云計(jì)算_從概念到平臺

1、電信科學(xué)2009年第12期研究與開發(fā)云計(jì)算：從概念到平臺吳吉義1,2，平玲娣1，潘雪增1，李卓1(1.浙江大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院杭州310027；2. 杭州市電子商務(wù)與信息安全重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室杭州310036摘要云計(jì)算是以虛擬化技術(shù)為基礎(chǔ)，以網(wǎng)絡(luò)為載體提供基礎(chǔ)架構(gòu)、平臺、軟件等服務(wù)為形式，整合大規(guī)模可擴(kuò)展的計(jì)算、存儲、數(shù)據(jù)、應(yīng)用等分布式計(jì)算資源進(jìn)行協(xié)同工作的超級計(jì)算模式。作為一種全新的互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用模式，云計(jì)算將成為未來人們獲取服務(wù)和信息的主導(dǎo)方式。針對當(dāng)前云計(jì)算概念混雜的現(xiàn)狀，提出了一個(gè)較綜合的參考性定義，并分析了云計(jì)算與分布式計(jì)算、網(wǎng)格計(jì)算、并行計(jì)算、效用計(jì)算等相關(guān)計(jì)算形式的聯(lián)系與區(qū)別。對目前主流

2、的云計(jì)算平臺實(shí)例進(jìn)行了概括性介紹，從云平臺的層次更深刻地剖析云計(jì)算的本質(zhì)。關(guān)鍵詞云計(jì)算；概念；平臺1引言云計(jì)算(cloudcomputing 因清晰的商業(yè)模式而受到廣泛Conference ，Nova Scotia, Canada, 2008關(guān)注，并得到工業(yè)界和學(xué)術(shù)界的普遍認(rèn)可，成為2009年最受關(guān)注的十大IT 技術(shù)之一。作為繼“網(wǎng)格計(jì)算(gridcomputing ”、“按需計(jì)算（on -demand compating ）”、“效用計(jì)算With Corrections From the Bell System Technical Journal, 1948,27:379423, 62361

3、0Shannon C E. A mathematical theory of communication. ReprintedResearch on the Ripple Optimizing Methods to ImprovePerformance of LT CodeLiu Feng 1, Lv Xiaopeng 1, Xia Hongfei 2, Xu Jianguo 2(1.NUPTImage Processing and Image Communication Laboratory of Jiangsu Province, Nanjing 210003, China;2. ZTE

4、Telecom Co.,Ltd. ，Nanjing 210012, China ）Abstract LT codes have outstanding performance as a sparse random linear fountain code in erasure channels. Compared with traditional codes, they greatly reduce the complexity of encoding and decoding process. With analysis of the ripple which influences the

5、performance of LT codes, this paper proposed a approach to optimize the ripple through changing the initial size of ripple, modifying generating matrixes of degree 2,and exploiting redundancies to crack stopping set, meanwhile it eliminates short cycle.（收稿日期：20091118）Key words fountain code, erasure

6、 control code, erasure channel, ripple23 研究與開發(fā)（utility computing ）”、“互聯(lián)網(wǎng)計(jì)算(internetcomputing ”、“軟件即服務(wù)（software as a service ）”、“平臺即服務(wù)（platform as aservice ）”等類“云”概念和計(jì)算模式的最新發(fā)展，云計(jì)算通過將各種互聯(lián)的計(jì)算、存儲、數(shù)據(jù)、應(yīng)用等資源進(jìn)行有效整合并實(shí)現(xiàn)多層次的虛擬化與抽象，有效地將大規(guī)模的計(jì)算資源以可靠服務(wù)的形式提供給用戶，從而將用戶從復(fù)雜的底層硬件邏輯、網(wǎng)絡(luò)協(xié)議、軟件架構(gòu)中解放出來。目前, 包括谷歌(Google、IBM 、微軟

7、(Microsoft、亞馬遜(Amazon、EMC 、vMware 、Salesforce 、Alisoft 等知名IT 企業(yè)紛紛推出云計(jì)算解決方案。同時(shí)，國內(nèi)外學(xué)術(shù)界也紛紛就云計(jì)算進(jìn)行深層次的研究。根據(jù)國際數(shù)據(jù)公司(IDC的預(yù)測，全球云計(jì)算的市場規(guī)模將從2008年的160億美元增加到2012年的420億美元1，占總投入比例也將由4.2%上升到8.5%，如圖1所示。此外，根據(jù)預(yù)測，2012年云計(jì)算的投入將占IT 年度投入的25%，到2013年則會占30%以上。Gartner 則認(rèn)為在2009年收入將增加21.3%，達(dá)到563億美元。Merrill Lynch 則認(rèn)為在2011年將會有1600億

