談到云計算(cloud computing),我們先來說說“云計算“中的“云(cloud)”是什么。
一、云的概念
“云”實質上就是指的一片網絡,通過這片網絡,用戶可以實現在電腦、手機、電視、平板、智能手表、智能家居設備、智能辦公設備等各種可以聯網的終端設備之間互聯互通,實現諸如——備份手機照片到云空間、遠程控制家中臺燈、疾病診療線上聯合會診、異地醫療報銷、移動辦公、云端巨量數據運算處理等用云場景。
用戶享受的所有資源、所有應用程序全部都由一個存儲和運算能力超強的云端后臺來提供,這個云端后臺,可能是由一個或多個超級計算機組成,也可能是分布在各地的具有不同運算性能的普通計算機集群組成。
二、云計算的概念,什么是云計算
所謂云計算(cloud computing),是一種分布式計算,是通過網絡“云”將巨大的數據計算處理程序分解成無數個小程序,然后,通過多部服務器組成的系統進行處理和分析這些小程序得到結果并返回給用戶。云計算早期,簡單地說,就是簡單的分布式計算,解決任務分發,并進行計算結果的合并。因而,云計算又稱為網格計算。通過這項技術,可以在很短的時間內(幾秒種)完成對數以萬計的數據的處理,從而達到強大的網絡服務。--概念引自【百度百科】
從狹義上講,云計算就是一種提供資源的網絡,使用者可以隨時獲取云端資源,按需使用,并且可以看成是無限擴展的,只要按用量付費就可以。這種付費模式,有點類似于自來水廠通過水表,來評估每家每戶的用水量,然后根據用水量給我們結算水費,我們付費即可享用。
從廣義上說,云計算是與信息技術、軟件、互聯網相關的一種服務,這種將分布在各地的資源匯集到一個平臺的方式,我們稱之為計算資源共享池,也叫“云”,云計算就是把許多計算資源集合起來,通過軟件實現自動化管理,只需要很少的人參與,就能讓資源被快速提供。也就是說,計算能力,或稱作“算力“可以作為一種商品來售賣,可以在互聯網上流通。
三、云計算技術
云計算是繼互聯網、計算機之后,在信息時代的又一革新,云計算是信息時代的一個大的飛躍,未來的時代可能是云計算的時代。
云計算具有很強的擴展性和需要性,可以為用戶提供一種全新的體驗,云計算的核心就是將無數配置不同、計算能力不同的計算機資源通過統一的平臺聯系在一起,實現計算資源的統一調度和按需獲取。無論何時何地,用戶都可以通過網絡獲取到無限的計算資源。
云計算技術,也簡稱云技術(cloud technology),是基于云計算商業模式應用的網絡技術、信息技術、整合技術、管理平臺技術、應用技術等的總稱。
云計算技術可以組成資源池,按需所用,靈活便利。未來,云計算技術將變成重要支撐。技術網絡系統的后臺服務需要大量的計算、存儲資源,如視頻網站、圖片類網站和更多的門戶網站。
云計算一般都是通過分布式儲存的手段來進行數據儲存,同時在冗余式儲存的支持下,能夠提高數據保存的可靠性,這樣就能讓數據同時存在多個儲存副本,更加提高了數據的安全性。
四、云計算技術的特點與優勢
1. 虛擬化技術
虛擬化突破了時間、空間的界限,是云計算最為顯著的特點,虛擬化技術包括應用虛擬和資源虛擬兩種。
2. 動態可擴展
云計算平臺可以幫助本地服務器增加計算能力,使計算速度大幅提高,在本地計算需求高峰期,通過本地計算任務溢出到云,可以讓排隊中的計算任務快速跑完,提高整體計算效率,在本地計算需求低谷期,通過減少云端計算需求,可以充分節省計算成本。
典型的動態可擴展功能,可以參考fastone autoscale技術。通過fastone云計算平臺的autoscale技術,用戶可以按照計算需求量的大小,隨時隨地增減云端高性能計算集群。
3. 按需部署,彈性計算
計算機包含了許多應用、程序軟件等,不同的應用對應的數據資源庫不同,所以用戶運行不同的應用需要較強的計算能力對資源進行部署,而云計算平臺能夠根據用戶的需求快速配備計算能力及資源。
4. 靈活性高
云計算平臺能夠根據用戶的需求,從統一的云端資源池中快速幫助用戶配備計算能力及資源。
例如用戶在fastone云計算平臺做大規模分子篩選,可以根據需要跨品牌、跨區域選擇不同云上的同一類型CPU、GPU節點,將計算任務并行化處理,提高運算效率,相較于本地算力環境,更高效更靈活。
5. 可靠性高
高可靠性是云計算技術的一大優勢。倘若服務器故障也不影響計算與應用的正常運行。因為單點服務器出現故障可以通過虛擬化技術將分布在不同物理服務器上面的應用進行恢復或利用動態擴展功能部署新的服務器進行計算。
6. 性價比高
將資源放在虛擬資源池中統一管理在一定程度上優化了物理資源,用戶不再需要昂貴、存儲空間大的主機,可以選擇相對廉價的PC組成云,一方面減少費用,另一方面計算性能不遜于大型主機。
五、云計算技術的應用
云計算技術根據其用途可以分為以下幾大類:
1. 分布式數據儲存技術
在現有的云計算數據存儲技術中,關鍵技術主要有兩種:Google File system(非開源的GFS)和Had00p Distributed File System(開源的HDFS)。
2. 云計算的數據管理技術
