云计算的基本架构范文第1篇

1)云架构云计算的一开始出现主要是为了解决计算机硬件资源问题，它通过虚拟化方式大大降低企业数据中心的应用成本。在这些年的发展之后，云计算的概念和范畴已经扩展为3个层次：基础架构云（InfrastructureasaService,IaaS）、平台云（PlatformasaService,PaaS）和软件应用云（SoftwareasaService,SaaS）。IaaS指基础设施即服务，这一层的作用是提供虚拟机或者其他资源作为服务提供给用户。PaaS指平台即服务，其作用是将一个开发平台作为服务提供给用户。SaaS指软件即服务，是指将应用作为服务提供给客户。它们主要提供的服务如图1。企业利用云计算架构去进一步解决它的烟囱式问题，但主要目标是降低IT运营成本、提升IT资源的利用率，促进企业自身IT建设从粗旷型向集约型进行转变。从上图可以看出，从底至上，IaaS层主要是将服务器、存储及网络资源虚拟化，将虚拟后的资源作为服务提供给用户；PaaS层可以为用户提供一个包括开发、测试环境以及文档等的开发平台，用户可以在此开发平台上编写应用，并且不用关心服务器部署、网络和存储等问题；SaaS层主要是给普通用户提供无需安装就能直接使用的应用。

由于SOA架构主要涉及的是软件体系的架构，而云计算的三层架构中的PaaS的平台开发中亦涉及到软件架构问题，所以本文中主要将云计算中的PaaS模式与SOA进行分析。在PaaS模式中，对用户提供的服务是一种分布式平台服务，包括开发环境、测试环境、服务器平台、硬件资源等。通过PaaS提供的服务，用户可在分布式平台上定制开发应用程序，并通过互联网传递给其他客户。PaaS能够给企业或个人提供研发的中间件平台，提供应用程序开发、数据库、应用服务器、试验、托管及应用服务。Gartner将PaaS分成两类，APaaS(applicationplatformasaservice)和IPaaS(integrationplatformasaservice)。APaaS主要为应用提供运行环境和数据存储，能够将企业内部自建的简单三层架构的应用直接部署到APaaS；IPaaS主要用于集成和构建复合应用。据Gartner称，虽然PaaS市场的规模相对较小，但在市场上提供不完全PaaS产品的公司却有超过150多家。目前市场上的PaaS产品既包括综合PaaS产品，例如网站旗下的，也包含独立的应用基础架构组件，如数据库及其它为云计算服务提供支持的功能型中间件。目前代表产品有GoogleAppEngine,Salesforce的平台，八百客的800APP等。以GoogleAppEngine为例，它是一个由python应用服务器群、BigTable数据库及GFS组成的平台，为开发者提供一体化主机服务器及可自动升级的在线应用服务。用户编写应用程序并在Google的基础架构上运行就可以为互联网用户提供服务，Google提供应用运行及维护所需要的平台资源。

另外，云计算除了三层架构之外，从横向范畴来说，云还可以划分为公有云、私有云、社区云和混合云等。公有云是指第三方提供商为用户提供的能够使用的云，可在整个开放的公有网络中提供服务。在公有云中，云服务提供商通过自己的基础设施直接向外部用户提供服务，外部用户通过互联网访问服务，并不拥有云计算资源。私有云是为一个客户单独使用而构建的，该客户拥有基础设施，并可以控制在此基础设施上部署应用程序的方式。私有云可由公司自己的IT机构，也可由云服务提供商进行构建，可部署在企业数据中心的防火墙内，也可部署在一个安全的主机托管场所。社区云是由几个组织共享的云端基础设施，支持特定的社区。混合云由两个或者更多云端系统组成云端基础设施，这些云端系统中可能包含公有云、私有云、社区云等，这些系统保有独立性，但借由标准化或封闭式专属技术相互结合，可确保资料与应用程序的可携性。

2)SOA架构长期以来企业面临的关键问题是如何解决已形成的烟囱式的企业计算环境，SOA的出现就是为了解决独立系统间的整合问题，或者说系统架构的问题。SOA作为一种面向服务的架构，是一种软件架构设计的模型和方法论。SOA将异构平台上的应用程序拆分为不同的功能单元（服务），服务之间通过定义良好的接口和规范以松耦合的方式整合在一起。接口是采用中立的方式进行定义的，它独立于实现服务的硬件平台、操作系统和编程语言，这使得构建在各种系统中的服务可以使用一种统一和通用的方式进行交互。从业务角度来看，SOA利用企业现有的各种软件体系，重新整合并构建起一套新的软件架构。这套软件架构能够随着业务的变化，随时灵活地结合现有服务，组成新软件，共同服务于整个企业的业务体系。我们可以把SOA看作是模块化的组件，每个模块都可以实现独立功能，而不同模块之间的结合则可以提供不同的服务，模块之间的接口遵循统一准，可以实现低成本的重构和重组。在SOA的技术框架下，可以把杂乱无章的庞大系统整合成一个全面有序的系统，从而增加企业在业务发展过程中应用系统的灵活性，实现最大的IT资产利用率。

