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云计算解决方案

2012-09-27 15:55:36 来源:易拓软件——转载自网络 浏览:42
    云计算自提出以来,作为一种新的技术模式和商业模式,其概念众说纷纭,相关领域的各方机构和专家分别从不同的角度对云计算进行了定义。其中美国国家标准技术研究院(NIST)的定义比较具有代表性:“云计算是一种可以通过网络方便的接入共享资源池,按需获取计算资源(这些资源包括网络、服务器、存储、应用、服务等等)的服务模型。共享资源池中的资源应该可以通过较少的管理代价和简单业务交互过程而快速部署和发布。
    概念和特征
    云计算自提出以来,作为一种新的技术模式和商业模式,其概念众说纷纭,相关领域的各方机构和专家分别从不同的角度对云计算进行了定义。其中美国国家标准技术研究院(NIST)的定义比较具有代表性:“云计算是一种可以通过网络方便的接入共享资源池,按需获取计算资源(这些资源包括网络、服务器、存储、应用、服务等等)的服务模型。共享资源池中的资源应该可以通过较少的管理代价和简单业务交互过程而快速部署和发布。”
    目前公认的云计算服务模式有以下三种:
    为客户提供的能力是运营商运行在云基础设施上的应用程序的使用能力。这种应用程序能被各种客户端设备通过瘦客户接口访问,如web浏览器。客户无法控制和管理底层云基础设施,包括网络、服务器、操作系统、存储、甚至独立的应用程序,但有一些受限的、用户专用的应用配置设置权限。
    Platform as a Service(Paas):为客户提供的能力是将客户自己的或购买的应用程序部署到云基础设施的能力,这些应用程序是由服务提供商支持的编程语言或工具编写的。客户无法管理和控制底层云基础设施,包括网络、服务器、操作系统、存储,但可以控制他部署的应用程序和应用配置环境。
    Infrastructure as a Service (IaaS):为客户提供的能力是提供处理能力、存储能力、网络和其它基本计算资源,客户可以使用这些资源部署或运行他们自己的软件,如操作系统或应用程序。客户无法管理和控制底层云基础设施,但可以控制操作系统、存储、部署的应用程序,或有限的网络组件控制权。
    无论哪种模式,都需要建立在底层云计算基础设施(资源池)的基础之上。
    云计算业务的基本特征包括:
    按需自助服务:客户可以按需、自动地获取计算能力,例如服务器计算时间和网络存储,而不需要和服务提供商进行人为交互。
    广泛的网络接入:计算能力可通过网络,并通过标准机制进行访问,使得各种瘦(或胖)客户端(例如移动电话、便携式电脑或PDA)平台均可以使用。
    资源池:服务提供商的资源被池化,并通过多租户模式为客户提供各种服务,并根据客户的需求动态提供物理或虚拟化的资源。这些资源是位置独立的,因为用户并不确切的知道服务提供商的资源在那里,但是客户可以指定较高层次的位置,例如国家、州或数据中心。这些资源包括存储、处理能力、内存、网络带宽和虚拟机。
    快速弹性:服务可以快速、弹性的获得,某种情况下是自动化的,规模可以快速扩大或缩小。对于客户来说,供应能力似乎是无限的,可以任意购买,随时购买。
    按使用量计费的服务:云系统对服务(存储、处理能力、带宽、活动用户帐户)进行适当的抽象,并提供服务计量能力,以自动控制和优化资源使用情况。资源的使用可以检测、控制、统计,为客户和服务商提供透明的服务使用量。
    同时,根据云计算运营模式的不同,还可以分为:公共云(Public Cloud)、私有云(Private Cloud)、混合云(Mixed Cloud)。
    1. 公共云
    顾名思义,这种类型的云服务通常遍布整个因特网,能够服务于几乎不限数量的、拥有相同基本架构的客户。例如亚马逊、Rackspace、Salesforce.com、微软以及谷歌等公司推出的一些流行的公共云产品,提供了丰富多彩的IT服务和商业应用。
    2. 私有云
    这种类型的云针对单个机构特别定制,例如政府机构、金融机构、大型企业。一般来讲,这类机构都会采用一些虚拟化技术和网络技术,因此能够降低使用服务器和网络设备的数量,提供设备整体使用效率。
    3. 混合云
    这种云表现为以上多种云配置的组合,数个云以某种方式整合在一起,为一些商业计划提供支持。有时用户可能需要用一套单独的证书访问多个云,有时数据可能需要在多个云之间流动,或者某个私有云的应用可能需要临时使用公共云的资源。
    云计算的关键技术
    云计算是分布式处理、并行计算和网格计算等概念的发展和商业实现,其技术实质是计算、存储、服务器、应用软件等IT软硬件资源的虚拟化,云计算在虚拟化、数据存储、数据管理、编程模式等方面具有自身独特的技术。云计算的关键技术包括以下几个方向:
    虚拟机技术
    虚拟机,即服务器虚拟化是云计算底层架构的重要基石。在服务器虚拟化中,虚拟化软件需要实现对硬件的抽象,资源的分配、调度和管理,虚拟机与宿主操作系统及多个虚拟机间的隔离等功能,目前典型的实现(基本成为事实标准)有IBM PowerVM、Citrix Xen、VMware ESX Server 和Microsoft Hype-V等。
    数据存储技术
    云计算系统需要同时满足大量用户的需求,并行地为大量用户提供服务。因此,云计算的数据存储技术必须具有分布式、高吞吐率和高传输率的特点。目前数据存储技术主要有Google的GFS(Google File System,非开源)以及HDFS(Hadoop Distributed File System,开源),目前这两种技术已经成为事实标准。
