【正文】 綜合使用協(xié)作圖 Google Google App Engine Google App Engine 是一個由 Python 應用服務器群、 Bigtable 數(shù)據(jù)庫及 GFS數(shù)據(jù)存儲服務組成的 PaaS 平臺，它能為開發(fā)者提供一體 化的、可自動升級的在線應用服務。同樣，只需為實際使用的數(shù)據(jù)集資源付費。 SDB 是 Amazon 基礎設施的組成部分，會在幕后自動地擴展。不受模式限制的關(guān)鍵優(yōu)點是，能夠動態(tài)地插入數(shù)據(jù)和添加新的列或鍵。 Amazon 負責所有管理任務。 SDB 便于使用，提供關(guān)系數(shù)據(jù)庫的大多數(shù)功能?？梢栽诿總€域中對自己的數(shù)據(jù)集執(zhí)行查詢。每組包含鍵的值需要一個惟一的 條目名；條目本身劃分為域。 用 Amazon SimpleDB 進行數(shù)據(jù)集處理 Amazon SimpleDB (SDB) 是一個用于存儲、處理和查詢結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)集的 Web 服務。還可以使用隊列為應用程序構(gòu)建一個自愈合、自動擴展的基于 EC2 的基礎設施。 SQS 與其他 Amazon Web Services 很好地集成。一個應用程序從隊列中讀取一個消息之后，其他讀者就看不到這個消息，直到超時周期期滿為止。每個消息最多可以包含 8KB 的文本數(shù)據(jù)?？梢詣?chuàng)建任意數(shù)量的隊列，發(fā)送任意數(shù)量的消息?？梢允褂煤唵蔚幕? REST 的 HTTP 請求在任何地方發(fā)送和接收消息。 EC2 的基本架構(gòu)如圖 7 所示。用戶需要長期保存的數(shù)據(jù)則保存到 EBS（彈性塊存儲模塊）中 ， EBS 中的數(shù)據(jù)只能由用戶來三處。 用戶首先創(chuàng)建一個存儲到 S3 的 AMI（ Amazon Machine Image），把自己的應用程序、配置等打包，然后系統(tǒng)通過實例運行程序。 4）易用性：用戶可以根據(jù)亞馬遜提供的模塊自由構(gòu)建自己的應用程序， EC2根據(jù)用戶服務請求自動負載均衡。 圖 7 EC2 基本架構(gòu)圖 EC2 向用戶提供了如下一些非常有價值的特性： 18 1）靈活性： EC2 允許用戶對運行的實例類型、數(shù)量進行配置，選擇實例運行的地理位置， 可隨時改變實例的使用數(shù)量?？梢园褜嵗旁诓煌牡乩砦恢没蚩捎眯詤^(qū)中，從而確保對抗故障的能力。 Amazon 提供五種服務器類型；可以選擇適合自己應用程序需要的服務器類型。 Amazon EC2 提供真正全 Web 范圍的計算，很容易擴展和收縮計算資源?？梢杂眠@些實例做任何事；惟一的限制是，它們必須是基于 Linux 的映像。 Amazon 允許創(chuàng)建 Amazon 機器映像 (AMI) 作為實例的模板。您可以控制每個實例。如果需要增加計算能力，可以快速地啟動虛擬實例；當需求下降時，可以馬上終止它們。 EC2 實現(xiàn)彈性計算 Amazon EC2 是一個 Web 服務，它讓用戶可以在幾分鐘內(nèi)獲得虛擬機器， 17 根據(jù)需要輕松地擴展或收縮計算能力。 Amazon 確保您的文件的高可用性，在任何時候都可以使用它們。 圖 6 S3 桶基本結(jié)構(gòu)圖 S3 向用戶提供包括身份認證和訪問控制列表（ ACL）的雙重安全機制， 讓用戶完全不必為存儲空間、數(shù)據(jù)訪問或數(shù)據(jù)安全性操心。甚至可以讓對象可通過 BitTorrent 協(xié)議下載。使用與 Amazon 電子商務網(wǎng)站的全球網(wǎng)絡相同的數(shù)據(jù)存儲基礎設施存儲數(shù)據(jù)，確保安全性。存儲本身位于美國或歐盟。