云計(jì)算的總體架構(gòu)

云計(jì)算總體架構(gòu)、應(yīng)用及模式探討引言：云計(jì)算，是一種可用于商業(yè)化運(yùn)作技術(shù)架構(gòu)。云計(jì)算是新一代IT〔計(jì)算機(jī)技術(shù)〕模式，是IT開(kāi)展歷程回歸，自喬布斯創(chuàng)新PC〔個(gè)人電腦〕分散應(yīng)用以來(lái)IT領(lǐng)域第一次大集中應(yīng)用。云計(jì)算誕生，仍然得遵循經(jīng)濟(jì)規(guī)律，利用技術(shù)上創(chuàng)新實(shí)現(xiàn)需求增長(zhǎng)與運(yùn)營(yíng)本錢(qián)降低。面對(duì)大量資源利用率缺乏計(jì)算機(jī)，通過(guò)云形式，利用富裕已存在性能資源，使其虛擬成池以提供效勞滿(mǎn)足社會(huì)各方面信息軟件化需求，這是目前IT業(yè)大舉進(jìn)攻目標(biāo)市場(chǎng)。云計(jì)算是技術(shù)，有自身技術(shù)架構(gòu)，通過(guò)對(duì)云計(jì)算架構(gòu)中功能模塊解析與架構(gòu)應(yīng)用實(shí)例列舉，闡述了云計(jì)算實(shí)現(xiàn)根本模型，并對(duì)云計(jì)算商業(yè)模式進(jìn)展了分類(lèi)展望。云架構(gòu)：云計(jì)算經(jīng)過(guò)初期摸索，架構(gòu)漸漸清晰，主流是分為兩局部：效勞與管理。云架構(gòu)總體構(gòu)造框如圖1：聞il"?路由JG,!>騷和應(yīng)用時(shí)成蝶體介成訪(fǎng)初增觀(guān)你詢(xún)信層離敢物她互聯(lián)圖1云架構(gòu)系統(tǒng)框圖效勞分三層：SaaS〔軟件即效勞〕、PaaS〔平臺(tái)即效勞〕與IaaS〔根底設(shè)施即效勞〕。SaaS是出現(xiàn)最早，最普遍云計(jì)算效勞。隨著互聯(lián)網(wǎng)高速開(kāi)展，根底網(wǎng)絡(luò)條件日益成熟，用戶(hù)通過(guò)瀏覽器聯(lián)網(wǎng)即能用云上軟件效勞。SaaS最靠近用戶(hù)，只需按需付費(fèi)就能享受云計(jì)算效勞商提供軟件效勞，用戶(hù)因此省去了前期軟硬件與后期維護(hù)資金投入，這種高體驗(yàn)性效勞，促成7SaaS產(chǎn)品在云計(jì)算產(chǎn)品中高市場(chǎng)份額。SaaS包含以下常見(jiàn)技術(shù)：〔1〕、HTML〔超文本標(biāo)記語(yǔ)言〕。Web〔網(wǎng)站〕頁(yè)面標(biāo)準(zhǔn)技術(shù),現(xiàn)主流是HTML4,逐步會(huì)過(guò)渡至HTML5，視頻高品質(zhì)需求體驗(yàn)是其推動(dòng)力。〔2〕、JavaScript［物件導(dǎo)向語(yǔ)言〕。用于豐富Web頁(yè)面功能動(dòng)態(tài)描述語(yǔ)言，提高人機(jī)交互時(shí)動(dòng)畫(huà)體驗(yàn)?！?〕、CSS（級(jí)聯(lián)樣式表）。控制Web頁(yè)面外觀(guān)，例如鏈接文字變化，頁(yè)面內(nèi)容與表現(xiàn)形式相互獨(dú)立。另外還有RIA〔富聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用〕技術(shù)，F(xiàn)lash〔動(dòng)畫(huà)與矢量表示工具〕與Sliverlight［微軟富聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用〕，這里不做表達(dá)。開(kāi)發(fā)涉及本錢(qián)，由于Adobe〔電腦軟件公司〕與微軟涉及軟件許可與應(yīng)用收費(fèi)，所以以上三種技術(shù)組合被市場(chǎng)廣泛采納，通用且學(xué)習(xí)本錢(qián)低。在HTML5被人們廣泛承受之前,RIA應(yīng)用會(huì)占到一定比例，與HTML4相比，RIA在用戶(hù)體驗(yàn)性方面具有優(yōu)勢(shì)。PaaS是目前出現(xiàn)最晚但潛力較大云計(jì)算效勞。提供軟件開(kāi)發(fā)與部署應(yīng)用平臺(tái)給應(yīng)用軟件開(kāi)發(fā)人員。平臺(tái)包括軟件開(kāi)發(fā)工具、開(kāi)發(fā)部署與測(cè)試環(huán)境，平臺(tái)具有高整合率，支持上萬(wàn)應(yīng)用軟件。