Introduction to Cloud Computing Architecture

Transcription

1 云 计 算 架 构 介 绍 白 皮 书 第 1 版,2009 年 6 月 摘 要 云 计 算 可 望 提 高 应 用 程 序 部 署 速 度 促 进 创 新 和 降 低 成 本, 同 时 还 增 强 经 营 敏 捷 性 Sun 抱 持 一 种 全 面 的 云 计 算 观 点, 因 而 可 以 支 持 各 个 层 面, 其 中 包 括 服 务 器 存 储 网 络 和 虚 拟 化 技 术, 这 些 技 术 将 云 计 算 环 境 扩 展 到 虚 拟 设 备 中 运 行 的 软 件, 而 这 些 虚 拟 设 备 可 用 来 在 极 少 时 间 内 成 功 汇 编 应 用 程 序 本 白 皮 书 探 讨 云 计 算 如 何 变 革 我 们 的 设 计 构 建 和 提 供 应 用 程 序 的 方 式, 以 及 企 业 在 采 纳 并 应 用 云 计 算 技 术 时 必 须 考 虑 的 架 构 问 题

2 本 页 故 意 留 空

3 目 录 引 言... 1 观 点... 1 云 计 算 的 性 质... 2 扩 大 已 形 成 的 趋 势... 2 将 虚 拟 机 作 为 标 准 部 署 对 象... 2 按 需 自 助 以 使 用 情 况 付 费 的 模 式... 2 通 过 网 络 提 供 服 务... 5 开 放 源 软 件 的 作 用... 5 云 计 算 基 础 设 施 模 式... 6 公 用 云 专 用 云 和 混 合 云... 6 云 计 算 的 架 构 层... 9 云 应 用 程 序 设 计 接 口 云 计 算 效 益 缩 短 运 行 时 间 和 响 应 时 间 最 大 限 度 地 减 轻 基 础 设 施 风 险 降 低 入 市 成 本 加 快 创 新 步 伐 实 现 IaaS 必 须 考 虑 的 架 构 问 题 不 断 发 展 的 应 用 程 序 架 构 变 革 架 构 的 途 径 变 革 应 用 程 序 设 计 目 标 仍 然 相 同 一 致 而 稳 定 的 抽 象 层 标 准 有 助 于 解 决 复 杂 问 题 松 散 耦 合 无 状 态 原 地 失 败 (Fail-in-Place) 计 算 水 平 扩 展 并 行 化 分 割 并 征 服 数 据 物 理 数 据 与 处 理 之 间 的 关 系 编 程 策 略 合 规 与 数 据 物 理 安 全 性 与 数 据 物 理 网 络 安 全 做 法 与 云 计 算 来 自 Sun 社 区 的 创 新 社 区 与 开 放 式 标 准 选 择 的 重 要 性 选 择 云 计 算 提 供 商 感 谢... 26

4 1 云 计 算 架 构 介 绍 第 1 章 引 言 什 么 是 云 计 算 (Cloud Computing)? 每 个 人 都 有 自 己 的 看 法 云 计 算 可 以 是 租 用 一 台 服 务 器 或 一 千 台 服 务 器 并 在 目 前 世 界 上 最 强 大 的 系 统 上 运 行 地 球 物 理 建 模 应 用 程 序 的 能 力 云 计 算 也 可 以 是 租 用 一 个 虚 拟 服 务 器 在 其 上 面 加 载 软 件 随 意 打 开 和 关 闭 该 虚 拟 服 务 器 或 克 隆 该 服 务 器 十 次 以 满 足 突 发 工 作 负 荷 需 求 的 能 力 云 计 算 可 以 存 储 并 保 护 巨 量 数 据, 而 且 这 些 数 据 只 允 许 授 权 应 用 程 序 和 用 户 进 行 访 问 云 计 算 可 由 建 立 一 个 包 括 OS Apache MySQL 数 据 库 Perl Python 和 PHP 的 平 台 的 云 提 供 商 提 供 支 持, 该 平 台 能 够 根 据 不 断 变 化 的 工 作 负 荷 自 动 扩 展 云 计 算 还 可 以 是 在 互 联 网 上 使 用 存 储 并 保 护 数 据 同 时 提 供 服 务 [ 包 括 电 子 邮 件 销 售 能 力 自 动 化 (Sales Force Automation) 和 报 税 (Tax Preparation), 等 等 ] 的 应 用 程 序 的 能 力 云 计 算 可 以 使 用 存 储 云 (Storage Cloud) 来 保 存 应 用 程 序 企 业 和 个 人 数 据 而 且, 云 计 算 还 可 以 使 用 少 数 Web 服 务 来 集 成 照 片 地 图 和 GPS 信 息, 以 便 与 客 户 Web 浏 览 器 中 创 建 聚 合 (Mashup) 观 点 采 取 一 种 全 面 的 观 点, 这 种 观 点 认 为, 云 的 类 型 有 很 多 种, 而 且 有 很 多 不 同 的 应 用 程 序 可 以 使 用 云 来 构 建 由 于 云 计 算 有 助 于 提 高 应 用 程 序 部 署 速 度, 有 助 于 加 快 创 新 步 伐, 因 而 云 计 算 可 能 还 会 出 现 我 们 现 在 无 法 想 像 到 的 形 式 然 而, 永 恒 不 变 的 是, 是 一 家 具 有 丰 富 经 验 的 服 务 器 网 络 和 软 件 技 术 提 供 商, 我 们 提 供 的 这 些 技 术 均 支 持 云 计 算 作 为 创 造 网 络 就 是 计 算 机 (The Network is the Computer ) 这 一 短 语 的 公 司, 我 们 深 信 云 计 算 就 是 下 一 代 的 网 络 计 算 云 计 算 与 以 前 的 模 式 有 什 么 区 别? 就 云 计 算 这 个 短 语 而 言, 它 就 是 通 过 网 络 把 信 息 技 术 当 作 服 务 来 使 用 我 们 将 其 定 义 为 封 装 的 具 有 API 且 通 过 网 络 提 供 的 服 务 此 定 义 同 时 包 含 把 计 算 和 存 储 资 源 当 作 服 务 使 用 云 计 算 首 先 以 效 率 原 理 为 基 础, 此 处 所 说 的 效 率 是 指 产 生 用 来 处 理 80% 的 使 用 案 例 的 高 级 工 具, 这 样 才 能 以 一 种 惊 人 的 速 度 创 建 和 部 署 应 用 程 序 云 计 算 可 以 由 企 业 数 据 中 心 自 己 的 服 务 器 进 行 提 供, 也 可 以 由 承 担 拥 有 基 础 设 施 的 全 部 风 险 的 云 提 供 商 提 供 错 误 的 观 念 认 为 资 源 是 取 之 不 尽 的 尽 管 该 领 域 还 处 于 萌 芽 阶 段, 但 其 模 式 已 在 信 息 技 术 (IT) 行 业 引 起 极 大 反 响 现 在, 云 计 算 的 主 要 模 式 称 为 把 基 础 设 施 当 作 服 务 (IaaS), 而 且 由 于 其 突 出 特 性,IaaS 模 式 成 为 本 白 皮 书 第 一 版 本 的 焦 点 本 白 皮 书 探 讨 云 计 算 的 性 质 及 其 如 何 在 变 革 世 界 各 地 的 企 业 构 建 和 部 署 应 用 程 序 的 方 式 的 同 时 扩 大 已 形 成 的 趋 势 然 后, 讨 论 云 架 构 设 计 师 (Cloud Architect) 设 计 基 于 云 的 应 用 程 序 时 必 须 考 虑 的 架 构 问 题 最 后, 介 绍 提 供 的 支 持 云 计 算 的 技 术

