【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 平臺(tái)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(tái)即服務(wù) 16 云計(jì)算技術(shù)層次 云計(jì)算技術(shù)層次和云計(jì)算服務(wù)層次不是一個(gè)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(jì)算的技術(shù)層次主要從系統(tǒng)屬性和設(shè)計(jì)思想角度來說明云，是對(duì)軟硬件資源在云計(jì)算技術(shù)中所充當(dāng)角色的說明。從云計(jì)算技術(shù)角度來分，云計(jì)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(jì)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(jì)算時(shí)代使用計(jì)算機(jī)的各種規(guī)范、云計(jì)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(cè) ，對(duì)服務(wù)的定制和使用。 服務(wù)管理中間件：在云計(jì)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(jì)算體系結(jié)構(gòu)中的管理系統(tǒng)。對(duì)標(biāo)識(shí)、認(rèn)證、授權(quán)、目錄、安全性等服務(wù)進(jìn)行標(biāo)識(shí)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(shí)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(jì)算池、存儲(chǔ)池和網(wǎng)絡(luò)池、數(shù)據(jù)庫資源等，通過軟件技術(shù)來實(shí)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(tái)。 物理資源：主要指能支持計(jì)算機(jī)正常運(yùn)行 的一些硬件設(shè)備及技術(shù)，可以是價(jià) 17 格低廉的 PC，也可以是價(jià)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(jì)算和并行技術(shù)、分布式技術(shù)將分散的計(jì)算機(jī)組成一個(gè)可以提供超強(qiáng)功能的集群用于計(jì)算和存儲(chǔ)等云計(jì)算操作。在云計(jì)算時(shí)代，本地計(jì)算機(jī)可能不再像傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)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(jì)算應(yīng)用 云計(jì)算的表現(xiàn)形式多種多樣，簡(jiǎn)單的云計(jì)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(gè)性文字圖片的 處理， Google Doc 和 Google Apps、 zoho、用遠(yuǎn)程軟件進(jìn)行 Office 處理。 云計(jì)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(shí)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(yíng)活動(dòng)。軟件廠商服負(fù)責(zé)管理和維護(hù)軟件，對(duì)于許多小型企業(yè)來說， SaaS 是采用先進(jìn)技術(shù)的最好途徑，它消除了企業(yè)購(gòu)買、構(gòu)建和維護(hù)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(qiáng)勁的壓力。 在這種模式下，客戶不再像傳統(tǒng)模式那樣花費(fèi)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(fèi)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(hù)服務(wù)，享有軟件使用權(quán)和不斷升級(jí)，這是網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用最具效益的營(yíng)運(yùn)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(chǎng)，國(guó)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(cái)務(wù) SaaS 產(chǎn)品。國(guó)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(jìng)爭(zhēng)的 Google Apps， Oracle在收購(gòu) Sieble 升級(jí) 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(tái)即服務(wù) 平臺(tái)即服務(wù) PaaS（ Platform as a Service）是提供開發(fā)環(huán)境、服務(wù)器平臺(tái)、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(gè)人定制研發(fā)的中間件平臺(tái)，提供應(yīng)用軟件開發(fā)、數(shù)據(jù)庫、應(yīng)用服務(wù)器、試驗(yàn)、 托管及應(yīng)用服務(wù)，為個(gè)人用戶或企業(yè)的團(tuán)隊(duì)協(xié)作。 在云計(jì)算服務(wù)中，平臺(tái)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(cè)試、部署、維護(hù)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(dòng)測(cè)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(gè)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，支持多用戶使用不同數(shù)據(jù)庫的平臺(tái)，協(xié)作用戶實(shí)現(xiàn)云計(jì)算設(shè)計(jì)。 （ 3） 支持團(tuán)隊(duì)協(xié)作 平臺(tái)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(jì)人員，開發(fā)、測(cè)試、質(zhì)量控制、完成團(tuán)隊(duì)協(xié)作。 （ 4） 提供實(shí)用設(shè)備 以租用方式提供相應(yīng)設(shè)備（如大型機(jī)器系統(tǒng)，存儲(chǔ)系統(tǒng)等）以端到端方式給用戶。 平臺(tái)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(tái)獨(dú)立于軟件之外來另立為單獨(dú)的服務(wù)項(xiàng)目，能夠讓服務(wù)更具有目的化，易于管理和維護(hù)。 PaaS 能給客戶帶來更高性能、更個(gè)性化的服務(wù)，也是 SaaS 今后發(fā)展的趨勢(shì)，一個(gè) SaaS 軟件也能給客戶在互聯(lián)網(wǎng)上提供開發(fā)、測(cè)試、在線部署應(yīng)用程序的功能。 Salesforce 的 平臺(tái)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(tái)上開發(fā)、運(yùn)行并銷售在線軟件。 按需計(jì)算（ Utility Computing） 按需計(jì)算，是將多臺(tái)服務(wù)器組成的“云端”計(jì)算資源包括計(jì)算和存儲(chǔ)，作為計(jì)量服務(wù)提供個(gè)用戶，由 IT 領(lǐng)域巨頭如 IBM 的藍(lán)云、 Amazon 的 AWS及提供存儲(chǔ) 19 服務(wù)的虛擬技術(shù)廠商的參與應(yīng)用于云計(jì)算結(jié)合的一種商業(yè)模式，它將內(nèi)存、 I/O設(shè)備、存儲(chǔ)和計(jì)算能力整合成一個(gè)虛擬的資源池為整個(gè)業(yè)界提供所需要的存儲(chǔ)資源和虛擬化服務(wù)器等服務(wù)。 按需計(jì)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(shí)現(xiàn)彈性擴(kuò)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(chǔ)和計(jì)算容量通過網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)為一個(gè)虛擬的資源池提供服務(wù)。 按需計(jì)算方式的優(yōu)點(diǎn)在于用戶只需要低成本硬件，按需租用相應(yīng)計(jì)算能力或存儲(chǔ)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(tái) 商業(yè)服務(wù)平臺(tái)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(dòng)平臺(tái)，如費(fèi)用管理系統(tǒng)中用戶可以訂購(gòu)其設(shè)定范圍的服務(wù)于價(jià)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(jì)算的基礎(chǔ)服務(wù)的集成，采用通用的“云計(jì)算總線”，整合互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)類似的云計(jì)算公司，方便用戶對(duì)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(guó)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(jì)算在工作和生活中最重要的體現(xiàn)就是計(jì)算、存儲(chǔ)與服務(wù)，當(dāng)然計(jì)算和存 20 儲(chǔ)從某種意義上講屬于云計(jì)算提供的服務(wù)，因此也驗(yàn)證了云計(jì)算即是一種服務(wù)，是一種網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。 云計(jì)算對(duì)企業(yè)的影響 云計(jì)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(duì)他們來講，通過投資建立計(jì)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(zhǎng)和服務(wù)多元化要求相匹配。云計(jì)算模式為各團(tuán)體機(jī)構(gòu)提供了合適的借鑒方案，行業(yè)機(jī)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(jì)算服務(wù)來完成，通過云計(jì)算提供的 IT 基礎(chǔ)架構(gòu)，可以節(jié)約成本，不用投資購(gòu)買昂貴的硬件設(shè)備，負(fù)擔(dān)頻繁的維護(hù)與升級(jí)。同時(shí)，云計(jì)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(yùn)算模式的發(fā)展，云計(jì)算提供了更強(qiáng)的管理機(jī)制，自動(dòng)化和高 層次的虛擬化，將實(shí)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(jì)算為企業(yè)帶來的便利歸納為以下幾個(gè)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(shí)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(jì)算，更多的應(yīng)用能夠以互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)的方式進(jìn)行。