8、美元的市場。每個(gè)公司使用不同的云計(jì)算定義，這也解釋了市場規(guī)模和估價(jià)的差異。云計(jì)算技術(shù)的出現(xiàn)使得人們可以直接通過網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用獲取軟件和計(jì)算能力，這一新的模式將會給傳統(tǒng)的IT 產(chǎn)業(yè)帶來一場巨大的變革，云計(jì)算正在成為一種發(fā)展趨勢。本文針對當(dāng)前云計(jì)算概念混雜的現(xiàn)狀，提出了一個(gè)較綜合的參考性定義，并分析了云計(jì)算與分布式計(jì)算、網(wǎng)格計(jì)算、并行計(jì)算、效用計(jì)算等相關(guān)計(jì)算形式的關(guān)系。對目前主要的云計(jì)算平臺進(jìn)行了概括性介紹，以從云系統(tǒng)或云平臺圖1國際數(shù)據(jù)公司(IDC 對云計(jì)算投入的預(yù)測24的層次更深刻地剖析云計(jì)算的本質(zhì)。2云計(jì)算的基本概念為了更好地認(rèn)識和理解云計(jì)算，許多計(jì)算機(jī)領(lǐng)域?qū)＜液蛯W(xué)者試圖從不同的角度，用不同的方式

9、給云計(jì)算下定義2。這里將對代表性較強(qiáng)的定義進(jìn)行列舉，并進(jìn)行歸納總結(jié)提出一個(gè)較綜合的參考性定義。維基百科(W對云計(jì)算的定義也在不斷更新，前后版本的差別非常大。2009年給出的最新定義3為：云計(jì)算是一種動(dòng)態(tài)的易擴(kuò)展的且通常是通過互聯(lián)網(wǎng)提供虛擬化的資源計(jì)算方式，用戶不需要了解云內(nèi)部的細(xì)節(jié)，也不必具有云內(nèi)部的專業(yè)知識或直接控制基礎(chǔ)設(shè)施。云計(jì)算包括基礎(chǔ)設(shè)施即服務(wù)(IaaS、平臺即服務(wù)(PaaS和軟件即服務(wù)(SaaS以及其他依賴于互聯(lián)網(wǎng)滿足客戶計(jì)算需求的技術(shù)趨勢。云計(jì)算主要提供通用的通過瀏覽器訪問的在線商業(yè)應(yīng)用、軟件和數(shù)據(jù)存儲等服務(wù)。IBM 關(guān)于云計(jì)算的定義或理解“虛擬化”特色非常

10、明顯：云計(jì)算是一種計(jì)算模式。在這種模式中，應(yīng)用、數(shù)據(jù)和IT 資源以服務(wù)的方式通過網(wǎng)絡(luò)提供給用戶使用。大量的計(jì)算資源組成IT 資源池，用于動(dòng)態(tài)創(chuàng)建高度虛擬化的資源供給用戶使用。云計(jì)算是系統(tǒng)虛擬化的最高境界4。加州大學(xué)伯克利分校(universityof california at berkeley 的Michael Armbrust 等5在名為“伯克利云計(jì)算白皮書(abovethe clouds:a berkeley view of cloud computing ”中對云計(jì)算的定義：云計(jì)算包括互聯(lián)網(wǎng)上各種服務(wù)形式的應(yīng)用以及這些服務(wù)所依托數(shù)據(jù)中心的軟硬件設(shè)施，這些應(yīng)用服務(wù)一直被稱作軟件即服務(wù)(S