2云架构与SOA架构各自的优缺点

从上两节云架构和SOA架构的概念来看，它们的出现也是为了解决不同的问题，但它们都是企业或政务信息化实施的架构，在业界看来属于竞争关系，甚至有些学者认为云计算可以取代SOA成为新的架构风格。实质上，云计算和SOA架构应用在企业或政务信息化中，各有优势，也有自己的局限性。从发展至今，云计算主要有处理能力强大、应用高度集成、用户成本低、大规模数据存储等优势。但云计算还处于发展初期，局限性也有明显。云的安全性是企业或政府需要考虑的首要问题。另外，现在不同云服务之间的交互能力非常弱，混合云架构缺乏成熟的技术支撑。同时网络带宽的限制也会给云的部署和实施带来一定影响。SOA的优势主要有模块的重用性、模块之间的交互能力以及快速应变能力。SOA方法从服务提供者和服务消费者的角度对功能方面涉及的对象、数据、组件、业务流程、界面等进行层次化，为所有服务提取安全架构、数据架构、集成架构、服务质量管理等中的共用部分。SOA架构契合了企业信息化建设过程中业务创新的需要，同时也可以达到业务重用的效果，充分降低了企业的成本。但是SOA在企业信息化实施过程中仍有一些不足。目前SOA最好的实现方式是web服务，但web服务本身也有不成熟的地方，比如在可靠消息传递、web事务处理等方面的标准还有待完善。另外，如何快速组装服务以及控制服务颗粒度这两方面，还有待进一步研究，而服务颗粒大小问题在某种程度上决定了整个系统的灵活性和效率。

3云架构与SOA架构的交叉与结合

上一节提到云架构与SOA架构在信息化建设中各有优缺点，但其实它们之间除了竞争之外，还有着比较复杂的关系。我们认为，云架构和SOA架构之间可以取长补短，在一定程度上结合起来形成新的架构来更好地支撑复杂的信息化建设。首先，从云计算的架构和SOA的概念来看，SOA在云计算中最广泛使用的地方是PaaS平台的中间件组件。PaaS的中间件包含事务型中间件、消息中间件、远程过程/对象调用中间件、应用服务器、数据库服务器、ESB、BPM等多种类型，SOA架构本身即是一种组件模型，可以组合异构平台中的各种应用程序，而目前PaaS平台的能力还尚未成熟，PaaS架构中正是需要这种标准化的组件模型，来支持其平台中应用程序的开发及部署。同时，SOA架构的特性决定了它可用于包括PaaS在内的任何云服务（包括基础设施服务IaaS和软件服务SaaS）的创建与交付中。其次，云计算对于SOA有着良好的促进作用。由于SOA架构是一个好的架构方法，使用SOA架构建成的信息系统间的运行与协作更加方便、标准化。为了获得云计算的优势，企业用户需要通过接口和架构延展出去连接到云计算资源。

为了更好的使用云计算的资源，企业内部需要一定的架构在核心企业信息系统和云计算资源之间建立链接，而这正是SOA可以做到的。另外，市场上云的类型很多，私有云、公有云、社区云将长时间在市场上共存，形成混合云架构。在这种情况下，SOA架构可以很好的支持混合云的发展，利用模块化架构既可以更好地将模块迁移到云，同时还可帮助云端的应用程序进行整合。SOA在企业应用与混合云架构中的作用大致如图2所示。如图2所示，企业内部应用可通过SOA与混合云中某种云的应用进行互相迁移，同时混合云中不同平台的应用及服务也可通过SOA来进行整合或迁移。总的来说，云计算的发展对于SOA架构在网络、基础架构上的应用都造成一定的影响，它们并不是排斥的关系，相反云计算的发展不仅对SOA不是一种取代关系，而是有显著的促进作用，同时云计算中也需要SOA架构的应用，有效地部署云计算服务需要SOA方法。云计算时代的到来，给SOA架构带来了更大的发展空间。

4发展趋势

通过对云计算和SOA架构之间关系的分析，可以看出两者之间的关系比较复杂，并不是简单的替代关系。上一节最后也提到，SOA与云计算架构是密不可分的，对于将来的发展趋势来说，由于两种架构各自的优势，更实际的方式是将两种架构结合应用。将两种架构结合起来有两种方式，一种是在SOA架构中引入云计算，另一种是在云计算架构中引入SOA，两种方式各有偏重，主要区别是解决问题的出发点和侧重点不一致，而实现的途径基本一致。1)在SOA中引入云计算在SOA架构中引入云计算，主要目的还是为了更好的集成软件服务，包括企业内部信息系统与外部服务的集成，如SaaS和IaaS。有研究表示，使用SOA整合SaaS是可以实现的。通过SOA来整合SaaS服务，可以将较小粒度的SaaS服务集成到一起，提供更抽象、粗粒度的软件服务。SOA平台中的ESB总线可以将云计算中的分布式计算模块、云存储等以服务的方式接入。同时SOA平台需要的IT硬件基础设施，可以直接使用云计算中IaaS层的虚拟化的计算能力单元和存储能力单元，均以服务的方式接入到ESB总线上。前文中提到了，SOA中的中间件平台类似于云计算中的PaaS平台，SOA中所包含的ESB总线、流程引擎、规则引擎等都可以发展为PaaS平台的能力。2)在云计算中引入SOA在云计算中引入SOA，主要是为了解决云计算中不同云服务之间的交互能力弱的问题。如图2所示，混合云架构中不同云服务之间通常很难进行整合和迁移，将SOA应用到此处将有益于解决此问题。同时，通过引入SOA中的ESB总线，还可实现云计算中SaaS、PaaS、IaaS三层架构之间的集成。另外，PaaS层可以将SOA中的数据、业务、流程、展现服务均纳入，提供给在线开发环境中应用，这些服务在线进行服务编排和组装可借助SOA本身已有的流程引擎和规则引擎来完成。

5结论

云计算的基本架构范文第2篇

关键词： 云服务；云建设；云平台

0 引言

近年来，全球云计算产业蓬勃发展。我国云计算产业兴起于 20 世纪90 年代，云计算产业已经形成了竞争性的产业发展态势，以展览展示、网络游戏、远程教育、数字电视内容制作以及各种影视动画制作为主流的云计算消费市场日渐成熟，但传统互联网云计算也存在对应的问题，需要对之加以完善。

