【導(dǎo)讀】principles. designs.

　　

【正文】 極短時間內(nèi)立刻擴展到巨大容量。 對于那些認(rèn)為云計算只是無價值的東西的人來說，請仔細(xì)看看已經(jīng)可以使用的云產(chǎn)品。像 、 Google 等其他大型互聯(lián)網(wǎng)提供商都在利用其基礎(chǔ)設(shè)施投資 “ 分享 ” 大規(guī)模經(jīng)濟效益。 Amazon Web 服務(wù) (AWS) 使用的帶寬已經(jīng)超過與其核心電子零售服務(wù)關(guān)聯(lián)的帶寬。各種具有 遠(yuǎn)見 的企業(yè) (從 Web 新創(chuàng)企業(yè)到國際化企業(yè) ) 正在采用云計算來降低基礎(chǔ)設(shè)施成本。 更 快 、更靈活的編程 云計 算不僅僅是 關(guān)于 硬件，它還是一場編程革命。敏捷、易于訪問和輕量級的 Web 協(xié) 13 議 —— 與很普及的水平擴展架構(gòu)相結(jié)合 —— 可以加快新應(yīng)用程序和服務(wù)的開發(fā)周期和面市時間。新的業(yè)務(wù)功能現(xiàn)在只需一個腳本就可解決問題。 加快周期 —— 云計算模式提供了一種快速和更高效的方式去開發(fā)新一代的應(yīng)用程序和服務(wù)。更快的開發(fā)和測試周期意味著企業(yè)可以用幾個小時時間就能完成過去通常需要數(shù)天、數(shù)周甚至數(shù)月時間完成的工作。 提高敏捷性 —— 云計算比任何其他模式更能適應(yīng)變化。例如， Animoto Productions 聚合工具制作商，這種工具可以從圖 像和音樂創(chuàng)建視頻，使用云計算僅僅用三天時間從 50臺服務(wù)器擴展到 3,500 臺服務(wù)器。云計算還可以提供一個更大的選擇更輕量級和敏捷的開發(fā)工具的范圍，簡化并加快了開發(fā)過程。 其效果立竿見影， 創(chuàng)建服務(wù)有了前所未有的靈活性， 加快了開發(fā)周 期。但是， 同時，如果這些工具沒有真正實現(xiàn)開放性，開發(fā)靈活性就會受到 API 的限制。云計算可以為開發(fā)人員帶來一個生產(chǎn)率新時代， 如果 他們建立在可以聯(lián)合而非集中的平臺之上。但在編程文化即將要在云中使用的語言里正在發(fā)生著一場重大變革。 今天 ，經(jīng)過集成化和優(yōu)化的開放源 Apache、 MySQL、 PHP/Perl/Python (AMP) 棧已成為構(gòu)建和部署新型 Web 應(yīng)用程序和服務(wù)的首選平臺。云計算將會成為采用一系列甚至更新、更輕便、更敏捷的工具的催化劑， 就如 ligd (一種開源 Web 服務(wù)器 ) 、 Hadoop (支持?jǐn)?shù)據(jù)密集型分布式應(yīng)用程序的免費 Java 軟件框架 )、 MogileFS(一種能夠在任意數(shù)量機器之間實現(xiàn)水平擴展的文件系統(tǒng) )。 （ 2） 把握 新的機會 : 云生態(tài)系統(tǒng) 但是，云計算不只是 關(guān)于 在少數(shù)基礎(chǔ)設(shè)施供應(yīng)商的產(chǎn)品上繁殖 Xen 映像棧。它還涉及一個新興 互補服務(wù)的 生態(tài)系統(tǒng)，其中包 含提供像用于云抽象的 Onramp 這樣的計算資源的輔助服務(wù)、 幫助 部署的專業(yè)服務(wù)、像分布式數(shù)據(jù)庫這樣的專用應(yīng)用程序組件，以及用于全部 IT 提供商和消費者的虛擬 私有 專用數(shù)據(jù) 資料處理中心 。 這些服務(wù)可滿足從單個開發(fā)人員和小型新創(chuàng)企業(yè)到大型企業(yè)不等的客戶的要求。而且它們還在繼續(xù)擴大虛擬化水平，而虛擬化是云中一個提供更高水平基本服務(wù)抽象的關(guān)鍵架構(gòu)組件。 (3)云計算 是怎么樣開始的？ 在基本水平上 ，云計算只是一種把 IT 資源當(dāng)作服務(wù)來提供的手段。幾乎所有 IT 資源都可以作為云服務(wù)來提供：應(yīng)用程序、計算能力、存儲容量 、 網(wǎng)絡(luò) 、編程工具，以至于通信服務(wù)和 協(xié)同 工具。 