基于服務(wù)架構(gòu)的云計(jì)算研究及其實(shí)現(xiàn)

1、基丁服務(wù)架構(gòu)的云計(jì)算研究及其實(shí)現(xiàn)摘要：云計(jì)算是一種將計(jì)算和存儲任務(wù)分配到由大量計(jì)算機(jī)構(gòu)成的云中的計(jì) 算模式。在介紹了云計(jì)算和基于服務(wù)架構(gòu)的概念和特征之后，提出了i種現(xiàn)實(shí)可 行的基于服務(wù)架構(gòu)的云計(jì)算四層結(jié)構(gòu)。最后描述了基于服務(wù)架構(gòu)的云計(jì)算實(shí)現(xiàn)過 程，并證明基于服務(wù)架構(gòu)的云計(jì)算在擴(kuò)展性和用戶透明性方面比網(wǎng)格計(jì)算更優(yōu)。 關(guān)鍵詞：云計(jì)算基于服務(wù)的架構(gòu)終端用戶網(wǎng)格計(jì)算用戶透明擴(kuò)展性research on service-oriented architecturecloud computing and its tmplementationabstract : cloud computing is a co

2、mputing paradigm that it assigns the computing and storing task to the cloud whichis composed by a large number of computers. after the introduction of the concepts and characteristics of the cloud computin£ and the service-oriented architccturc in this paper, it proposes a realistic service-or

3、iented architecture cloud computing framework with four layers. in the end, it describes the implementation of this service一 orie nted arch it ecture cloud computing, and proves that service-orie nted architecture cloud computing is batter than grid computing in the aspect of scalability and users-t

4、ransparcncy.key words : dond computing , soa , end-user , grid computing , users-transparency, sealability1引言著網(wǎng)絡(luò)的飛速發(fā)展，業(yè)務(wù)量、數(shù)據(jù)量以爆炸式的速度增長，導(dǎo)致數(shù)據(jù)存儲 屮心的成本上升。在這個計(jì)算速度要求極高和數(shù)據(jù)海量爆發(fā)的年代，對大部分企 業(yè)來說，自身計(jì)算機(jī)設(shè)備的性能也許永遠(yuǎn)無法滿足需求，因?yàn)槠髽I(yè)內(nèi)部信息的擴(kuò) 張速度遠(yuǎn)比想象的要快。簡單的辦法便是采購更多、更先進(jìn)的設(shè)備來保證計(jì)算速 度和存儲容量，但這對于一些本身tt預(yù)算就少的企業(yè)，不停的更換設(shè)備也并不是 萬全z策，更何況這些越來越

5、多的設(shè)備所帶來的越來越多的附加費(fèi)用也是個麻 煩。而月.就算冇足夠的資金來購買更多的設(shè)備，但隨著設(shè)備數(shù)量的增加，各種存 儲體系結(jié)構(gòu)之間的差異不斷增加，可融合性變差，網(wǎng)絡(luò)中存儲資源難以管理和充 分使用。云計(jì)算是一種讓算模式，它主要是用來解決服務(wù)器以及個人計(jì)算機(jī)之間存 儲資源共享和數(shù)據(jù)共享問題，使網(wǎng)絡(luò)中的存儲資源得到充分利用和方便管理，云 計(jì)算應(yīng)運(yùn)而生。2概念介紹2. 1云計(jì)算定義云是曲一系列相互聯(lián)系并11虛擬化的計(jì)算機(jī)組成的并行和分布式系統(tǒng)模式。 這些虛擬化的計(jì)算機(jī)動態(tài)地提供一種或多種統(tǒng)一化的計(jì)算和存儲資源。這些資源 通過服務(wù)捉供者和服務(wù)消費(fèi)者z間的i辦商來流通?；谶@樣云的計(jì)算稱為云計(jì) 算。簡單