1 发展基于云平台服务云建设产业的历史机遇

1.1 云计算——第四次IT产业革命

作为新一代信息技术产业的重要组成部分，云计算被称为是继大型计算机、个人计算机、互联网之后的第四次IT产业革命，也是未来3～5年全球范围内最值得期待的技术革命，将可能引发信息产业商业模式的根本性改变。因此，传统IT巨头把云计算看作为未来决定成败的“必争高地”，纷纷向云计算模式转型，推出自己的云战略。

如今，云计算已逐渐渗透进了众多行业，对于我国经济发展日趋起到重要的影响和推动作用。作为战略性新兴产业中的“重头戏”，云计算无疑成为了“十二五”期间我国政府的发展重点。

1.2 政策力挺“十二五”云计算发展

日前，国家发改委、工信部、科技部等多部委共同参与的《加快发展高技术服务业的指导意见》已进入起草阶段，其中，云计算产业将被作为未来高技术服务业的主角。“十二五”规划纲要及《国务院关于加快培育和发展战略性新兴产业的决定》，均把“云计算”作为新一代信息技术产业的重要部分来强调。

为了加快应用和落地，推进云计算产业的切实发展，2010年10月18日，工业和信息化部圈定北京、上海、深圳、杭州、无锡等5个城市先行开展云计算服务创新发展试点示范工作，试点内容涵盖了平台搭建、产业联盟、核心技术研发和产业化以及标准和安全管理规范的研究制定等。今年，多个政企合作的云计算应用项目有望落地。

1.3 云计算引发商业模式发生巨大变革

云计算技术将从概念层面逐渐走向应用。许多研发公司已经将云计算作为新的战略核心，并探索其企业级、社会级的应用。云计算的技术实现手段并不是新生事物，从技术上讲已趋于成熟，但还缺乏成熟的商业模式。

云计算作为IT领域的一场变革，对于现有的公司是一种挑战也是一种威胁。云计算会推动新一代云存储、云网络、云安全的巨大需求和服务模式的创新，同时也会产生新的产业和商业模式。

根据IDC最新的报告预测，全球用于云计算服务上的支出在接下来的5年时间可能会出现3倍的增长，其增长速度将是传统IT行业增长率的6倍。到2012年，云计算将达到420亿美元的市场规模，占据IT支出增长总量中25%的份额。从2009年底到2013年底，云计算能为中国带来超过1.1万亿元的净业务收入。

可以说，国内云计算万亿市场启动在即。赛迪顾问IT系统产业研究中心总经理孙会峰对记者表示，云计算是提高生产效率的一个有效手段，是可以改变IT现状的应用模式，是一种可以更加高效、更加低成本、更加可持续发展的方法。

同时，他还指出，云计算等新兴技术将成为促进中国经济转型升级的新引擎。对于产业来讲，新兴技术将会带动传统产业的升级改造，调整经济结构，带动产业转型，还将孵化出一些新的产业。传统IT企业向云计算方向转型将会成为必然和根本所在，同时，其商业模式也可能发生变化。

2 传统互联网云计算存在的主要问题

首先，云计算企业规模相对普遍较小，云计算资源相对匮乏，难以与内容供应商有效合作，无法形成云计算创新产业链。

其次，科技投入不足，缺乏风险投资环境，缺乏在线运营经验和收费渠道，难以形成规模经济，总体反映出中小型 服务商进入门槛较高。

再次，大型云计算服务商都拥有自己的数据中心，分散、高耗能、成本高，互联网接入的数据缺乏一致性，少数大的数据中心需要进一步整合。

最后，在综合布局上，各区之间缺少横向交流，难于实现联动和错位竞争，形成云计算产业链；数据搭设和服务相互割裂，各自为政，资源无法实现共享，运营商的内部资源使用效率较低。

基于以上考虑，主要从下面这样几个方面对云平台的服务云建设进行完善。云计算云平台最终的目标用户定位为中小云计算服务商。通过云计算服务云的搭建，实现如下的建设目标：

通过搭建可靠的基础架构云（主要包括虚拟节点资源、存储资源、网络资源）将基础架构资源进行整合，采用最新的云平台技术达到减少物理资源及能源的使用成本，提高资源利用率。

1）搭建服务云的平台基础，包括管理平台和运营平台，提供多项基础的SDK接口，具备为中小型 服务商接入云计算云平台的能力。

2）引导中小型云计算服务商接入云计算云平台，从初期的“提供内容服务资源”，最终过渡到“提供完整云计算云应用运营平台”的分阶段建设。

3）最终目标是将现有的各类运营系统纳入到云计算云平台中来，搭建业务运营模式完整的云计算资源运营平台；利用现有的计费模块及无线互联网相关的成熟模块建立新的业务运营模式，以实现多渠道、全方位的增值服务。实现运营商、 服务商以及内容提供商共赢的运营模式。

基于以上的研究目标，需要从以下几个层次逐级展开研究工作：

1）高灵活性、高可用性的基础架构云（IAAS）建设实验和研究；

2）基于基础架构云的PAAS解决方案的研究；

3）面一站式SAAS平台对于 商广泛商用的可行性研究；

4）整体盈利模式及行业领先前景展望。

3 云计算服务云平台整体规划的研究

3.1 基础架构云（IAAS）

基础架构云在物理资源基础上搭建虚拟化资源池，包括硬件资源、虚拟资源、云计算内容（中国音像著作权集体管理协会协助认证）的资源池，云计算服务商可按照运营模式租用资源池内的各类资源。基础架构云通过IAAS的相关服务提供虚拟资源的统一管理与使用。IAAS架构如下图：

