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云計算技術(shù)及應(yīng)用實例(專業(yè)版)

2024-12-30 08:30上一頁面

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【正文】 SSTable 中的數(shù)據(jù)被劃分成塊( Block),在 SSTable 的結(jié)尾有一個索引,保存 SStable 中塊的位置信息。服務(wù)器端由五個副本構(gòu)成一 Chubby 單元。 3) 專用接口直接和 Client、 Master、 Chunk Server 交互,減少了操作系統(tǒng)之間上下文的切換,降低了復(fù)雜度,提高了效率。 圖 10 GFS 系統(tǒng)架構(gòu)圖 GFS 的系統(tǒng)管理技術(shù)包括: ? 大規(guī)模集群安裝技術(shù) ? 故障檢測技術(shù) ? 節(jié)點動態(tài)加入技術(shù) ? 節(jié)能技術(shù) 相對于傳統(tǒng) 的分布式文件系統(tǒng), GFS 針對 Google 應(yīng)用的特點多方面進(jìn)行了簡化,從而在一定規(guī)模下達(dá)到成本、可靠性、性能的最佳平衡。 ( 2) 協(xié)作與發(fā)布 ? Google 文檔 : 創(chuàng)建并共享文檔,實現(xiàn)實時協(xié)作。配額決定應(yīng)用程序在一個日歷天中可以使用的給定資源的量。 構(gòu)建已在 App Engine 上運(yùn)行的應(yīng)用程序的新發(fā)行版 時,可以將新發(fā)行版作為新版本上傳。 Memcache 對于那些不需要數(shù)據(jù)存儲區(qū)的持久性存儲和事務(wù)功能的數(shù)據(jù)(例如臨時數(shù)據(jù)或從數(shù)據(jù)存儲區(qū)復(fù)制到緩存以進(jìn)行高速訪問的數(shù)據(jù))很有用。一個事務(wù)操作一個組內(nèi)的實體。 App Engine 還提供了一個稱為 webapp 的簡單 Python 網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序框架,從而可以輕松開始構(gòu)建應(yīng)用程序。 App Engine 還包括低級 API 以使用其服務(wù)實現(xiàn)額外適配器或直接從應(yīng)用程序使用。其他計算機(jī)只能通過在標(biāo)準(zhǔn)端口上進(jìn)行 HTTP(或 HTTPS)請求來連接至該應(yīng)用程序。 圖 9 Google App Engine 架構(gòu)圖 21 在 App Engine 中,您只需為您使用的資源付費(fèi)。 然而 SDB 沒有事務(wù)( Transaction)的概念,不支持連接( join)操作,且返回的結(jié)果不支持排序操作。在超時周期期滿之后,消息重新出現(xiàn)在隊列中,另一個讀者進(jìn)程就可以處理它。 2)低成本 3)安全性:基于密鑰對機(jī)制的 SSH 方式反問、可配置的防火墻機(jī)制等。您只需為實際使用的計算時間付費(fèi)。 問題 采用的相關(guān)技術(shù) 數(shù)據(jù)均衡分布 改進(jìn)的一致性哈希算法、數(shù)據(jù)備份 數(shù)據(jù)沖突處理 向量時鐘( Vector Clock) 臨時故障處理 Hinted handoff(數(shù)據(jù)回傳機(jī)制),參數(shù)( W,R,N)可調(diào)的弱 quorum機(jī)制 永久故障后的恢復(fù) Merkle 哈希樹 成員資格以及錯誤檢測 給予 Gossip 的成員資格協(xié)議和錯誤檢測 16 S3 進(jìn)行存儲 Amazon Simple Storage Service (S3) 提供一個用于數(shù)據(jù)存儲和獲取的 Web 服務(wù)接口。 因此, Amazon 在 2020 年 7 月 推出 免費(fèi)的 Amazon 電子商務(wù)服務(wù)( Amazon Emerce Service),讓零售商可以將自己的商品放在 Amazon 網(wǎng)絡(luò) 商店中,儲存產(chǎn)品價格、顧客評等資料,進(jìn)行后臺管理。 標(biāo)準(zhǔn) 制定 目前云計算廠商都在各自為戰(zhàn),并沒有實現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化。 2020 年 11 月 17 日發(fā)布的超級計算機(jī) Top 500 榜單, IBM 為美國 Los A lamos 國家實驗室建造的計算機(jī)系統(tǒng)“ Roadrunner”獲得冠軍。 