【文章內(nèi)容簡介】 絡(luò)中心de相關(guān)任務(wù)將可以選用云計算服務(wù)來完成，通過云計算提供deIT基礎(chǔ)架構(gòu)，可以節(jié)約成本，不用投資購買昂貴de硬件設(shè)備，負(fù)擔(dān)頻繁de維護(hù)與升級。同時，云計算也將有效地消除行業(yè)信息系統(tǒng)中de“孤島”現(xiàn)象。網(wǎng)絡(luò)技術(shù)給出了消除信息孤島de解決方案，作為網(wǎng)格運(yùn)算模式de發(fā)展，云計算提供了更強(qiáng)de管理機(jī)制，自動化和高層次de虛擬化，將實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)虛擬環(huán)境上de最大化資源共享和協(xié)同工作。具體來講，云計算為企業(yè)帶來de便利歸納為以下幾個方面。（1） 商業(yè)模式和理念de轉(zhuǎn)變IT公司de商業(yè)模式從實體de軟件或硬件產(chǎn)品銷售轉(zhuǎn)變?yōu)橄鄳?yīng)de軟硬件服務(wù)de提供。通過云計算，更多de應(yīng)用能夠以互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)de方式進(jìn)行。云計算de先驅(qū)者之一谷歌甚至強(qiáng)調(diào)未來幾乎所有de軟件都可以搬上互聯(lián)網(wǎng)，以服務(wù)取代軟件。云計算將帶動整個商業(yè)模式de轉(zhuǎn)變，延伸出新de商業(yè)體系，特別是IT企業(yè)商業(yè)理念也需要轉(zhuǎn)變，當(dāng)前de軟件銷售轉(zhuǎn)變?yōu)榉?wù)銷售，將實體變?yōu)槲磥碇衐e相關(guān)服務(wù)提供給個人用戶或企業(yè)用戶。（2） 提供管理效率、服務(wù)水平利用云計算de商業(yè)服務(wù)平臺提供用戶和提供商之間交換de平臺，用戶不要花精力去開發(fā)相應(yīng)de軟件或提供相應(yīng)平臺，只需要付少量de費(fèi)用就能實現(xiàn)現(xiàn)代化de信息管理，將更多de精力用在企業(yè)de實質(zhì)管理和服務(wù)客戶，增強(qiáng)了企業(yè)de自動化度，能提高企業(yè)de管理效率及相應(yīng)de服務(wù)水平。（3） 降低運(yùn)行維護(hù)成本企業(yè)只需要定制相應(yīng)de服務(wù)，由云服務(wù)商或云端提供需要de基礎(chǔ)架構(gòu)、服務(wù)、軟硬件資源等，可以節(jié)約成本，不要投資購買昂貴de硬件設(shè)備，負(fù)擔(dān)頻繁de維護(hù)與升級，企業(yè)不需要建立自己de數(shù)據(jù)中心、大型機(jī)房、服務(wù)器中心等并相應(yīng)減少軟硬件de運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用。（4） 提高了資源利用率云計算模式中多企業(yè)共用相應(yīng)de基礎(chǔ)架構(gòu)，由云計算提供更強(qiáng)de管理機(jī)制、自動化部和高層次de虛擬化，將實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)虛擬環(huán)境上de最大化資源共享和協(xié)同工作。企業(yè)可以自己組建多個企業(yè)共享云計算基礎(chǔ)設(shè)施，在節(jié)約成本de同時提高資源de利用率。（5） 云計算將擴(kuò)大軟硬件應(yīng)用de外延并改變軟硬件產(chǎn)品de應(yīng)用模式按照流行說法，云計算模式即為電廠集中供電de模式。也就是說，通過云計算，用戶可以不必購買新de服務(wù)器和部署軟件，只需要定制或租用就可以得到應(yīng)用環(huán)境或者應(yīng)用本身。對于用戶來說，軟硬件不必是部署在自己身邊de、專屬也自己de產(chǎn)品，而是可以變身為可利用de、虛擬de一種資源。