11、aaS，而數(shù)據(jù)中心的軟硬件設(shè)施就是所謂的云，云計(jì)算就是SaaS 和效用計(jì)算。以即用即付(pay-as -you -go 的方式提供給公眾的云稱為公共云(publiccloud ，如Amazon S3、Google AppEngine 和Microsoft Azure等，而不對公眾開放的組織內(nèi)部數(shù)據(jù)中心的資源稱為私有云(privatecloud 。澳大利亞墨爾本大學(xué)(universityof melbourne 的RajkumarBuyya 等6提出了如下定義：云是一種由互聯(lián)的虛擬計(jì)算機(jī)集合組成的并行和分布式系統(tǒng)，它根據(jù)服務(wù)提供商與用戶間協(xié)商確定的服務(wù)等級協(xié)議(SLA動(dòng)態(tài)提供若干統(tǒng)一的計(jì)算資源。

12、中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)(universityof science and technologyof China 陳國良院士等在參考文獻(xiàn)7中把云計(jì)算作為并行計(jì)算的新發(fā)展方向給出了如下定義:云計(jì)算是指基于當(dāng)前已相對成熟與穩(wěn)定的互聯(lián)網(wǎng)的新型計(jì)算模式，即把原本存儲于個(gè)人電腦、移動(dòng)設(shè)備等個(gè)人設(shè)備上的大量信息集中在一起，在強(qiáng)大的服務(wù)器端協(xié)同工作。它是一種新興的共享計(jì)算資源的方法，能夠?qū)⒕薮蟮南到y(tǒng)連接在一起以提供各種計(jì)算服務(wù)。江南計(jì)算技術(shù)研究所(jiangnaninstitute of computingtechnology 的司品超等8則認(rèn)為：云計(jì)算是一種新興的共享基礎(chǔ)架構(gòu)的方法。它統(tǒng)一管理大量的物理資源，并將

13、這些資源虛擬化，形成一個(gè)巨大的虛擬化資源池。云是一類并行和分布式的系統(tǒng)，這些系統(tǒng)由一系列互聯(lián)的虛擬計(jì)算機(jī)組成。這些虛擬計(jì)算機(jī)是基于服務(wù)級別協(xié)議(供應(yīng)者和消費(fèi)者之間協(xié)商確定 被動(dòng)態(tài)部署的，并且作為一個(gè)或多個(gè)統(tǒng)一的計(jì)算資源存在。同時(shí)該參考文獻(xiàn)還指出與傳統(tǒng)單機(jī)、網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用模式相比，云計(jì)算具有虛擬化技術(shù)、動(dòng)態(tài)可擴(kuò)展、按需部署、高靈活性、高可靠性、高性價(jià)比等6大特點(diǎn)。參考文獻(xiàn)9也給出了一個(gè)對云計(jì)算的理解性定義：“云計(jì)算不是一種產(chǎn)品，也不是一個(gè)技術(shù)，而是一種產(chǎn)生和獲取計(jì)算能力方式的統(tǒng)稱。云計(jì)算既指一種可以根據(jù)需要?jiǎng)討B(tài)地提供、配置以及取消供應(yīng)的計(jì)算和存儲平臺，又指一種可以通過互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行訪問的應(yīng)用程序類型。它至

14、少包括提供應(yīng)用服務(wù)的云應(yīng)用、支撐應(yīng)用服務(wù)的云平臺、提供IT 基礎(chǔ)架構(gòu)的云中心三個(gè)層次的內(nèi)容”。綜合以上觀點(diǎn)，我們也提出一個(gè)參考性定義：“云計(jì)算是以虛擬化技術(shù)為基礎(chǔ)，以網(wǎng)絡(luò)為載體提供基礎(chǔ)架構(gòu)、平臺、軟件等服務(wù)為形式，整合大規(guī)?？蓴U(kuò)展的計(jì)算、存儲、數(shù)據(jù)、應(yīng)用等分布式計(jì)算資源進(jìn)行協(xié)同工作的超級計(jì)算模式?！痹谠朴?jì)算模式下，用戶不再需要購買復(fù)雜的硬件和軟件，而只需要支付相應(yīng)的費(fèi)用給“云計(jì)算”服務(wù)提供商，通過網(wǎng)絡(luò)就可以方便地獲取所需要的計(jì)算、存儲等資源。對于該定義需要特別說明的是，云計(jì)算的一個(gè)重要價(jià)值是軟硬件需求的按需擴(kuò)展能力10，完全脫離“本地”計(jì)算、數(shù)據(jù)資源的云計(jì)算只是一種比較理想的狀態(tài)，考慮到私有云