5 2 云 计 算 架 构 介 绍 第 2 章 云 计 算 的 性 质 扩 大 已 形 成 的 趋 势 云 计 算 推 动 降 低 服 务 提 供 成 本 的 已 有 趋 势, 同 时 提 高 部 署 服 务 的 速 度 和 敏 捷 性 它 缩 短 了 从 设 计 应 用 程 序 架 构 到 实 际 部 署 应 用 程 序 的 时 间 云 计 算 把 虚 拟 化 按 需 部 署 网 上 服 务 提 供 和 开 放 源 软 件 融 合 在 一 起 从 一 种 观 点 看, 云 计 算 并 非 新 生 事 物, 因 为 它 使 用 既 有 的 方 法 概 念 和 最 佳 做 法 而 从 另 一 种 观 点 看, 一 切 都 是 新 的, 因 为 云 计 算 变 革 我 们 发 明 开 发 部 署 扩 展 更 新 维 护 和 支 付 应 用 程 序 以 及 运 行 应 程 序 的 基 础 设 施 的 方 式 在 本 章 中, 我 们 考 查 上 述 趋 势, 以 及 这 些 趋 势 是 如 何 成 为 云 计 算 的 性 质 的 核 心 的 将 虚 拟 机 作 为 标 准 部 署 对 象 在 过 去 几 年 时 间 里, 虚 拟 机 已 成 为 一 种 标 准 部 署 对 象 虚 拟 化 进 一 步 增 强 了 灵 活 性, 因 为 它 把 硬 件 概 括 到 这 样 一 个 高 度 : 在 硬 件 上 面, 可 以 在 不 需 要 连 接 具 体 物 理 服 务 器 的 情 况 下 部 署 和 重 新 部 署 软 件 栈 虚 拟 化 实 现 了 一 个 动 态 数 据 中 心, 其 中 的 服 务 器 提 供 一 个 包 含 可 根 据 需 要 使 用 资 源 的 资 源 池, 而 且, 其 中 的 应 用 程 序 与 计 算 存 储 和 网 络 资 源 的 关 系 可 动 态 变 化, 以 适 应 工 作 负 荷 和 业 务 需 求 由 于 应 用 程 序 部 署 与 服 务 器 部 署 相 分 离, 因 而 可 以 快 速 部 署 和 扩 展 应 用 程 序, 而 不 必 首 先 购 置 物 理 服 务 器 虚 拟 机 已 成 为 流 行 抽 象 概 念 和 部 署 单 位 因 为 它 们 是 服 务 提 供 商 和 开 发 人 员 之 间 的 最 小 公 分 母 连 接 体 把 虚 拟 机 用 作 部 署 对 象 足 以 适 应 80 % 的 使 用 情 况, 而 且 这 将 有 助 于 满 足 快 速 部 署 和 扩 展 应 用 程 序 的 需 要 虚 拟 设 备 ( 包 含 软 件 的 虚 拟 机, 这 些 软 件 部 分 或 全 部 地 配 置 为 执 行 像 Web 服 务 器 或 数 据 库 服 务 器 这 样 的 特 定 任 务 ) 进 一 步 增 强 了 快 速 创 建 和 部 署 应 用 程 序 的 能 力 把 虚 拟 机 和 设 备 作 为 标 准 部 署 对 象 组 合 在 一 起 是 云 计 算 的 关 键 特 性 之 一 计 算 云 通 常 由 存 储 云 进 行 补 充, 存 储 云 通 过 API 提 供 虚 拟 化 存 储, 而 这 些 API 为 存 储 虚 拟 机 映 像 (Image) 用 于 诸 如 Web 服 务 器 的 组 件 的 源 文 件 应 用 程 序 状 态 数 据 以 及 一 般 业 务 数 据, 提 供 便 利 按 需 自 助 以 使 用 情 况 付 费 的 模 式 云 计 算 的 按 需 自 助 和 以 使 用 情 况 付 费 的 性 质 也 是 已 有 趋 势 的 一 种 延 伸 从 企 业 的 观 点 看, 云 计 算 的 按 需 性 质 有 助 于 支 持 服 务 水 平 目 标 的 性 能 和 容 量 方 面 云 计 算 的 自 助 性 质 使 机 构 可 以 创 造 根 据 工 作 负 荷 和 目 标 性 能 参 数 进 行 扩 展 和 收 缩 的 弹 性 环 境 而 且 云 计 算 的 按 使 用 情 况 付 费 的 性 质 可 以 采 取 设 备 租 赁 的 形 式, 设 备 租 赁 保 证 了 云 提 供 商 提 供 一 种 最 低 的 服 务 水 平

6 3 云 计 算 架 构 介 绍 虚 拟 化 是 此 模 式 的 一 个 关 键 特 性 早 在 几 年 前,IT 机 构 就 已 经 明 白 虚 拟 化 使 他 们 可 以 方 便 快 捷 地 创 建 已 有 环 境 的 副 本 有 时 涉 及 多 个 虚 拟 机 来 支 持 测 试 开 发 和 分 级 (Staging) 活 动 这 些 环 境 的 成 本 极 小, 因 为 它 们 几 乎 不 使 用 什 么 资 源, 因 而 可 以 与 生 产 环 境 共 处 于 同 样 的 服 务 器 之 上 同 样 地, 可 以 在 已 有 服 务 器 上 的 新 虚 拟 机 中 开 发 和 部 署 新 应 用 程 序, 在 互 联 网 上 开 放 使 用, 并 且 在 应 用 程 序 在 市 场 上 取 得 成 功 时 进 行 扩 展 这 种 轻 便 的 部 署 模 式 已 经 产 生 一 种 进 化 式 (Darwinistic) 业 务 开 发 方 法, 其 中, 软 件 的 Beta 版 是 对 公 众 开 放 的, 而 且 由 市 场 决 定 哪 些 应 用 程 序 值 得 进 一 步 扩 展 和 开 发, 或 者 静 静 地 报 废 云 计 算 通 过 自 动 化 扩 大 了 这 一 趋 势 不 是 与 IT 机 构 洽 谈 购 买 用 来 部 署 应 用 程 序 的 资 源, 计 算 云 是 一 个 自 助 式 命 题, 其 中, 一 张 信 用 卡 即 可 购 买 计 算 周 期, 而 且 可 以 使 用 Web 接 口 或 API 创 建 虚 拟 机, 并 在 虚 拟 机 之 间 建 立 网 络 关 系 云 不 需 要 与 IT 机 构 或 服 务 提 供 商 签 订 长 期 服 务 合 同, 而 是 按 照 根 据 使 用 情 况 付 费 或 按 Sip 付 费 (Pay-by-the-Sip) 的 模 式 运 作, 在 这 种 模 式 下, 一 个 应 用 程 序 可 能 为 运 行 一 项 作 业 几 分 钟 或 几 小 时 而 存 在, 也 可 能 为 长 期 向 客 户 提 供 服 务 而 存 在 构 建 计 算 云 时 就 好 像 应 用 程 序 是 临 时 的, 而 计 费 是 按 照 资 源 消 耗 情 况 进 行 的 : 使 用 的 CPU 小 时 数 移 动 的 数 据 量 或 存 储 的 数 据 的 千 兆 字 节 (GB) 数 使 用 和 仅 对 使 用 的 资 源 付 费 的 能 力, 把 购 买 多 少 基 础 设 施 的 风 险, 从 开 发 应 用 程 序 的 机 构 转 移 给 云 提 供 商 这 种 能 力 还 把 架 构 决 策 的 责 任 从 应 用 程 序 架 构 设 计 师 转 移 给 开 发 人 员 这 种 转 移 会 增 大 风 险, 即 出 于 某 种 原 因 制 定 了 流 程 的 企 业 必 须 控 制 的 风 险, 以 及 系 统 网 络 和 存 储 架 构 设 计 师 需 要 把 云 计 算 设 计 包 括 在 内 的 风 险 基 础 设 施 是 可 以 编 程 的 这 种 架 构 责 任 的 转 移 产 生 重 要 的 后 果 过 去, 架 构 设 计 师 确 定 一 个 应 用 程 序 的 各 种 组 件 如 何 在 一 组 服 务 器 上 进 行 布 局, 即 如 何 连 接 固 定 管 理 和 扩 展 这 些 组 件 现 在, 开 发 人 员 可 以 使 用 云 提 供 商 的 API 不 仅 在 虚 拟 机 上 创 建 应 用 程 序 的 初 始 结 构, 而 且 还 确 定 该 应 用 程 序 如 何 扩 展 和 演 进 以 适 应 工 作 负 荷 的 变 化 看 看 下 面 这 个 类 比 : 历 史 上, 使 用 Java 编 程 语 言 编 写 软 件 的 开 发 人 员 确 定 何 时 适 合 创 建 使 多 项 活 动 同 时 推 进 的 新 线 程 现 在, 开 发 人 员 可 以 同 样 轻 而 易 举 地 发 现 和 连 接 一 项 服 务, 使 它 们 可 以 将 一 个 应 用 程 序 扩 展 到 这 样 一 个 高 度 : 该 应 用 程 序 可 使 用 成 千 上 万 个 虚 拟 机 来 适 应 需 求 激 增 情 况 动 态 编 写 应 用 程 序 架 构 的 程 序 的 能 力 使 开 发 人 员 拥 有 了 巨 大 权 力, 同 时 也 承 担 相 应 大 的 责 任 要 最 有 效 地 使 用 云 计 算, 开 发 人 员 还 必 须 是 架 构 设 计 师, 而 且 该 架 构 设 计 师 需 要 能 够 创 建 自 我 监 控 和 自 我 扩 展 的 应 用 程 序 该 开 发 人 员 / 架. 构 设 计 师 需 要 清 楚 何 时 适 合 创 建 一 个 新 的 线 程 ( 而 不 是 何 时 创 建 一 个 新 的 虚 拟 机 ), 并 创 建 如 何 把 它 们 相 互 连 接 起 来 的 架 构 模 式