    数据管理技术
    云计算的特点是对海量的数据存储、读取后进行大量的分析,如何提高数据的更新速率以及进一步提高随机读速率是未来的数据管理技术必须解决的问题。云计算的数据管理技术最著名的是谷歌的BigTable数据管理技术,同时Hadoop开发团队正在开发类似BigTable的开源数据管理模块。
    分布式编程与计算
    为了使用户能更轻松的享受云计算带来的服务,让用户能利用该编程模型编写简单的程序来实现特定的目的,云计算上的编程模型必须十分简单。必须保证后台复杂的并行执行和任务调度向用户和编程人员透明。当前各IT厂商提出的“云”计划的编程工具均基于Map-Reduce的编程模型。
    虚拟资源的管理与调度
    云计算区别于单机虚拟化技术的重要特征是通过整合物理资源形成资源池,并通过资源管理层(管理中间件)实现对资源池中虚拟资源的调度。云计算的资源管理需要负责资源管理、任务管理、用户管理和安全管理等工作,实现节点故障的屏蔽,资源状况监视,用户任务调度,用户身份管理等多重功能。
    云计算的业务接口
    为了方便用户业务由传统IT系统向云计算环境的迁移,云计算应对用户提供统一的业务接口。业务接口的统一不仅方便用户业务向云端的迁移,也会使用户业务在云与云之间的迁移更加容易。在云计算时代,SOA架构和以Web Service为特征的业务模式仍是业务发展的主要路线。
    云计算相关的安全技术
    云计算模式带来一系列的安全问题,包括用户隐私的保护、用户数据的备份、云计算基础设施的防护等,这些问题都需要更强的技术手段,乃至法律手段去解决。
参考模型
    云是一种服务集合,是以服务的方式将IT计算资源交付给需要的用户的一种新的方式,以此提高资源的有效利用。这里涉及到两个关键的实现需求,一个是资源如何管理,另外一个则是服务如何将资源实现有效的交付。
    作为云计算作为一种新的服务模式,云计算平台联系着云服务的消费者、云服务的提供者和与之对应的云服务的开发者,从而将云计算能力可以更为快速地提供和使用。
    在分析了云计算的技术架构和相关商业模式后,我们提出了云计算的参考模型, 针对云服务消费者而言,参考模型将其定义为云计算环境的使用者,他们根据其业务需要使用云计算服务,利用云计算服务平台的虚拟化能力获得独占式的计算资源,而在需求完成后又可以释放相关资源。
    针对云服务提供者而言,参考模型定义了两个主要的架构层次:
    (1)、云服务提供平台:在这个平台上,一方面提供消费者使用云服务的各种服务获取方式,即可以是云计算的服务申请这样基于Web 2.0技术的界面,也可以是各种API,从而在多个层面提供云服务的使用,从IaaS到SaaS等;而另一方面则是IT资源虚拟化架构。虚拟化和标准化是云计算实现的两个重要条件。这里的虚拟化技术是泛指所有可以将计算资源进行虚拟并分配的技术,不仅包括诸如VMware、XEN、KVM、IBM LPAR和WPAR等系统虚拟化技术等,还包括存储上和网络上的虚拟化技术。通过这里技术,云计算平台就可以将特定的资源,无论是服务器,还是存储,都可以供应给消费者。
    (2)、通用云管理平台:任何的IT资源都需要支撑业务,都需要被运维管理。作为云计算平台同样不能缺少必要的业务支持能力,如服务目录、客户管理、订单管理、服务水平管理、计费管理等;而运维操作管理则需要云计算平台提供服务请求处理、ITIL流程管理、性能和容量管理等。
    针对云服务开发者而言,会使用各种云服务开发工具,包括Hadoop算法、供应规则编辑等帮助建立云服务所需要的各种技术平台和接口。
    云服务参考模型在提出云服务架构的必要元素之外,更强调云计算是面向请求和服务的,基于服务的生命周期在各个环节完成云计算服务的实现。 
    云服务生命周期
    云服务生命周期主要分成以下几个阶段:
    (1)、服务模板定义,主要指准备云计算环境,将各种合适的资源纳入到云计算资源池,准备标准的计算能力。
    (2)、创建服务目录,主要指将计算资源标准化,按照服务的方式进行提供。服务目录中的资源可以为服务器、可以为单个的CPU或内存、可以为存储容量、可以为应用软件、可以为特定执行程序,服务目录是一个云计算环境可用计算资源的集中体现。
    (3)、服务订阅,主要是指云服务消费者申请云计算能力和服务,或者更改某个已有的服务申请。云计算环境越是庞大、其服务管理就越是要求准确和严格。如果出现计划服务的时间无法获得所需的计算资源,就会影响相关服务申请的服务水平,从而给使用部门,即云服务消费者,带来业务上的损失。
    (4)、服务运行,服务运行首先意味着服务的供应,通过自动化的供应平台使消费者在指定的时间获得云计算资源;其次意味着服务的管理,需要确保云计算服务的质量,包括计算性能和可靠性。这些都是云计算服务中需要关注的部分。
    (5)、服务终止,当消费者不再需要服务时,服务会被终止,资源会被回收。资源可以重新放回资源池以重新利用。
    云计算的生命周期围绕着业务需求将云计算资源得以最大限度地使用,所以云计算服务部件需要计算资源,也同样需要对其生命周期进行管理的平台。云计算服务管理平台可以涵盖云计算服务提供所需的各个环节,通常包括:
    (1)、服务申请和流程管理
    (2)、服务交付和回收,自动供应平台
    (3)、资源使用统计和计费
    (4)、服务质量监控
    (5)、其它的支撑服务,包括安全性等
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