云計(jì)算的先驅(qū)者之一谷歌甚至強(qiáng)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(jì)算將帶動(dòng)整個(gè)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(shí)體變?yōu)槲磥碇械南嚓P(guān)服務(wù)提供給個(gè)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(jì)算的商業(yè)服務(wù)平臺(tái)提供用戶和提供商之間交換的平臺(tái)，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(tái)，只需要付少量的費(fèi)用就能實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化的信息管理，將更多的精力用在企業(yè)的實(shí)質(zhì)管理和服務(wù)客戶，增強(qiáng)了企業(yè)的自動(dòng)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(yùn)行維護(hù)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(gòu)買昂貴的硬件設(shè)備，負(fù)擔(dān)頻繁的維護(hù) 21 與升級(jí)，企業(yè)不需要建立自己的數(shù)據(jù)中心、大型機(jī)房、服務(wù)器中心等并相應(yīng)減少軟硬件的 運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用。 （ 4） 提高了資源利用率 云計(jì)算模式中多企業(yè)共用相應(yīng)的基礎(chǔ)架構(gòu)，由云計(jì)算提供更強(qiáng)的管理機(jī)制、自動(dòng)化部和高層次的虛擬化，將實(shí)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(gè)企業(yè)共享云計(jì)算基礎(chǔ)設(shè)施，在節(jié)約成本的同時(shí)提高資源的利用率。 （ 5） 云計(jì)算將擴(kuò)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(jì)算模式即為電廠集中供電的模式。也就是說，通過云計(jì)算，用戶可以不必購(gòu)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(duì)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(jì)算作為一種應(yīng)用模式，其興起和推廣，必將對(duì)產(chǎn)業(yè)鏈產(chǎn)生深遠(yuǎn)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(jì)算后，都是圍繞云計(jì)算進(jìn)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(gè)產(chǎn)業(yè)將進(jìn)行大的整合，并能細(xì)分出更多的云計(jì)算相關(guān)的服務(wù)企業(yè)。 （ 7） 其他影響 在云計(jì)算時(shí)代， IT 不要擔(dān)心不斷服務(wù)器升級(jí)、軟件升級(jí)及其他計(jì)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(jìn)行企業(yè)決策。 典型云計(jì)算平臺(tái) Google 的云計(jì)算技術(shù)實(shí)際上是針對(duì) Google 特定的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序而定制的。針對(duì)內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)規(guī)模超大的特點(diǎn)， 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(diǎn)失效問題。 22 從 2021 年開始， Google 連續(xù)幾年在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)研究領(lǐng)域的最頂級(jí)會(huì)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(jì) 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(jì)算基礎(chǔ)架構(gòu)模式包括四個(gè)相互獨(dú)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(duì) Google 應(yīng)用程序的特點(diǎn)提出的 Map/Reduce編程模式，分布式的鎖機(jī)制 Chubby 以及 Google 開發(fā)的模型簡(jiǎn)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(zhǎng)的數(shù)據(jù)處理需求， Google 設(shè)計(jì)并實(shí)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(jì)還受到 Google 應(yīng)用負(fù)載和 技術(shù)環(huán)境的影響。主要體現(xiàn)在以下四個(gè)方面 : (1) 集群中的節(jié)點(diǎn)失效是一種常態(tài)，而不是一種異常。由于參與運(yùn)算與處理的節(jié)點(diǎn)數(shù)目非常龐大，通常會(huì)使用上千個(gè)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行共同計(jì)算，因此，每時(shí)每刻總會(huì)有節(jié)點(diǎn)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(dòng)態(tài)運(yùn)行狀況，偵測(cè)錯(cuò)誤，并且將容錯(cuò)以及自動(dòng)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(jì)。另外文件系統(tǒng)中的文件含義與通常文件不同，一個(gè)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(jì)預(yù)期和參數(shù)，例如 I/O操作和塊尺寸都要重新考慮。 (3)