（6） 影響產(chǎn)業(yè)鏈云計算作為一種應(yīng)用模式，其興起和推廣，必將對產(chǎn)業(yè)鏈產(chǎn)生深遠(yuǎn)de影響。傳統(tǒng)deIT產(chǎn)品de開放方向及技術(shù)發(fā)展方向發(fā)生改變，在推出云計算后，都是圍繞云計算進(jìn)行，包括數(shù)據(jù)中心改造，軟件服務(wù)、硬件服務(wù)de提供替代傳統(tǒng)de軟件開發(fā)和硬件開發(fā)及銷售，衍生出相應(yīng)de產(chǎn)業(yè)鏈，甚至不少企業(yè)為了謀求更好de發(fā)展構(gòu)建行業(yè)聯(lián)盟，整個產(chǎn)業(yè)將進(jìn)行大de整合，并能細(xì)分出更多de云計算相關(guān)de服務(wù)企業(yè)。（7） 其他影響在云計算時代，IT不要擔(dān)心不斷服務(wù)器升級、軟件升級及其他計算問題，從而解放IT部門，可以將更多de精力投入創(chuàng)新中；企業(yè)可以更方便獲取外界信息，可以任何一種語言與客戶和合作伙伴交流，有利于更好地進(jìn)行企業(yè)決策。Googlede云計算技術(shù)實際上是針對Google特定de網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序而定制de。針對內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)規(guī)模超大de特點，Google提出了一整套基于分布式并行集群方式de基礎(chǔ)架構(gòu)，利用軟件de能力來處理集群中經(jīng)常發(fā)生de節(jié)點失效問題。從2003年開始，Google連續(xù)幾年在計算機(jī)系統(tǒng)研究領(lǐng)域de最頂級會議與雜志上發(fā)表論文，揭示其內(nèi)部de分布式數(shù)據(jù)處理方法，向外界展示其使用de云計算核 心技術(shù)。從其近幾年發(fā)表de論文來看，Google使用de云計算基礎(chǔ)架構(gòu)模式包括四個相互獨立又緊密結(jié)合在一起de系統(tǒng)。包括Google建立在集群之上de文 件系統(tǒng)Google File System，針對Google應(yīng)用程序de特點提出deMap/Reduce編程模式，分布式de鎖機(jī)制Chubby以及Google開發(fā)de模型簡化de大規(guī)模 分布式數(shù)據(jù)庫BigTable。圖8 Google File System 文件系統(tǒng)為了滿足Google迅速增長de數(shù)據(jù)處理需求，Google設(shè)計并實現(xiàn)了Google文件系統(tǒng)（GFS，Google File System）。GFS與過去de分布式文件系統(tǒng)擁有許多相同de目標(biāo)，例如性能、可伸縮性、可靠性以及可用性。然而，它de設(shè)計還受到Google應(yīng)用負(fù)載和 技術(shù)環(huán)境de影響。主要體現(xiàn)在以下四個方面:(1) 集群中de節(jié)點失效是一種常態(tài)，而不是一種異常。由于參與運(yùn)算與處理de節(jié)點數(shù)目非常龐大，通常會使用上千個節(jié)點進(jìn)行共同計算，因此，每時每刻總會有節(jié)點處在失效狀態(tài)。需要通過軟件程序模塊，監(jiān)視系統(tǒng)de動態(tài)運(yùn)行狀況，偵測錯誤，并且將容錯以及自動恢復(fù)系統(tǒng)集成在系統(tǒng)中。(2) Google系統(tǒng)中de文件大小與通常文件系統(tǒng)中de文件大小概念不一樣，文件大小通常以G字節(jié)計。另外文件系統(tǒng)中de文件含義與通常文件不同，一個大文件可能包含大量數(shù)目de通常意義上de小文件。所以，設(shè)計預(yù)期和參數(shù)，例如I/O操作和塊尺寸都要重新考慮。(3) Google文件系統(tǒng)中de文件讀寫模式和傳統(tǒng)de文件系統(tǒng)不同。