进的电气和冷却系统
与传统的分散企业相比，带来低环境成本和高能效
数据中心[Katz，2009]。总而言之，这些诱人的承诺引起了许多人的极大兴趣
组织。