對象數(shù)據(jù)的實際存儲方式對用戶來說是不透明的，用戶無法對某一子部分進行直接修改。數(shù)據(jù)可以是任何類型的，可以從 Inter 上的任何地方存儲和訪問數(shù)據(jù)。它以簡單的鍵 /值（ key/alue）方式存儲數(shù)據(jù)，因此并不支持復雜的查詢，但這并不影響客戶的使用，同時 Dynamo不識別任何數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，使得它幾乎可以處理所有的數(shù)據(jù)類型。 15 圖 5 亞馬遜平臺架構(gòu) 亞馬遜平臺基礎存儲架構(gòu)： Dynamo Dynamo 是一個完全分布式的、務中心節(jié)點的存儲系統(tǒng)，采用的事數(shù)據(jù)分布式存儲的架構(gòu)。利用 Amazon Web Services，一個電子商務 web 站點能輕易地適應不可預期的需求；一個制藥公司可以租用計算能力來執(zhí)行大規(guī)模的仿真，一個媒體公司可以提供無限制的錄像、音樂等等；一個企業(yè)能夠部署需要寬帶寬的服務。你只需為你使用了什么而付費，而不需要預先的花費或長期的承諾，使得 AWS 成為成本最有效的方式來交 付你的應用給你的客戶。通過 AWS，可根據(jù)業(yè)務的需要訪問一套可伸縮的IT 基礎架構(gòu)服務，獲得計算能力、存儲和其他的服務。 同時亞馬遜還提供了內(nèi)容推送服務 CloudFront、電子商務服務 DevPay 和 FPS 服務。 亞馬遜很早進進入了云計算領域，憑借其在電子商務領域積累的大量基礎性設施、先進的分布式計算技術(shù)和巨大的用戶群體，在云計算、云存儲方面一直處于領先地位。 這樣， Amazon 就從 不只賣書，而是當電子 商務 零售業(yè)的 “包租公”，利用其 在 電子商務 網(wǎng)站 建設 上的優(yōu)勢 ， 將設備、技術(shù)和經(jīng)驗作為一種打包產(chǎn)品去為其他企業(yè)提供服務，存儲服務器、帶寬按容量收費， CPU 根據(jù) 使用 時長運算量收費。但是，這些設備平時卻處于空閑狀態(tài)。目前，媒體、醫(yī)療、政府可能是行業(yè)應用的切入點。 行業(yè)應用 沒有應用的云是沒有價值的 。從這點出發(fā)，云計算的特點更能在移動互聯(lián)網(wǎng)上充分體現(xiàn) ，將應用的“計算”與存儲從終端轉(zhuǎn)移到 服務器 的云端，從而弱化了對移動終端設備的處理需求。云計算和移動互聯(lián)網(wǎng)似乎天生就是絕配。面臨企業(yè)傳統(tǒng) IT 系統(tǒng)管理和使用模式的巨大阻力 云計算 安全監(jiān)管 云計算對于 安全 監(jiān)管問題也帶來了很大的挑戰(zhàn)，云計算服務就是一種虛擬運營服務，它會帶來一些監(jiān)管上的問題，云計算資源的跨地域提供與本地化的監(jiān)管之間存在矛盾，對虛擬業(yè)務運營商的監(jiān)管機制還有待建立。亞馬遜 S3 服務和 Google 云服務都出現(xiàn)過服務中斷，企業(yè)被迫重新考慮他們對云計算的依賴。不同云之間缺乏互操作性，用戶從一個云計算環(huán)境遷移到另一個環(huán)境時面臨巨大困難。不過，有人認為，到時候法規(guī)可能會考慮這種大規(guī)模分布式、多租戶環(huán)境。另外，考慮到大規(guī)模擴展性方面的要求，數(shù) 據(jù)物理位置可能得不到保證。云計算基礎架構(gòu)具有多租戶的特性，廠商們通常無法保證 A 公司的數(shù)據(jù)與 B 公司的數(shù)據(jù)實現(xiàn)物理分隔。另外，云計算系統(tǒng)天生據(jù)喲良好的分布性，超級計算機則不具有。例如，趨勢科技花費 1000 多萬美元租用 34000 多臺服務器，構(gòu)建自身的“ 安全云”系統(tǒng)。而云計算則以數(shù)據(jù)為中心，同時兼顧系統(tǒng)的運算速度。