【導讀】principles. designs.

　　

【正文】 極短時間內立刻擴展到巨大容量。 對于那些認為云計算只是無價值的東西的人來說，請仔細看看已經(jīng)可以使用的云產品。像 、 Google 等其他大型互聯(lián)網(wǎng)提供商都在利用其基礎設施投資 “ 分享 ” 大規(guī)模經(jīng)濟效益。 Amazon Web 服務 (AWS) 使用的帶寬已經(jīng)超過與其核心電子零售服務關聯(lián)的帶寬。各種具有 遠見 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設施成本。 更 快 、更靈活的編程 云計 算不僅僅是 關于 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相結合 —— 可以加快新應用程序和服務的開發(fā)周期和面市時間。新的業(yè)務功能現(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)新一代的應用程序和服務。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臺服務器擴展到 3,500 臺服務器。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) 棧已成為構建和部署新型 Web 應用程序和服務的首選平臺。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 服務器 ) 、 Hadoop (支持數(shù)據(jù)密集型分布式應用程序的免費 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 關于 在少數(shù)基礎設施供應商的產品上繁殖 Xen 映像棧。它還涉及一個新興 互補服務的 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、 幫助 部署的專業(yè)服務、像分布式數(shù)據(jù)庫這樣的專用應用程序組件，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抽象的關鍵架構組件。 (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 資源當作服務來提供的手段。幾乎所有 IT 資源都可以作為云服務來提供：應用程序、計算能力、存儲容量 、 網(wǎng)絡 、編程工具，以至于通信服務和 協(xié)同 工具。 14 云計算最早為 Google、 Amazon 等其他 構建 基礎設施的大型互聯(lián)網(wǎng)服務提供商所采用。于是產生一種架構：大規(guī)模擴展、水平分布的系統(tǒng)資源，抽象為虛擬 IT 服務，并作為持續(xù)配置、合用的資源進行管理。這種架構模式被 Gee Gilder 在其 2021 年 10月在 Wired 雜志上發(fā)表的文章 (標題為 “ 信息工廠 ” )中進行了詳細介紹。 Gilder 所描寫的服務器莊園在架構上與網(wǎng)格計算相似，但其中網(wǎng)格用于松散結合的技術計算應用程序，而這種新的云模式則應用于互聯(lián)網(wǎng)服 務。 云和網(wǎng)格都被設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 )，并且將適應范圍延伸至 Web 和企業(yè)應用程序。 與此同時，實用計算的概念成為 IT 設計和運營的一個焦點。就像 Nick Carr 在其《大轉換》一書中所指出的那樣，計算服務基礎設施開始與作為公用設施的電的發(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人員、不需要租賃設施、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。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，各種各樣的機構和個人都喜歡作為一種服務來購買 “ 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來提供這種基礎設施。 (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設施并探索新商業(yè)模式的生態(tài)系統(tǒng)。 使用云 基于公用的商業(yè)化云的服務產品的數(shù)量和質量 增長的非?？焖?。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載。云對于下面幾項任務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，為何要等著給服務器發(fā)出指令呢 ? 功能卸載 —— 您可以將云用于特定工作負載。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時處理峰值負載或預期波峰的新選項。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。成功取決于應用程序有狀態(tài)性以及與可能需要在兩個站點之間復制和均衡負載的其他數(shù)據(jù)集的相關性。 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，但希望確保嚴格執(zhí)行安全策略。因此，他們正在首先試驗 “ 專用 ” 云，長遠的選擇是將成熟的企業(yè)應用程序遷移到一個能夠提供恰當服務水平的云中。 