在Google應(yīng)用（如搜索）中對大部分文件de修改，不是覆蓋原有數(shù)據(jù)，而是在文件尾追加新 數(shù)據(jù)。對文件de隨機(jī)寫是幾乎不存在de。對于這類巨大文件de訪問模式，客戶端對數(shù)據(jù)塊緩存失去了意義，追加操作成為性能優(yōu)化和原子性（把一個事務(wù)看做是一個 程序。它要么被完整地執(zhí)行，要么完全不執(zhí)行）保證de焦點。(4) 文件系統(tǒng)de某些具體操作不再透明，而且需要應(yīng)用程序de協(xié)助完成，應(yīng)用程序和文件系統(tǒng)APIde協(xié)同設(shè)計提高了整個系統(tǒng)de靈活性。例如，放松了對GFS一致性 模型de要求，這樣不用加重應(yīng)用程序de負(fù)擔(dān)，就大大簡化了文件系統(tǒng)de設(shè)計。還引入了原子性de追加操作，這樣多個客戶端同時進(jìn)行追加de時候，就不需要額外de同 步操作了?？傊?，GFS是為Google應(yīng)用程序本身而設(shè)計de。據(jù)稱，Google已經(jīng)部署了許多GFS集群。有de集群擁有超過1000個存儲節(jié)點，超過300Tde硬盤空間，被不同機(jī)器上de數(shù)百個客戶端連續(xù)不斷地頻繁訪問著。圖9給出了Google File Systemde系統(tǒng)架構(gòu)，一個GFS集群包含一個主服務(wù)器和多個塊服務(wù)器，被多個客戶端訪問。文件被分割成固定尺寸de塊。在每個塊創(chuàng)建de時候，服務(wù)器分配 給它一個不變de、全球惟一de64位塊句柄對它進(jìn)行標(biāo)識。塊服務(wù)器把塊作為linux文件保存在本地硬盤上，并根據(jù)指定de塊句柄和字節(jié)范圍來讀寫塊數(shù)據(jù)。為 了保證可靠性，每個塊都會復(fù)制到多個塊服務(wù)器上，缺省保存三個備份。主服務(wù)器管理文件系統(tǒng)所有de元數(shù)據(jù)，包括名字空間、訪問控制信息和文件到塊de映射信 息，以及塊當(dāng)前所在de位置。GFS客戶端代碼被嵌入到每個程序里，它實現(xiàn)了Google文件系統(tǒng) API，幫助應(yīng)用程序與主服務(wù)器和塊服務(wù)器通信，對數(shù)據(jù)進(jìn)行讀寫?？蛻舳烁鞣?wù)器交互進(jìn)行元數(shù)據(jù)操作，但是所有de數(shù)據(jù)操作de通信都是直接和塊服務(wù)器進(jìn)行 de?？蛻舳颂峁ヾe訪問接口類似于POSIX接口，但有一定de修改，并不完全兼容POSIX標(biāo)準(zhǔn)。通過服務(wù)器端和客戶端de聯(lián)合設(shè)計，Google File System能夠針對它本身de應(yīng)用獲得最大de性能以及可用性效果。圖9圖10 MapReduce分布式編程環(huán)境為了讓內(nèi)部非分布式系統(tǒng)方向背景de員工能夠有機(jī)會將應(yīng)用程序建立 在大規(guī)模de集群基礎(chǔ)之上，Google還設(shè)計并實現(xiàn)了一套大規(guī)模數(shù)據(jù)處理de編程規(guī)范Map/Reduce系統(tǒng)。這樣，非分布式專業(yè)de程序編寫人員也能夠為 大規(guī)模de集群編寫應(yīng)用程序而不用去顧慮集群de可靠性、可擴(kuò)展性等問題。應(yīng)用程序編寫人員只需要將精力放在應(yīng)用程序本身，而關(guān)于集群de處理問題則交由平臺來處理。圖11Map/Reduce通過“Map（映射）”和“Reduce（化簡）”這樣兩個簡單de概念來參加運(yùn)算，用戶只需要提供自己deMap函數(shù)以及Reduce函數(shù)就可以在集群上進(jìn)行大規(guī)模de分布式數(shù)據(jù)處理。據(jù)稱，Googlede文本索引方法，即搜索引擎de核心部分，已經(jīng)通過Map Reducede方法進(jìn)行了改寫，獲得了更加清晰de程序架構(gòu)。