Roadrunner 擁有 80TB 的內(nèi)存，外存使用 PB 容量的 Panasas 存儲，外存通過10GB/s 以太網(wǎng)連接，耗資超過 1 億美元。它的運算速度達到了 Petaflop/s。 12 云計算與 超級計算機 超級計算機擁有強大的處理能力，特別是計算能力。 研究機構(gòu) Directions on Microsoft 的研究經(jīng)理 Rob Helm 稱，云計算和 SOA都能夠確定主要的可再利用的組件是什么，在開放網(wǎng)絡上運行大規(guī)模組 件的正確技術(shù)是什么。云計算是一種部署架構(gòu)，而不是設計企業(yè) IT 的架構(gòu)方法。 開源軟件 SOA 軟件廠商 WSO2 的首席執(zhí)行官 Sanjiva Weerawarana 說，云計算是在 SOA 環(huán)境中部署服務的一個好方法。云計算是合乎邏輯的服務托管環(huán)境。 而云計算從誕生開始就是針對企業(yè)商業(yè)應用，商業(yè)模型比較清晰。 而云計算支持持久服務，用戶可以利用云計算作為其部分 IT 基礎設施，實現(xiàn)業(yè)務的托管和外包。當然不同的云計算系統(tǒng)還不太一樣，像 Google 一般用比較專用的自己的內(nèi)部的平臺來支持。 處理 異構(gòu) 網(wǎng)格計算用中間件屏蔽異構(gòu)系統(tǒng)，力圖使用戶面向同樣的環(huán)境，把困難留在中間件，讓中間件完成任務。 支持應用 網(wǎng)格計算用聚合資源來支持挑戰(zhàn)性的應用，這是初衷，因為高性能計算的資源不夠用，要把分散的資源聚合起來 。 11 資源分布 聚合分布資源，支持虛擬組織，提供高層次的服務，例如分布協(xié)同科學研究等 。 表 1 網(wǎng)格計算與云計算的區(qū)別 網(wǎng)格計算 云計算 目的 網(wǎng)格計算將獨立的計算機連接成一個大的基礎設施，充分利用閑置的資源 ，從而 把計算資源作為能夠開啟關(guān)閉的公用事業(yè)來提供。云計算是虛擬化 (Virtualization)、效用計算 (Utility Computing)、 IaaS(基礎設施即服務 )、 PaaS(平臺即服務 )、 SaaS(軟件即服務 )等概念混合演進并 躍升的結(jié)果。 10 云計算與其他概念 云計算與網(wǎng)格計算 從根本上來說，從應對 Inter 應用的特征特點來說，他們是一致的，為了完成在 Inter 情況下支持應用，解決異構(gòu)性、資源共享等等問題。 該編程模型僅適用于編寫任務內(nèi)部松耦合、能夠高度并行化的程序。 MapReduce 不僅僅是一種編程模型，同時也是一種高效的任務調(diào)度模型。 云計算采用 MapReduce 的編程模型。 由于采用列存儲的方式管理數(shù)據(jù) ，如何提高數(shù)據(jù)的更新頻率以及進一步提高隨機讀取速率是未來數(shù)據(jù)管理必須解決的問題。將表按列劃分后存儲。 云計算的特點是對海量數(shù)據(jù)存儲、讀取后進行大量的分析，數(shù)據(jù)的讀操作頻率遠大于數(shù)據(jù)的更新頻率，云中的數(shù)據(jù)管理是一種讀優(yōu)化的數(shù)據(jù)管理。因 此，數(shù)據(jù)管理技術(shù)必須能夠高效的管理大數(shù)據(jù)集。 未來的發(fā)展集中在超大規(guī)模的數(shù)據(jù)存儲、數(shù)據(jù)加密和安全性保證、以及繼續(xù)提高 IO 速率等方面。 云計算的數(shù)據(jù)存儲技術(shù)主要有谷歌的非開源的 GFS 和 Hadoop 開發(fā)團隊開發(fā)的 GFS 的開源實現(xiàn) HDFS。另外，云計算系統(tǒng)需要同時滿足大量用戶的需求，并行的為大量用戶提供服務。在數(shù)據(jù)存儲、數(shù)據(jù)管理和編程模型等方面具有自身獨特的技術(shù)。 這些技術(shù)促成數(shù)據(jù)和應用的可移植性（例如用以云之間負載分擔的 cloud bursting 技術(shù)） 。 