【文章內(nèi)容簡介】 平臺層 基礎(chǔ)設(shè)施層 虛擬化層 硬件即服務(wù) 基礎(chǔ)設(shè)施即 服務(wù) 平臺即服務(wù) 16 云計算技術(shù)層次 云計算技術(shù)層次和云計算服務(wù)層次不是一個概念，后者從服務(wù)的角度來劃分云的層次，主要突出了云服務(wù)能我們帶來什么。而云計算的技術(shù)層次主要從系統(tǒng)屬性和設(shè)計思想角度來說明云，是對軟硬件資源在云計算技術(shù)中所充當(dāng)角色的說明。從云計算技術(shù)角度來分，云計算大約有 4部分構(gòu)成：物理資源、虛擬化資源、中間件資源、和服務(wù)接口，如圖 7所示： 圖 7 云計算技術(shù)體系結(jié)構(gòu) 服務(wù)接口：統(tǒng)一規(guī)定了在云計算時代使用計算機的各種規(guī)范、云計算服務(wù)的各種標(biāo)準(zhǔn)等，用戶端與云端交互操作的入口，可以完成有用戶或服務(wù)注冊 ，對服務(wù)的定制和使用。 服務(wù)管理中間件：在云計算技術(shù)中，中間件位于服務(wù)和服務(wù)器集群之間，提供管理和服務(wù)即云計算體系結(jié)構(gòu)中的管理系統(tǒng)。對標(biāo)識、認證、授權(quán)、目錄、安全性等服務(wù)進行標(biāo)識化化操作，為應(yīng)用提供統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)化程序接口和協(xié)議，隱藏底層硬件、操作系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)的異構(gòu)性，統(tǒng)一管理網(wǎng)絡(luò)資源。 虛擬化資源：指一些可以實現(xiàn)一定操作具有一定功能，但其本身是虛擬而本身真是的資源，如計算池、存儲池和網(wǎng)絡(luò)池、數(shù)據(jù)庫資源等，通過軟件技術(shù)來實現(xiàn)相關(guān)的虛擬化功能，包括虛擬環(huán)境、虛擬系統(tǒng)、虛擬平臺。 物理資源：主要指能支持計算機正常運行 的一些硬件設(shè)備及技術(shù)，可以是價 17 格低廉的 PC，也可以是價格昂貴的服務(wù)器及磁盤陣列等設(shè)備，可以通過現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)計算和并行技術(shù)、分布式技術(shù)將分散的計算機組成一個可以提供超強功能的集群用于計算和存儲等云計算操作。在云計算時代，本地計算機可能不再像傳統(tǒng)計算機那樣需要空間足夠的硬盤、大功率的處理器和大容量的內(nèi)存，指需要一些必要的硬件設(shè)備如網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和基本的輸入輸出設(shè)備等。 云計算應(yīng)用 云計算的表現(xiàn)形式多種多樣，簡單的云計算在人們?nèi)粘＞W(wǎng)絡(luò)應(yīng)用中隨處可見，如騰訊 空間提供在線制作 Flash 圖片，彩字秀提供的個性文字圖片的 處理， Google Doc 和 Google Apps、 zoho、用遠程軟件進行 Office 處理。 云計算可提供的服務(wù)類型有： SaaS（軟件即服務(wù)） 軟件廠商將應(yīng)用軟件統(tǒng)一部署在服務(wù)器或服務(wù)器集群上，通過互聯(lián)網(wǎng)提供軟件給用戶。用戶也可以根據(jù)自己實際需要向軟件廠商定制或租用適合自己的應(yīng)用軟件，提供租用方式使用基于 Web 的軟件來管理企業(yè)經(jīng)營活動。軟件廠商服負責(zé)管理和維護軟件，對于許多小型企業(yè)來說， SaaS 是采用先進技術(shù)的最好途徑，它消除了企業(yè)購買、構(gòu)建和維護基礎(chǔ)設(shè)施和應(yīng)用程序的需要，近年來， SaaS 的興起已經(jīng)給傳統(tǒng)軟件企業(yè)帶來強勁的壓力。 在這種模式下，客戶不再像傳統(tǒng)模式那樣花費大量投資用于硬件、軟件、人員，而只需要支出一定的租賃服務(wù)費用，通過互聯(lián)網(wǎng)編可以享受到相應(yīng)的硬件、軟件和維護服務(wù)，享有軟件使用權(quán)和不斷升級，這是網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用最具效益的營運模式。 SaaS 通常被企業(yè)管理軟件領(lǐng)域、產(chǎn)品技術(shù)和市場，國內(nèi)的廠商已八百客、沃利森為主，主要開發(fā) CRM、 ERP 等在線應(yīng)用。用友、金蝶等老牌管理軟件廠商也推出在線財務(wù) SaaS 產(chǎn)品。