平臺(tái)高經(jīng)濟(jì)型，使得開(kāi)發(fā)人員省去效勞器軟硬件與網(wǎng)絡(luò)搭建高投入。PaaS包含以下常見(jiàn)技術(shù)：〔1〕、REST〔表述性狀態(tài)遷移〕。響應(yīng)效勞調(diào)用技術(shù)，將中間件層所支撐局部效勞提供應(yīng)調(diào)用者?！?〕、多租戶(hù)。一對(duì)多效勞，一個(gè)應(yīng)用實(shí)例對(duì)應(yīng)多個(gè)組織，具有高經(jīng)濟(jì)性?！?〕、并行處理。應(yīng)對(duì)于海量數(shù)據(jù)處理，效勞器集群規(guī)模大，面向科研及統(tǒng)計(jì)分析機(jī)構(gòu)。〔4〕、應(yīng)用效勞器。處理Web響應(yīng)呼叫。〔5〕、分布式緩存。降低后臺(tái)效勞器高負(fù)荷壓力，提升響應(yīng)速率,使效勞器保持較好數(shù)據(jù)處理能力。不同PaaS平臺(tái)，對(duì)以上技術(shù)選取也是不同。應(yīng)用效勞器與分布式緩存是必需。REST用于對(duì)外接口。多租戶(hù)技術(shù)用于SaaS應(yīng)用后臺(tái)，對(duì)于有些公司PaaS平臺(tái)，SaaSAPI〔用戶(hù)編程接口〕是依賴(lài)PaaSAPI。并行效勞特殊性決定了其作為單獨(dú)效勞推出。IaaS是底層技術(shù)云計(jì)算效勞。面向大中型企業(yè)，這類(lèi)效勞需求是企業(yè)級(jí)。其常見(jiàn)技術(shù)如下：〔1〕、虛擬化技術(shù)。在物理效勞器上虛擬多個(gè)虛擬機(jī)，類(lèi)似電腦中存在多個(gè)操作系統(tǒng)。效勞器購(gòu)置本錢(qián)與維護(hù)本錢(qián)將大大降低。〔2〕、分布式存儲(chǔ)。將海量數(shù)據(jù)分配至多臺(tái)效勞器上進(jìn)展存儲(chǔ)與管理?！?〕、關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)。利用改進(jìn)事物關(guān)系表達(dá)抽象數(shù)據(jù)庫(kù)構(gòu)造模型以適應(yīng)云效勞應(yīng)用?！?〕、NoSQL〔非關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)〕。對(duì)關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)補(bǔ)充，應(yīng)對(duì)非關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)與海量數(shù)據(jù)管理需求。不同IaaS平臺(tái)對(duì)以上技術(shù)選取也是不同。虛擬化技術(shù)是必需。數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)與分布式存儲(chǔ)技術(shù)那么應(yīng)不同IaaS云計(jì)算效勞企業(yè)投放效勞靈活選取。管理同樣分三層：客戶(hù)層、管理功能層與監(jiān)控層?？蛻?hù)層，面向使用云計(jì)算效勞客戶(hù)，通過(guò)以下4個(gè)功能模塊為客戶(hù)提供優(yōu)質(zhì)效勞：〔1〕、客戶(hù)管理。客戶(hù)管理包含三個(gè)方面，賬號(hào)管理、登陸管理與客戶(hù)配置管理。賬號(hào)管理對(duì)客戶(hù)身份及訪(fǎng)問(wèn)權(quán)限進(jìn)展有效管理，當(dāng)然也包括用戶(hù)組。登陸管理，這個(gè)在云效勞登陸中顯得很特別，應(yīng)對(duì)云中所有可登陸系統(tǒng)，只需一次登陸成功，就能訪(fǎng)問(wèn)所有能登陸系統(tǒng)?？蛻?hù)配置管理，針對(duì)每個(gè)客戶(hù)，配置不同性能與應(yīng)用都要進(jìn)展記錄、管理與追蹤，實(shí)現(xiàn)資源合理與合法使用?！?〕、客戶(hù)支持。客戶(hù)支持是增強(qiáng)客戶(hù)體驗(yàn)重要手段，在遇到云效勞使用困難時(shí)，能得到及時(shí)有效解決，客戶(hù)支持系統(tǒng)顯得很關(guān)鍵?？蛻?hù)系統(tǒng)應(yīng)表達(dá)差異化效勞，針對(duì)不同重要級(jí)別客戶(hù)，能提供不同客戶(hù)支持效勞，客戶(hù)體驗(yàn)效果會(huì)很明顯?！?