在這種模式下，云計算基礎設施由兩種或兩種以上的云 (私有、團體或公共 )組成，每種模式的云都保持獨立，但通過標準或?qū)Ｓ屑夹g(shù)被 組合成一體，具有數(shù)據(jù)和應用程序的可移植性。 在這種模式下，云計算基礎設施由一家銷售云計算服務的組織所擁有，該組織將云計算服務銷售給公眾或大型工業(yè)團體?？梢允窃摻M織或某個第三方負責管理，可以是場內(nèi)服務（ onpremises），也可以是場外服務（ offpremises） 。 云基礎設施由若干個組織分享，以支持某個特定的社區(qū)。 （ 2） 社區(qū) 云。 在這種模式下，云計算基礎設施由單個組織經(jīng)營，可由該組織或第三方管理。 云計算的部署模式 不管利用了哪種服務模型（ SaaS、 PaaS、或 IaaS），存在四種云服務部署模型，以及用以解決某些特殊需求而在它們之上的演化變形。如果沒有 EC2， TheNewYork Times 處理這些數(shù)據(jù)將要花費數(shù)天或者數(shù)月的時間。也就是說，亞馬遜目前為開發(fā)者提 供了存儲、計算、中間件 8 和數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)服務 。用戶不需管理或控制的底層的云計算基礎設施，但要控制操作系統(tǒng)、儲存系統(tǒng)和應用程序，可能還需要選擇網(wǎng)絡組件 (防火墻、負載均衡器等 )。獨立軟件開發(fā)商可以選擇在 NetSuite 上或 Suite 云開發(fā)平臺上利用 NetSuite商業(yè)操作系統(tǒng) (NSBOS)創(chuàng)建 SuiteApp，或者干脆使用現(xiàn)有應用程序進行整合。 NetSuite Suite 云 ： NetSuite 為其合作伙伴提供 Suite 云系統(tǒng)，在利潤豐厚的云計算市場推出了自己的定制應用平 臺。 Windows Azure Platform是個可同時支持微軟及非微軟程序語言及環(huán)境的開放性平臺。通過微軟的 Windows Azure 系統(tǒng)可提供開發(fā)人員隨選運算及存儲，用來裝載、延伸及管理網(wǎng)絡上的 Web 應用程序、云端應用程序和網(wǎng)絡服務。 向企業(yè)提供在云端上快速創(chuàng)建和實施業(yè)務應用程序所需的一切，包括數(shù)據(jù)庫、無限的實時定制、強大的分析、實時工作流程和審批、可編程云邏輯、集成、實 時移動部署、可編程的用戶界面和網(wǎng)站功能 。最近，谷歌還公布了提供可由企業(yè)自定義的托管企業(yè)搜索服務計劃。 7 PaaS 的商業(yè)示例包括： Google App Engine： 谷歌推出了谷歌應用軟件引擎（ Google AppEngine， 簡稱 GAE），這種服 務讓開發(fā)人員可以編譯基于 Python 的應用程序，并可免費使用谷歌的基礎設施來進行托管（最高存儲空間達 500MB）。虛擬設備可以歸類為 PaaS 的實例。 使用 PaaS 的人會看到一個封裝式服務，該服務是通過 API 提供給用戶的。 從服務生產(chǎn)商或消費者的觀點看，關(guān)于 PaaS 的觀點至少有兩種： 生產(chǎn) PaaS 的某個人可能通過集成 OS、中間件、應用軟件甚至是一個隨后作為服務提供給客戶的開發(fā)環(huán)境來生產(chǎn)一個平臺。 作為 服務 (PaaS) 在這種交付模式下，用戶采用提供商支持的編程語言和工具編寫好應用程序，然后放到云計算平 臺上運行。 Yahoo： Yahoo Small Business 服務提供了一個組合，其中包括：域名注冊服務、網(wǎng)站托管服務、郵件服務，這個簡單組合在一個服務包內(nèi)讓小企業(yè)擁有了所有必要的面向因特網(wǎng)的服務，并且比起其它非云的選擇具有明顯的價格優(yōu)勢。 NetSuite： NetSuite 提供的 NetSuite Bu