7 4 云 计 算 架 构 介 绍 一 旦 很 好 地 理 解 并 利 用 这 种 能 力, 结 果 将 会 是 蔚 为 壮 观 的 一 个 已 经 具 有 传 奇 色 彩 的 故 事 是 Animoto 的 聚 合 工 具, 该 工 具 从 一 组 映 像 和 音 乐 中 创 建 一 个 视 频 该 公 司 的 应 用 程 序 在 仅 仅 三 天 时 间 里 从 50 台 服 务 器 扩 展 到 3500 台 服 务 器, 这 部 分 是 因 为 一 个 使 该 应 用 程 序 能 够 容 易 地 扩 展 的 架 构 为 了 达 到 这 一 目 的, 该 应 用 程 序 必 须 设 计 为 可 以 水 平 扩 展 具 有 有 限 的 状 态, 并 且 通 过 云 API 管 理 自 己 的 部 署 对 于 每 个 像 这 样 的 成 功 案 例, 都 可 能 会 成 为 一 个 相 似 的 故 事 : 其 中 该 应 用 程 序 不 能 自 我 扩 展, 而 且 无 法 满 足 消 费 者 的 需 求 这 种 从 开 发 人 员 到 开 发 人 员 / 架 构 设 计 师 的 转 移 的 重 要 性 是 无 法 理 解 的 看 看 您 的 企 业 数 据 中 心 是 否 能 够 以 这 么 快 的 速 度 将 一 个 应 用 程 序 扩 展 为 适 应 如 此 快 速 增 加 的 工 作 负 荷, 以 及 云 计 算 是 否 可 以 测 量 您 的 当 前 能 力 应 用 程 序 是 组 合 在 一 起 的, 而 且 设 计 为 可 以 组 合 的 这 种 自 助 式 按 使 用 情 况 付 费 的 模 式 的 另 一 个 后 果 是, 就 像 编 写 应 用 程 序 一 样, 通 过 汇 编 和 配 置 设 备 和 开 放 源 软 件 来 组 合 应 用 程 序 可 以 重 构 (Refactor) 以 最 大 限 度 地 利 用 标 准 组 件 的 应 用 程 序 和 架 构, 是 那 些 将 会 在 利 用 云 计 算 效 益 方 面 最 为 成 功 的 应 用 程 序 和 架 构 同 样 地, 应 用 程 序 组 件 应 设 计 为 可 以 组 合 的, 这 种 组 合 是 通 过 将 应 用 程 序 构 建 的 易 于 使 用 来 实 现 这 要 求 具 备 简 单 而 明 确 的 功 能 以 及 精 心 编 写 文 档 的 API 构 建 大 型 完 整 应 用 程 序 已 成 为 过 去, 因 为 可 直 接 使 用 或 根 据 特 定 用 途 定 制 的 现 有 工 具 库 已 经 变 得 越 来 越 大 有 关 如 何 完 成 这 一 壮 举 的 说 明, 请 访 问 : com/2007/11/01/self-service-proratedsuper-computing-fun/01/self-serviceprorated-super-computing-fun/ 例 如, 像 Hadoop ( 一 种 开 放 源 MapReduce 架 构 实 现 ) 这 样 的 工 具 可 以 在 多 种 情 况 下 使 用, 其 中 可 以 对 一 个 问 题 及 其 数 据 进 行 重 构, 以 便 于 其 多 个 部 分 可 以 同 时 执 行 当 纽 约 时 报 想 将 其 档 案 中 1100 万 份 文 章 和 映 像 转 换 成 为 PDF 格 式 时, 其 内 部 IT 机 构 说 这 会 需 要 七 个 星 期 时 间 同 时, 使 用 100 个 运 行 Hadoop 的 Amazon EC2 简 单 Web 服 务 接 口 实 例 的 一 名 开 发 人 员, 用 24 小 时 时 间 就 完 成 了 这 项 工 作, 劳 动 成 本 只 有 300 美 元 ( 这 不 包 括 上 载 数 据 所 需 的 时 间 或 存 储 成 本 ) 甚 至 大 型 企 业 都 可 以 使 用 云 计 算, 用 来 以 比 传 统 企 业 计 算 更 少 的 时 间 和 成 本 解 决 重 大 问 题 Web 应 用 程 序 部 署 示 例 举 一 个 虚 拟 化 与 自 助 服 务 结 合 在 一 起 如 何 促 进 应 用 程 序 部 署 的 示 例, 看 看 如 何 在 云 中 进 行 一 次 二 层 Web 应 用 程 序 部 署 ( 图 ): 1. 开 发 人 员 可 以 从 一 个 预 配 置 虚 拟 机 映 像 库 中 选 择 负 载 平 衡 器 (Load Balancer) Web 服 务 器 和 数 据 库 服 务 器 设 备 2. 开 发 人 员 配 置 每 个 组 件 以 制 作 一 个 自 定 义 映 像 配 置 负 载 平 衡 器, 通 过 将 静 态 内 容 上 载 到 存 储 云 来 给 Web 服 务 器 填 充 这 些 内 容, 并 用 站 点 的 动 态 内 容 来 填 充 数 据 库 服 务 器 设 备 3. 开 发 人 员 把 自 定 义 代 码 层 叠 在 新 的 架 构 之 中, 从 而 使 组 件 满 足 特 定 应 用 程 序 要 求

8 5 云 计 算 架 构 介 绍 4. 开 发 人 员 选 择 一 个 呈 现 各 层 映 像 并 部 署 这 些 映 像 的 模 式, 以 便 于 处 理 网 络 安 全 和 可 扩 展 性 问 题 图 1. 以 基 于 云 的 部 署 形 式 将 应 用 程 序 部 署 到 一 个 二 层 Web 服 务 器 架 构 模 式 的 示 例 5. 安 全 而 高 度 可 用 的 Web 应 用 程 序 启 动 并 正 常 运 行 当 需 要 更 新 应 用 程 序 时, 可 以 在 开 发 - 测 试 - 生 产 链 之 间 对 虚 拟 机 映 像 进 行 更 新 版 本 控 制 和 复 制, 并 且 可 以 重 新 部 署 整 个 基 础 设 施 云 计 算 假 定 一 切 都 是 临 时 的, 而 且 重 新 部 署 整 个 应 用 程 序 就 像 手 动 修 补 一 组 具 体 的 虚 拟 机 一 样 容 易 在 此 示 例 中, 虚 拟 机 映 像 的 抽 象 性 质 支 持 一 种 组 合 式 应 用 程 序 开 发 方 法 通 过 重 构 该 问 题, 可 以 使 用 一 组 标 准 的 组 件 来 快 速 部 署 应 用 程 序 借 助 此 模 式, 可 以 迅 速 满 足 企 业 的 业 务 需 要, 而 不 需 要 对 服 务 器 存 储 和 网 络 基 础 设 施 进 行 耗 时 的 人 工 购 买 安 装 布 线 和 配 置 工 作 通 过 网 络 提 供 服 务 不 言 而 喻, 云 计 算 扩 大 了 通 过 网 络 提 供 服 务 的 已 有 趋 势 几 乎 每 个 商 业 机 构 都 认 可 与 其 应 用 程 序 的 连 接 的 基 于 Web 的 接 口 的 价 值, 不 管 是 否 通 过 互 联 网 向 客 户 提 供 应 用 程 序, 也 不 管 它 们 是 否 是 可 供 授 权 员 工 合 作 伙 伴 供 应 商 和 咨 询 人 员 使 用 的 内 部 应 用 程 序 当 然, 基 于 互 联 网 的 服 务 提 供 的 美 妙 之 处 就 在 于 可 以 随 时 随 地 使 用 应 用 程 序 尽 管 企 业 都 清 醒 地 认 识 到 利 用 安 全 套 接 字 层 (SSL) 以 及 严 格 验 证 技 术 来 确 保 通 信 安 全 的 能 力, 但 在 云 计 算 环 境 中 引 入 信 任 还 需 要 认 真 考 虑 企 业 计 算 和 云 计 算 之 间 的 区 别 如 果 架 构 设 计 的 合 理, 互 联 网 服 务 提 供 模 式 可 提 供 各 种 规 模 的 企 业 所 需 的 灵 活 性 和 安 全 性 开 放 源 软 件 的 作 用 开 放 源 软 件 在 云 计 算 中 发 挥 着 一 种 重 要 的 作 用, 因 为 开 放 源 软 件 允 许 从 容 易 访 问 的 组 件 创 建 其 基 本 软 件 元 素 : 虚 拟 机 映 像 和 设 备 这 会 产 生 巨 大 的 影 响 :

9 6 云 计 算 架 构 介 绍 例 如, 开 发 人 员 可 以 通 过 将 MySQL 软 件 层 叠 在 一 个 OpenSolaris 操 作 系 统 上 并 执 行 自 定 义 来 创 建 一 个 数 据 库 设 备 ( 图 2) 像 这 样 的 设 备 能 够 根 据 需 要 创 建 部 署 和 动 态 扩 展 云 计 算 应 用 程 序 例 如, 看 看 开 放 源 软 件 如 何 使 Animoto 创 建 的 应 用 程 序 在 几 天 之 内 就 扩 展 到 3500 个 实 例 图 2. 可 以 通 过 把 开 放 源 软 件 层 叠 在 一 个 虚 拟 机 映 像 之 中, 并 执 行 简 化 其 部 署 的 自 定 义, 来 创 建 设 备 在 此 示 例 中, 通 过 把 MySQL 软 件 层 叠 在 OpenSolaris 操 作 系 统 上 来 创 建 一 个 数 据 库 设 备 由 于 用 开 放 源 组 件 汇 编 大 型 应 用 程 序 非 常 容 易, 因 而 生 成 更 多 开 放 源 组 件 这 反 过 来 又 使 开 放 源 软 件 的 作 用 更 加 重 要 例 如, 需 要 拥 有 一 种 可 在 云 计 算 环 境 中 运 行 的 MapReduce 算 法, 这 就 是 刺 激 开 发 该 算 法 的 因 素 之 一 既 然 创 建 了 工 具, 就 可 以 用 它 来 进 一 步 提 高 开 发 人 员 编 写 云 计 算 应 用 程 序 的 水 平 云 计 算 基 础 设 施 模 式 当 从 一 个 标 准 企 业 应 用 程 序 部 署 模 式 向 一 个 基 于 云 计 算 的 应 用 程 序 部 署 模 式. 转 变 时, 云 计 算 架 构 设 计 师 需 要 考 虑 许 多 问 题 有 的 公 用 云 和 专 用 云 提 供 互 补 的 优 点, 有 三 种 基 本 服 务 模 式 需 要 考 虑, 并 且 需 要 对 比 开 放 API 和 专 有 API 的. 价 值 公 用 云 专 用 云 和 混 合 云 IT 机 构 可 以 选 择 在 各 有 其 取 舍 的 公 用 云 专 用 云 或 混 合 上 部 署 其 应 用 程 序 公 用 专 用 与 混 合 这 几 个 术 语 并 不 规 定 位 置 公 用 云 一 般 就 在 互 联 网 上, 而 专 用 云 通 常 在 建 筑 物 内, 还 有 可 能 设 在 主 机 托 管 场 所 企 业 可 以 就 选 用 哪 种 云 计 算 模 式 考 虑 多 种 因 素, 而 且 有 可 能 选 用 不 只 一 种 模 式 来 解 决 多 种 不 同 问 题 如 果 是 临 时 需 要 的 应 用 程 序, 可 能 最 适 合 在 公 用 云 上 部 署, 因 为 这 样 可 以 避 免 为 了 临 时 的 需 要 而 购 买 额 外 设 备 的 情 况 同 样 地, 永 久 使 用 或 对 服 务 质 量 或 数 据 位 置 有 具 体 要 求 的 应 用 程 序, 最 好 在 专 用 云 或 混 合 云 上 部 署

