【正文】 控制應(yīng)用程序，可能還需要設(shè)置應(yīng)用程序的運(yùn)行環(huán)境。例如，開(kāi)發(fā) PaaS 的人可能會(huì)使其以一組 Sun xVM 管理程序虛擬機(jī)為基礎(chǔ)，這組虛擬機(jī)包括一個(gè) NetBeans 集成化開(kāi)發(fā)環(huán)境、一個(gè) Sun GlassFish Web 棧，并支持像 Perl 或 Ruby 這樣的其它編程語(yǔ)言?？蛻敉ㄟ^(guò) API 與該平臺(tái)互動(dòng)，而且該平臺(tái)執(zhí)行一切必要的操作來(lái)管理和擴(kuò)展其本身，以提供規(guī)定的服務(wù)水平。例如，一個(gè)內(nèi)容交換設(shè)備會(huì)將其所有組成軟件對(duì)客戶隱藏起來(lái)，而只向客戶提供用來(lái)配置和部署服務(wù)的一個(gè) API 或 GUI。對(duì)于超過(guò)此上限的存儲(chǔ)空間，谷歌按 “每 CPU 內(nèi)核每小時(shí) ”10 至 12 美分及 1GB 空間 15 至 18 美分的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行收費(fèi)。 是 的企業(yè)云計(jì)算平臺(tái) 。 客戶和合作伙伴在 上創(chuàng)建了超過(guò) 120,000種定制應(yīng)用程序來(lái)運(yùn)營(yíng)他們的業(yè)務(wù)，包括供應(yīng)鏈管理、合規(guī)追蹤、品牌管理、應(yīng)收賬款、索賠處理、休假應(yīng)用程序以及其他更多的應(yīng)用程序 Microsoft Windows Azure Platform， Windows Azure Platform 是一套云端服務(wù)作業(yè)系統(tǒng)，作為 Windows Azure 平臺(tái)的開(kāi)發(fā)、服務(wù)代管及服務(wù)管理的環(huán)境。 Windows Azure Platform與 Visual Studio 進(jìn)行了整合，支持一致性的開(kāi)發(fā)經(jīng)驗(yàn)。微軟歡迎 Eclipse、Ruby、 PHP 與 Python 第三方工具和語(yǔ)言能夠加入 Windows Azure Platform 行列。據(jù)國(guó)外媒體報(bào)道，該平臺(tái)提供的服務(wù)使其成為谷歌及甲骨文等公司的競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手， Suite 云平臺(tái)將包含一系列的新產(chǎn)品、開(kāi)發(fā)工具和服務(wù)，包括新的 Suite 云開(kāi)發(fā)網(wǎng)絡(luò) (SDN)，將專門面向獨(dú)立軟件開(kāi)發(fā)商。 基礎(chǔ)設(shè)施 作為 服務(wù) (IaaS) 在這種交付模式下，用戶將部署處理器、存儲(chǔ)系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)及其他基本的計(jì)算資源，并按自己的意志運(yùn)行操作系統(tǒng) 和應(yīng)用程序等軟件。 亞馬遜的云計(jì)算產(chǎn)品總稱為 Amazon Web Service(亞馬遜網(wǎng)絡(luò)服務(wù) )，主要由4 部分組成，包括 S3(Simple Storage Service，簡(jiǎn)單的存儲(chǔ)服務(wù) )、 EC2(Elastic Compute Cloud，可伸縮計(jì)算云 )、 SQS(Simple Queuing Service，簡(jiǎn)單信息隊(duì)列服務(wù) )以及 SimpleDB。 作為 Infrastructure as a Service (IaaS) 在實(shí)際應(yīng)用中的一個(gè)例子， The NewYorkTimes 使用成百上千臺(tái) Amazon EC2 實(shí)例在 36 小時(shí)內(nèi)處理 TB 級(jí)的文檔數(shù)據(jù)。 