6、地說，云計(jì)算就是指基于互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的超級計(jì)算模式。即把存儲于個人 電腦、服務(wù)器和其他設(shè)備上的大量存儲器容量和處理器資源集中在一起，統(tǒng)一管 理并冃協(xié)同工作。2. 2云計(jì)算主要技術(shù)特征各個企業(yè)或者研究機(jī)構(gòu)所提出的云計(jì)算解決方案共同構(gòu)成了一個生態(tài)系統(tǒng)， 從各種已有的云計(jì)算技術(shù)形態(tài)來看，各家的云計(jì)算平臺雖然各有不同，但是都滿 足以下技術(shù)特征：1）以服務(wù)的形式提供計(jì)算資源和計(jì)算能力。各種計(jì)算資源或計(jì)算能力通過網(wǎng)絡(luò)以服務(wù)的形式提供給用戶使用，這些資源 具有不同的類型，處于不同的系統(tǒng)層次，從最底層的cpu、磁盤、網(wǎng)絡(luò)連接等硬 件資源，到整個部署平臺或運(yùn)行環(huán)境，再到各種特定于領(lǐng)域的或業(yè)務(wù)的應(yīng)用系統(tǒng)。2）支持多租戶

7、（multi-tenancy）的網(wǎng)絡(luò)訪問和使用不管所提供的資源處于哪個系統(tǒng)層次，用戶都可以通過網(wǎng)絡(luò)訪問和使用，由 于是面向多用戶的，系統(tǒng)必須提供相應(yīng)的機(jī)制為多個用戶分配、維護(hù)和管理所需 要的資源，這通常在虛擬化、分布式計(jì)算、分布式存儲等技術(shù)的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)。3）按需使用的彈性架構(gòu)根據(jù)需耍為用戶分配資源，當(dāng)用戶的資源需求增加或者減少時，能以足夠快 的速度為用戶重新分配或釋放相應(yīng)資源，從而提高資源利用率，減小用戶的成木。 這通常需要某種形式的負(fù)載均衡技術(shù)實(shí)現(xiàn)。4）最小化的管理負(fù)擔(dān)用戶只需要很少的配置就可以使用各種計(jì)算資源和計(jì)算能力，而不需要參與 對所使用資源的管理和維護(hù)，這需要實(shí)現(xiàn)自動的動態(tài)資源配置和

8、管理。5）按使用量支付用戶根據(jù)對資源的使用量支付相應(yīng)費(fèi)用，因而需要云計(jì)算系統(tǒng)可以對資源的 使用情況進(jìn)行實(shí)吋的監(jiān)控和度量。2. 3云計(jì)算基礎(chǔ)技術(shù)云計(jì)算的一個核心思路是，不管所提供的資源處于哪個系統(tǒng)層次，隱藏系統(tǒng) 內(nèi)部的復(fù)雜性，為用戶提供盡量便捷的使用接口，減小用戶對所用資源的管理和 配置負(fù)擔(dān)。用戶不需要了解或參與管理云平臺的內(nèi)部機(jī)制，只需要關(guān)注云平臺提 供的服務(wù)及其使用方式。云計(jì)算通常建立在大規(guī)模的服務(wù)器集群z上，需耍針對其所提供的服務(wù)形式 在服務(wù)器集群所構(gòu)成的分布式計(jì)算環(huán)境中，充分地組織和管理計(jì)算和存儲資源， 提供面向多租戶(multi-tenancy)的動態(tài)資源配置、釋放、監(jiān)控和負(fù)載均衡，

9、這主要通過虛擬化、分布式存儲和并行計(jì)算模型等技術(shù)來實(shí)現(xiàn)。1) 虛擬化技術(shù)虛擬化(virtualization)并不是一種新技術(shù)，單機(jī)版的虛擬化技術(shù)已經(jīng)使 用了數(shù)十年。傳統(tǒng)的虛擬化技術(shù)用于將底層物理資源進(jìn)行抽象，可以通過一個虛 擬控制層(vmm, virtual monitor machine)為單個物理機(jī)建立多個邏輯映像, 以虛擬機(jī)(virtual machine)的形式提供給上層，各個虛擬機(jī)中可以互不干擾 地運(yùn)行不同的操作系統(tǒng)，因而熄擬化技術(shù)為云計(jì)算捉供了一種高效的資源分配機(jī) 制。在云讓算環(huán)境中，虛擬化被當(dāng)做一個意義更加寬泛的核心概念來使用。通過 在不同系統(tǒng)層次上對各種資源進(jìn)行抽象，實(shí)現(xiàn)分布