云計算 采用 鏡像或者提供服務(wù)的機(jī)制來解決異構(gòu)性的問題?,F(xiàn)在所有 IT 廠商提出的云計劃中采用的編程模型,都是基于 MapReduce 的思想開發(fā)的變成工具。 數(shù)據(jù)存儲技術(shù) 為保證高可用、高可靠和經(jīng)濟(jì)性,云計算采用分布式存儲的方式來存儲數(shù)據(jù), 9 采用冗余存儲的方式來保證存儲數(shù)據(jù)的可靠性,即為同 一份數(shù)據(jù)存儲多個副本。 ( 1) 私有云。 客戶和合作伙伴在 上創(chuàng)建了超過 120,000種定制應(yīng)用程序來運(yùn)營他們的業(yè)務(wù),包括供應(yīng)鏈管理、合規(guī)追蹤、品牌管理、應(yīng)收賬款、索賠處理、休假應(yīng)用程序以及其他更多的應(yīng)用程序 Microsoft Windows Azure Platform, Windows Azure Platform 是一套云端服務(wù)作業(yè)系統(tǒng),作為 Windows Azure 平臺的開發(fā)、服務(wù)代管及服務(wù)管理的環(huán)境。在強(qiáng)大的單一應(yīng)用軟件中, NetSuite 集成了前 臺面向最終用戶的CRM 和電子商務(wù)功能與后臺面向企業(yè)內(nèi)部及合作伙伴的 ERP,以及自助服務(wù)門戶功能。可以監(jiān)測、控制資源利用情況,并形成報告,為云計算提供商和用戶就所使用 的服務(wù)提供透明性 。 云計算是一種資源利用模式,它能以簡便的途徑和以按需的方式通過網(wǎng)絡(luò)訪問可配置的計算資源 (網(wǎng)絡(luò)、服務(wù)器、存儲、應(yīng)用、服務(wù)等 ),這些資源可快速部署,并能以最小的管理代價或只需服務(wù)提供商開展少量的工作就可實現(xiàn)資源發(fā)布。 IBM 藍(lán)云定義: ? 一種新的用戶體驗和業(yè)務(wù)模式:云計算式一種新出現(xiàn)的計算模式,它是一個 IT計算資源池,并將應(yīng)用、數(shù)據(jù)及其他資源,以服務(wù)的形式通過網(wǎng)絡(luò)提供給最終用戶 ? 一種新的 IT 架構(gòu)管理方法:云計算是一種新的方式來管理大量的虛擬化的 IT 資源,從管理的角度來看云計算,它可以講多個小的資源組裝成大的資源池,也可以講大型資源虛擬化徹骨多個小型資源,而最終目的都是提供服務(wù)。 GOOGLE ..............................................................................................................錯誤 !未定義書簽。 ? 廣義云計算 : 這種服務(wù)可以是 IT 和軟件、互聯(lián)網(wǎng)相關(guān)的,也可以是任意其他的服務(wù)。 (3)與地理位置無關(guān)的 虛擬化的資源 “ 池 ” 。用戶不需管理或控制底層的網(wǎng)絡(luò)、服務(wù)器、操作系統(tǒng)、存儲系統(tǒng)、應(yīng)用程序等,但可能需要完成一些與用戶相關(guān)的應(yīng)用程序參數(shù)設(shè)置。 從服務(wù)生產(chǎn)商或消費(fèi)者的觀點看,關(guān)于 PaaS 的觀點至少有兩種: 生產(chǎn) PaaS 的某個人可能通過集成 OS、中間件、應(yīng)用軟件甚至是一個隨后作為服務(wù)提供給客戶的開發(fā)環(huán)境來生產(chǎn)一個平臺。 NetSuite Suite 云 : NetSuite 為其合作伙伴提供 Suite 云系統(tǒng),在利潤豐厚的云計算市場推出了自己的定制應(yīng)用平 臺。 云基礎(chǔ)設(shè)施由若干個組織分享,以支持某個特定的社區(qū)。 未來的發(fā)展集中在超大規(guī)模的數(shù)據(jù)存儲、數(shù)據(jù)加密和安全性保證、以及繼續(xù)提高 IO 速率等方面。 10 云計算與其他概念 云計算與網(wǎng)格計算 從根本上來說,從應(yīng)對 Inter 應(yīng)用的特征特點來說,他們是一致的,為了完成在 Inter 情況下支持應(yīng)用,解決異構(gòu)性、資源共享等等問題。 而云計算從誕生開始就是針對企業(yè)商業(yè)應(yīng)用,商業(yè)模型比較清晰。而云計算則以數(shù)據(jù)為中心,同時兼顧系統(tǒng)的運(yùn)算速度。