另一個(gè) 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(yùn)行網(wǎng)站的高度可擴(kuò)展的隨需應(yīng)變基礎(chǔ)設(shè)施，包括用 ruby on rails 、 PHP 、 Python 和 JAVA 編寫的豐富的 web 應(yīng)用程序。 （ 1） 私有云。 可以是場(chǎng)內(nèi)服務(wù)（ onpremises ），也可以是場(chǎng)外服務(wù)（ offpremises） 。 在這種模式下，云計(jì)算基礎(chǔ)設(shè)施由數(shù)個(gè)組織共享，并為一個(gè)有共同關(guān)注點(diǎn)的團(tuán)體提供支持，可由團(tuán)體組織或第三 方管理。社區(qū)是指有共同訴求和追求的團(tuán)體（例如使命、安全要求、政策或合規(guī)性考慮等）。 （ 3） 公共云。 （ 4） 混合云。 如 Amazon Web Server 等既為企業(yè)內(nèi)部又為外部用戶提供云計(jì)算服務(wù)。 云計(jì)算 關(guān)鍵技術(shù) 云計(jì)算是一種新型的超級(jí)計(jì)算方式，以數(shù)據(jù)位中心，是一種數(shù)據(jù)密集型的超級(jí)計(jì)算。 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)技術(shù) 為保證高可用、高可靠和經(jīng)濟(jì)性，云計(jì)算采用分布式存儲(chǔ)的方式來(lái)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)， 9 采用冗余存儲(chǔ)的方式來(lái)保證存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的可靠性，即為同 一份數(shù)據(jù)存儲(chǔ)多個(gè)副本。因此，云計(jì)算的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)技術(shù)必須具有高吞吐量和高傳輸速率的特點(diǎn)。大部分 IT 廠商，包括 yahoo、 Intel 的云計(jì)劃采用的都是 HDFS 的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)技術(shù)。 數(shù)據(jù)管理技術(shù) 云計(jì)算系統(tǒng)對(duì)大數(shù)據(jù)集進(jìn)行處理、分析想用戶提供高效的服務(wù)。其次，如何在規(guī)模巨大的數(shù)據(jù)中找到特定的數(shù)據(jù)，也是云計(jì)算數(shù)據(jù)管理技術(shù)所必須解決的問(wèn)題。因此，云系統(tǒng)的數(shù)據(jù)管理往往采用數(shù)據(jù)庫(kù)領(lǐng)域中列存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)管理模式。 云計(jì)算的數(shù)據(jù)管理技術(shù)最著名的是谷歌的 BigTable 數(shù)據(jù)管理技術(shù)，同時(shí)Hadoop 開(kāi)發(fā)團(tuán)隊(duì)正在開(kāi)發(fā)類似 BigTable 的開(kāi)源數(shù)據(jù)管理模塊。 編程模式 為了使用戶能更輕松的享受云計(jì)算帶來(lái)的服務(wù)，讓用戶能利用該編程模型編寫簡(jiǎn)單的程序來(lái)實(shí)現(xiàn)特定的目的，云計(jì)算上的編程模型必須十分簡(jiǎn)單，必須保證后臺(tái)復(fù)雜的并行執(zhí)行和任務(wù)調(diào)度向用戶和編程人員透明?，F(xiàn)在所有 IT 廠商提出的云計(jì)劃中采用的編程模型，都是基于 MapReduce 的思想開(kāi)發(fā)的變成工具。 MapReduce 這種編程模型不僅適用于云計(jì)算，在多核和多處理器、 cell processor 以及異構(gòu)機(jī)群上同樣具有良好的性能。如何改進(jìn)編程模式，是程序員能夠輕松的編寫緊耦合的程序，運(yùn)行時(shí)能高效調(diào)度和執(zhí)行任務(wù)是 MapReduce 編程模型未來(lái)的發(fā)展方向。 