3.2 平台服务云（PAAS）

平台服务云以云计算数据管理和成熟运营模式为基础，提供各类服务接口，提供运营商的服务管理门户和云计算服务商的接入门户。平台服务云是整个云计算云平台的核心管理与运营平台，除了需要提供面向 服务商的各类服务接口之外，还要支持对各类资源管理、申请、分配、监控等相关的业务应用。平台服务云分为两个部分：管理运营平台和服务接口平台，整个平台服务云由统一的安全管理机制保证系统安全。

管理运营平台为运营商提供基础架构云及资源运营管理支持，运营人员可以通过管理运营平成虚拟资源管控、资源管理、服务资源管理、运营管理、数字版权管理、统计分析等功能。

服务平台为服务商提供接入服务，服务商可以通过此平成如下工作：

其一，服务资源、产品的订单申请、内容检索、资源监控等管理功能；其二，服务商应用（SAAS）可直接访问资源服务接口，为最终用户提供资源服务；其三，服务商可以选购运营商的非常成熟的运营服务接口，并将其引入到自建的应用中，这些运营服务接口包括但不限于如下内容：其一，转码接口：以适应服务商的应用平台可以更容易的覆盖传统互联网与移动互联网用户，通过对用户的差异化服务；其二，广告管理接口：服务商可以选择运营商提供的广告打包服务，也可以通过接口直接在用户访问的流中增加广告数据；其三，短信、彩信、位置、计费等运营接口：这些接口在移动互联网领域已经有了非常成熟的运营模式，服务商可以通过这些接口实现建立更加灵活、高效的运营模式。比如：移动服务的包月服务、订阅服务、流量计费；同时也可以将移动互联网领域的运营模式扩展到传统互联网领域。其四，服务商可以通过服务平台申请基础架构云中的虚拟资源并将自有的应用（SAAS）部署到运营商的基础架构云中。

3.3 应用云（SAAS）

应用云（SAAS）的建设初衷是搭建以提供云计算内容服务为主的服务平台云，为中小型服务商提供基于传统互联网和移动互联网的内容服务。应用云由云计算服务商自行建设和管理，利用平台服务云提供的各类接口为最终用户服务，远期目标可以由运营商完成应用云的建设。应用云（SAAS）的建设有三种方式：

1）通过SDK、API、Web Service等多种通用接口与平台服务云（PAAS）中的服务、运营服务接口进行应用整合。

2）服务商的SAAS也可以到基础架构云中，为服务商提供更低成本、更高效率的“云”服务。

3）平台服务云也会逐步提供各种增值应用服务，将整个云平善为一个从基础架构云（IAAS）到应用云（SAAS）的完整的云计算应用云平台，为各种不同规模的服务商提供更加多样的、差异化的云平台服务。差异化服务可以为运营商建立起更加稳定。

4 高灵活性、高可用性的基础架构云（IAAS）建设实验和研究

4.1 基础架构云（IAAS）业务需求分析

4.1.1 核心架构需求分析

1）方便的资源申请：IAAS应该允许用户方便的请求各种资源如CPU，存储，内存，网络等，而不需要考虑实际的计算能力，带宽，存储等物理资源的具体配置、位置等信息。如用户在申请虚拟机实例的时候就可以方便的指定CPU的规模，内存的大小，存储的大小，网络的基本设置，甚至针对运营商的网络带宽限制条件，可以在用户选择资源的时候直接选择带宽的性质（独占或共享）和带宽的大小。

2）集中的管理、统一的调度和维护：有了IAAS平台后，资源都统一的放置在资源池中，这样CPU、存储、内存、网络等资源应该全部由基础架构云来管理；并通过统一的调度平台进行资源的合理化弹性调度；由于已经把硬件资源统一的进行了管理，自然，将由运维团队对硬件资源进行统一的维护。

3）兼容性：作为基础架构云平台，应该满足两方面的兼容性，即软件和硬件，软件方面要保持和国际云计算的兼容，硬件方面要能够支持多样化，即不同型号、品牌的服务器都可以纳入资源池进行统一资源管理。

4）云计算数据源：在基础架构云平台的存储控制器上增加对云计算数据源的管理调度。云计算数据使用分布式存储技术存储在云的存储池中，而管理员平时则无需知晓最终数据的最终存放位置，这部分工作由基础架构云的存储控制器角色完成。而PAAS（服务云）则可以直接通过相应接口调用相关数据。

4.1.2 可扩展性需求分析

基础架构云（IAAS）必须是分层的可扩展的基础架构，以便未来可灵活扩展基础架构云的规模或部署模型。这样我们可以在计算资源不足时，可以很方便的实现资源池的扩容。

4.1.3 安全性需求分析

所有基础架构云的管理节点都必须容灾，以保证虚拟机可以移动到其他节点，确保操作任务不会丢失。

4.1.4 网络与数据安全

基础架构云必须保证在网络层面上的安全性。必须有访问控制功能。数据安全的主要工作在于：保证基础架构云底层操作系统安全；保证基础架构云上的虚拟机安全；保证用户权限的合理分配与管理。

4.2 方案整体概述

在此方案中我们采用国内最先进的云产品构建基础架构云（IAAS）。

产品特点主要体现在弹性、自助和标准化三个主要方面：

4.2.1 弹性资源伸缩。可智能调度管理从数台到数千台的物理服务器，依据贪婪模式、省电模式等资源调度策略进行自动化管理。并可将计算、存储以及网络能力进行开放让普通应用系统也可具备像水电一样，获得即开即用能力。