10 7 云 计 算 架 构 介 绍 公 用 云 公 用 云 由 第 三 方 运 行, 而 不 同 客 户 提 供 的 应 用 程 序 可 能 会 在 云 的 服 务 器 存 储 系 统 和 网 络 上 混 合 在 一 起 ( 图 3) 公 用 云 通 常 在 远 离 客 户 建 筑 物 的 地 方 托 管, 而 且 它 们 通 过 提 供 一 种 像 企 业 基 础 设 施 进 行 的 灵 活 甚 至 临 时 的 扩 展, 提 供 一 种 降 低 客 户 风 险 和 成 本 的 方 法 如 果 在 实 施 一 个 专 用 云 时 牢 记 性 能 安 全 性 和 数 据 保 存 位 置, 那 么, 该 云 中 运 行 的 其 它 应 用 程 序 的 存 在 应 对 云 架 构 设 计 师 和 最 终 用 户 都 是 透 明 的 的 确, 公 用 云 的 优 点 之 一 是, 它 们 可 以 比 一 个 公 司 的 专 用 云 大 很 多, 因 而 能 够 根 据 需 要 进 行 伸 缩, 并 将 基 础 设 施 风 险 从 企 业 转 移 到 云 提 供 商 哪 怕 仅 仅 是 临 时 性 的 可 以 将 公 用 云 的 部 分 划 出 去, 以 便 于 独 占 单 个 客 户 端, 从 而 产 生 一 个 虚 拟 专 用 数 据 中 心 虚 拟 专 用 数 据 中 心 不 是 仅 限 于 在 公 用 云 中 部 署 虚 拟 机 映 像, 而 是 使 客 户 在 更 大 程 度 上 清 楚 地 了 解 其 基 础 设 施 现 在, 客 户 不 仅 可 以 处 理 虚 拟 机 映 像, 而 且 可 以 处 理 服 务 器 存 储 系 统 网 络 设 备 和 网 络 拓 扑 利 用 位 于 同 一 场 所 的 所 有 组 件 创 建 一 个 虚 拟 专 用 数 据 中 心, 有 助 于 缓 解 数 据 位 置 问 题, 因 为 当 在 同 一 场 所 内 连 接 资 源 时, 带 宽 非 常 充 足, 而 且 一 般 都 可 用 图 3. 公 用 云 向 多 个 客 户 提 供 服 务, 而 且, 一 般 在 主 机 托 管 场 所 进 行 部 署 专 用 云 专 用 云 是 为 一 个 客 户 单 独 使 用 而 构 建 的, 因 而 提 供 对 数 据 安 全 性 和 服 务 质 量 的 最 有 效 控 制 ( 图 4) 该 公 司 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 专 用 云 可 部 署 在 企 业 数 据 中 心 中, 也 可 以 将 它 们 部 署 在 一 个 主 机 托 管 场 所

11 8 云 计 算 架 构 介 绍 专 用 云 可 由 公 司 自 己 的 IT 机 构 也 可 由 云 提 供 商 进 行 构 建 在 此 托 管 式 专 用 模 式 中, 像 Sun 这 样 的 一 个 公 司 可 以 安 装 配 置 和 运 营 基 础 设 施, 以 支 持 一 个 公 司 企 业 数 据 中 心 内 的 专 用 云 此 模 式 赋 予 公 司 对 于 云 资 源 使 用 情 况 的 极 高 水 平 的 控 制 能 力, 同 时 带 来 建 立 并 运 作 该 环 境 所 需 的 专 门 知 识 图 4. 专 用 云 可 以 托 管 在 某 个 主 机 托 管 场 所, 也 可 以 托 管 在 企 业 数 据 中 心 之 中 它 们 可 以 由 公 司 支 持, 也 可 以 由 云 提 供 商 提 供 支 持, 还 可 以 由 像 外 包 公 司 这 样 的 第 三 方 提 供 支 持 混 合 云 混 合 云 把 公 用 云 模 式 与 专 用 云 模 式 结 合 在 一 起 ( 图 5) 混 合 云 有 助 于 提 供 按 需 的 外 部 供 应 的 扩 展 用 公 用 云 的 资 源 扩 充 专 用 云 的 能 力 可 用 来 在 发 生 工 作 负 荷 快 速 波 动 时 维 持 服 务 水 平 在 利 用 存 储 云 支 持 Web 2.0 应 用 程 序 时, 这 最 常 见 混 合 云 也 可 用 来 处 理 预 期 的 工 作 负 荷 高 峰 专 用 云, 有 时 称 为 超 负 荷 计 算 (Surge Computing), 可 用 来 执 行 易 于 在 公 用 云 上 部 署 的 定 期 任 务 混 合 云 引 出 确 定 如 何 在 公 用 云 与 专 用 云 之 间 分 配 应 用 程 序 的 复 杂 性 需 要 考 虑 的 问 题 包 括 数 据 和 处 理 资 源 之 间 的 关 系 如 果 数 据 量 小, 或 应 用 程 序 无 状 态, 与 必 须 把 大 量 数 据 传 输 到 一 个 公 用 云 中 进 行 小 量 处 理 相 比, 混 合 云 要 成 功 得 多

12 9 云 计 算 架 构 介 绍 图 5. 混 合 云 把 公 用 云 模 式 和 专 用 云 模 式 结 合 起 来, 而 且, 当 这 两 种 类 型 的 云 位 于 同 一 场 所 时, 混 合 云 特 别 有 效 云 计 算 的 架 构 层 的 云 计 算 观 点 是 一 种 全 面 的 观 点 : 云 计 算 可 描 述 在 从 硬 件 到 应 用 程 序 的 任 何 传 统 层 级 提 供 的 服 务 ( 图 6) 实 际 上, 云 服 务 提 供 商 倾 向 于 提 供 可 分 为 如 下 三 个 类 别 的 服 务 : 把 软 件 当 作 服 务 (Software as a Service) 把 平 台 当 作 服 务 (Platform as a Service) 以 及 把 基 础 设 施 当 作 服 务 (Infrastructure as a Service) 这 些 类 别 把 如 图 6 所 示 的 各 种 层 级 组 合 在 一 起, 其 中 存 在 某 种 重 叠 把 软 件 当 作 服 务 (SaaS) 把 软 件 当 作 服 务 的 特 色 是 根 据 需 要 作 为 服 务 提 供 的 一 整 套 应 用 程 序 该 软 件 的 单 个 实 例 运 行 于 云 上, 并 为 多 个 最 终 用 户 或 客 户 机 构 提 供 服 务 最 著 名 的 SasS 示 例 是 salesforce.com, 不 过 许 多 其 它 实 例 已 经 进 入 市 场, 其 中 包 括 提 供 基 本 商 业 服 务 ( 包 括 电 子 邮 件 和 文 字 处 理 ) 的 Google Apps 尽 管 salesforce.com 诞 生 比 云 计 算 定 义 的 出 现 早 了 几 年, 但 它 现 在 通 过 利 用 其 伴 侣 force.com 运 作, 后 者 可 定 义 为 把 平 台 当 作 服 务