10、式環(huán)境下的服務(wù)器、存儲設(shè)備 和其他各種碩件資源的封裝，當(dāng)做統(tǒng)一的資源池來提供，從而實(shí)現(xiàn)對各種計(jì)算資 源的靈活配置和管理。這種抽象冇兩種不同的形式，一種利用傳統(tǒng)的虛擬化技術(shù), 可以將單個服務(wù)器作為多個虛擬化的服務(wù)器使用；一種使用集群(clustering) 技術(shù)，可以將多個服務(wù)器作為單個服務(wù)器環(huán)境來使用。1平臺虛擬化平臺虛擬化允許操作系統(tǒng)或者平臺相關(guān)的應(yīng)用運(yùn)行在給定虛擬系統(tǒng)中。主要 冇兩種類型的系統(tǒng)虛擬化技術(shù)：全虛擬化(full virtualization),對底層碩 件系統(tǒng)進(jìn)行全模擬，客戶機(jī)操作系統(tǒng)覺察不到運(yùn)行在一個虛擬環(huán)境中，無需對現(xiàn) 冇的操作系統(tǒng)做任何修改，例如type 1 hyperv

11、isors,直接運(yùn)行在硬件系統(tǒng)之上； 類虛擬化(paravirtualization),提供的虛擬化環(huán)境與底層硬件系統(tǒng)不完全相 同，需要對客戶機(jī)操作系統(tǒng)進(jìn)行修改使之適應(yīng)虛擬環(huán)境，例如type 2 hypervisors,需耍運(yùn)行在某種傳統(tǒng)操作系統(tǒng)z屮。2.操作系統(tǒng)虛擬化操作系統(tǒng)級別的虛擬化或分割技術(shù)(partitioning)冇助于提高云計(jì)算環(huán)境 的核心安全性，例如sun solaris containers技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)為每個應(yīng)用程序分配 一個服務(wù)器實(shí)例(one-application-pet-seiwet)，同時在多個應(yīng)用之間共享物 理資源。solaris container允許在單個sol

12、aris os實(shí)例中，為多個應(yīng)用分配私 有的運(yùn)行環(huán)境。3. 網(wǎng)絡(luò)虛擬化云計(jì)算要提供彈性的按需使用的架構(gòu)，在云環(huán)境中，當(dāng)物理設(shè)備或虛擬系統(tǒng) 的數(shù)量增加時，相應(yīng)的資源分配以及管理的復(fù)雜性也會不斷增加，因此負(fù)載均衡 技術(shù)變得非常重要。通過網(wǎng)絡(luò)虛擬化，可以更好地實(shí)現(xiàn)動態(tài)的資源分配和負(fù)載均 衡。在服務(wù)器集群環(huán)境中，負(fù)載均衡技術(shù)口j以在虛擬網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下(虛擬的tp地址 下)將服務(wù)器分組，提供基于資源的服務(wù)請求規(guī)劃和失效恢復(fù)(failover) o負(fù) 載均衡可以在碩件或者軟件上實(shí)現(xiàn)，基于碩件的負(fù)載均衡器(load-balancer) 性能更好，但是靈活性比較差，基于軟件的負(fù)載均衡器則恰恰相反。實(shí)際上，通 常在

13、硬件基礎(chǔ)上編寫軟件接口來平衡軟硬件性能和靈活性上的茅別，或者直接使 用更多的駛件設(shè)備來彌補(bǔ)軟件負(fù)載均衡的性能不足。4. 應(yīng)用虛擬化應(yīng)用虛擬化在更高的系統(tǒng)層次進(jìn)行抽彖，典型的例如web容器，為web應(yīng)用提 供了一個抽彖化的運(yùn)行環(huán)境。5云計(jì)算中常用的虛擬化技術(shù)有vmware> xcn、kvm等。vmware公司提供了vmware vsphere> vmware view vmware vcentervmware workstation以及vmware esx server等多款產(chǎn)品。vmware使用一，種叫做二進(jìn)制翻 譯(bt, binary translation)的技術(shù)來完成全虛擬

14、。這個技術(shù)能讓那些非常普 通的指令直接執(zhí)行，不干涉，并捉供接近物理機(jī)的速度，但會掃描并修改那些冇 嫌疑的代碼，使其無法對虛擬機(jī)造成錯謀的影響。kvm全稱是kernel-based virtual machine, 2007年問世,并于當(dāng)年被集成 進(jìn)linux內(nèi)核，成為內(nèi)核的一部分。kvm只支持全虛擬化，而且需要intel-vt或者 amd-v的支持。kvm使用經(jīng)過修改的qemu程序來創(chuàng)建虛擬機(jī)。一旦運(yùn)行后，虛擬 機(jī)是一個標(biāo)準(zhǔn)的進(jìn)程，可以使用top、kill、taskset以及類似的工具來管理虛擬 機(jī)。因?yàn)閗vm和qemu的密切關(guān)系，所以kvm從qemu那里繼承豐富的磁盤格式支持， 包括裸映像(