4.2.2 自助式服务。提供了一个友好的web界面可供使用，使用者可依据被分配的资源配额（资源是指虚拟机、存储、IP、负载均衡、防火墙等云资源），快速的创建资源，监控资源使用情况，关联资源（关联资源是指虚拟机挂接存储、为多个虚拟机创建负载均衡等云资源之间的关联操作），自动化部署应用系统等工作。

通过自助式服务，将会把运营商IT运维人员从繁杂的工作中解脱出来，简易的操作界面，可以使最终用户方便的利用Step By Step方式的操作很快的申请到资源，进而事业虚拟机、存储及网络资源。

4.2.3 标准化平台。使用开放式云计算标准接口与技术，与现有大多数基础架构云平台相兼容，可实现在不同厂家的云平台产品之间进行自由穿梭；不做技术绑架，用户可自由选择已经购买的虚拟化产品、服务器（需要支持Intel或AMD的虚拟化技术）、存储及网络设备提高资产利用率，避免不必要的投资。

4.2.4 逻辑拓扑概述。云平台采用多层架构，可有效提升整个云平台的可扩展性。采用控制器横向堆叠的方式，可将云基础架构的规模提高至一个新的层次，如下图：

当需要扩展集群规模时，在现有集群中添加节点即可。当需要扩展整个云的规模时，可创建新的群集。

云中的主要角色和服务：

1）云控制器。云控制器（Cloud controller＼CLC）可以管理调度底层的一个或多个集群控制器（CC）的计算资源和网络资源，也可以管理调度底层的一个或多个存储控制器（SC）的存储资源。

2）集群控制器。集群控制器（Cluster controller＼CC）

是下属节点控制器（NC）所组成的计算群集的前端（Front—end）桥头堡和管理者，它包括虚拟机镜像、节点群集调度、虚拟网络管理等功能。

3）存储控制器。存储控制器（Storage controller＼SC）

是基于网络的块存储（按照Amazon的称呼，称为EBS，弹性块存储）实现，一个块存储被节点上运行实例的操作系统认为一个块设备，但其实它是一个通过网络连接到存储控制器的设备。支持通过iSCSI、AOE、FC SAN等存储适配器来访问各种存储设备。

4）节点控制器。节点控制器（Node controller＼NC）可以是虚拟机的计算宿主，也可以是组成分布式冗余存储系统的存储节点或者存储目录节点。如果节点是计算宿主，也就是实例的运行载体，它将根据上层的集群控制器的指令来负责执行、监控、终止、善后处理实例，同时还需要及时将目前的可用资源通知集群控制器。

4.3 产品功能架构

以下是云的产品架构示意图，我们基于Erlang OTP，使用Eucalyptus框架，兼容AmazonEC2标准。

主要分为四层：系统核心层、接口调用层、实用工具层、应用服务层。

1）系统核心层。其主要功能是操作系统的主体内容，负责将计算机分布式群集中的各种资源管理、调度和监控。对应的具体功能如下：实例管理；存储管理；网络管理；资源监控；运行支撑。

2）接口调用层主要功能。为用户或应用访问系统资源提供API，例如：EC2、S3、LB、CW。兼容Amazon接口标准。

云计算的基本架构范文第3篇

关键字云计算SaaSPaaSIaaS数字图书馆定位

一、 引 言

随着云计算浪潮的涌进，如何能够高效，经济地进行信息资源服务是当今数字图书馆待解决的问题，云计算是一个新兴的名字，它得出现简化了IT架构的实施，对其解释多种多样。著名学者Matrix曾总结云计算定义多达20多种，但是目前公共认为的云计算是一种将分布式计算，网格计算，并行计算以及Internet结合起来的新的IT资源提供服务模式，其核心思想是借助于Internet,通过拆分大型的计算机程序，形成若干个小型的子程序，然后交付给云中心进行分析、计算，其中云环境就是有多部服务器构成的庞大分析系统，最后中心将处理的数据返回给用户。其实它是面对超大规模的分布式环境，其最终目的是能将动态，可伸缩的IT计算资源以服务的方式通过Internet提供给用户。在此基础上人们提出了云计算三层架构体系，作为信息资源中心的数字图书馆目的就是为了更好，更快，更经济地为用户提供服务。下面我们首先先来分析一下云计算三层架构。

二、 云计算三层服务架构

互联网发展进程中三层模型曾作为一般架构出现，IBM大中华区云计算项目总监朱近之女士认为虚拟化技术在现阶段云计算中创造了新的，成熟的三层服务架构体系，认为云架构最底层面是基础架构层;第二层是中间平台;最上面一层是应用和服务层。云计算服务可以按照从底层硬件到顶层应用来进行划分，大致分为三类：基础设施作为服务IaaS、平台作为服务PaaS和软件作为服务SaaS,如图1所示：

从图1中我们可以获知，目前对云计算的解释，我们可以从两个层次上进行分析探讨，狭义上的云计算是指用虚拟化技术构建的虚拟化数据中心，将分布在大量的计算机和存储设备上的计算和存储资源集中起来成为一个虚拟的资源池，以服务方式按需提供给网络用户，这个云计算被称为“基础设施即服务”（IaaS）。Amazon的E2和E3是该模式的典型代表。广义上的云计算还包括软件即服务SaaS，平台即服务PaaS两种服务模式，SaaS通过浏览器把程序传给成千上万的用户，向用户收取服务费。从用户看来，通过互联网使用程序这样会省去在服务器和软件授权上的开支； 从供应商角度来看，这样只需要维持一个程序就够了，如等。SaaS还提供了开放的API，让开发者能够开发更多的互联网应用。PaaS把开发,运行环境作为一种服务来提供，可以使用中间层的设备来开发自己的程序并通过互联网和其服务器供用户使用。这类服务商如Google的应用软件引擎Google AppEngine 等。那么在现阶段云计算比较成熟的云计算三层服务架构下，云计算的三层架构对图书馆的影响，我们通过定位分析，才能观察到未来的数字图书馆的前景到底如何。