15、、遺留系統(tǒng)、可靠性、安全性等因素，云計(jì)算具有整合資源按需擴(kuò)展方面的特殊意義。雖然對云進(jìn)行定義、分類是很有意義的事情，但理解云計(jì)算的價(jià)值則顯得更為重要。云計(jì)算最關(guān)鍵的特點(diǎn)是計(jì)算資源能夠被動(dòng)態(tài)地有效分配，消費(fèi)者(最終用戶、組織或者IT 部門 能夠最大限度地使用計(jì)算資源但又無需管理底層復(fù)雜的技術(shù)。云架構(gòu)本身包括私有云和公有云，提供了按需擴(kuò)展(scalabilityon demand 、精簡數(shù)據(jù)中心(streamliningthe電信科學(xué)2009年第12期data center 、改善業(yè)務(wù)流程(improvingbusiness processes 、降低啟動(dòng)成本(minimizingstartup

16、cost 等一系列核心價(jià)值10。3云計(jì)算與相關(guān)計(jì)算形式云計(jì)算是虛擬化(virtualization、效用計(jì)算(utilitycomputing 、IaaS(基礎(chǔ)設(shè)施即服務(wù) 、PaaS(平臺即服務(wù) 、SaaS(軟件即服務(wù) 等概念混合演進(jìn)并躍升的結(jié)果，也是分布式計(jì)算(distributedcomputing 、網(wǎng)格計(jì)算(gridcomputing 和并行計(jì)算(parallelcomputing 的最新發(fā)展，或者說是這些計(jì)算機(jī)科學(xué)概念的商業(yè)實(shí)現(xiàn)。區(qū)分相關(guān)計(jì)算形式間的差異性，將有助于我們對云計(jì)算本質(zhì)的理解和把握。（1）云計(jì)算與分布式計(jì)算分布式計(jì)算是指在一個(gè)松散或嚴(yán)格約束條件下使用一個(gè)硬件和軟件系統(tǒng)處理

17、任務(wù)，這個(gè)系統(tǒng)包含多個(gè)處理器單元或存儲單元、多個(gè)并發(fā)的過程、多個(gè)程序。一個(gè)程序被分成多個(gè)部分，同時(shí)在通過網(wǎng)絡(luò)連接起來的計(jì)算機(jī)上運(yùn)行。分布式計(jì)算類似于并行計(jì)算，但并行計(jì)算通常用于指一個(gè)程序的多個(gè)部分同時(shí)運(yùn)行于某臺計(jì)算機(jī)上的多個(gè)處理器上。所以，分布式計(jì)算通常必須處理異構(gòu)環(huán)境、多樣化的網(wǎng)絡(luò)連接、不可預(yù)知的網(wǎng)絡(luò)或計(jì)算機(jī)錯(cuò)誤。很顯然，云計(jì)算屬于分布式計(jì)算的范疇，是以提供對外服務(wù)為導(dǎo)向的分布式計(jì)算形式11。云計(jì)算把應(yīng)用和系統(tǒng)建立在大規(guī)模的廉價(jià)服務(wù)器集群之上，通過基礎(chǔ)設(shè)施與上層應(yīng)用程序的協(xié)同構(gòu)建以達(dá)到最大效率利用硬件資源的目的以及通過軟件的方法容忍多個(gè)節(jié)點(diǎn)的錯(cuò)誤，達(dá)到了分布式計(jì)算系統(tǒng)可擴(kuò)展性和可靠性兩個(gè)方面

18、的目標(biāo)12。（2）云計(jì)算與網(wǎng)格計(jì)算如果單純根據(jù)Ian Foster 13有關(guān)網(wǎng)格的定義“網(wǎng)格將高速互聯(lián)網(wǎng)、高性能計(jì)算機(jī)、大型數(shù)據(jù)庫、傳感器、遠(yuǎn)程設(shè)備等融為一體，為用戶提供更多的資源、功能和服務(wù)”，云計(jì)算與網(wǎng)格計(jì)算之間就很難區(qū)別了。但從目前一些成熟的云計(jì)算實(shí)例看，兩者又有很大的差異。網(wǎng)格計(jì)算強(qiáng)調(diào)的是一個(gè)由多機(jī)構(gòu)組成的虛擬組織，多個(gè)機(jī)構(gòu)的不同服務(wù)器構(gòu)成一個(gè)虛擬組織為用戶提供一個(gè)強(qiáng)大的計(jì)算資源；云計(jì)算主要運(yùn)用虛擬機(jī)(虛擬服務(wù)器 進(jìn)行聚合而形成的同質(zhì)服務(wù)，更強(qiáng)調(diào)在某個(gè)機(jī)構(gòu)內(nèi)部的分布式計(jì)算資源的共享。在網(wǎng)格環(huán)境下無法將龐大的計(jì)算處理程序分拆成無數(shù)個(gè)較小的子程序在多個(gè)機(jī)構(gòu)提供的資源之間進(jìn)行處理，而在云計(jì)算