云計(jì)算 可看做 是 并行計(jì)算 (Parallel Computing)、分布式計(jì)算 (Distributed Computing)和 網(wǎng)格計(jì)算 (Grid Computing)的發(fā)展，或者說(shuō)是這些計(jì)算機(jī)科學(xué)概念的商業(yè)實(shí)現(xiàn)。 圖 2 計(jì)算機(jī)模式的發(fā)展 具體看來(lái)，網(wǎng)格計(jì)算和云計(jì)算的區(qū)別如表 1 所示。 云計(jì)算除了把 計(jì)算資源作為能夠開(kāi)啟關(guān)閉的公用事業(yè)來(lái)提供 外， 更進(jìn)一步 提供了效用計(jì)算，用來(lái) 支付在共享服務(wù)器上使用的服務(wù)，就好象支付公共事業(yè)一樣（比如電力、天然氣等）。 云 計(jì)算的資源相對(duì)集中，主要以數(shù)據(jù)中心的形式提供底層資源的使用，并不強(qiáng)調(diào)虛擬組織（ VO）的概念。 云計(jì)算從一開(kāi)始就支持廣泛企業(yè)計(jì)算、Web 應(yīng)用，普適性更強(qiáng) 。 云計(jì)算 采用 鏡像或者提供服務(wù)的機(jī)制來(lái)解決異構(gòu)性的問(wèn)題。 服務(wù)的方式 網(wǎng)格計(jì)算用執(zhí)行作業(yè)形式使用，在一個(gè)階段內(nèi)完成作用產(chǎn)生數(shù)據(jù)。 應(yīng)用領(lǐng)域 網(wǎng)格計(jì)算更多地面向科研應(yīng)用，商業(yè)模型不清晰。 云計(jì)算與 SOA 微軟 開(kāi)發(fā)平臺(tái)技術(shù)高級(jí)經(jīng)理 Steven Martin 說(shuō)， SOA 的討論肯定將開(kāi)始轉(zhuǎn)向云計(jì)算。 面向服務(wù)是構(gòu)建應(yīng)用程序的一種方法，而云計(jì)算指的是這種基礎(chǔ)設(shè)施以及那個(gè)應(yīng)用程序的交付模式。他指出， SOA 和云計(jì)算相互支持，但是，他們的思想基礎(chǔ)不一樣。而 SOA 是這種方法。以模塊化方式向 SOA 過(guò)渡的機(jī)構(gòu)在把模塊遷移到云計(jì)算的之后將處于非常有利的地位。 2020 年 11 月 17 日發(fā)布的超級(jí)計(jì)算機(jī) Top 500 榜單， IBM 為美國(guó) Los A lamos 國(guó)家實(shí)驗(yàn)室建造的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)“ Roadrunner”獲得冠軍。 Roadrunner超級(jí)計(jì)算機(jī)包含了 12960 個(gè) IBM powerX cell 8 處理器及 6948 個(gè)分布于刀片服務(wù)器上的 AMD Opteron 芯片，分別安裝在 288 個(gè) IBM bladeCenter 機(jī)架上。 TOP 500 對(duì)超級(jí)計(jì)算機(jī)的排名方式可以看出，傳統(tǒng)的超級(jí)計(jì)算機(jī)注重運(yùn)算速度和任務(wù)的吞吐量，以運(yùn)算速度為核心進(jìn)行計(jì)算機(jī)的研究和開(kāi)發(fā)。傳統(tǒng)的超級(jí)計(jì)算機(jī)耗資巨大，遠(yuǎn)超過(guò)云計(jì)算系統(tǒng)。 云計(jì)算系統(tǒng)相比于超級(jí)計(jì)算機(jī)具有松耦合的性質(zhì)，可以比較方便的進(jìn)行動(dòng)態(tài)伸縮和擴(kuò)展，而超級(jí)計(jì)算機(jī) 不易擴(kuò)展、改造和升級(jí)。 云計(jì)算 存在的問(wèn)題及 下一步技術(shù)發(fā)展趨勢(shì) 應(yīng)用及數(shù)據(jù)安全 包含用戶敏感信息的應(yīng)用系統(tǒng)部署在公共云上，可能存在安全隱患。企業(yè)私有云中，各個(gè)部門之間的信息安全也必須考慮，特別是財(cái)務(wù)數(shù)據(jù)、客戶信息等。如果企業(yè)需要遵守業(yè)務(wù)交易及相關(guān)數(shù)據(jù)方面的全國(guó)或國(guó)際法規(guī)，用戶可能會(huì)覺(jué)得不放心。 標(biāo)準(zhǔn) 制定 目前云計(jì)算廠商都在各自為戰(zhàn)，并沒(méi)有實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化。 