14 云計算最早為 Google、 Amazon 等其他 構(gòu)建 基礎(chǔ)設(shè)施的大型互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)提供商所采用。于是產(chǎn)生一種架構(gòu)：大規(guī)模擴展、水平分布的系統(tǒng)資源，抽象為虛擬 IT 服務(wù)，并作為持續(xù)配置、合用的資源進行管理。這種架構(gòu)模式被 Gee Gilder 在其 2021 年 10月在 Wired 雜志上發(fā)表的文章 (標(biāo)題為 “ 信息工廠 ” )中進行了詳細(xì)介紹。 Gilder 所描寫的服務(wù)器莊園在架構(gòu)上與網(wǎng)格計算相似，但其中網(wǎng)格用于松散結(jié)合的技術(shù)計算應(yīng)用程序，而這種新的云模式則應(yīng)用于互聯(lián)網(wǎng)服 務(wù)。 云和網(wǎng)格都被設(shè)計為可非常高效地進行水平擴展。二者都能經(jīng)受得起個別元素或節(jié)點的失敗。二者都按使用情況收費。然而網(wǎng)格通常處理批作業(yè)，并且有明確的起點和終點，而云服務(wù)卻可以持續(xù)運行。 并且 ，云擴大了可用資源的類型 (文件存儲、數(shù)據(jù)庫和 Web 服務(wù) )，并且將適應(yīng)范圍延伸至 Web 和企業(yè)應(yīng)用程序。 與此同時，實用計算的概念成為 IT 設(shè)計和運營的一個焦點。就像 Nick Carr 在其《大轉(zhuǎn)換》一書中所指出的那樣，計算服務(wù)基礎(chǔ)設(shè)施開始與作為公用設(shè)施的電的發(fā)展相似。如果您可以在需要時以按需付費形式購買計算資源，那不是非常 好 嗎 ? 就最終用戶 來說 ，云計算意味著沒有硬件購置成本、沒有軟件許可證或升級 的管理 、不需要雇傭新的員工或咨詢?nèi)藛T、不需要租賃設(shè)施、沒有任何種類的基建投資，而且還沒有隱性成本。只是一種用儀表測量出來的、根據(jù)使用情況支付的訂購費或固定的訂購費。只是用您所需的量，而且只按使用量付費。 云計算實際上把實用模式推到了新的水平。它是一種新穎和 進化 的實用計算形式，其中許多不同類型的資源 (硬件、軟件、存儲、通信等 )可即時合并和再合并成為客戶所要求的特定能力或服務(wù)。從用于 HPC 項目的 CPU 周期到用于企業(yè)級備份的存儲容量，再到用于軟件開發(fā)的完整 IDE，云計算都可以實時提供幾乎任何 IT 能力。在許多情況下，各種各樣的機構(gòu)和個人都喜歡作為一種服務(wù)來購買 “ 計算 ” ，而且那些已經(jīng)在建超級分布式數(shù)據(jù)中心的公司毫無例外地會選擇作為一種服務(wù)來提供這種基礎(chǔ)設(shè)施。 (4) 利用云計算 那么個人或企業(yè)如何利用云計算趨勢 ? 這不僅僅是把包含您整個軟件棧的機器 映像加載到一個公用云 (如 AWS)上的問題，因為還可以通過多 種不同方法來利用此基礎(chǔ)設(shè)施并探索新商業(yè)模式的生態(tài)系統(tǒng)。 使用云 基于公用的商業(yè)化云的服務(wù)產(chǎn)品的數(shù)量和質(zhì)量 增長的非常快速 。使用云對于新創(chuàng)企業(yè)、研究項目、 Web 開發(fā)人員或想要 “ 加載并執(zhí)行 ” 的特定用戶來說都是最佳選擇。如果 15 您現(xiàn)在是一個新創(chuàng)的互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)，您的投資者就會要求您最大限度地減少 IT 支出。這當(dāng)然不是云的目的所在。 掌控云 一般來說，企業(yè)使用公用云來執(zhí)行特定功能或工作負(fù)載。云對于下面幾項任務(wù)來說是一個非常具有吸引力的替代選擇： 開發(fā)和測試 —— 這也許是對于企業(yè) (不只是新創(chuàng)企業(yè)的開發(fā)人員 )最容易的云使用 案例。如果您還不知道項目是否通過概念證明，為何要等著給服務(wù)器發(fā)出指令呢 ? 功能卸載 —— 您可以將云用于特定工作負(fù)載。例如， SmugMug 在云中作為一項批作業(yè)執(zhí)行其映像微縮功能。 增加 —— 云為您提供一個在需要服務(wù)時處理峰值負(fù)載或預(yù)期波峰的新選項。這對于企業(yè)來說是一個非常具有吸引力的 選擇 ，但也可能是最困難的使用案例之一。