三、 数字图书馆在三层架构中的定位分析

目前图书馆运用云计算技术有两方面角色，一方面是作为一个应用机构,可以说是云计算的使用者，另一方面作为向中小型图书馆提供服务的知识供应商，可以说是云服务的提供商。

图书馆可以利用“云”平台，进行数字资源的整合、组织、关联、导航等，从而可以为用户提供服务。对于图书馆界来说，如何确定未来数字图书馆地位战略计划是值得深思的问题，云计算中的三层架构服务即平台即服务（PaaS），软件即服务（SaaS） 基础设施即服务（IaaS)作为平台，未来的数字图书馆界到底在这三层服务架构上有什么作为，是指导未来数字图书馆发展的方向，对于用户来说，我们大可不必知道提供该服务到底是属于哪一层的服务如图2所示：

图书馆本身就是为用户提供知识服务，云计算三层架构对图书馆的影响如何，我们就对未来的数字图书馆在云计算三层架构中进行定位分析，通过定位分析，我们才能看到未来数字图书馆在云计算这个环境之下的作为到底怎么样。

（一） 定位数字图书馆在SaaS层

从图书馆发展史看，几乎每一项新信息技术的出现，都能引起图书馆界的极大关注并推动图书馆的服务升级，未来数字图书馆定位到SaaS层上，中小型图书馆通过互联网使用SaaS层的软件业务模式，不用再购买软件，而改用向大型提供商租用基于Web软件，来管理经营图书馆，且无需对软件进行维护，服务提供商会全权管理和维护软件。

图书馆历来是IT应用的重镇，云时代也不例外，世界最大联机图书馆服务提供商OCLC已经将“基于云”的服务引入了图书馆界。2009年4月23日，该机构宣布即将推出基于WorldCat书目数据的“Web级协作型图书馆管理服务”被公认为是一项云计算服务，其目标是取代各类型图书馆的集成管理系统，这个是图书馆界的第一个云计算服务，作为图书馆领域领头军OCLC应用云计算服务，预示着云计算在图书馆领域广泛应用已经开始进行了。

目前小型图书馆采用在本地安装图书馆自动化系统ILS，类似于像OCLC这样的大型图书中心提供网络服务。客户可以根据馆内实际需求，向提供商租用所需的应用软件服务，按租用的服务类型和时间长短支付费用，并通过互联网获得服务，应用软件由数据中心负责的升级和维护。从而图书馆通过网络浏览器实现业务的自动化管理。可以预料，会有越来越多的图书馆试用云计算，因而降低管理与服务的成本。

（二）定位数字图书馆在PaaS层

所谓PaaS服务架构层，是指大型图书馆引入“云”设施，利用商用的云计算解决方案，架构满足本地应用的”私有云”平台。使用者可以在PaaS供应商的基础设施上创建并开发自己的应用服务程序，然后通过网络直接从供应商的服务器上传递给用户，但是这些服务受制于供应商的设计和能力，但可以预见通过该层服务的效果和方便性。这些应用程序可以运行在云中，也可以运行在更加传统的图书馆数据中心中，其中WorldCat是目前PaaS典型代表之一。

WorldCat是一个全球统一目录，创建于1971年，它由9000多个OCLC成员机构共同创建和维护，集中了各个成员图书馆的书目和所有者信息中得数百万条联机记录，是同类数据库中最大最全面的一个。在2003年，OCLC 开始实施"Open WorldCat "的实验性计划，按照用户的习惯提供信息服务，满足用户的检索需求，Open WorldCat计划通过图书馆资源和搜索引擎的无缝链接，达到了促进用户到馆，扩大印刷图书利用的目的。现在的搜索引擎和内容提供商联合，建立起一个透明的，结构化关系，从竞争对手变成合作伙伴：一方面，扩大WorldCat数据库的显示度，另一方面。在商言商，OCLC也通过Open WorldCat计划增加了自己的馆际互借业务[7]。

云计算的基本架构范文第4篇

关键词：云计算；云用户；SOA；应用层；设计；实现

中图分类号：TP31 文献标识码：A

随着信息时代的到来，各个计算领域都需要处理大规模、海量的数据，而目前的孤身奋战的台式计算机远远不能满足当今对计算能力的需求，在这种情况下，云计算的概念被提了出来。云计算是一种在大范围共享资源的新型服务计算模式，是分布式处理、并行处理和网格计算的发展，通过使计算分布在大量的分布式计算机上，使得用户能够将资源切换到需要的应用上，根据需求访问计算机和存储系统。而SOA面向服务体系结构框架下的云计算框架模型是一个优势互补的系统。下面，就谈谈面向服务的云计算框架模型的设计与实现。

1 云计算概述

1.1 云计算概念

云是由一系列相互联系并且虚拟化的计算机组成的并行和分布式系统模式，这些虚拟化的计算机动态地提供一种或多种统一化的计算和存储资源，这些资源通过服务提供者和服务消费者之间的协商来流通，基于这样云的计算称为云计算。简单地说，云计算即指基于互联网络的超级计算模式，即把存储于个人电脑、服务器和其他设备上的大量存储器容量和处理器资源集中在一起，统一管理并且协同工作。