服務(wù)質(zhì)量保證 通過(guò)遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)訪問(wèn)的應(yīng)用模式具有不可靠性。 13 云計(jì)算的商業(yè)模式 云計(jì)算強(qiáng)調(diào)發(fā)揮集中化的優(yōu)勢(shì)，以及應(yīng)用、平臺(tái)和 資源的分層松耦合管理。 云 計(jì) 算與移動(dòng) 互聯(lián)網(wǎng) 相結(jié)合 云計(jì)算不久將成為移動(dòng)世界中的一股爆破力量，最終會(huì)成為移動(dòng)應(yīng)用的主導(dǎo)運(yùn)行方式。 手機(jī) 擁有便攜性和通信能力等眾多天然優(yōu)勢(shì)，而計(jì)算能力、 存儲(chǔ) 能力弱，雖然正逐漸向智能化演進(jìn)，但受限于體積和便攜性的要求，短時(shí)間內(nèi) 手機(jī) 的處理能力難以和電腦相比。在云計(jì)算下，只要配備功能強(qiáng)大的瀏覽器，就能應(yīng)用各種業(yè)務(wù)。所以，云計(jì)算要落到實(shí)處，必須加強(qiáng)行業(yè)應(yīng)用。 14 第 2 章 云計(jì)算 應(yīng)用 Amazon 作為一家 主營(yíng)圖書的電子商務(wù) 零售企業(yè)， Amazon 在設(shè)計(jì)和規(guī)劃自身 IT 系統(tǒng)架構(gòu)的時(shí)候，不得不為了應(yīng)對(duì) “圣誕節(jié)狂潮”這樣的 銷售峰值 而 購(gòu)買 大量 的 IT設(shè)備。 因此， Amazon 在 2020 年 7 月 推出 免費(fèi)的 Amazon 電子商務(wù)服務(wù)（ Amazon Emerce Service），讓零售商可以將自己的商品放在 Amazon 網(wǎng)絡(luò) 商店中，儲(chǔ)存產(chǎn)品價(jià)格、顧客評(píng)等資料，進(jìn)行后臺(tái)管理。為了解決這些租用服務(wù)中的可靠性、靈活性、安全性等問(wèn)題，亞馬遜不斷優(yōu)化其技術(shù)。 亞馬遜的云計(jì)算產(chǎn)品總稱為 Amazon Web Service(亞馬遜網(wǎng)絡(luò)服務(wù) )，主要由4 部分組成，包括 S3(Simple Storage Service，簡(jiǎn)單的存儲(chǔ)服務(wù) )、 EC2(Elastic Compute Cloud，可伸縮計(jì)算云 )、 SQS(Simple Queuing Service，簡(jiǎn)單信息隊(duì)列服務(wù) )以及 SimpleDB。 也就是說(shuō)，亞馬遜目前為開(kāi)發(fā)者提供了存儲(chǔ)、計(jì)算、中間件和數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)服務(wù) 。通過(guò) AWS 可以更多地根據(jù)所解決問(wèn)題的特點(diǎn)來(lái)有彈性地選擇哪種開(kāi)發(fā)平臺(tái)或者編程模型。并且，通過(guò) AWS，你可以利用 的全球計(jì)算基礎(chǔ)設(shè)施，這些基礎(chǔ)設(shè)置為 的 150 億 $的零售業(yè)務(wù)和交易企業(yè)提供有效的支持。 圖 5 所示為面向服務(wù)的亞馬遜平臺(tái)架構(gòu)。相比傳統(tǒng)的集中式存儲(chǔ)系統(tǒng)， Dynamo 再設(shè)計(jì)之初就被定位為一個(gè)高可靠、高可用且具有良好容錯(cuò)性的系統(tǒng)。 問(wèn)題 采用的相關(guān)技術(shù) 數(shù)據(jù)均衡分布 改進(jìn)的一致性哈希算法、數(shù)據(jù)備份 數(shù)據(jù)沖突處理 向量時(shí)鐘（ Vector Clock） 臨時(shí)故障處理 Hinted handoff（數(shù)據(jù)回傳機(jī)制），參數(shù)（ W,R,N）可調(diào)的弱 quorum機(jī)制 永久故障后的恢復(fù) Merkle 哈希樹(shù) 成員資格以及錯(cuò)誤檢測(cè) 給予 Gossip 的成員資格協(xié)議和錯(cuò)誤檢測(cè) 16 S3 進(jìn)行存儲(chǔ) Amazon Simple Storage Service (S3) 提供一個(gè)用于數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和獲取的 Web 服務(wù)接口。 