15、raw images) >原始qemu格式(qcow) > qcow2以及vmware格式等。實(shí) 際上qemu也是一種虛擬機(jī)，kvm只是借用了它的用戶空間工具而已。xen是由劍橋大學(xué)計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室開發(fā)的一個開源項(xiàng)目。與kvm相比，xen歷史 更悠久，發(fā)展也更成熟。目麗，xcn支持半虛擬和全虛擬兩種工作模式，既能工 作在32位cpu上也能工作在64位cpu上。xen在半虛擬工作模式時，客戶操作系統(tǒng) 需要經(jīng)過修改才能運(yùn)行，在cpu有intel-vt或者amd-v支持的情況下，xen可以實(shí) 現(xiàn)全虛擬，客戶操作系統(tǒng)便可以不經(jīng)任何修改運(yùn)行其上。xen在工作時將整個系 統(tǒng)分成幾個部分：xen h

16、ypervisor、domain 0> domain management and controls domain u pv guest以及domain u iivm gucsto xen hypervisor是對這個軟件的 最基本的抽象層，向上層提供抽象的硬件。它主要負(fù)責(zé)針對運(yùn)行在該硬件設(shè)備之 上的多個虛擬機(jī)的cpu輪轉(zhuǎn)，內(nèi)存劃分的工作。hypervisor不僅僅對底層硬件設(shè) 備進(jìn)行了抽象，而且同時控制著虛擬機(jī)的執(zhí)行。xen有如下優(yōu)點(diǎn):虛擬重新定位：支持云管理系統(tǒng)在幾秒鐘內(nèi)動態(tài)重新定位虛擬機(jī)（外來 操作系統(tǒng)），并且不會造成當(dāng)機(jī)。 i舜間歸檔：使“云”能夠?qū)⑽词褂玫姆?wù)器脫機(jī)，并且無任何

17、不良影響。 隨后可以在幾秒鐘內(nèi)復(fù)原同一虛擬機(jī)并使其聯(lián)機(jī)。 i舜間重新平衡：使“云"能夠?qū)⑦^度使用的虛擬機(jī)轉(zhuǎn)移到具有未使用資源（內(nèi)存、cpu、磁盤）的物理機(jī)器上。 ii舜間部署：使“云"能夠在幾秒鐘內(nèi)將虛擬服務(wù)器聯(lián)機(jī)。根據(jù)實(shí)施情況， 更多的配置或中間件與應(yīng)用程序供應(yīng)可能需要更多時間2）分布式存儲分布式存儲技術(shù)用于對分布式環(huán)境下的大規(guī)模存儲空間進(jìn)行管理，以支持海 量數(shù)據(jù)的存儲和使用。用在云計(jì)算屮的分布式存儲技術(shù)主耍冇三種形式，存儲非 結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)的分布式文件系統(tǒng)，和分布式對象存儲系統(tǒng)。1. 分布式文件系統(tǒng)分布式文件系統(tǒng)將樹狀文件結(jié)構(gòu)組織在分布式環(huán)境屮，有如下特征：系統(tǒng)中的錯誤不再

18、被當(dāng)做很少發(fā)主的異常來處理，而是將其作為常見的 情況加以處理。gfs針對由大量的廉價機(jī)器組成的系統(tǒng)，在設(shè)計(jì)時就考慮 到系統(tǒng)中總有一些機(jī)器會出現(xiàn)錯謀甚至崩潰，所以實(shí)時監(jiān)控、錯誤檢測、 容錯以及自動恢復(fù)機(jī)制被充分考慮；文件塊的大小與傳統(tǒng)文件系統(tǒng)不同。傳統(tǒng)文件系統(tǒng)屮，文件塊在kb級,當(dāng)文件非常大的時候文件塊太多不容易管理，所以可以適當(dāng)放大文件塊 以便提高效率。大部分文件對文件的寫操作是追加新數(shù)據(jù)而不是修改已有數(shù)據(jù)。系統(tǒng)工作量主要由兩種讀操作組成，一種是對大量數(shù)據(jù)的流式讀操作， 另一種是對少量數(shù)據(jù)的隨機(jī)讀操作。系統(tǒng)工作量還包括對大量數(shù)據(jù)進(jìn)行的向文件追加數(shù)據(jù)的寫操作。系統(tǒng)可以高效地處理大量客戶并發(fā)地對同