19、環(huán)境下由于確保了用戶運(yùn)行環(huán)境所需的資源，將用戶提交的一個(gè)處理程序分解成較小的子程序在不同的資源上進(jìn)行處理就成為25 研究與開發(fā)可能14。在商業(yè)模式11、作業(yè)調(diào)度、資源分配方式、是否提供服務(wù)及其形式等方面，兩者差異還是比較明顯的。（3）云計(jì)算與并行計(jì)算簡單而言，并行計(jì)算就是在并行計(jì)算機(jī)上所做的計(jì)算，它與常說的高性能計(jì)算(highperformance computing 、超級計(jì)算(supercomputing 是同義詞，因?yàn)槿魏胃咝阅苡?jì)算和超級計(jì)算總離不開并行技術(shù)7。并行計(jì)算是在串行計(jì)算的基礎(chǔ)上演變而來，它努力仿真自然世界中，一個(gè)序列中含有眾多同時(shí)發(fā)生的、復(fù)雜且相關(guān)事件的事務(wù)狀態(tài)。近年來，隨著

20、硬件技術(shù)和新型應(yīng)用的不斷發(fā)展，并行計(jì)算也有了若干新的發(fā)展，如多核體系結(jié)構(gòu)、云計(jì)算、個(gè)人高性能計(jì)算機(jī)等。所以，云計(jì)算是并行計(jì)算的一種形式，也屬于高性能計(jì)算、超級計(jì)算的形式之一。作為并行計(jì)算的最新發(fā)展計(jì)算模式7，云計(jì)算意味著對于服務(wù)器端的并行計(jì)算要求的增強(qiáng)，因?yàn)閿?shù)以萬計(jì)用戶的應(yīng)用都是通過互聯(lián)網(wǎng)在云端來實(shí)現(xiàn)的，它在帶來用戶工作方式和商業(yè)模式的根本性改變的同時(shí)，也對大規(guī)模并行計(jì)算的技術(shù)提出了新的要求。（4）云計(jì)算與效用計(jì)算效用計(jì)算是一種基于計(jì)算資源使用量付費(fèi)的商業(yè)模式，用戶從計(jì)算資源供應(yīng)商獲取和使用計(jì)算資源并基于實(shí)際使用的資源付費(fèi)。在效用計(jì)算中，計(jì)算資源被看作是一種計(jì)量服務(wù)，就像傳統(tǒng)的水、電、煤氣等公

21、共設(shè)施一樣。傳統(tǒng)企業(yè)數(shù)據(jù)中心的資源利用率普遍在20%左右，這主要是因?yàn)槌~部署購買比平均所需資源更多的硬件以便處理峰值負(fù)載。效用計(jì)算允許用戶只為他們所需要用到并且已經(jīng)用到的那部分資源付費(fèi)。云計(jì)算以服務(wù)的形式提供計(jì)算、存儲、應(yīng)用資源的思想與效用計(jì)算非常類似。兩者的區(qū)別不在于這些思想背后的目標(biāo)，而在于組合到一起，使這些思想成為現(xiàn)實(shí)的現(xiàn)有技術(shù)15。云計(jì)算是以虛擬化技術(shù)為基礎(chǔ)的，提供最大限度的靈活性和可伸縮性。云計(jì)算服務(wù)提供商可以輕松地?cái)U(kuò)展虛擬環(huán)境，以通過提供者的虛擬基礎(chǔ)設(shè)施提供更大的帶寬或計(jì)算資源。效用計(jì)算通常需要類似云計(jì)算基礎(chǔ)設(shè)施的支持，但并不是一定需要。同樣，在云計(jì)算之上可以提供效用計(jì)算，也可以

