发布日期:2013-05-02 10:00 来源:雷万云 标签: 云计算 体系 结构
 

云计算是分布式计算(Distributed Computing)、并行计算(Parallel Computing)和网格计算(Grid Computing)的发展,或者说是这些计算机科学概念的商业实现。云计算的基本原理是通过使计算分布在大量的分布式计算机上,而非本地计算机或远程服务器中,企业数据中心的运行将更与互联网相似,这使得企业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。这就好比是从古老的单台发电机模式转向了电厂集中供电的模式,它意味着计算能力也可以作为一种商品进行流通,就像煤气、水电一样,取用方便,费用低廉。最大的不同在于,它是通过互联网进行传输的。因此,在未来,只需要一台笔记本或者一个智能手机,就可以通过网络服务来实现我们需要的一切,甚至包括超级计算这样的任务,从这个角度而言,最终用户才是云计算的真正拥有者。云计算的应用包含这样一种思想,把力量联合起来,给其中每一个成员使用。

云计算系统运用了许多技术,其中以并行编程模型、数据管理技术、数据存储技术、虚拟化技术、云计算平台管理技术最为关键。本章论述云计算的体系及这些关键技术,以便我们系统地认识、掌握云计算体系。

3.1  云计算的体系结构

我们知道按需部署是云计算的核心。要解决按需部署,必须解决资源的动态可重构、监控和自动化部署等,而这些又需要以虚拟化、高性能存储、处理器、高速互联网等技术为基础。

为了有效支持云计算,其体系结构必须支持几个关键特征。首先,系统必须是自治的,即需要内嵌有自动化技术,以减轻或消除人工部署和管理任务,而允许平台智能地响应应用的要求;其次,云计算的架构必须是敏捷的,能够对需求信号或变化做出迅速的反应。内嵌的虚拟化技术和集群化技术,能应付增长或服务级要求的快速变化。

云计算平台是一个强大的"云"网络,连接了大量并发的网络计算和服务,可利用虚拟化技术扩展每一个服务器的能力,将各自的资源通过云计算平台结合起来,提供超级计算和存储能力。通用的云计算体系结构如图3-1所示。


图3-1 云计算平台的体系结构

(1)用户界面:提供云用户请求服务的交互界面,也是用户使用云的入口,用户通过Web浏览器可以注册、登录及定制服务、配置和管理用户。打开应用实例与本地操作桌面系统一样。

(2)服务目录:云用户在取得相应权限(付费或其他限制)后可以选择或定制服务列表,也可以对已有服务进行退订操作,在云用户端界面生成相应的图标或列表来展示相关的服务。

(3)管理系统:用于管理可用计算资源和服务,能管理云用户,能对用户的授权、认证和登录进行管理,并可以管理可用计算资源和服务,接收用户发送的请求,并根据用户请求转发到相应的应用程序。

(4)部署工具:自治的,根据用户请求智能地部署资源和应用,动态地部署、配置和回收资源。

(5)监控:监控和计量云系统资源的使用情况,以便做出迅速反应,完成节点同步配置、负载均衡和资源监控,确保资源能顺利分配给合适的用户。

(6)服务器集群:虚拟的或物理的服务器由管理系统管理,负责高并发量的用户请求处理、大运算量计算处理、用户Web应用服务,云数据存储时采用相应数据切割算法以并行方式上传和下载大容量数据。

云计算技术体系结构和云计算体系结构不是一个概念,后者从服务的角度来划分云,主要突出了云服务能给用户带来什么,而云计算的技术体系结构主要从系统属性和设计思想角度来说明云,是对软硬件资源在云计算技术中所充当角色的说明。从云计算技术角度来分,云计算大致由物理资源、虚拟化资源、中间件管理部分和服务接口4部分构成,如图3-2所示。

图3-2  云计算的技术体系结构