1.2 基于服务的架构

面向服务的体系结构（Service-Oriented Architecture，SOA）是一个组件模型，它将应用程序的不同功能单元（称为服务）通过这些服务之间定义良好的接口和契约联系起来。接口是采用中立的方式进行定义的，它应该独立于实现服务的硬件平台、操作系统和编程语言。这使得构建在各种这样系统中的服务可以一种统一和通用的方式进行交互。

SOA设计原则，SOA也是一门方法论，类似于面向对象的设计，它也有自己的一些原则，SOA的服务设计原则有：规范化的服务契约，松散耦合性，服务抽象性，服务重用性，服务自治性。这些原则是不可或缺的，自治性、松散耦合、抽象以及规范化的契约视为形成SOA根本基础的核心原则。

云计算的各部分与企业数据中心的各部分一样，同样包括诸多编程语言、操作系统、数据库、Web服务器、协议和应用编程接口（API）。关键就是确认哪些云服务真正适合自己内部的系统、应用程序和专长技能。而云计算得以推广的根本是必须确保云服务与本企业的基础架构相互集成。这就需要一种易扩展、二次开发费用低的基础架构能够结合两者，而SOA架构刚好弥补了云计算在这些方面的缺点，可以将二者有机的结合起来，从而形成一种更有竞争力的框架模型。

2 基于服务的云计算框架模型设计

基于服务的云计算结构可以分为四层：云计算服务应用层、云计算服务调度层、云计算服务虚拟机层和云计算服务物理层。云计算服务应用层是云计算和终端用户的接口层，云计算服务实现的最终目的是通过云计算服务应用层给用户提供其所需的云计算服务，云计算服务物理层是云计算服务结构模型的最底层，是云计算结构的核心层，是给上层提供云计算服务的基础设施层。本文考虑到QoS需求，基于SOA的云计算框架模型主要包括云用户、云供应商、云服务市场三种角色，如图1所示，且模型中引入了QoS管理机制。

（1）云计算服务应用层

云计算服务应用层的作用是为终端用户消费云计算服务提供统一规范的接口。终端用户通过专用入口通道进入云计算服务中心，订制和消费其所需的服务。

通过云计算服务应用层，终端用户可以在不投入大量资金来改善本地机器性能的情况下，进行远远超过其机器性能上限的高强度计算和大存储容量的工作。

（2）云计算服务调度层

云计算服务调度层是云计算服务请求和响应层。云计算服务调度层也可称为云计算服务决策层，其作用是检测和响应云计算服务应用层提交过来的云计算服务消费请求。

云计算服务调度层一个最重要的特征是实时更新可用资源库，以便不会错误地处理终端用户的云计算服务请求。当接收到云计算服务应用层提交过来的云计算服务消费请求时，云计算服务调度层先检测此请求是否合法，如果不合法，则直接拒绝此请求；如果合法，则再在其资源库中查询是否还有满足此QoS请求所要消费的资源，若不满足，则继续拒绝此请求；若满足，但已分配完毕，则仍拒绝此请求；如还有此资源，则将此请求转交到云计算服务虚拟机层。

（3）云计算服务虚拟机层

该层管理实例和核心实体（VMs、主机、数据中心和应用程序）的执行，这一层能够同时执行和透明的管理数以千计的大规模云基础设施，为基于用户需求、管理应用程序执行和动态监测的主机提供虚拟机也在这层被处理。该层中也定义了关于主机如何在云中分配不同的竞争虚拟机有清晰的界限。

（4）云计算服务物理层

云计算服务物理层是云计算服务的基础设施层，是云计算服务结构的骨干层。其作用是为上层提供可供终端用户消费的云计算资源。云计算服务物理层提供的基本云计算资源包括：CPU资源，数据存储器资源，宽带等资源。该层可以同时共享大量的能够满足用户定义服务质量的应用程序虚拟机。

云用户：云用户向云服务市场提出自己的要求，包括所需完成任务的描述、服务质量要求QoS。用户应用的QoS参数包括时间、成本、可靠性和信任系数等。

云服务市场：云服务市场提供云环境中云用户和云供应商的交易场所，是进行资源管理和交易的基础设施。云服务市场可以联接不同的云，具有服务信息目录、服务发现、服务管理、注册、撤销、订阅、服务交易等管理功能。

云供应商：云供应商可以集成各种资源提供特定的服务，也可以是一个具体的资源。云供应商将资源包装为服务，通过注册，进入云服务市场，退出时从市场撤消注册。

3 面向服务的云计算框架模型的实现

基于以上分析，本文提出了一种面向服务的云计算框架模型的实现模式。

云用户1首先向云服务市场提交服务请求，服务市场在自己的服务范围内查找是否存在该项服务，如果不存在，直接拒绝此项服务申请；如果存在，则需要通过QoS模块，进一步检查是否满足用户QoS需求，若不满足，则继续拒绝此项服务，若满足，则回复消息通知云用户1具体的访问位置。云用户1访问该位置上的服务接口程序，并通过接口调用云服务调度层。云服务调度层接到调用后，查找云资源服务器中的虚拟机，根据用户1提出的资源请求，分配其具体的服务器资源，从而用户1可以使用该云中的服务器资源。云用户2、云用户3……云用户n的服务过程类似。

模型中引入QoS模块在模型中实现管理QoS管理机制。云市场要实现资源监测、存储、网络、虚拟机、服务迁移和容错性等功能，必然面临QoS问题。服务质量QoS提供了服务性能保证、可用性保证，以及安全性、可靠性等其他方面的服务质量。通过查询QoS模块，实现了资源的最优分配，保证了云服务质量，满足了用户的需求。