13 10 云 计 算 架 构 介 绍 Web Flickr API Google API Web Google salesforce.com Flickr AMP GlassFish DNS VM HPC 图 6. 云 计 算 意 味 着 把 IT 基 础 设 施 用 作 一 项 服 务, 而 且 该 服 务 可 以 是 从 租 用 原 始 硬 件 到 使 用 第 三 方 API 的 任 何 事 情 把 平 台 当 作 服 务 (PaaS) 把 平 台 当 作 服 务 包 含 一 个 软 件 层, 并 作 为 一 项 服 务 提 供 此 软 件 层, 这 项 服 务 可 用 来 构 建 更 高 水 平 的 服 务 从 服 务 生 产 商 或 消 费 者 的 观 点 看, 关 于 PaaS 的 观 点 至 少 有 两 种 : 生 产 PaaS 的 某 个 人 可 能 通 过 集 成 OS 中 间 件 应 用 软 件 甚 至 是 一 个 随 后 作 为 服 务 提 供 给 客 户 的 开 发 环 境 来 生 产 一 个 平 台 例 如, 开 发 PaaS 的 人 可 能 会 使 其 以 一 组 Sun xvm 管 理 程 序 虚 拟 机 为 基 础, 这 组 虚 拟 机 包 括 一 个 NetBeans 集 成 化 开 发 环 境 一 个 Sun GlassFish Web 栈, 并 支 持 像 Perl 或 Ruby 这 样 的 其 它 编 程 语 言 使 用 PaaS 的 人 会 看 到 一 个 封 装 式 服 务, 该 服 务 是 通 过 API 提 供 给 用 户 的 客 户 通 过 API 与 该 平 台 互 动, 而 且 该 平 台 执 行 一 切 必 要 的 操 作 来 管 理 和 扩 展 其 本 身, 以 提 供 规 定 的 服 务 水 平 虚 拟 设 备 可 以 归 类 为 PaaS 的 实 例 例 如, 一 个 内 容 交 换 设 备 会 将 其 所 有 组 成 软 件 对 客 户 隐 藏 起 来, 而 只 向 客 户 提 供 用 来 配 置 和 部 署 服 务 的 一 个 API 或 GUI PaaS 产 品 可 执 行 各 个 阶 段 的 软 件 开 发 和 测 试, 也 可 以 专 用 于 某 个 领 域, 例 如, 内 容 管 理 PaaS 的 商 业 示 例 包 括 Google App Engine, 它 在 Google 的 基 础 设 施 上 提 供 应 用 程 序 服 务 像 这 样 的 PaaS 服 务 可 提 供 一 个 用 来 部 署 应 用 程 序 的 强 大 基 础, 然 而 它 们 可 能 会 由 于 云 提 供 商 选 择 提 供 的 能 力 而 受 到 制 约

14 11 云 计 算 架 构 介 绍 把 基 础 设 施 当 作 服 务 (IaaS) 把 基 础 设 施 当 作 服 务 通 过 网 络 作 为 标 准 化 服 务 提 供 基 本 存 储 和 计 算 能 力 服 务 器 存 储 系 统 交 换 机 路 由 器 和 其 它 系 统 都 是 合 用 的, 并 可 用 来 处 理 从 应 用 程 序 组 件 到 高 性 能 计 算 应 用 程 序 的 工 作 负 荷 IaaS 的 商 业 示 例 包 括 Joyent, 其 主 要 产 品 是 提 供 高 度 可 用 的 按 需 基 础 设 施 的 一 系 列 虚 拟 化 服 务 器 云 应 用 程 序 设 计 接 口 区 分 云 计 算 与 标 准 企 业 计 算 的 关 键 特 征 之 一 是 : 基 础 设 施 本 身 是 可 以 编 成 程 序 的 开 发 人 员 不 是 实 际 部 署 服 务 器 存 储 器 和 网 络 资 源 来 支 持 应 用 程 序, 而 是 指 定 如 何 配 置 和 互 连 同 样 的 虚 拟 组 件, 包 括 如 何 从 存 储 云 存 储 和 检 索 虚 拟 机 映 像 和 应 用 程 序 数 据 开 发 人 员 指 定 如 何 且 何 时 通 过 云 提 供 商 指 定 的 API 来 部 署 组 件 这 与 文 件 传 输 协 议 (FTP) 的 工 作 方 式 相 似 : FTP 服 务 器 维 持 与 会 话 期 间 一 直 开 放 的 客 户 端 的 控 制 连 接 当 要 传 输 文 件 时, 该 控 制 连 接 用 来 向 服 务 器 提 供 一 个 来 源 或 目 标 文 件 名, 并 协 商 一 个 用 于 文 件 传 输 本 身 的 源 和 目 标 端 口 从 某 种 意 义 上 讲, 云 计 算 API 就 像 FTP 控 制 信 道 一 样 : 云 计 算 API 在 使 用 云 期 间 是 开 放 的, 而 且 控 制 如 何 利 用 云 来 提 供 开 发 人 员 向 往 的 最 终 服 务 控 制 如 何 利 用 云 基 础 设 施 的 API 的 使 用 具 有 一 个 缺 陷 : 与 FTP 协 议 不 同 的 是, 云 API 尚 未 标 准 化, 因 此, 每 个 云 提 供 商 都 有 自 己 用 来 管 理 其 服 务 的 特 定 API 这 是 一 个 新 兴 行 业 的 典 型 状 态, 其 中, 每 个 供 应 商 都 有 其 专 有 技 术, 这 样 的 技 术 往 往 把 客 户 限 制 在 其 服 务 里, 因 为 专 有 API 使 得 变 更 提 供 商 非 常 困 难 请 查 找 在 尽 可 能 多 的 地 方 使 用 标 准 API 的 提 供 商 标 准 API 现 在 可 用 来 访 问 存 储 设 备, 而 随 着 时 间 的 推 移, 用 来 部 署 和 扩 展 应 用 程 序 的 API 可 能 会 被 标 准 化 另 外, 请 查 找 有 哪 些 云 提 供 商 了 解 其 市 场 而 且 提 供 存 档 并 部 署 虚 拟 机 映 像 和 预 配 置 设 备 的 方 法 云 计 算 效 益 要 想 从 云 计 算 中 实 现 最 大 效 益, 开 发 人 员 必 须 能 够 重 构 其 应 用 程 序, 使 应 用 程 序 可 以 最 有 效 地 利 用 云 计 算 所 支 持 的 架 构 和 部 署 方 式 使 用 云 计 算 部 署 应 用 程 序 的 优 点 包 括 缩 短 运 行 时 间 和 响 应 时 间 最 大 限 度 地 减 轻 部 署 物 理 基 础 设 施 的 风 险 降 低 入 市 成 本 以 及 加 快 创 新 步 伐 缩 短 运 行 时 间 和 响 应 时 间 对 于 弹 性 地 使 用 云 来 运 行 批 量 作 业 的 应 用 程 序 来 说, 云 计 算 使 得 使 用 1000 台 服 务 器 在 相 当 于 单 个 服 务 器 所 需 的 千 分 之 一 的 时 间 里 完 成 一 项 任 务 变 得 非 常 简 单 前 面 引 用 的 纽 约 时 报 的 示 例 就 是 一 个 很 好 的 批 作 业 示 例, 通 过 利 用 云, 极 大 地 缩 短 了 其 运 行 时 间

15 12 云 计 算 架 构 介 绍 对 于 需 要 向 其 客 户 提 供 良 好 响 应 时 间 的 应 用 程 序 来 说, 重 构 应 用 程 序 以 便 把 任 何 CPU 密 集 型 任 务 外 包 给 工 人 (Worker) 虚 拟 机, 有 助 于 优 化 响 应 时 间, 同 时 还 能 根 据 需 求 进 行 伸 缩, 从 而 满 足 客 户 需 求 前 面 引 用 的 Animoto 应 用 程 序 就 是 云 如 何 用 来 扩 展 应 用 程 序 并 维 持 服 务 质 量 水 平 的 一 个 很 好 的 示 例 最 大 限 度 地 减 轻 基 础 设 施 风 险 IT 机 构 可 以 利 用 云 来 减 轻 购 置 物 理 服 务 器 所 固 有 的 风 险 新 的 应 用 程 序 是 否 将 会 成 功? 如 果 成 功, 需 要 多 少 台 服 务 器? 部 署 这 些 服 务 器 的 步 骤 是 否 能 够 跟 得 上 工 作 负 荷 增 加 速 度? 如 果 不 能, 投 入 服 务 器 中 的 大 量 资 金 会 不 会 付 之 东 流? 如 果 该 应 用 程 序 的 成 功 非 常 短 命,IT 机 构 是 否 还 会 在 多 数 时 间 里 处 于 空 闲 状 态 的 大 量 基 础 设 施 中 进 行 投 资? 当 把 一 个 应 用 程 序 推 出 到 云 中 时, 可 扩 展 性 和 购 买 太 多 或 太 少 基 础 设 施 就 成 为 云 提 供 商 的 问 题 越 来 越 多 的 案 例 表 明, 云 提 供 商 的 基 础 设 施 规 模 如 此 之 大, 以 至 于 可 以 容 忍 各 个 客 户 的 业 务 量 增 长 和 工 作 负 荷 尖 峰 情 况, 因 而 减 轻 了 这 些 客 户 所 面 临 的 经 济 风 险 云 计 算 最 大 限 度 地 减 轻 基 础 设 施 风 险 的 另 一 条 途 径 是 实 现 超 负 荷 计 算, 其 中 企 业 数 据 中 心 ( 也 许 是 实 现 专 用 云 的 数 据 中 心 ) 通 过 一 个 允 许 其 向 一 个 公 用 云 发 送 超 溢 工 作 来 扩 大 其 处 理 工 作 负 荷 尖 峰 情 况 的 能 力 在 一 个 资 源 不 再 稀 缺 而 且 能 够 以 较 低 成 本 更 好 地 满 足 资 源 需 求 的 环 境 中, 可 以 更 好 地 处 理 应 用 程 序 生 命 周 期 管 理 问 题 降 低 入 市 成 本 云 计 算 的 许 多 属 性 有 助 于 降 低 进 入 新 市 场 的 成 本 由 于 基 础 设 施 是 租 用 的, 而 不 是 购 买 的, 成 本 得 到 控 制, 而 且 资 本 投 资 可 能 为 零 除 通 过 按 Sip 购 买 计 算 周 期 和 存 储 空 间 来 降 低 购 置 成 本 之 外, 云 提 供 商 的 巨 大 规 模 也 有 助 于 最 大 限 度 地 降 低 成 本, 从 而 有 助 于 进 一 步 降 低 入 市 成 本 应 用 程 序 与 其 说 是 通 过 汇 编 倒 不 如 说 是 通 过 编 程 来 开 发 的 这 种 快 速 应 用 程 序 开 发 方 法 非 常 规 范, 有 助 于 缩 短 入 市 时 间, 因 而 有 可 能 使 在 云 环 境 中 部 署 应 用 程 序 的 机 构 先 于 竞 争 者 入 市 加 快 创 新 步 伐 云 计 算 有 助 于 加 快 创 新 步 伐 降 低 进 入 新 兴 市 场 的 成 本 有 助 于 使 竞 争 各 方 处 于 同 一 起 跑 线, 因 而 使 新 创 企 业 可 以 快 速 而 低 成 本 地 部 署 新 的 产 品 这 使 小 公 司 可 以 更 有 效 地 与 在 企 业 数 据 中 心 领 域 里 所 经 历 的 部 署 过 程 长 得 多 的 传 统 机 构 进 行 竞 争 增 强 竞 争 能 力 有 助 于 加 快 创 新 步 伐, 而 且 由 于 许 多 创 新 是 通 过 利 用 开 放 源 软 件 实 现 的, 整 个 行 业 都 会 从 云 计 算 技 术 所 促 成 的 创 新 步 伐 加 快 而 受 益