在Google內(nèi)部，每天有上千個Map Reducede應(yīng)用程序在運(yùn)行。構(gòu)建于上述兩項基礎(chǔ)之上de第三個云計算平臺就是Google關(guān)于將數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)擴(kuò)展到分布式平臺上deBigTable系統(tǒng)。很多應(yīng)用程序?qū)τ跀?shù)據(jù)de組織還是非 常有規(guī)則de。一般來說，數(shù)據(jù)庫對于處理格式化de數(shù)據(jù)還是非常方便de，但是由于關(guān)系數(shù)據(jù)庫很強(qiáng)de一致性要求，很難將其擴(kuò)展到很大de規(guī)模。為了處理 Google內(nèi)部大量de格式化以及半格式化數(shù)據(jù)，Google構(gòu)建了弱一致性要求de大規(guī)模數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)BigTable。據(jù)稱，現(xiàn)在有很多Googlede應(yīng) 用程序建立在BigTable之上，例如Search History、Maps、Orkut和RSS閱讀器等。圖12給出了在BigTable模型中de數(shù)據(jù)模型。數(shù)據(jù)模型包括行列以及相應(yīng)de時間戳，所有de數(shù)據(jù)都存放在表格中de單元里。BigTablede內(nèi)容按照行來劃分，將多個行組成一個小表，保存到某一個服務(wù)器節(jié)點中。這一個小表就被稱為Tablet。圖12圖13以上是Google內(nèi)部云計算基礎(chǔ)平臺de三個主要部分，除了這三個部分之外，Google還建立了分布式程序de調(diào)度器，分布式de鎖服務(wù)等一系列相關(guān)de云計算服務(wù)平臺。 Googlede云應(yīng)用除了上述de云計算基礎(chǔ)設(shè)施之外，Google還在其云計算基礎(chǔ)設(shè)施之上建立了一系列新型網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序。由于借鑒了異步網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸deWeb ，這些應(yīng)用程序給予用戶全新de界面感受以及更加強(qiáng)大de多用戶交互能力。其中典型deGoogle云計算應(yīng)用程序就是Google推出de與 Microsoft Office軟件進(jìn)行競爭deDocs網(wǎng)絡(luò)服務(wù)程序。Google Docs是一個基于Webde工具，它有跟Microsoft Office相近de編輯界面，有一套簡單易用de文檔權(quán)限管理，而且它還記錄下所有用戶對文檔所做de修改。Google Docsde這些功能令它非常適用于網(wǎng)上共享與協(xié)作編輯文檔。Google Docs甚至可以用于監(jiān)控責(zé)任清晰、目標(biāo)明確de項目進(jìn)度。當(dāng)前，Google Docs已經(jīng)推出了文檔編輯、電子表格、幻燈片演示、日程管理等多個功能de編輯模塊，能夠替代Microsoft Office相應(yīng)de一部分功能。值得注意de是，通過這種云計算方式形成de應(yīng)用程序非常適合于多個用戶進(jìn)行共享以及協(xié)同編輯，為一個小組de人員進(jìn)行共同創(chuàng)作 帶來很大de方便性。Google Docs是云計算de一種重要應(yīng)用，即可以通過瀏覽器de方式訪問遠(yuǎn)端大規(guī)模de存儲與計算服務(wù)。云計算能夠為大規(guī)模de新一代網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用打下良好de基礎(chǔ)。雖然Google可以說是云計算de最大實踐者，但是，Googlede云計算平臺是私有de環(huán)境，特別是Googlede云計算基礎(chǔ)設(shè)施還沒有開放出來。