结语

云计算提供了一种基于互联网的全新计算模式，受到学术界高度关注。目前云计算框架模型的设计与实现处于起步的阶段，而面向服务的云计算框架模型能使用户从云市场获取所需服务，通过QoS约束保证云服务质量，实现了资源的优化调度，充分体现了云计算与面向服务架构的优势，以此，为将来的企业化应用奠定基础。

参考文献

云计算的基本架构范文第5篇

2009年,NVC联盟刚成立时推出了动态数据中心解决方案,让客户把注意力转到通过虚拟化技术提高数据中心的效率上。2010年3月9日,NVC联盟再次发力,创新性地推出了端到端的安全多租户设计架构(Secure Multi-tenancy Design Architecture),朝着云计算的最终目标迈出了坚实的一步。

数据中心动态化

服务器虚拟化技术的普及改变了应用程序的提供和管理方式。通过在计算、网络和存储层面上实现虚拟化,企业数据中心正在向着高效率、高弹性、高可用的方向发展。2009年,NVC联盟的成立正好顺应了企业数据中心转型的浪潮。NVC联盟一成立就推出了联合的动态数据中心解决方案。VMware的虚拟化软件、Cisco的统一计算产品以及NetApp的统一存储产品构成了一个以虚拟化为核心的灵活、高效的数据中心基础设施解决方案。

埃森哲公司大中华区技术咨询事业部资深总监李晓东将数据中心基础设施的发展归纳为三个阶段:第一阶段,实现数据中心设备的整合与标准化,通过实现包括服务器、存储、网络等设备在内的数据中心IT架构的标准化,在逻辑上实现数据中心的动态化;第二阶段,迁移到虚拟化平台,在企业内部实现以应用程序为核心的计算;第三阶段,打造动态基础设施架构。

两年前,NetApp就向企业用户做出了这样的承诺:使用NetApp具有虚拟化功能的统一存储解决方案,并配合VMware的虚拟化软件,整个系统的效率可以提高50%。“服务器的整合是大势所趋。对服务器进行整合后,系统的部署时间可以从3天缩短到几分钟。”VMware 公司大中华区总裁宋家瑜举例说,“某客户对服务器进行大规模整合后,将70个应用集中到一台服务器上。全球每减少一台服务器,二氧化碳的排放量可以减少4吨。”思科中国副总裁兼数据中心业务负责人冼超舜表示,思科一直致力于帮助客户开发基于统一体系结构的下一代数据中心解决方案,这样可以充分发挥虚拟化的强大力量。

与动态数据中心解决方案相比,NVC联盟最新推出的端到端安全多租户设计架构更强调在一个开放的平台上实现服务器、存储和网络的集成与优化,使得数据中心更高效、更安全和动态化。经过一年的磨合,三家厂商在动态数据中心和云计算基础架构的研发、销售和服务方面实现了步调一致。

NetApp 公司大中华区总经理陈文俊表示:“NVC联盟的目标是为用户提供一个整合的服务器架构、一个融合的数据中心网络和一个统一的存储架构,最终打造一个共享的动态数据中心,使得用户可以轻松管理一个统一的数据中心基础架构。”

保证多租户的安全

数据中心用户面临的最严峻的挑战是如何提高数据中心的整体效率,同时降低成本。对于数据中心用户来说,何时与如何实现虚拟化及数据中心的转型是不能回避的问题。NVC联盟提供的虚拟基础架构软件和统一的存储、服务器、网络解决方案,能够根据用户特定的业务需求进行部署。实践证明,此方案具有良好的集成性与互通性,并且在全球多个数据中心得到成功应用。

追根溯源,NetApp、VMware和Cisco早在2003年就为实现共享的虚拟化数据中心这一目标展开了合作。三方定义并测试了构建在灵活、经济高效、高性能以太网框架基础上的动态数据中心基础架构。陈文俊表示,该架构的四大IT支柱是高可用性、安全隔离、服务保证和简化管理。

李晓东表示:“云计算是企业实现跨越式发展的驱动力。云计算的服务属性决定了云计算基础架构必须具有更高的弹性。”虚拟化的动态数据中心是云计算和实现IT即服务最有效的基础之一。NVC联盟推出的端到端安全多租户设计架构成了动态数据中心与云计算架构之间的纽带。端到端安全多租户设计架构能够隔离那些共享一个通用IT基础架构的不同客户、业务单位和部门所使用的IT资源和应用,从而增强云环境的安全性。无论是企业内部的私有云还是公共云,都不是只为一个客户服务,而是为有不同需求的多个租户服务。一个云计算系统就像一家饭店,分住在不同房间的客人就像是云计算系统中的租户,在享受饭店提供的多种服务的同时,还要求饭店保证每个客人的安全和隐私。共享虚拟基础架构要求在交付承诺的服务级别时,能够隔离不同租户或部门的资源。NVC联盟提供的端到端安全多租户设计架构通过隔离服务器、网络和存储层,不仅能够确保每个租户的数据安全,而且能够达到租户认可的服务水平。

NVC联盟提供的动态数据中心方案的主要组件包括:NetApp统一存储架构可以支持多种协议和主存储、二级存储、归档;VMware vSphere为基础架构虚拟化提供平台,VMware vCenter为集中管理所有的虚拟化服务器、网络和存储资源提供通用平台;Cisco统一计算系统(UCS)减少了网络交换机的数量,并围绕统一的I/O网络集成计算资源。采用动态数据中心解决方案的用户,可以通过虚拟化和整合服务器、存储、网络资源,达到节省成本的目的;通过统一基础架构,集中管理和自动化例行任务,从而简化管理;通过快速部署新的应用程序和调整资源大小,以便对新需求做出快速反应。

坚持开放性