成功取決于應(yīng)用程序有狀態(tài)性以及與可能需要在兩個站點之間復(fù)制和均衡負(fù)載的其他數(shù)據(jù)集的相關(guān)性。 實驗 —— 為什么 要下載新軟件的演示版，然后安裝、許可和測試呢？將來，軟件測評可以在需要購買許可證或支持之 前在云中進行。 構(gòu)建云 許多大型企業(yè)了解云計算的經(jīng)濟效益，但希望確保嚴(yán)格執(zhí)行安全策略。因此，他們正在首先試驗 “ 專用 ” 云，長遠(yuǎn)的選擇是將成熟的企業(yè)應(yīng)用程序遷移到一個能夠提供恰當(dāng)服務(wù)水平的云中。 其他公司可能只想構(gòu)建專用云來利用資源池的經(jīng)濟效益，并標(biāo)準(zhǔn)化其開發(fā)和部署過程。 成為云 這個類別同時包括云計算服務(wù)提供商和云整合商 —— 提供多種類型云服務(wù)的公司。 隨著企業(yè)和服務(wù)提供商獲得云架構(gòu)模式方面的經(jīng)驗，并在可用的安全和訪問控制技術(shù)方面產(chǎn)生信心，其中大部分將會決定部署外向型云服務(wù)?，F(xiàn)在，某些現(xiàn)有的公用云的高增長率無疑 會加速推進這一勢頭。 Amazon 的 EC2 只是在兩年前推出的 2021 年 10 月才正式從Beta 版升級到普遍上市。 云服務(wù)提供商可以： 為新創(chuàng)企業(yè)和 Web 應(yīng)用程序開發(fā)人員提供進入市場的新路徑 ； 提供新的增值功能，例如，分析 ； 通過企業(yè)級 SLA 創(chuàng)造競爭優(yōu)勢 ； 幫助企業(yè)客戶開發(fā)自己的云 。 如果您目前正在構(gòu)建大型數(shù)據(jù)中心，您很可能應(yīng)該考慮是否打算提供云服務(wù)。 (5) 公用云、專用云和混合云 16 一個公司可以選擇使用某個服務(wù)提供商的云或者構(gòu)建其自己的云，但是否始終都是要么擁有一切要么什么也沒有 ? Sun 公司看到一 個把兩個基本選項的優(yōu)勢調(diào)和起來的機會。 公用云由第三方運行，而且可以把來自許多不同客戶的作業(yè)在云內(nèi)的服務(wù)器、存儲系統(tǒng)和其它基礎(chǔ)設(shè)施上混合在一起。最終用戶不知道運行其作業(yè)的同一臺服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)或磁盤上還有哪些用戶。 專用云是處理數(shù)據(jù)保護和服務(wù)級問題的公司的良好選項。專用云是由單個客戶所擁有的按需提供基礎(chǔ)設(shè)施，該客戶控制哪些應(yīng)用程序在哪里運行。它們擁有服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)和磁盤，并且可以決定允許哪些用戶使用基礎(chǔ)設(shè)施。 但是，即使是感到構(gòu)建專用云時間緊迫的人士都有可能希望同時在私有基礎(chǔ)設(shè)施和公用云空間里運行應(yīng)用程序。這就產(chǎn) 生了混合云這一概念。 混合云把公用云模式與專用云模式結(jié)合在一起。您部分擁有，部分與他人共享，不過是通過一種可控的方式?；旌显铺峁└鶕?jù)需要且在外部預(yù)配置的擴展規(guī)模的承諾，但增加了確定如何在這些不同環(huán)境之間分配應(yīng)用程序的復(fù)雜性。盡管企業(yè)可能會為混合云承諾所吸引，但此選項至少在最初可能會保留給不需要復(fù)雜數(shù)據(jù)庫或同步的簡單的有狀態(tài)應(yīng)用程序。 3. 云計算的定義 (1)基礎(chǔ)性技術(shù) 盡管云計算的基本技術(shù) (如水平擴展分布式計算節(jié)點 )已經(jīng)應(yīng)用一段時間了，但虛擬化— 計算資源抽象 — 是所有云架構(gòu)的基礎(chǔ)性技術(shù)。由于能夠使服務(wù)器 (在 管理程序抽象的操作系統(tǒng)之后 )、存儲設(shè)備、臺式機和應(yīng)用程序?qū)崿F(xiàn)虛擬化，現(xiàn)在可以根據(jù)需要來分配種類繁多的 IT 資源。 過去幾年里廉價的高帶寬網(wǎng)絡(luò)普及的急劇增長同樣至為重要。十多年前只向少數(shù)互聯(lián)網(wǎng)用戶提供的高帶寬服務(wù)現(xiàn)在已為北美、歐洲和亞洲的多數(shù)互聯(lián)網(wǎng)用戶所使用，這使從瀏覽器訪問海量計算和數(shù)據(jù)資源成為可能。