除了開放 有限de應(yīng)用程序接口，例如GWT（Google Web Toolkit）以及Google Map API等，Google并沒有將云計算de內(nèi)部基礎(chǔ)設(shè)施共享給外部de用戶使用，上述de所有基礎(chǔ)設(shè)施都是私有de。幸運(yùn)de是，Google公開了其內(nèi)部集群計算環(huán)境de一部分技術(shù)，使得全球de技術(shù)開發(fā)人員能夠根據(jù)這一部分文檔構(gòu)建開源de大規(guī)模數(shù)據(jù)處理云計算基礎(chǔ)設(shè)施，其中 最有名de項目即Apache旗下deHadoop項目。而下面de兩個云計算de實現(xiàn)則為外部de開發(fā)人員以及中小公司提供了云計算de平臺環(huán)境，使得開發(fā)者能夠在 云計算de基礎(chǔ)設(shè)施之上構(gòu)建自己de新型網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用。其中IBMde藍(lán)云計算平臺是可供銷售de計算平臺，用戶可以基于這些軟硬件產(chǎn)品自己構(gòu)建云計算平臺。亞馬遜de 彈性計算云則是托管式de云計算平臺，用戶可以通過遠(yuǎn)端de操作界面直接使用。4 內(nèi)部云（私有云）所謂de“內(nèi)部云”（internal cloud），是把自己de計算資源匯集到云中，并進(jìn)行管理；可以根據(jù)需要，動態(tài)實時地提供服務(wù)器資源，最后提高了利用率和效率。私有云是企業(yè)內(nèi)部提供de云服務(wù)，在企業(yè)de防火墻內(nèi)，并能對其數(shù)據(jù)、安全性和服務(wù)質(zhì)量進(jìn)行有效地控制。企業(yè)可以完全控制de云計算方式，即例如云存儲de存儲資源de訪問可以完全由企業(yè)控制，而不是哪一個云計算服務(wù)提供商。這就等于使用云計算de企業(yè)自己建立de企業(yè)de內(nèi)部云。當(dāng)然這個云也可能會對外提供服務(wù)，但是企業(yè)所有de云計算應(yīng)用都將基于這個云，并且對于數(shù)據(jù)de保護(hù)也是可以被企業(yè)完全控制de。一些大企業(yè)選擇這種云計算de方式建立自己de云計算平臺以支撐提供de服務(wù)或者內(nèi)部使用。其原因可能出于對云計算提供商de不信任，以及對1對隱私數(shù)據(jù)保護(hù)不是很成熟de現(xiàn)狀de擔(dān)憂。 如果企業(yè)企業(yè)需要云計算de種種好處，例如按需使用，靈活de擴(kuò)展性等。并且企業(yè)具有雄厚de資金以及技術(shù)基礎(chǔ)，為什么我們不自己建造自己de云，而去使用企業(yè)不可控de云計算服務(wù)提供商de云（Public Cloud）呢？ 現(xiàn)在已經(jīng)有一些軟件公司提供這一類de服務(wù)，協(xié)助企業(yè)建立自己de云計算平臺。例如ParaScale公司發(fā)布云存儲軟件產(chǎn)品。ParaScale發(fā)布ParaScale Cloud Storage（PCS）軟件，允許企業(yè)用戶將傳統(tǒng)deLinux服務(wù)器轉(zhuǎn)化成Amazon S3類型de存儲云。目前Sony Picutures Imageworks 和Stanford Genome Technology 已經(jīng)開始使用這些服務(wù)，一些公司利用這個軟件提供自己de云存儲服務(wù)。這個產(chǎn)品主要應(yīng)用在企業(yè)對私有存儲云de需求中。（1）獨自構(gòu)建。通過使用諸如Enomaly和Eucalyptus等軟件將現(xiàn)有硬件整合成一個云，這比較適合預(yù)算少或者希望重用現(xiàn)有硬件de企業(yè)。（2）購買解決方案。通過購買CiscodeUCS和IBMdeBlue Cloud等方案來一步到位，這比較適合有實力de企業(yè)。（3）購買私有云服