22、不采用效用計(jì)算?；谝陨侠斫?，參考文獻(xiàn)16把效用計(jì)算作為云計(jì)算的七種服務(wù)形式之一。4主要云計(jì)算平臺目前，Amazon 、Google 、IBM 、Microsoft 、Sun 等公司提出的云計(jì)算基礎(chǔ)設(shè)施或云計(jì)算平臺，雖然比較商業(yè)化，但對于研究云計(jì)算卻是比較有參考價(jià)值的。當(dāng)然，針對目前商業(yè)云26計(jì)算解決方案存在的種種問題，開源組織和學(xué)術(shù)界也紛紛提出了許多云計(jì)算系統(tǒng)或平臺方案。（1）Google 的云計(jì)算基礎(chǔ)設(shè)施Google 的云計(jì)算基礎(chǔ)設(shè)施17是在最初為搜索應(yīng)用提供服務(wù)基礎(chǔ)上逐步擴(kuò)展的，主要由分布式文件系統(tǒng)GoogleFile System (GFS18、大規(guī)模分布式數(shù)據(jù)庫BigTable 、程

23、序設(shè)計(jì)模式MapReduce 、分布式鎖機(jī)制Chubby 等幾個(gè)相互獨(dú)立又緊密結(jié)合的系統(tǒng)組成。GFS 是一個(gè)分布式文件系統(tǒng)，它能夠處理大規(guī)模的分布式數(shù)據(jù)，圖2所示為GFS 的體系結(jié)構(gòu)。系統(tǒng)中每個(gè)GFS 集群由一個(gè)主服務(wù)器和多個(gè)塊服務(wù)器組成，被多個(gè)客戶端訪問。主服務(wù)器負(fù)責(zé)管理元數(shù)據(jù)，存儲文件和塊的名空間、文件到塊之間的映射關(guān)系以及每一個(gè)塊副本的存儲位置；塊服務(wù)器存儲塊數(shù)據(jù)，文件被分割成為固定尺寸(64MB 的塊，塊服務(wù)器把塊作為Linux 文件保存在本地硬盤上。為了保證可靠性，每個(gè)塊被缺省保存3個(gè)備份。主服務(wù)器通過客戶端向塊服務(wù)器發(fā)送數(shù)據(jù)請求，而塊服務(wù)器則將取得的數(shù)據(jù)直接返回給客戶端。（2）IB

24、M “藍(lán)云”計(jì)算平臺IBM 的“藍(lán)云(bluecloud ”計(jì)算平臺19是由一個(gè)數(shù)據(jù)中心、IBM Tivoli 監(jiān)控軟件(Tivolimonitoring 、IBM DB2數(shù)據(jù)庫、IBM Tivoli 部署管理軟件(Tivoliprovisioning manager 、IBM WebSphere 應(yīng)用服務(wù)器以及開源虛擬化軟件和一些開源信息處理軟件共同組成，如圖3所示?！八{(lán)云”采用了Xen 20、PowerVM 虛擬技術(shù)和Hadoop 技術(shù)，以期幫助客戶構(gòu)建云計(jì)算環(huán)境。“藍(lán)云”軟件平臺的特點(diǎn)主要體現(xiàn)在虛擬機(jī)以及所采用的大規(guī)模數(shù)據(jù)處理軟件Hadoop 。該體系結(jié)構(gòu)圖側(cè)重于云計(jì)算平臺的核心后端，未

25、涉及用戶界面。由于該架構(gòu)是完全基于IBM 公司的產(chǎn)品設(shè)計(jì)的，所以也可以理解為“藍(lán)云”產(chǎn)品架構(gòu)12。（3）Sun 的云基礎(chǔ)設(shè)施Sun 提出的云基礎(chǔ)設(shè)施體系結(jié)構(gòu)21包括服務(wù)、應(yīng)用 程圖2Google File System 體系結(jié)構(gòu)電信科學(xué)2009年第12 期圖3IBM “藍(lán)云”體系結(jié)構(gòu)序、中間件、操作系統(tǒng)、虛擬服務(wù)器、物理服務(wù)器等6個(gè)層次，如圖4所示，形象地體現(xiàn)了其提出的“云計(jì)算可描述在從硬件到應(yīng)用程序的任何傳統(tǒng)層級提供的服務(wù)”的觀點(diǎn)。（4）微軟的Azure 云平臺微軟的Azure 云平臺包括4個(gè)層次22，如圖5所示。底層是微軟全球基礎(chǔ)服務(wù)系統(tǒng)(globalfoundation service