〕、計(jì)費(fèi)管理。利用監(jiān)控層采集數(shù)據(jù)，對(duì)用戶(hù)使用資源與效勞進(jìn)展準(zhǔn)確收費(fèi)，并能提供詳細(xì)費(fèi)用清單?！?〕、效勞管理。云效勞中特殊功能模塊，云是基于SOA〔面向效勞體系構(gòu)造〕架構(gòu)，系統(tǒng)是松耦合，應(yīng)用可以拆分為多個(gè)效勞，效勞可以通過(guò)接口進(jìn)展連接，既能整合成流程提高運(yùn)行效率又能支持?jǐn)U展修改。云中存在許多效勞，這使得效勞管理對(duì)于云效勞提供顯得很重要。管理功能層，保障云整體環(huán)境平安性及管理自動(dòng)化，分為以下4個(gè)模塊：〔1〕、運(yùn)維管理。運(yùn)維管理表達(dá)在三個(gè)方面：預(yù)防維護(hù)、能源管理與告警性能管理。預(yù)防維護(hù)是建立在告警性能管理之上，對(duì)潛在故障隱患進(jìn)展預(yù)警，對(duì)已發(fā)生故障采取冗余或重啟硬件操作。能源管理是對(duì)閑置能源進(jìn)展關(guān)閉，能根據(jù)設(shè)備負(fù)荷對(duì)相關(guān)耗能硬件進(jìn)展調(diào)節(jié)，也能根據(jù)機(jī)房溫度與能耗統(tǒng)計(jì)進(jìn)展能源精益管理。告警與性能管理，對(duì)云中發(fā)生事件進(jìn)展捕捉、記錄與上報(bào)?！?〕、資源管理。資源管理面向云中物理設(shè)備，首先是將云中物理資源進(jìn)展虛擬化，類(lèi)似于建水池，集中建造一個(gè)資源池，然后，加以規(guī)那么，建立資源使用流程，得以自動(dòng)部署資源使用，最后進(jìn)展資源調(diào)度使用，能均衡資源于各種應(yīng)用?！?〕、平安管理。平安管理是云效勞重要點(diǎn)，對(duì)數(shù)據(jù)、應(yīng)用與賬號(hào)都要實(shí)施平安保障。云平安涉及有7個(gè)方面，一是對(duì)平安進(jìn)展全面檢測(cè)梳理漏洞，二是物理隔離，三是利用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實(shí)施隔離，四是對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)展加密，五是實(shí)施不同平安策略與制定不同平安規(guī)那么，六是按責(zé)任劃分權(quán)限，七是做好數(shù)據(jù)備份，防止數(shù)據(jù)因人為與管理上漏洞而喪失?！?〕、冗余支持。數(shù)據(jù)中心要建立冗余，主數(shù)據(jù)中心發(fā)生毀壞時(shí)，云仍能依靠備用數(shù)據(jù)中心進(jìn)展運(yùn)行。主備之間要能實(shí)時(shí)同步，主備能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)與快速倒換。對(duì)于物理節(jié)點(diǎn)，其失效是正常，可以屏蔽掉故障節(jié)點(diǎn)或恢復(fù)它正常工作，但前提是不影響云效勞正常運(yùn)行。監(jiān)測(cè)層，主要涉及三個(gè)方面監(jiān)測(cè)，一是對(duì)物理資源運(yùn)行狀況監(jiān)測(cè)，例如CPU〔中央處理器〕使用率等。二是對(duì)虛擬資源運(yùn)行狀況監(jiān)測(cè)。三是效勞質(zhì)量監(jiān)測(cè)，記錄其請(qǐng)求響應(yīng)相關(guān)技術(shù)指標(biāo)，以判斷是否滿(mǎn)足差異化效勞。云架構(gòu)應(yīng)用實(shí)例：Google〔互聯(lián)網(wǎng)搜索引擎公司〕與salesforce〔云效勞提供商〕云計(jì)算產(chǎn)品，在業(yè)界享有盛譽(yù)，通過(guò)對(duì)這兩大公司云計(jì)算效勞構(gòu)架實(shí)例剖析，有助于更好理解云架構(gòu)。salesforce公司CRM〔客戶(hù)管理系統(tǒng)〕云計(jì)算產(chǎn)品屬于SaaS效勞，由于根底物理資源必需虛擬化與其SaaS效勞依賴(lài)于PaaSAPI,所以CRM云效勞構(gòu)架包含全部三層，如圖2：圖2CRM云效勞架構(gòu)框圖CRM產(chǎn)品采用技術(shù)包含以下幾種：〔1〕、SaaS層。采用HTML、JavaScript與CSS這套組合?！?〕、PaaS層。采用多租戶(hù)技術(shù)與支撐多租戶(hù)技術(shù)應(yīng)用效勞器。〔3〕、Iaas層。采用關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)。〔4〕、云管理方面。在客戶(hù)層提供客戶(hù)管理與計(jì)費(fèi)管理。在管理功能層提供平安管理與資源管理。在監(jiān)控層提供監(jiān)控管理。Google公司APPEngine產(chǎn)品是PaaS效勞，云效勞構(gòu)架只有兩層，如圖3：