代表性技術為Big Table數據管理技術,通過列存儲的方式來對用戶數據進行管理。
3. 云計算的并行編程模式
主要是通過Map-Reduce編程模式來進行編程。Map-Reduce編程模式編寫出來的程序具有很好的兼容性同時也具備很強的容錯性。
六、什么是云服務
人們通過網絡,以按需,易擴展的方式所獲得的服務就是云服務。這種服務可以是IT和軟件,互聯網相關的虛擬產品或資源,也可是其他類型的基礎服務。云服務意味著計算能力,也可作為一種商品通過互聯網進行流通。
通過云服務,手機、電腦、平板、電視機、投影儀、智能家居及辦公設備可以實現各種終端設備之間的互聯互通。像我們現在經常使用的在線殺毒、網絡硬盤、云空間、在線音樂、遠程視頻等都屬于云服務的范疇。
現階段所說的云服務已經不單單是一種分布式計算,而是分布式計算、效用計算、負載均衡、并行計算、網絡存儲、熱備份冗雜和虛擬化等計算機技術混合演進并躍升的結果。
七、云服務的類型
云服務,也稱云計算服務,可分為以下三種服務模式:
1. 基礎設施即服務(IaaS)
位于云服務的最底層,是物理層;IaaS提供虛擬化計算資源,如虛擬機、存儲、網絡和操作系統。
2. 平臺即服務(PaaS)
位于云服務的中間層,是傳輸技術層; Paas為開發、測試和管理軟件應用程序提供按需開發的環境,這是一種可定制的云計算解決方案。
3. 軟件即服務(SaaS)
位于云服務的中間層,是應用層;SaaS服務商通過互聯網向終端用戶提供按需軟件付費應用程序。
這三種云計算服務也可稱為云計算堆棧,因為它們彼此疊放,構建了堆棧。
八、什么是云平臺
云計算平臺,簡稱云平臺,主要由用戶界面、服務目錄、管理系統、部署工具、監控和服務器集群組成。
云平臺一般由以下技術架構組成:
- 用戶界面。用戶可以在此界面向彼此傳遞信息,進行互動。
- 服務目錄。為用戶提供各種服務的選項列表。
- 管理系統。對云端資源進行管理。
- 部署工具。可以根據用戶的計算請求,對云端的計算資源進行有效部署與匹配。
- 監控。對云上的正在運行的計算任務進行管控并制定措施。
- 服務器集群。服務器集群包括虛擬服務器與物理服務器,隸屬管理系統。
上述云平臺的結構與功能,可以通過試用 速石云計算平臺 來了解。
九、云平臺的服務特點
云平臺提供的服務有以下幾個特征:
- 其一為【虛擬資源池化】,由于池子大, 所以可以輕松找到上千臺的計算機;
- 其二為【按需分配】,無需走冗長的申請流程,直接從云平臺申請資源;
- 其三為【即用即得】,當你使用完畢的時候,馬上釋放;
十、云計算的應用場景
1. 云計算在生活中的應用
在日常生活中,云計算的應用場景一般會圍繞著人們的衣食住行、休閑娛樂、工作學習等場景。
存儲云,又稱 云存儲,是在云計算技術上發展起來的一個新的存儲技術。典型的場景就是通過個人云盤,隨時隨地把文件、照片、音頻、視頻等資料上傳到云盤,并分享給別人。
醫療云,又稱 數字醫療,是指在云計算、移動技術、多媒體、4G通信、大數據、以及物聯網等新技術基礎上,結合醫療技術,使用“云計算”來創建醫療健康服務云平臺,實現了醫療資源的共享和醫療范圍的擴大。像現在醫院的預約掛號、電子病歷、醫保等等都是云計算與醫療領域結合的產物,醫療云還具有數據安全、信息共享、動態擴展、布局全國的優勢。
教育云,為學校、培訓機構提供了無線的可能。尤其是19年底到20年初的新型冠狀病毒肆虐期間,通過教育云平臺和各大直播平臺,學校和培訓機構可以實現遠程授課和線上學習,通過在線發布和批改作業系統,提高了教學效率。
2. 云計算在企業和科研單位的應用場景:
云計算在企業級HPC場景下還有很大的潛力可挖,越來越多的企業已經清楚地意識到云計算可能帶來的變革。
全球CRO巨頭紛紛投入更多精力在AI輔助制藥領域,通過通過大規模云計算,加快分子篩選效率,大幅縮短藥物研發周期。
通過對 CAE工業仿真建模、生信分析、EDA仿真驗證、AI分布式訓練等行業的應用軟件進行優化與加速,并基于本地+公有混合云環境的靈活部署及交付,fastone推出 “為應用定義的云 —— Application Defined Cloud,簡稱 ADC” 這一概念,ADC云計算平臺,致力于幫助CAE、EDA、生信、AI企業提升10-20倍業務運算效率,降低成本達到75%以上,加快市場響應速度。
EDA芯片設計IC仿真驗證領域,HPC云計算的應用案例,參考:
EDA云實證Vol.1:從30天到17小時,如何讓HSPICE仿真效率提升42倍?
制造行業的CAE仿真上云,參考案例:
CAE云實證Vol.2:從4天到1.75小時,如何讓Bladed仿真效率提升55倍??
CADD計算機輔助新藥研發-AI輔助制藥領域, CRO藥企的云計算案例:
生信云實證Vol.3:提速2920倍!用AutoDock Vina對接2800萬個分子
15小時虛擬篩選10億分子,《Nature》+HMS驗證云端新藥研發未來
總結:云計算+ADC,雙劍合璧,所向披靡。
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