16 13 云 计 算 架 构 介 绍 第 3 章 实 现 IaaS 必 须 考 虑 的 架 构 问 题 不 断 发 展 的 应 用 程 序 架 构 正 如 我 们 已 经 说 明 的 : 云 计 算 是 当 前 趋 势 和 最 佳 做 法 的 自 然 延 伸, 从 架 构 观 点 看 云 计 算 也 是 如 此 再 次 强 调, 云 计 算 并 非 新 生 事 物, 不 过 在 其 实 现 中, 云 计 算 改 变 我 们 所 做 的 一 切 工 作 变 革 架 构 的 途 径 在 20 世 纪 90 年 代, 人 们 谈 论 的 话 题 是 关 于 如 何 把 一 个 应 用 程 序 分 解 成 各 种 组 件, 然 后 是 如 何 将 这 些 组 件 部 署 到 不 同 的 服 务 器 上, 以 便 优 化 非 功 能 要 求, 包 括 可 扩 展 性 可 用 性 易 管 理 性 和 安 全 性 现 在, 我 们 所 维 持 的 是 一 个 分 解 式 应 用 程 序 架 构, 同 时 实 际 部 署 到 一 个 利 用 虚 拟 化 的 整 合 式 架 构 上 云 计 算 通 过 提 供 一 种 有 计 划 地 部 署 应 用 程 序 架 构 的 方 法 来 继 续 这 一 趋 势, 最 终 实 现 一 个 动 态 数 据 中 心 的 承 诺 在 云 计 算 中, 效 率 受 到 高 度 重 视 ; 如 果 无 法 快 速 而 有 计 划 地 部 署 应 用 程 序 架 构, 那 么 该 应 用 程 序 就 可 能 不 是 一 个 适 合 于 此 种 模 式 的 应 用 程 序 变 革 应 用 程 序 设 计 过 去, 应 用 程 序 设 计 为 通 过 垂 直 扩 展 来 处 理 大 型 工 作 负 载 将 更 多 处 理 器 和 内 存 安 装 在 一 个 邮 件 服 务 器 上 来 处 理 更 大 的 流 量 扩 展 数 据 中 心 服 务 器 以 提 高 吞 吐 量 在 超 级 计 算 机 上 运 行 高 性 能 计 算 作 业 从 高 度 可 扩 展 的 对 称 型 多 处 理 器 迁 移 到 价 格 低 廉 但 可 扩 展 性 差 的 x86 架 构 服 务 器 已 经 对 应 用 程 序 设 计 产 生 了 影 响 开 发 人 员 并 不 期 望 应 用 程 序 运 行 于 高 度 可 扩 展 的 服 务 器, 而 是 重 构 其 应 用 程 序, 以 便 能 够 在 多 个 服 务 器 之 间 进 行 水 平 扩 展 此 应 用 程 序 重 构 并 不 总 是 容 易 进 行 的, 因 为 应 用 程 序 及 其 数 据 都 必 须 进 行 设 计, 这 样 才 能 把 处 理 和 数 据 同 时 分 解 成 为 较 小 的 数 据 块 这 一 已 有 架 构 趋 势 已 经 成 为 推 广 云 计 算 的 一 个 关 键 因 素 这 一 趋 势 的 示 例 包 括 : 高 性 能 计 算 高 性 能 计 算 (HPC) 工 作 负 荷 已 经 在 光 金 属 (Bare-Metal) 计 算 网 格 上 运 行 有 一 段 时 间 了, 这 是 通 过 应 用 程 序 重 构 实 现 的 例 如, 科 学 家 已 经 找 到 为 像 3D 气 候 建 模 这 样 的 应 用 程 序 削 减 数 据 的 方 法, 因 而 可 以 在 许 多 服 务 器 上 展 开 应 用 程 序 网 格 计 算 (Grid Computing) 是 云 计 算 的 前 辈, 这 是 因 为 网 格 计 算 使 用 工 具 来 供 应 和 管 理 多 架 物 理 服 务 器, 这 样, 这 些 服 务 器 就 可 以 共 同 配 合 来 解 决 一 个 问 题 由 于 具 有 极 高 的 计 算 互 处 理 通 信 和 I/O 需 求,HPC 工 作 负 荷 非 常 适 合 于 作 为 服 务 提 供 基 础 设 施 的 云, 尤 其 是 提 供 对 I/O 设 备 进 行 更 直 接 访 问 的 光 金 属 服 务 器 或 Type I 虚 拟 机

17 14 云 计 算 架 构 介 绍 数 据 库 管 理 系 统 数 据 库 管 理 系 统 通 过 水 平 扩 展 数 据 库 服 务 器 并 在 其 之 间 对 表 进 行 分 区, 已 经 适 应 于 在 云 环 境 中 运 行 此 技 术 [ 称 为 分 片 (Sharding)] 使 多 个 数 据 库 软 件 实 例 ( 通 常 是 MySQL 软 件 ) 可 以 在 云 环 境 中 扩 展 性 能 应 用 程 序 现 在 不 是 访 问 单 个 中 央 数 据 库, 而 是 访 问 多 个 数 据 库 实 例 中 的 一 个, 具 体 取 决 于 哪 个 碎 片 (Shard) 包 含 所 需 数 据 ( 图 7) 图 7. 数 据 库 分 片 技 术 在 多 个 数 据 库 管 理 系 统 实 例 之 间 对 数 据 库 表 进 行 分 区, 可 通 过 水 平 扩 展 来 支 持 大 型 数 据 库 CPU 密 集 型 处 理 执 行 像 帧 渲 染 (Frame Rendering) 这 样 的 活 动 的 应 用 程 序 已 经 设 计 为 不 是 为 每 个 帧 创 建 一 个 新 线 程, 而 是 创 建 一 个 单 独 的 虚 拟 机 来 渲 染 每 个 帧, 因 而 通 过 水 平 扩 展 来 提 高 性 能 数 据 密 集 型 处 理 开 放 源 社 区 正 在 开 发 一 般 化 工 具, 这 些 工 具 可 帮 助 处 理 大 量 数 据, 然 后 将 结 果 聚 集 到 相 应 的 进 程 中 例 如,Hadoop 就 是 MapReduce 问 题 的 一 种 开 放 源 实 现, 这 种 实 现 将 工 人 (Worker) 虚 拟 机 与 他 们 所 需 的 数 据 的 部 署 集 合 在 一 起 目 标 仍 然 相 同 应 用 程 序 架 构 方 面 的 许 多 进 步 都 有 助 于 促 进 云 计 算 的 推 广 这 些 进 步 有 助 于 支 持 高 效 地 部 署 应 用 程 序 的 目 标, 同 时 有 助 于 使 应 用 程 序 具 有 弹 性, 并 适 度 地 自 动 扩 展 然 而, 杰 出 应 用 程 序 架 构 的 首 要 目 标 始 终 没 有 发 生 任 何 变 化 : 那 就 是 支 持 同 样 的 始 终 至 关 重 要 的 特 征 : 可 扩 展 性 此 特 征 的 重 要 性 始 终 未 曾 改 变 为 云 计 算 设 计 的 应 用 程 序 需 要 根 据 工 作 负 荷 需 求 进 行 伸 缩, 这 样, 性 能 及 与 服 务 水 平 的 符 合 性 就 保 持 适 当 为 了 达 到 这 一 点, 必 须 将 应 用 程 序 及 其 数 据 松 散 耦 合, 以 使 可 扩 展 性 最 大