對(duì)象是 S3 的基本存儲(chǔ)單元，包括數(shù)據(jù)和元數(shù)據(jù)，其中元數(shù)據(jù)存儲(chǔ) 的是對(duì)象數(shù)據(jù)內(nèi)容的附加描述信息，元數(shù)據(jù)通過(guò)一對(duì)鍵 值（ NameValued）集合來(lái)定義。對(duì)象存儲(chǔ)在桶中，用戶 可以在 S3 中存儲(chǔ)任意數(shù)量的對(duì)象 ，但最多只能創(chuàng)建 100 個(gè)桶 ；存儲(chǔ)的每個(gè)對(duì)象的大小可以從 1 字節(jié)到 5 GB。在創(chuàng)建 bucket （與操作系統(tǒng)中的文件夾概念相似）時(shí)，可以選擇對(duì)象的存儲(chǔ)位置。對(duì)于存儲(chǔ)在 S3 中的每個(gè)對(duì)象，可以指定訪問(wèn)限制，可以用簡(jiǎn)單的 HTTP 請(qǐng)求訪問(wèn)對(duì)象。 S3 的桶基本結(jié)構(gòu)圖如圖 6 所示。甚至不必承擔(dān)維護(hù)存儲(chǔ)服務(wù)器的成本。 Amazon 為 S3 提供的服務(wù)水平協(xié)議承諾 % 的正常運(yùn)行時(shí)間，每月度量一次。您只需為實(shí)際使用的計(jì)算時(shí)間付費(fèi)。 這些實(shí)例基于 Linux，可以運(yùn)行您需要的任何應(yīng)用程序或軟件。 EC2 環(huán)境本身基于在劍橋大學(xué)開(kāi)發(fā)的開(kāi)放源碼的 Xen 系統(tǒng)管理程序?？梢酝ㄟ^(guò)指定權(quán)限控制對(duì)實(shí)例的訪問(wèn)。最近， Amazon 宣布與 Sun Microsystems 合作提供 Open Solaris 支持，但是 EC2 可用的大多數(shù)免費(fèi)和商業(yè)預(yù)構(gòu)建映像是基于 Linux 的。您可以完全 控制在 Amazon 數(shù)據(jù)中心中運(yùn)行的這個(gè)計(jì)算環(huán)境。服務(wù)器的范圍從普通的單核 x86 服務(wù)器直到八核 x86_64 服務(wù)器。 Amazon 最近還引入了彈性 IP 地址的概念，彈性 IP 地址可以動(dòng)態(tài)地分配給實(shí)例。 2）低成本 3）安全性：基于密鑰對(duì)機(jī)制的 SSH 方式反問(wèn)、可配置的防火墻機(jī)制等。 5）容錯(cuò)性：彈性 IP 地址等機(jī)制。在 EC2 中，每個(gè)用戶最多可擁有 30 個(gè)實(shí)例，每個(gè)實(shí)例自身攜帶一個(gè)臨時(shí)存儲(chǔ)模塊。在 EC2 服務(wù)中，系統(tǒng)各模塊之間使用似有 IP 地址通信，而系統(tǒng)與外界使用公共IP 地址通信。 Amazon Simple Queue Service 實(shí)現(xiàn)可靠的消息傳遞 Amazon Simple Queue Service (SQS) 允許訪問(wèn) Amazon 提供的可靠的消息傳遞基礎(chǔ)設(shè)施。不需要安裝和配置任何東西。 Amazon 把消息存儲(chǔ)在多個(gè)服務(wù)器和數(shù)據(jù)中心中，從而提供消息傳遞系統(tǒng)所需的冗余和可靠性。每個(gè)隊(duì)列可以有一個(gè)可配置的可見(jiàn)性超時(shí)周期，用來(lái)控制多個(gè)讀者對(duì)隊(duì)列的訪問(wèn)。在超時(shí)周期期滿之后，消息重新出現(xiàn)在隊(duì)列中，另一個(gè)讀者進(jìn)程就可以處理它?？梢允褂? SQS 構(gòu)建松散耦合的系統(tǒng)；在這種系統(tǒng)中， EC2 實(shí)例可以通過(guò)向 SQS 發(fā)送消息相互通信并整合工作流?？梢允褂? SQS 提供的身份驗(yàn)證機(jī)制保護(hù)隊(duì)列中的消息，防止未授權(quán)的訪問(wèn)。它