19、一文件的追加寫操作。2. 分布式對象存儲云計(jì)算環(huán)境下需要處理海量的數(shù)據(jù)，并且大部分應(yīng)用不需要支持完整的sql 語義，而只需要key-value形式或略復(fù)雜的查詢語義，因此針對對彖存儲的 key-value模式以及建立在此模式z上的nosql分布式存儲系統(tǒng)成為云計(jì)算中重 要的技術(shù)。與分布式文件系統(tǒng)不同，分布式對象存儲不包含樹狀結(jié)構(gòu)，摒棄了傳 統(tǒng)的關(guān)系模式，查詢速度快、存放數(shù)據(jù)量大、支持高并發(fā)。具有如下特點(diǎn)：分布式多層映射支持容錯和持久化彈性可擴(kuò)展的規(guī)模：大規(guī)模服務(wù)器集群，tb級內(nèi)存數(shù)據(jù)，pb級磁盤數(shù)據(jù), 每秒百萬次讀寫操作。自管理：支持動態(tài)增加或減少服務(wù)器，支持負(fù)載均衡。3）并行計(jì)算模型云計(jì)算處

20、理的數(shù)據(jù)是海量的，針對的是internet環(huán)境下的大規(guī)模應(yīng)用密集型 計(jì)算，并且采用分布式存儲，并行計(jì)算模型可以為云計(jì)算提供最有效的大規(guī)模數(shù) 據(jù)處理能力，最冇代表性的是google的mapreduce。mapreduce是google為了支持自己的核心業(yè)務(wù)而設(shè)計(jì)的一種并行計(jì)算模型， 面向大規(guī)模的分布式數(shù)據(jù)系統(tǒng)，在這樣的環(huán)境中，數(shù)拯分別存放在各個服務(wù)器節(jié) 點(diǎn)屮，針對多個存儲節(jié)點(diǎn)，mapreduce將對數(shù)據(jù)的處理過程（例如對某個關(guān)鍵詞 的統(tǒng)計(jì)）抽象為兩個簡單操作，map和reduceo 一個復(fù)雜的計(jì)算任務(wù)被轉(zhuǎn)化為一 系列單一的map/reduce操作對，并分配到各個節(jié)點(diǎn)中去處理，出于需要處理所需 的

21、數(shù)據(jù)就存儲在各個節(jié)點(diǎn)，因而計(jì)算過程被自然的并行化。這種計(jì)算方式等于優(yōu)先把計(jì)算任務(wù)調(diào)度到數(shù)據(jù)所在的節(jié)點(diǎn)或者就近的節(jié)點(diǎn), 這樣在進(jìn)行計(jì)算時，大部分的輸入數(shù)據(jù)都能從木地讀取，好處是減少了網(wǎng)絡(luò)帶寬 的消耗，提高了整個系統(tǒng)的吞葉量。但是這種簡單的根據(jù)存儲位置進(jìn)行任務(wù)劃分 的方式，只適用于不存在數(shù)據(jù)依賴關(guān)系的計(jì)算。傳統(tǒng)的網(wǎng)格計(jì)算和soa相關(guān)技術(shù)也被用于云計(jì)算環(huán)境，進(jìn)行大規(guī)模分布式 環(huán)境屮的數(shù)據(jù)處理，構(gòu)成云計(jì)算的技術(shù)基礎(chǔ)。2. 4基于服務(wù)的架構(gòu)2. 4.1定義soa （service-oriented architecture，也叫面向服務(wù)的體系結(jié)構(gòu)或面向服 務(wù)架構(gòu)）是指為了解決在internet環(huán)境下業(yè)務(wù)