面臨企業(yè)傳統(tǒng) IT 系統(tǒng)管理和使用模式的巨大阻力 云計算 安全監(jiān)管 云計算對于 安全 監(jiān)管問題也帶來了很大的挑戰(zhàn),云計算服務(wù)就是一種虛擬運(yùn)營服務(wù),它會帶來一些監(jiān)管上的問題,云計算資源的跨地域提供與本地化的監(jiān)管之間存在矛盾,對虛擬業(yè)務(wù)運(yùn)營商的監(jiān)管機(jī)制還有待建立。 同時亞馬遜還提供了內(nèi)容推送服務(wù) CloudFront、電子商務(wù)服務(wù) DevPay 和 FPS 服務(wù)。存儲本身位于美國或歐盟。 Amazon 允許創(chuàng)建 Amazon 機(jī)器映像 (AMI) 作為實例的模板。用戶需要長期保存的數(shù)據(jù)則保存到 EBS(彈性塊存儲模塊)中 , EBS 中的數(shù)據(jù)只能由用戶來三處。 用 Amazon SimpleDB 進(jìn)行數(shù)據(jù)集處理 Amazon SimpleDB (SDB) 是一個用于存儲、處理和查詢結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)集的 Web 服務(wù)。 圖 8 AWS 綜合使用協(xié)作圖 Google Google App Engine Google App Engine 是一個由 Python 應(yīng)用服務(wù)器群、 Bigtable 數(shù)據(jù)庫及 GFS數(shù)據(jù)存儲服務(wù)組成的 PaaS 平臺,它能為開發(fā)者提供一體 化的、可自動升級的在線應(yīng)用服務(wù)。所有應(yīng)用程序都可以使用多達(dá) 500 MB 的存儲空間,以及可支持每月約 500 萬頁面瀏覽量的足夠的 CPU 和帶寬,完全免費(fèi)。請求處理程序不能在響應(yīng)發(fā)送后生成子進(jìn)程或執(zhí)行代碼。 App Engine 包括針對 Python 網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序開發(fā)的豐富的 API 和工具,包括功能豐富的數(shù)據(jù)建模 API、易于使用的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序框架和用于管理和訪問您的應(yīng)用程序的數(shù)據(jù)的工具。數(shù)據(jù)對象(或 “實體 ”)有一類和一組屬性。使用 Google 帳戶使用戶可以更快地開始使用您的應(yīng)用程序,因為用戶可以不需要創(chuàng)建新帳戶了。在 Google App Engine 中, Python 借口包含了數(shù)據(jù)建模和類似于 SQL 的一種查詢語言( GQL),通過這些 API 和 GQL 查詢語言,可以極大的方便用戶開發(fā)可擴(kuò)展數(shù)據(jù)庫的應(yīng)用程序。如果您使用 Eclipse 開發(fā)環(huán)境,您可以使用 Eclipse Google 插件 來創(chuàng)建、測試和上傳 App Engine 應(yīng)用程序。響應(yīng)超時是動態(tài)的,如果請 求處理程序經(jīng)常達(dá)到其超時,則可以縮短請求超時以節(jié)省資源。 Google 云計算技術(shù) Google 云計算技術(shù)具體包括: Google 文件系統(tǒng) GFS、分布式計算編程模型MapReduce、分布式鎖服務(wù) Chubby 和分布式結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng) Bigtable 等。 28 ? 不緩存數(shù)據(jù) 在云計算系統(tǒng)中,客戶端大部分是流式順序讀寫,并不存在大量的重復(fù)讀寫,緩存對系統(tǒng)整體性能的提高作用不大,反而會產(chǎn)生可能的一致性問題。一個 Map 函數(shù)就是對一部分原始數(shù)據(jù)進(jìn)行分發(fā)操作而一個 Reduce 操作就是對每個 Map 所產(chǎn)生的一部分中間結(jié)果進(jìn)行合并操作。 ( 4) 分布式結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)表 Bigtable Bigtable 是一個分布式多為映射表,表中數(shù)據(jù)通過一個行關(guān)鍵字、列關(guān)鍵字和一個時間戳進(jìn)行索引。 Bigtable 使用了緩存和預(yù)取技術(shù),子表地址被緩存在客戶端??蛻粼L問 Bigtable 服務(wù)時首先利用庫函數(shù)執(zhí)行 Open()操作打開一個鎖獲取目錄文件,然后和子表服務(wù)器進(jìn)行通信。 