國際上其他大型軟件企業(yè)中，微軟提出了Software+SaaS 的模式，谷歌推出了與微軟 Office 競爭的 Google Apps， Oracle在收購 Sieble 升級 Sieble ondemend 后推出 Oracle Ondemend， SAP 推出了采用傳統(tǒng)和 SaaS 的雜交（ Hybird）模式。 18 平臺即服務(wù) 平臺即服務(wù) PaaS（ Platform as a Service）是提供開發(fā)環(huán)境、服務(wù)器平臺、硬件資源等服務(wù)給用戶，用戶可以在服務(wù)提供商的基礎(chǔ)架構(gòu)基礎(chǔ)上開發(fā)程序并通過互聯(lián)網(wǎng)和其服務(wù)器傳給其他用戶。 PaaS 能夠提供企業(yè)或個人定制研發(fā)的中間件平臺，提供應(yīng)用軟件開發(fā)、數(shù)據(jù)庫、應(yīng)用服務(wù)器、試驗、 托管及應(yīng)用服務(wù)，為個人用戶或企業(yè)的團隊協(xié)作。 在云計算服務(wù)中，平臺即服務(wù)包括以下類型服務(wù)。 （ 1） 提供基礎(chǔ)開發(fā)環(huán)境 云服務(wù)提供商開發(fā)、測試、部署、維護應(yīng)用程序等服務(wù)，滿足不同用戶需要的不同開發(fā)周期和基礎(chǔ)開發(fā)環(huán)境，多用戶互動測試，版本控制，部署和回滾。 （ 2） 基礎(chǔ) Web 服務(wù)和數(shù)據(jù)庫 支持 SOAP 和 REST 的借口，組成多個網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，支持多用戶使用不同數(shù)據(jù)庫的平臺，協(xié)作用戶實現(xiàn)云計算設(shè)計。 （ 3） 支持團隊協(xié)作 平臺服務(wù)通過共享代碼和預(yù)定義方式，可以界定、更新和跟蹤設(shè)計人員，開發(fā)、測試、質(zhì)量控制、完成團隊協(xié)作。 （ 4） 提供實用設(shè)備 以租用方式提供相應(yīng)設(shè)備（如大型機器系統(tǒng)，存儲系統(tǒng)等）以端到端方式給用戶。 平臺系統(tǒng)比應(yīng)用軟件系統(tǒng)復(fù)雜，是一系列的軟件硬件協(xié)議的系統(tǒng)集合。把平臺獨立于軟件之外來另立為單獨的服務(wù)項目，能夠讓服務(wù)更具有目的化，易于管理和維護。 PaaS 能給客戶帶來更高性能、更個性化的服務(wù)，也是 SaaS 今后發(fā)展的趨勢，一個 SaaS 軟件也能給客戶在互聯(lián)網(wǎng)上提供開發(fā)、測試、在線部署應(yīng)用程序的功能。 Salesforce 的 平臺和八百客的 800APP 是 PaaS 的代表產(chǎn)品。 PaaS 廠商也吸引軟件開發(fā)商在 PaaS平臺上開發(fā)、運行并銷售在線軟件。 按需計算（ Utility Computing） 按需計算，是將多臺服務(wù)器組成的“云端”計算資源包括計算和存儲，作為計量服務(wù)提供個用戶，由 IT 領(lǐng)域巨頭如 IBM 的藍云、 Amazon 的 AWS及提供存儲 19 服務(wù)的虛擬技術(shù)廠商的參與應(yīng)用于云計算結(jié)合的一種商業(yè)模式，它將內(nèi)存、 I/O設(shè)備、存儲和計算能力整合成一個虛擬的資源池為整個業(yè)界提供所需要的存儲資源和虛擬化服務(wù)器等服務(wù)。 按需計算用于提供數(shù)據(jù)中心創(chuàng)建的解決方案，幫助企業(yè)用戶創(chuàng)建虛擬的數(shù)據(jù)中心，諸如 3Tera 的 AppLogic， Cohesive Flexible Technologies 的按需實現(xiàn)彈性擴展的服務(wù)器。 Liquid Computing 公司的 LiquidQ 提供類似的服務(wù)，能幫助企業(yè)將內(nèi)存、 I/O、存儲和計算容量通過網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)為一個虛擬的資源池提供服務(wù)。 按需計算方式的優(yōu)點在于用戶只需要低成本硬件，按需租用相應(yīng)計算能力或存儲能力，大大降低了用戶在硬件上的開銷。 （ 1） MSP（管理服務(wù)提供商） 管理服務(wù)是面向 IT 廠商的一種應(yīng)用軟件，常用于應(yīng)用程序監(jiān)控服務(wù)、桌面管理系統(tǒng)、郵件病毒掃描、反垃圾郵件服務(wù)等。目前瑞星殺毒軟件早已推出云殺毒 的方式，而 SecureWorks、 IBM 提供的管理安全服務(wù)屬于應(yīng)用軟件監(jiān)控服務(wù)類。 （ 2） 商業(yè)服務(wù)平臺 商業(yè)服務(wù)平臺是 SaaS 和 MSP 的混合應(yīng)用，提供一種與用戶結(jié)合的服務(wù)采集器，是用戶和提供商之間的互動平臺，如費用管理系統(tǒng)中用戶可以訂購其設(shè)定范圍的服務(wù)于價格相符的產(chǎn)品或服務(wù)。 （ 3） 網(wǎng)絡(luò)集成 網(wǎng)絡(luò)集成是云計算的基礎(chǔ)服務(wù)的集成，采用通用的“云計算總線”，整合互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)類似的云計算公司，方便用戶對服務(wù)供應(yīng)商的比較和選擇，為客戶提供完整的服務(wù)。軟件服務(wù)提供商 OpSource 推出了 OpSource Services Bus，使 用的就是被稱為 Boomi 的云集成技術(shù)。 （ 4） 云端網(wǎng)絡(luò)服務(wù) 網(wǎng)絡(luò)服務(wù)供應(yīng)商提供 API 能幫助開發(fā)組開發(fā)基于互聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用，提供網(wǎng)絡(luò)拓展功能性。服務(wù)范圍從提供分散的商業(yè)服務(wù)（諸如 Strike Iron 和 Xignite）到涉及 Google Maps、 ADP 薪資處理流程、美國郵電服務(wù)、 Bloomberg 和常規(guī)的信用卡處理服務(wù)等的全套 API 服務(wù)。 云計算在工作和生活中最重要的體現(xiàn)就是計算、存儲與服務(wù)，當(dāng)然計算和存 20 儲從某種意義上講屬于云計算提供的服務(wù)，因此也驗證了云計算即是一種服務(wù)，是一種網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。 云計算對企業(yè)的影響 云計算模式能極大地降低企業(yè)或?qū)W校的信息系統(tǒng)建設(shè)的成本。對他們來講，通過投資建立計算中心成本較大，并且難以與他們的信息系統(tǒng)的快速成長和服務(wù)多元化要求相匹配。云計算模式為各團體機構(gòu)提供了合適的借鑒方案，行業(yè)機構(gòu)數(shù)據(jù)中心、網(wǎng)絡(luò)中心的相關(guān)任務(wù)將可以選用云計算服務(wù)來完成，通過云計算提供的 IT 基礎(chǔ)架構(gòu)，可以節(jié)約成本，不用投資購買昂貴的硬件設(shè)備，負擔(dān)頻繁的維護與升級。同時，云計算也將有效地消除行業(yè)信息系統(tǒng)中的“孤島”現(xiàn)象。網(wǎng)絡(luò)技術(shù)給出了消除信息孤島的解決方案，作為網(wǎng)格運算模式的發(fā)展，云計算提供了更強的管理機制，自動化和高 層次的虛擬化，將實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)虛擬環(huán)境上的最大化資源共享和協(xié)同工作。 具體來講，云計算為企業(yè)帶來的便利歸納為以下幾個方面。 （ 1） 商業(yè)模式和理念的轉(zhuǎn)變 IT 公司的商業(yè)模式從實體的軟件或硬件產(chǎn)品銷售轉(zhuǎn)變?yōu)橄鄳?yīng)的軟硬件服務(wù)的提供。通過云計算，更多的應(yīng)用能夠以互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)的方式進行。云計算的先驅(qū)者之一谷歌甚至強調(diào)未來幾乎所有的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)模式的轉(zhuǎn)變，延伸出新的商業(yè)體系，特別是 IT 企業(yè)商業(yè)理念也需要轉(zhuǎn)變，當(dāng)前的軟件銷售轉(zhuǎn)變?yōu)榉?wù)銷售，將實體變?yōu)槲磥碇械南嚓P(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 利用云計算的商業(yè)服務(wù)平臺提供用戶和提供商之間交換的平臺，用戶不要花精力去開發(fā)相應(yīng)的軟件或提供相應(yīng)平臺，只需要付少量的費用就能實現(xiàn)現(xiàn)代化的信息管理，將更多的精力用在企業(yè)的實質(zhì)管理和服務(wù)客戶，增強了企業(yè)的自動化度，能提高企業(yè)的管理效率及相應(yīng)的服務(wù)水平。 （ 3） 降低運行維護成本 企業(yè)只需要定制相應(yīng)的服務(wù)，由云服務(wù)商或云端提供需要的基礎(chǔ)架構(gòu)、服務(wù)、軟硬件資源等，可以節(jié)約成本，不要投資購買昂貴的硬件設(shè)備，負擔(dān)頻繁的維護 21 與升級，企業(yè)不需要建立自己的數(shù)據(jù)中心、大型機房、服務(wù)器中心等并相應(yīng)減少軟硬件的 運行維護費用。 （ 4） 提高了資源利用率 云計算模式中多企業(yè)共用相應(yīng)的基礎(chǔ)架構(gòu)，由云計算提供更強的管理機制、自動化部和高層次的虛擬化，將實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)虛擬環(huán)境上的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)約成本的同時提高資源的利用率。 （ 5） 云計算將擴大軟硬件應(yīng)用的外延并改變軟硬件產(chǎn)品的應(yīng)用模式 按照流行說法，云計算模式即為電廠集中供電的模式。也就是說，通過云計算，用戶可以不必購買新的服務(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的、專 屬也自己的產(chǎn)品，而是可以變身為可利用的、虛擬的一種資源。 （ 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)生深遠的影響。傳統(tǒng)的 IT 產(chǎn)品的開放方向及技術(shù)發(fā)展方向發(fā)生改變，在推出云計算后，都是圍繞云計算進行，包括數(shù)據(jù)中心改造，軟件服務(wù)、硬件服務(wù)的提供替代傳統(tǒng)的軟件開發(fā)和硬件開發(fā)及銷售，衍生出相應(yīng)的產(chǎn)業(yè)鏈，甚至不少企業(yè)為了謀求更好的發(fā)展構(gòu)建行業(yè)聯(lián)盟，整個產(chǎn)業(yè)將進行大的整合，并能細分出更多的云計算相關(guān)的服務(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，可以將更多的精力投入創(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，有利于更好地進行企業(yè)決策。 典型云計算平臺 Google 的云計算技術(shù)實際上是針對 Google 特定的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序而定制的。針對內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)規(guī)模超大的特點， Google 提出了一整套基于分布式并行集群方式的基礎(chǔ)架構(gòu)，利用軟件的能力來處理集群中經(jīng)常發(fā)生的節(jié)點失效問題。 22 從 2021 年開始， Google 連續(xù)幾年在計算機系統(tǒng)研究領(lǐng)域的最頂級會議與雜志上發(fā)表論文，揭示其內(nèi)部的分布式數(shù)據(jù)處理方法，向外界展示其使用的云計 算核 心技術(shù)。從其近幾年發(fā)表的論文來看， Google 使用的云計算基礎(chǔ)架構(gòu)模式包括四個相互獨立又緊密結(jié)合在一起的系統(tǒng)。包括 Google 建立在集群之上的文 件系統(tǒng) Google File System，針對 Google 應(yīng)用程序的特點提出的 Map/Reduce編程模式，分布式的鎖機制 Chubby 以及 Google 開發(fā)的模型簡化的大規(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 迅速增長的數(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 與過去的分布式文件系統(tǒng)擁有許多相同的目標(biāo)，例如性能、可伸縮性、可靠性以及可用性。然而，它的設(shè)計還受到 Google 應(yīng)用負載和 技術(shù)環(huán)境的影響。主要體現(xiàn)在以下四個方面 : (1) 集群中的節(jié)點失效是一種常態(tài)，而不是一種異常。由于參與運算與處理的節(jié)點數(shù)目非常龐大，通常會使用上千個節(jié)點進行共同計算，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)的動態(tài)運行狀況，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。 23 (2) Google 系統(tǒng) 中的文件大小與通常文件系統(tǒng)中的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)中的文件含義與通常文件不同，一個大文件可能包含大量數(shù)目的通常意義上的小文件。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)