其他公司可能只想構建專用云來利用資源池的經(jīng)濟效益，并標準化其開發(fā)和部署過程。 成為云 這個類別同時包括云計算服務提供商和云整合商 —— 提供多種類型云服務的公司。 隨著企業(yè)和服務提供商獲得云架構模式方面的經(jīng)驗，并在可用的安全和訪問控制技術方面產生信心，其中大部分將會決定部署外向型云服務。現(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。 云服務提供商可以： 為新創(chuàng)企業(yè)和 Web 應用程序開發(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 。 如果您目前正在構建大型數(shù)據(jù)中心，您很可能應該考慮是否打算提供云服務。 (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提供商的云或者構建其自己的云，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)在云內的服務器、存儲系統(tǒng)和其它基礎設施上混合在一起。最終用戶不知道運行其作業(yè)的同一臺服務器、網(wǎng)絡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設施，該客戶控制哪些應用程序在哪里運行。它們擁有服務器、網(wǎng)絡和磁盤，并且可以決定允許哪些用戶使用基礎設施。 但是，即使是感到構建專用云時間緊迫的人士都有可能希望同時在私有基礎設施和公用云空間里運行應用程序。這就產 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)境之間分配應用程序的復雜性。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雜數(shù)據(jù)庫或同步的簡單的有狀態(tài)應用程序。 3. 云計算的定義 (1)基礎性技術 盡管云計算的基本技術 (如水平擴展分布式計算節(jié)點 )已經(jīng)應用一段時間了，但虛擬化— 計算資源抽象 — 是所有云架構的基礎性技術。由于能夠使服務器 (在 管理程序抽象的操作系統(tǒng)之后 )、存儲設備、臺式機和應用程序實現(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程編程人員和最終用戶。 用于云計算的其他實現(xiàn)技術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、快照和在寫時的復制克隆、在線的整體性檢查和修復。 架構模式允許通過給常見問題提供可復用的解決方案，加快超大規(guī)模云架構的開發(fā)速 17 度。 用于管理結構化、非機構化和半結構化數(shù)據(jù)的新技術，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 敏捷性和響應能力。 (2) 云計算服務層的架構 盡管在互聯(lián)網(wǎng)的第一次革命中三層 (或 n 層 )模型作為一般架構出現(xiàn)，但虛擬化在云中的應用創(chuàng)造出一組 新層：應用程序、服務和基礎設施。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的無數(shù)商業(yè)機會。 把軟件當作服務 (SaaS) SaaS 是最高層，其特色是包含一個通過多重租用根據(jù)需要作為一項服務提供的完整應用程序?！岸嘀刈庥谩笔侵竼蝹€軟件實例運行于提供商的基礎設施，并為多個客戶機構提供服務。 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，如電子郵件。當然， 的多重租用應用程序領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， 是一個輔助性應用程序開發(fā)環(huán)境，或當作服務的平臺。 把平臺當作服務 (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負載的封裝。原形有效負載是一個 Xen映像 (Amazon Web服務的組成部分 )，該映像包含一個基本 Web棧 (例如，一個 Linux發(fā)行版、一個 Web 服務器，以及一個 編程環(huán)境，如 Pearl 或 Ruby)。 PaaS 產品可執(zhí)行各個階段的軟件開發(fā)和測試，也可以專用于某個領域，例如，內容管理。 商業(yè)示例包括 Google App Engine，它在 Google 的基礎設施上提供應用程序服務。上述 PaaS 服務可以提供極大的靈活性，但可能會受到通過供應商提供的能力的制約。 把基礎設施當作服務 (IaaS) IaaS 處于最低層級，而且是一種作為標準化服務在網(wǎng)上提供基本存儲和計算能力的方式。服務器、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 ) 處理特定類型的工作負載 — 從批處理到峰值負載期間的服務器 /存儲擴大。 18 最著名的商業(yè)示例是 Amazon Web 服務，其 EC2 和 S3 服務分別提供基本計算和存儲服務。另一個示例是 Joyent，其主要產品是一系列虛擬化服務器，這些服務器提供運行網(wǎng)站的高度可擴展的隨需應變基礎設施，包括用 Ruby on Rails、 PHP、 Python 和 Java 編寫的豐富 Web 應用程序。