18 15 云 计 算 架 构 介 绍 化 弹 性 这 一 术 语 经 常 适 用 于 伸 缩 云 应 用 程 序, 因 为 云 计 算 应 用 程 序 必 须 不 仅 可 以 扩 展, 而 且 必 须 在 工 作 负 荷 减 小 时 能 够 缩 小, 以 免 抬 高 在 云 中 的 部 署 成 本 可 用 性 无 论 应 用 程 序 是 向 社 交 网 站 用 户 提 供 服 务, 还 是 管 理 大 型 制 造 企 业 的 供 应 链, 互 联 网 应 用 程 序 用 户 都 期 望 这 些 应 用 程 序 每 时 每 刻 都 能 正 常 运 行 在 此 领 域 的 行 业 领 先 地 位 早 在 其 推 出 SunTone SM 认 证 计 划 时 就 已 确 立, 该 计 划 有 助 于 客 户 证 明 其 应 用 程 序 和 服 务 达 到 要 求 的 可 用 性 水 平 可 靠 性 随 着 时 间 的 推 移, 对 于 可 靠 性 的 重 视 程 度 已 经 发 生 转 变 如 果 大 型 应 用 程 序 是 指 大 型 对 称 多 处 理 系 统, 那 么 可 靠 性 就 意 味 着 系 统 组 件 极 少 发 生 故 障, 而 且 即 使 发 生 故 障, 也 可 以 在 不 中 断 系 统 正 常 运 行 的 情 况 下 进 行 更 换 现 在 架 构 适 应 此 特 征 的 方 式 是 把 应 用 程 序 设 计 为 : 即 使 分 解 运 行 应 用 程 序 的 一 个 或 多 个 服 务 器 或 虚 拟 机, 应 用 程 序 仍 能 继 续 运 行, 而 且 其 数 据 不 会 受 到 破 坏 正 是 在 这 个 方 面, 我 们 曾 经 担 心 个 别 服 务 器 组 件 发 生 故 障, 而 现 在 我 们 构 建 即 使 全 部 服 务 器 发 生 故 障 也 不 会 造 成 破 坏 的 应 用 程 序 安 全 性 设 备 需 要 只 对 获 得 授 权 且 通 过 身 份 验 证 的 用 户 提 供 访 问 权, 而 且 这 些 用 户 需 要 能 够 确 信 其 数 据 是 安 全 的 无 论 应 用 程 序 帮 助 各 个 互 联 网 用 户 准 备 其 纳 税 申 报 表, 还 是 应 用 程 序 在 公 司 及 其 供 应 商 之 间 交 换 保 密 信 息, 都 是 如 此 现 今 环 境 中 的 安 全 性 是 通 过 如 下 手 段 确 立 的 : 利 用 严 格 的 身 份 验 证 授 权 和 帐 号 管 理 程 序, 确 保 静 止 和 移 动 中 数 据 的 安 全 性, 锁 定 网 络, 以 及 硬 化 操 作 系 统 中 间 件 和 应 用 软 件 安 全 性 是 这 样 一 个 系 统 特 性, 以 至 于 我 们 不 再 单 独 强 调 安 全 性 必 须 将 安 全 性 融 合 到 应 用 程 序 的 各 个 方 面 以 及 应 用 程 序 部 署 和 操 作 架 构 和 进 程 中 灵 活 性 和 敏 捷 性 这 些 特 征 越 来 越 重 要, 因 为 商 业 机 构 发 现 他 们 必 须 通 过 提 高 向 客 户 提 供 应 用 程 序 的 速 度 来 更 快 地 适 应 不 断 变 化 的 经 营 环 境 云 计 算 强 调 通 过 利 用 最 适 合 的 构 件 (Building Block) 来 快 速 完 成 工 作, 使 应 用 程 序 非 常 快 速 地 面 市 可 维 护 性 一 旦 部 署 一 个 应 用 程 序, 就 需 要 对 其 进 行 维 护 过 去, 可 维 护 性 意 味 着 使 用 的 服 务 器 可 以 在 不 停 机 或 极 少 停 机 的 情 况 下 进 行 修 理 现 在, 可 维 护 性 是 指, 更 新 甚 至 更 换 一 个 应 用 程 序 的 基 本 基 础 设 施 组 件 时, 不 会 破 坏 该 应 用 程 序 的 特 征, 其 中 包 括 可 用 性 和 安 全 性 效 率 这 是 特 征 列 表 上 的 新 特 征, 或 许 这 是 最 能 将 云 计 算 模 式 与 其 它 计 算 模 式 区 别 开 来 的 一 个 特 征 效 率 是 云 计 算 的 意 义 所 在, 而 且 如 果 不 能 方 便 快 捷 地 在 云 中 部 署 应 用 程 序, 即 使 可 从 模 式 中 受 益, 该 计 算 模 式 也 可 能 不 是 一 个 良 好 的 可 选 模 式 例 如, 企 业 资 源 规 划 应 用 程 序 可 能 最 适 合 于 垂 直 扩 展 的 系 统, 并 可 能 在 近 期 通 过 SaaS 提 供 不 过, 提 取 处 理 和 呈 现 这 些 系 统 中 派 生 的 数 据 的 应 用 程 序 可 能 非 常 适 合 于 在 云 中 部 署

19 16 云 计 算 架 构 介 绍 一 致 而 稳 定 的 抽 象 层 云 计 算 提 高 了 抽 象 水 平, 这 样, 所 有 组 件 都 抽 象 化 或 虚 拟 化, 并 可 用 来 迅 速 组 合 较 高 级 别 的 应 用 程 序 或 平 台 如 果 某 个 组 件 不 向 其 客 户 或 同 行 提 供 一 致 而 稳 定 的 抽 象 层, 该 组 件 就 不 适 合 于 云 计 算 标 准 部 署 单 位 是 虚 拟 机, 它 本 质 上 可 运 行 于 抽 象 硬 件 平 台 人 们 很 容 易 过 度 关 注 构 建 虚 拟 机 映 像, 而 忽 视 用 来 创 建 虚 拟 机 映 像 的 模 式 在 云 计 算 中, 维 持 该 模 式 而 非 映 像 本 身 非 常 重 要 该 模 式 是 保 留 下 来 的, 而 映 像 则 是 从 该 模 式 产 生 的 虚 拟 机 映 像 将 始 终 在 变 化, 因 为 虚 拟 机 映 像 内 的 软 件 层 将 总 是 需 要 修 补 升 级 或 重 新 配 置 不 变 的 是 创 建 虚 拟 机 映 像 的 流 程, 而 且 这 是 开 发 人 员 所 应 重 视 的 开 发 人 员 可 以 通 过 把 Web 服 务 器 应 用 程 序 服 务 器 和 MySQL 数 据 库 服 务 器 层 叠 在 一 个 操 作 系 统 映 像 上, 应 用 补 丁 程 序 配 置 更 改, 以 及 互 连 各 层 组 件, 来 构 建 虚 拟 机 映 像 重 视 模 式, 而 非 虚 拟 机 映 像, 可 以 通 过 重 新 把 模 式 应 用 到 一 组 新 组 件, 根 据 需 要 来 更 新 这 些 映 像 本 身 凭 借 这 一 标 准 部 署 单 位, 云 架 构 设 计 师 可 以 使 用 有 助 于 以 较 低 成 本 加 快 部 署 速 度 的 设 备 开 发 人 员 可 以 使 用 一 个 设 备, 该 设 备 预 配 置 为 通 过 与 该 设 备 的 API 进 行 互 动, 在 OpenSolaris OS 上 运 行 Hadoop 架 构 设 计 师 可 以 使 用 内 容 交 换 机, 这 些 内 容 交 换 机 不 是 作 为 物 理 设 备 部 署 的, 而 是 作 为 虚 拟 设 备 部 署 的 部 署 该 设 备 所 需 要 做 的 一 切 事 情 只 是 与 其 API 或 GUI 进 行 互 动 即 使 生 产 带 有 许 可 证 的 商 用 软 件 的 公 司 都 在 通 过 更 加 灵 活 基 于 使 用 情 况 的 许 可 模 式 来 适 应 云 计 算 无 论 是 调 用 一 个 创 建 虚 拟 机 映 像 的 模 式, 还 是 定 制 一 个 设 备, 结 果 产 生 的 虚 拟 机 映 像 都 需 要 存 储 在 企 业 进 行 版 本 控 制 并 提 供 支 持 的 映 像 库 中 标 准 有 助 于 解 决 复 杂 问 题 云 计 算 首 先 重 视 效 率, 因 而 采 用 少 数 标 准 和 标 准 配 置 有 助 于 降 低 维 护 和 部 署 成 本 拥 有 可 简 化 部 署 的 标 准 比 拥 有 用 于 作 业 的 最 佳 环 境 更 重 要 80/20 规 则 就 在 这 里 发 挥 作 用 : 云 计 算 重 视 可 以 支 持 80% 使 用 案 例 的 少 数 标 准 这 就 把 经 济 情 况 从 成 本 高 的 一 次 性 实 现 转 变 为 选 择 可 最 大 限 度 地 加 以 利 用 的 构 件 将 来 还 会 继 续 专 业 化, 但 起 点 应 从 标 准 开 始 对 于 要 采 用 云 计 算 的 企 业, 标 准 可 以 包 括 虚 拟 机 类 型 标 准 虚 拟 机 映 像 中 的 操 作 系 统 工 具 以 及 支 持 的 编 程 语 言 虚 拟 机 类 型 想 想 虚 拟 机 选 择 对 于 要 支 持 的 应 用 程 序 的 影 响 对 于 社 交 网 站 应 用 程 序 出 于 安 全 性 进 行 的 隔 离, 以 及 出 于 可 移 植 性 进 行 的 高 水 平 抽 象, 会 建 议 使 用 Type II 虚 拟 机 对 于 高 性 能 计 算 或 可 视 化 应 用 程 序, 需 要 直 接 访 问 硬 件 以 实 现 最 佳 性 能, 会 建 议 使 用 Type I 虚 拟 机