22、集成的需要，通過連接能完成特定 任務(wù)的獨(dú)立功能實(shí)體實(shí)現(xiàn)的一種軟件系統(tǒng)架構(gòu)。soa是一個組件模型，它將應(yīng)用 程序的不同功能單元（稱為服務(wù)）通過這些服務(wù)z間定義良好的接口和契約聯(lián)系 起來。接口是采用中立的方式進(jìn)行定義的，它應(yīng)該獨(dú)立于實(shí)現(xiàn)服務(wù)的碩件平臺、 操作系統(tǒng)和編程語言。這使得構(gòu)建在各種這樣的系統(tǒng)屮的服務(wù)可以以一種統(tǒng)一和 通用的方式進(jìn)行交互。2. 4. 2 soa三大基本特征1）獨(dú)立的功能實(shí)體soa中提供服務(wù)的功能實(shí)體具有完全獨(dú)立口主的能力。同時soa中的實(shí)體必須 自我管理和恢復(fù)能力。比如事務(wù)處理，消息隊(duì)列，冗余部署和集群系統(tǒng)。2）大數(shù)據(jù)量低頻率訪問soa系統(tǒng)推薦采用大數(shù)據(jù)量的方式一次性進(jìn)行信息

23、交換，來提高系統(tǒng)的響應(yīng) 速度和穩(wěn)定性。3）基于文本的消息傳遞因?yàn)閕nternet'l1存在大量的異構(gòu)系統(tǒng)，所以soa系統(tǒng)必須采用基于文木而非 二進(jìn)制的消息傳遞方式以便所有異構(gòu)系統(tǒng)都能夠正確辨認(rèn)和讀寫的此消息。2. 4. 3 s0a設(shè)計(jì)原則要滿足這種業(yè)務(wù)敏捷性，soa的實(shí)踐必須遵循以下原則：*業(yè)務(wù)駁動服務(wù)，服務(wù)驅(qū)動技術(shù)從本質(zhì)上說，在抽彖層次上，服務(wù)位于業(yè)務(wù)和技術(shù)中間。而向服務(wù)的架構(gòu)設(shè)計(jì)師一方 而必須理解在業(yè)務(wù)需求和可以提供的服務(wù)之間的動態(tài)關(guān)系，另一方而，同樣要理解服務(wù)與提 供這些服務(wù)的底層技術(shù)z間的關(guān)系。*業(yè)務(wù)敏捷是基木的業(yè)務(wù)需求soa考慮的是下一個抽象層次：提供響應(yīng)變化需求的能力是新的

24、“元需求”，而不是處 理一些業(yè)務(wù)上的固定不變的需求。從破件系統(tǒng)而上的整個架構(gòu)都必須滿足業(yè)務(wù)敏捷的需求, 因?yàn)?，在soa屮任何的瓶頸都會影響到鑒個it環(huán)境的靈活性。-個成功的soa總在變化z中soai作的場景，更象是一個活的生物體，而不是象傳統(tǒng)所說的“蓋一棟房子”。it環(huán) 境唯一不變的就是變化，因此血向服務(wù)架構(gòu)設(shè)計(jì)師的工作永遠(yuǎn)不會結(jié)朿。對于習(xí)慣于蓋房子 的設(shè)計(jì)師來說，要轉(zhuǎn)向設(shè)計(jì)一個活的生物體耍求嶄新的思維方式。如下文所寫的，soa的 基礎(chǔ)述是一些類似的架構(gòu)準(zhǔn)則。soa也是一門方法論，類似于面向?qū)ο蟮脑O(shè)計(jì)，它也有自己的一些原則。soa 的服務(wù)設(shè)計(jì)原則有：規(guī)范化的服務(wù)契約，松散耦合性，服務(wù)抽象性，服

25、務(wù)重用性, 服務(wù)口治性。這些原則是不可或缺的，口治性、松散耦合、抽象以及規(guī)范化的契 約視為形成soa根木基礎(chǔ)的核心原則。3結(jié)構(gòu)分析基于服務(wù)的云計(jì)算結(jié)構(gòu)可以分為四層：云計(jì)算服務(wù)應(yīng)用層、云計(jì)算服務(wù)調(diào)度 層、云計(jì)算服務(wù)解析層和云計(jì)算服務(wù)物理層。云計(jì)算服務(wù)應(yīng)用層是云計(jì)算和終端 用戶的接口層。云計(jì)算服務(wù)的最終目的是通過云計(jì)算服務(wù)應(yīng)用層給用戶提供其所 需的云計(jì)算服務(wù)。云計(jì)算服務(wù)物理層是云計(jì)算服務(wù)結(jié)構(gòu)模型的最底層，是云計(jì)算 結(jié)木釗勺核心層，是給上層提供云計(jì)算服務(wù)的基礎(chǔ)設(shè)施層?；谠朴?jì)算的結(jié)構(gòu)如圖 1所示。云計(jì)算服務(wù)應(yīng)用層云計(jì)算服務(wù)調(diào)度層云計(jì)算服務(wù)解析層云計(jì)算服務(wù)物理層圖1基于服務(wù)架構(gòu)的云計(jì)算結(jié)構(gòu)下而詳細(xì)介紹