Chubby 的設(shè)計目標(biāo)有以下幾點: ? 高可用性和高可靠性: ? 高擴(kuò)展性: 將數(shù)據(jù)存儲在價格較為低廉的 RAM,支持大 規(guī)模用戶訪問文件。在內(nèi)核臺下,如果不能很好地掌握其特性,效率不但不會高,甚至還會影響到整個系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性。 Master 是 GFS 的管理節(jié)點,在邏輯上只有一個,保存系統(tǒng)的元數(shù)據(jù),負(fù)責(zé)整個文件系統(tǒng)的管理。 有關(guān)配額列表和對配額系統(tǒng)的解釋,包括哪些配額可通過啟用付費(fèi)來增加,請參閱 配額 。 ( 9) 配額和限制 創(chuàng)建 App Engine 應(yīng)用程序不僅簡單,而且是免費(fèi)的!您可以創(chuàng)建帳戶,然后發(fā)布一個用戶可以立即使用的應(yīng)用程序,無需承擔(dān)任何費(fèi)用和責(zé)任。每一 SDK 均包括 App Engine 中的所有 API 和庫。提供了以下 API 以訪問這些服務(wù): ? 網(wǎng)址抓取 : 應(yīng)用程序可以使用 App Engine 的網(wǎng)址抓取服務(wù)訪問互聯(lián)網(wǎng)上的資源,例如網(wǎng)絡(luò)服務(wù)或其他數(shù)據(jù)。您的應(yīng)用程序還可以直接訪問數(shù)據(jù)存儲區(qū)以根據(jù)需要應(yīng)用或多或少的結(jié)構(gòu)。例如,對嘗試打開套接字或向文件寫入的方法的調(diào)用將引發(fā)異常。例如,嘗試打開套接字或向文件寫入的字節(jié)碼將引發(fā)運(yùn)行時異常。 ( 2) 沙盒 設(shè)和是 Google AppEngine 虛擬出的一個環(huán)境,類似于 PC 所使用的虛擬機(jī)。您可以與全世界的人共享您的應(yīng)用程序,也可以限制為只有貴組織的成員可以訪問。 SDB 便于使用,提供關(guān)系數(shù)據(jù)庫的大多數(shù)功能。可以創(chuàng)建任意數(shù)量的隊列,發(fā)送任意數(shù)量的消息。 Amazon 提供五種服務(wù)器類型;可以選擇適合自己應(yīng)用程序需要的服務(wù)器類型。 圖 6 S3 桶基本結(jié)構(gòu)圖 S3 向用戶提供包括身份認(rèn)證和訪問控制列表( ACL)的雙重安全機(jī)制, 讓用戶完全不必為存儲空間、數(shù)據(jù)訪問或數(shù)據(jù)安全性操心。利用 Amazon Web Services,一個電子商務(wù) web 站點能輕易地適應(yīng)不可預(yù)期的需求;一個制藥公司可以租用計算能力來執(zhí)行大規(guī)模的仿真,一個媒體公司可以提供無限制的錄像、音樂等等;一個企業(yè)能夠部署需要寬帶寬的服務(wù)。 行業(yè)應(yīng)用 沒有應(yīng)用的云是沒有價值的 。云計算基礎(chǔ)架構(gòu)具有多租戶的特性,廠商們通常無法保證 A 公司的數(shù)據(jù)與 B 公司的數(shù)據(jù)實現(xiàn)物理分隔。云計算是一種部署架構(gòu),而不是設(shè)計企業(yè) IT 的架構(gòu)方法。 11 資源分布 聚合分布資源,支持虛擬組織,提供高層次的服務(wù),例如分布協(xié)同科學(xué)研究等 。將表按列劃分后存儲。 在這種模式下,云計算基礎(chǔ)設(shè)施由兩種或兩種以上的云 (私有、團(tuán)體或公共 )組成,每種模式的云都保持獨(dú)立,但通過標(biāo)準(zhǔn)或?qū)S屑夹g(shù)被 組合成一體,具有數(shù)據(jù)和應(yīng)用程序的可移植性。也就是說,亞馬遜目前為開發(fā)者提 供了存儲、計算、中間件 8 和數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)服務(wù) 。 7 PaaS 的商業(yè)示例包括: Google App Engine: 谷歌推出了谷歌應(yīng)用軟件引擎( Google AppEngine, 簡稱 GAE),這種服 務(wù)讓開發(fā)人員可以編譯基于 Python 的應(yīng)用程序,并可免費(fèi)使用谷歌的基礎(chǔ)設(shè)施來進(jìn)行托管(最高存儲空間達(dá) 500MB)。 目前已有 72,500 家公司 采用了 Salesforc
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