虛擬化資源在云中真正是無處不在 不僅僅在千兆位數(shù)據(jù)中心局域網(wǎng) (LAN)和廣域網(wǎng) (WAN)之間，而且通過寬帶提供給遠(yuǎn)程編程人員和最終用戶。 用于云計算的其他實現(xiàn)技術(shù)能夠以絕對是前所未有的規(guī)模提供 IT 能力。舉幾 個例子 : 就如 ZFS 這樣的復(fù)雜文件系統(tǒng)，可以支持幾乎無限制的存儲容量、文件系統(tǒng)和容量管理的集成、快照和在寫時的復(fù)制克隆、在線的整體性檢查和修復(fù)。 架構(gòu)模式允許通過給常見問題提供可復(fù)用的解決方案，加快超大規(guī)模云架構(gòu)的開發(fā)速 17 度。 用于管理結(jié)構(gòu)化、非機構(gòu)化和半結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)的新技術(shù)，可極大地促進數(shù)據(jù)密集型計算。 機器映像可即時部署，極大地簡化并加快了資源分配，同時增強了 IT 敏捷性和響應(yīng)能力。 (2) 云計算服務(wù)層的架構(gòu) 盡管在互聯(lián)網(wǎng)的第一次革命中三層 (或 n 層 )模型作為一般架構(gòu)出現(xiàn)，但虛擬化在云中的應(yīng)用創(chuàng)造出一組 新層：應(yīng)用程序、服務(wù)和基礎(chǔ)設(shè)施。這些層不只封裝按需提供的資源，而且還定義了一個新的應(yīng)用程序開發(fā)模式。同時在每個抽象層中，存在定義根據(jù)使用情況提供的服務(wù)的無數(shù)商業(yè)機會。 把軟件當(dāng)作服務(wù) (SaaS) SaaS 是最高層，其特色是包含一個通過多重租用根據(jù)需要作為一項服務(wù)提供的完整應(yīng)用程序?！岸嘀刈庥谩笔侵竼蝹€軟件實例運行于提供商的基礎(chǔ)設(shè)施，并為多個客戶機構(gòu)提供服務(wù)。 最為人所知的 SaaS 示例是 ，不過現(xiàn)在有了許多其他示例，其中包括Google Apps，提供基本商業(yè)服務(wù)，如電子郵件。當(dāng)然， 的多重租用應(yīng)用程序領(lǐng)先于云計算的定義好幾年時間。另一方面，就像云計算中的許多其他層一樣， 現(xiàn)在的 版本不只在一個云層工作， 是一個輔助性應(yīng)用程序開發(fā)環(huán)境，或當(dāng)作服務(wù)的平臺。 把平臺當(dāng)作服務(wù) (PaaS) 中間層 (或 PaaS)是對開發(fā)環(huán)境抽象的封裝和對有效服務(wù)負(fù)載的封裝。原形有效負(fù)載是一個 Xen映像 (Amazon Web服務(wù)的組成部分 )，該映像包含一個基本 Web棧 (例如，一個 Linux發(fā)行版、一個 Web 服務(wù)器，以及一個 編程環(huán)境，如 Pearl 或 Ruby)。 PaaS 產(chǎn)品可執(zhí)行各個階段的軟件開發(fā)和測試，也可以專用于某個領(lǐng)域，例如，內(nèi)容管理。 商業(yè)示例包括 Google App Engine，它在 Google 的基礎(chǔ)設(shè)施上提供應(yīng)用程序服務(wù)。上述 PaaS 服務(wù)可以提供極大的靈活性，但可能會受到通過供應(yīng)商提供的能力的制約。 把基礎(chǔ)設(shè)施當(dāng)作服務(wù) (IaaS) IaaS 處于最低層級，而且是一種作為標(biāo)準(zhǔn)化服務(wù)在網(wǎng)上提供基本存儲和計算能力的方式。服務(wù)器、存儲系統(tǒng)、交換機、路由器和其他系統(tǒng)協(xié)作 (例如，通過虛擬化技術(shù) ) 處理特定類型的工作負(fù)載 — 從批處理到峰值負(fù)載期間的服務(wù)器 /存儲擴大。 18 最著名的商業(yè)示例是 Amazon Web 服務(wù)，其 EC2 和 S3 服務(wù)分別提供基本計算和存儲服務(wù)。另一個示例是 Joyent，其主要產(chǎn)品是一系列虛擬化服務(wù)器，這些服務(wù)器提供運行網(wǎng)站的高度可擴展的隨需應(yīng)變基礎(chǔ)設(shè)施，包括用 Ruby on Rails、 PHP、 Python 和 Java 編寫的豐富 Web 應(yīng)用程序。