26、，GFS ，由遍布全球的第四代數(shù)據(jù)中心構(gòu)成；云基礎(chǔ)設(shè)施服務(wù)層(cloudinfrastructure service 以Windows Azure 操作系統(tǒng)為核心，主要從事虛擬化計(jì)算資源管理和智能化任務(wù)分配；Windows Azure 之上是一個(gè)應(yīng)用服務(wù)平臺，它發(fā)揮著構(gòu)件(buildingblock 的作用，為用戶提供一系列的服務(wù)，如Live服務(wù)、NET 服務(wù)、SQL 服務(wù)等；再往上是微軟提供給開發(fā)者的API 、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和程序庫，最上層是微軟為客戶提供的服務(wù)(finishedservice ，如Windows Live 、Office Live 、Exchange圖4Sun 的云計(jì)算平臺Onl

27、ine 等。（5）Amazon 的彈性計(jì)算云Amazon 是最早提供云計(jì)算服務(wù)的公司之一，該公司的彈性計(jì)算云(elasticcompute cloud ，EC2 平臺建立在公司內(nèi)部的大規(guī)模計(jì)算機(jī)、服務(wù)器集群上，平臺為用戶提供網(wǎng)絡(luò)界面操作在“云端”運(yùn)行的各個(gè)虛擬機(jī)實(shí)例(instance。用戶只需為自己所使用的計(jì)算平臺實(shí)例付費(fèi)，運(yùn)行結(jié)束后計(jì)費(fèi)也隨之結(jié)束。彈性計(jì)算云用戶使用客戶端通過SOAP over HTTPS 協(xié)議與Amazon 彈性計(jì)算云內(nèi)部的實(shí)例進(jìn)行交互，如圖6所示。彈性計(jì)算云平臺為用戶或者開發(fā)人員提供了一個(gè)虛擬的集群環(huán)境，在用戶具有充分靈活性的同時(shí)，也減輕了云計(jì)算平臺擁有者(Amazon公

28、司 的管理負(fù)擔(dān)。彈性計(jì)算云中的每一個(gè)實(shí)例代表一個(gè)運(yùn)行中的虛擬機(jī)。用戶對自己的虛擬機(jī)具圖6圖5微軟的Windows Azure 云平臺架構(gòu)Amazon 的彈性計(jì)算云27研究與開發(fā) Grossman 等 23提出并實(shí)現(xiàn)了一種基于高性 能 廣 域 網(wǎng) 的 云 計(jì) 算 平 臺 Sector/Sphere 23，24， 實(shí)驗(yàn)測試顯示性能方面優(yōu)于 Hadoop25。 澳 大 利 亞 墨 爾 本 大 學(xué) (university of melbourne 的 Rajkumar Buyya 等 6提出了一 種面向市場資源分配的云計(jì)算平臺原型 ， 其 中 包 括 用 戶 (user/broker 、服 務(wù) 等 級

29、 協(xié) 議 資源分配器 (SLA resource allocator 、虛擬機(jī) (VM、物理機(jī)器 (physical machine 等 4 個(gè)實(shí) 體 ( 層次 ，如圖 7 所示。 清 華 大 學(xué) (tsinghua university 的 張 堯 學(xué)教授 26，27 研究團(tuán) 隊(duì) 提 出 的 “透 明 計(jì) 算 平 臺”與云計(jì)算基礎(chǔ)服務(wù)設(shè)施構(gòu)想也基本一 致 ，該 透 明 計(jì) 算 平 臺 的 3 層 體 系 結(jié) 構(gòu) 12 包 括 ： 透 明 客 戶 端 (transparent client ，包 括 各 種 個(gè) 人 計(jì) 算 機(jī) 、筆 記 本 、PDA 、智 能 手 機(jī) 等； 中間的透明網(wǎng)絡(luò) (transparent network 則整合了各種有線和無線網(wǎng)絡(luò)傳輸設(shè)施 ， 圖7 云平臺體系結(jié)構(gòu) 主要用來在各種透明客戶端與后臺服務(wù)器 之間完