26、各層的特征及其功能。1）云計(jì)算服務(wù)應(yīng)用層云計(jì)算服務(wù)應(yīng)用層的作用是為終端用戶消費(fèi)云計(jì)算服務(wù)提供統(tǒng)一規(guī)范的接 口。終端用戶通過專用入口通道進(jìn)入云計(jì)算服務(wù)中心，訂制和消費(fèi)其所需的服務(wù)。通過云計(jì)算服務(wù)應(yīng)用層，終端用戶可以在不投入大量資金來改善木地機(jī)器性 能的情況下進(jìn)行遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過其機(jī)器性能上限的高強(qiáng)度計(jì)算和大存儲容量的工作。云計(jì)算服務(wù)應(yīng)用層中的云計(jì)算服務(wù)可以是相互包含和被包含的關(guān)系。例如， 對于云計(jì)算服務(wù)a和云計(jì)算服務(wù)b,其屮云計(jì)算服務(wù)a是計(jì)算云，云計(jì)算服務(wù)b是存 儲云，a可以包含b, b也可以包含a。即計(jì)算云可以包括存儲云，存儲云中也可以 包括計(jì)算云。同樣，多個小計(jì)算云可以聚合成為大計(jì)算云；多個小存儲云

27、可以聚 合為大存儲云。2）云計(jì)算服務(wù)調(diào)度層云計(jì)算服務(wù)調(diào)度層是云計(jì)算服務(wù)請求和響應(yīng)層。云計(jì)算服務(wù)調(diào)度層也可稱為 云計(jì)算服務(wù)決策層，其作用是檢測和響應(yīng)云計(jì)算服務(wù)應(yīng)用層提交過來的云計(jì)算服 務(wù)消費(fèi)請求。云計(jì)算服務(wù)調(diào)度層一個最重要的特征是實(shí)時更新可用資源庫，以便不會錯誤 地處理終端用戶的云計(jì)算服務(wù)請求。當(dāng)接收到云計(jì)算服務(wù)應(yīng)用層提交過來的云計(jì)算服務(wù)消費(fèi)請求吋，云計(jì)算服 務(wù)調(diào)度層先檢測此請求是否合法，如若不合法則拒絕此請求；如若合法則再在其資源庫中查詢是否還有此請求所耍消費(fèi)的資源，如 果已分配完畢則拒絕此請求；如述冇此資源則將此請求轉(zhuǎn)交到云計(jì)算服務(wù)解析 層。調(diào)度過程如圖2所示。云計(jì)算服務(wù)應(yīng)用層i云計(jì)算服芬解腿1沒有云計(jì)算服務(wù)請求不合法圖2云計(jì)算服務(wù)調(diào)度過程3）云計(jì)算服務(wù)解析層云計(jì)算服務(wù)解析層也可稱為云計(jì)算服務(wù)翻譯層。其作用是將云計(jì)算服務(wù)調(diào)度 層轉(zhuǎn)發(fā)過來的云計(jì)算服務(wù)請求解析成云計(jì)算服務(wù)物理層能夠止確理解的語言，并 將解析之后的請求發(fā)送到云計(jì)算服務(wù)物理層。4）云計(jì)算服務(wù)物理層云計(jì)算服務(wù)物理層是云計(jì)算服務(wù)的基礎(chǔ)設(shè)施層，是云計(jì)算服務(wù)結(jié)構(gòu)的骨干 層。英作用是為上層捉供可供終端用戶消費(fèi)的云計(jì)算資源。云計(jì)算服務(wù)物理層捉 供的基本云計(jì)算資源包扌乩cpu資源，數(shù)據(jù)存儲器資源。cpu資源是可供終端用戶進(jìn)行數(shù)據(jù)計(jì)算和數(shù)據(jù)處理的基木單-元，消費(fèi)cpu資源 的終端用戶能