PiaS'

應(yīng)用服務(wù)器PiaS'

應(yīng)用服務(wù)器?分布式緩存客戶(hù)層

客戶(hù)管理

AFI^計(jì)費(fèi)管理TOC\o"1-5"\h\z] I! 管理功能層 ?i X—以 黃源管理 9\ r^i運(yùn)維筐-i Ia.aS ! 』 *]NoSQL布式存儲(chǔ)II 監(jiān)控層 3| ； ； 監(jiān)控系統(tǒng) ；! i| iI云服務(wù) II 云管理 |圖3APPEngine云架構(gòu)系統(tǒng)框圖APPEngine〔應(yīng)用引擎〕產(chǎn)品采用技術(shù)包含以下幾種：〔1〕、PaaS層。采用分布式緩存技術(shù)與應(yīng)用效勞器。〔2〕、Iaas層。采用NoSOL數(shù)據(jù)庫(kù)分布式存儲(chǔ)?！?〕、云管理方面。在客戶(hù)層提供計(jì)費(fèi)管理，能進(jìn)展API級(jí)細(xì)顆粒計(jì)費(fèi)。在管理功能層提供運(yùn)維管理與資源管理。在監(jiān)控層提供監(jiān)控管理。云商業(yè)模式云技術(shù)架構(gòu)是統(tǒng)一，但技術(shù)開(kāi)發(fā)是為了商業(yè)運(yùn)作，因客戶(hù)需求，就會(huì)演變?yōu)椴煌颇Ｊ?，大致分為以下四種：〔1〕、公有云。面向公共普通用戶(hù)，客戶(hù)群龐大，容易形成規(guī)模效益，其本錢(qián)會(huì)變低。公有云可由云效勞提供商或綜合型信息效勞提供商進(jìn)展運(yùn)營(yíng)，為公共用戶(hù)提供各種IT資源。云效勞提供商提供軟件環(huán)境、應(yīng)用、物理等各種資源管理與維護(hù)。使用公共云效勞，用戶(hù)按需付費(fèi)即可。云中資源對(duì)于用戶(hù)而言是透明與未知，正是基于此，云效勞提供商能保證設(shè)施與資源平安性，能滿(mǎn)足平安上需求?！?〕、私有云。面向企業(yè)級(jí)用戶(hù)，特別是IT經(jīng)費(fèi)充足企業(yè)。企業(yè)對(duì)數(shù)據(jù)有很高平安需求，不希望數(shù)據(jù)不再企業(yè)內(nèi)部，而在公有云中。私有云就是將云放置在企業(yè)防火墻內(nèi)，企業(yè)IT人員能對(duì)數(shù)據(jù)、平安性與效勞進(jìn)展有效控制?！?〕、混合云。面向企業(yè)級(jí)用戶(hù)，適合既對(duì)數(shù)據(jù)平安有一定要求，IT經(jīng)費(fèi)又缺乏企業(yè)。具體思路是，將企業(yè)重要數(shù)據(jù)與應(yīng)用放至企業(yè)防火墻內(nèi)，將相對(duì)次要數(shù)據(jù)與應(yīng)用放至公有云中?！?〕、行業(yè)云。這是未來(lái)很重要一種云模式。云行業(yè)應(yīng)用與物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)應(yīng)用將在此進(jìn)展結(jié)合，存在巨大商業(yè)價(jià)值。行業(yè)云將一個(gè)行業(yè)數(shù)據(jù)與應(yīng)用放至專(zhuān)門(mén)云中，能實(shí)現(xiàn)資源共享與重復(fù)使用，降低行業(yè)內(nèi)企業(yè)開(kāi)發(fā)本錢(qián)，例如游戲行業(yè)。當(dāng)然，商業(yè)模式離不開(kāi)需求與針對(duì)性開(kāi)展云效勞提供經(jīng)營(yíng)，應(yīng)著眼于市場(chǎng)用戶(hù)需求，通過(guò)移動(dòng)終端、應(yīng)用效勞平臺(tái)、根底通信設(shè)施、根底IT設(shè)施與效勞提供合作伙伴整合聯(lián)動(dòng)，結(jié)合自身優(yōu)勢(shì)有選擇性地