20 17 云 计 算 架 构 介 绍 预 安 装 预 配 置 的 系 统 必 须 像 在 物 理 服 务 器 上 一 样 维 护 虚 拟 机 上 的 软 件 操 作 系 统 仍 然 需 要 硬 化 修 补 和 升 级 拥 有 一 小 组 标 准 化 的 受 支 持 配 置, 使 开 发 人 员 可 以 使 用 当 前 支 持 的 虚 拟 机 当 升 级 支 持 的 配 置 时, 应 设 计 要 求 自 定 义 的 模 式, 以 便 于 容 易 地 将 更 改 重 新 应 用 到 一 个 新 的 虚 拟 机 映 像 设 备 也 是 如 此, 其 中, 可 以 通 过 设 备 的 标 准 API 来 配 置 当 前 版 本 工 具 和 语 言 企 业 可 能 以 标 准 方 式 使 用 Java 编 程 语 言 和 Ruby on Rails; 小 企 业 可 以 以 标 准 方 式 将 PHP 作 为 其 用 于 构 建 应 用 程 序 的 首 选 工 具 当 这 些 标 准 在 云 计 算 上 下 文 中 成 熟 时, 它 们 开 始 形 成 下 一 层 : 把 平 台 当 作 服 务 (PaaS) 虚 拟 化 和 封 装 技 术 支 持 重 构 当 通 过 组 合 和 配 置 一 组 虚 拟 机 映 像 和 设 备 重 构 并 创 建 应 用 程 序 时, 要 将 重 点 放 在 特 定 虚 拟 机 发 挥 什 么 作 用 上, 而 不 是 放 在 如 何 实 现 该 虚 拟 机 上 虚 拟 化 和 封 装 技 术 将 实 现 细 节 隐 藏 起 来, 并 使 开 发 人 员 重 新 重 视 组 件 之 间 的 接 口 和 互 动 这 些 组 件 应 该 提 供 标 准 接 口, 以 便 于 开 发 人 员 方 便 快 捷 地 构 建 应 用 程 序, 同 时 利 用 与 性 能 或 成 本 所 要 求 的 相 似 的 功 能 来 使 用 替 代 组 件 应 用 程 序 开 发 是 有 计 划 地 完 成 的, 甚 至 用 来 部 署 应 用 程 序 的 程 序 也 可 以 封 装, 以 便 于 利 用 和 重 新 利 用 可 以 封 装 部 署 三 层 式 Web 基 础 设 施 的 程 序, 这 样, 该 程 序 的 参 数 就 会 包 括 指 向 用 于 Web 服 务 器 业 务 逻 辑 和 数 据 库 层 的 虚 拟 机 映 像 的 指 针 然 后 就 可 以 执 行 此 设 计 模 式, 以 便 于 部 署 标 准 应 用 程 序, 而 不 必 重 新 设 想 或 甚 至 重 新 考 虑 ( 例 如 ) 支 持 每 层 所 要 求 的 网 络 架 构 应 用 程 序 维 护 的 云 计 算 原 则 并 非 修 补, 而 是 重 新 部 署 管 理 创 建 虚 拟 机 映 像 的 模 式, 而 不 是 映 像 本 身, 简 化 了 这 种 重 新 部 署 部 署 之 后 发 现 的 问 题 解 决 起 来 相 当 容 易, 或 者 通 过 更 新 组 件 虚 拟 机 并 调 用 用 于 重 新 部 署 的 设 计 模 式, 来 发 布 应 用 程 序 的 新 版 本 当 开 发 人 员 修 补 虚 拟 机 时, 只 需 要 创 建 一 个 虚 拟 机 映 像, 而 且 要 有 计 划 地 复 制 并 部 署 其 余 映 像 应 对 虚 拟 机 进 行 版 本 控 制, 以 便 于 必 要 时 回 滚 WEB 图 8. 一 种 部 署 模 式 可 以 封 装 起 来, 以 便 于 重 复 利 用 在 此 示 例 中, 一 个 模 式 指 定 Web 服 务 器 应 用 程 序 服 务 器 和 数 据 库 服 务 器 层, 而 用 此 模 式 部 署 其 本 身 的 一 个 实 例 所 需 要 的 一 切 只 是 指 向 上 述 三 层 中 各 层 的 虚 拟 机 的 指 针

21 18 云 计 算 架 构 介 绍 松 散 耦 合 无 状 态 原 地 失 败 (Fail-in-Place) 计 算 几 年 以 来, 基 于 Web 的 应 用 程 序 已 在 向 松 散 耦 合 和 无 状 态 转 变 在 云 计 算 中, 这 些 特 征 甚 至 更 加 重 要, 因 为 云 计 算 具 有 更 加 动 态 的 性 质 应 用 程 序 映 像 不 修 补, 它 们 是 用 完 丢 弃 的 对 象, 因 而 需 要 是 无 状 态 的 如 果 一 个 虚 拟 机 失 败, 应 用 程 序 必 须 继 续 不 间 断 地 运 行 应 用 程 序 之 间 的 耦 合 需 要 是 松 散 的, 这 样, 任 何 组 件 发 生 故 障 都 不 会 影 响 整 个 应 用 程 序 的 可 用 性 一 个 组 件 应 该 做 到 原 地 故 障, 极 少 甚 至 不 会 对 应 用 程 序 产 生 影 响 由 于 应 用 程 序 组 件 越 来 越 具 有 临 时 性, 因 而 不 能 包 含 存 在 时 间 超 过 任 何 应 用 程 序 实 例 的 数 据 应 通 过 将 状 态 推 出 软 件 来 尽 可 能 使 应 用 程 序 无 状 态, 从 而 尽 可 能 地 将 处 理 与 数 据 分 开 能 够 做 到 这 一 点 的 技 术 包 括 : 以 Cookie 的 形 式 将 状 态 推 出 到 用 户, 或 者 将 状 态 代 码 编 入 URL 将 状 态 下 推 至 后 端 数 据 库 维 护 数 据 的 补 充 副 本, 这 是 Hadoop 使 用 的 一 个 策 略 使 用 基 于 网 络 的 持 久 性 技 术, 例 如,GlassFish 应 用 程 序 服 务 器 中 的 Terracotta 或 Shoal 原 地 失 败 计 算 对 操 作 活 动 的 影 响 是, 即 使 是 硬 件 也 应 该 是 无 状 态 的, 以 便 于 云 正 常 工 作 硬 件 配 置 应 存 储 在 元 数 据 中, 这 样, 在 发 生 故 障 时 就 能 够 恢 复 配 置 水 平 扩 展 云 计 算 使 得 大 规 模 水 平 可 扩 展 性 可 以 用 于 有 条 件 利 用 的 应 用 程 序 现 在 出 现 一 个 设 计 并 重 构 应 用 程 序 以 在 水 平 扩 展 环 境 中 顺 利 工 作 的 趋 势, 该 趋 势 意 味 着 越 来 越 多 的 应 用 程 序 能 够 很 好 地 适 应 云 计 算 Project Kenai 生 产 的 OpenSolaris 动 态 服 务 容 器 (OpenSolaris Dynamic Service Containers) 提 供 一 个 轻 便 的 供 应 系 统,. 可 用 来 水 平 扩 展 Solaris 区 域 (Solaris Zones) 请 访 问 projects/dsc/ 利 用 水 平 扩 展 的 应 用 程 序 应 该 重 视 假 如 个 别 组 件 发 生 故 障 整 个 应 用 程 序 的 可 用 性 多 数 云 平 台 是 在 一 个 虚 拟 服 务 器 资 源 池 上 构 建 的, 其 中, 如 果 任 何 一 个 物 理 服 务 器 发 生 故 障, 该 服 务 器 托 管 的 虚 拟 机 只 是 在 一 个 不 同 的 物 理 服 务 器 上 进 行 重 构 把 无 状 态 和 松 散 耦 合 的 应 用 程 序 组 件 与 水 平 扩 展 技 术 结 合 在 一 起, 可 促 成 一 种 原 地 失 败 策 略, 这 种 策 略 与 任 何 一 个 组 件 的 可 靠 性 都 没 有 关 系 水 平 扩 展 不 必 局 限 于 单 个 云 根 据 应 用 程 序 数 据 的 大 小 和 位 置, 超 负 荷 计 算 可 用 来 扩 展 一 个 云 的 能 力, 以 适 应 临 时 性 工 作 负 荷 增 加 在 超 负 荷 计 算 中, 运 行 于 专 用 云 的 应 用 程 序 可 能 会 根 据 需 要 吸 纳 来 自 公 用 云 的 额 外 资 源

22 19 云 计 算 架 构 介 绍 超 负 荷 计 算 很 大 程 度 上 取 决 于 数 据 的 数 量 和 位 置 如 果 是 一 个 位 于 企 业 数 据 中 心 的 专 用 云, 而 且 该 企 业 数 据 中 心 扩 展 为 使 用 互 联 网 上 某 个 其 它 位 置 的 一 个 公 用 云, 需 要 移 动 到 公 用 云 的 数 据 的 数 量 需 要 分 解 为 等 式 ( 参 阅 下 面 的 数 据 物 理 一 节 ) 如 果 是 一 个 驻 留 在 与 公 用 云 提 供 商 相 同 的 托 管 场 所 的 专 用 云, 数 据 位 置 问 题 就 会 大 大 减 小, 因 为 几 乎 无 限 的 自 由 带 宽 可 以 连 接 这 两 个 云 并 行 化 水 平 扩 展 和 并 行 化 如 影 随 形, 不 过, 现 在 扩 展 和 实 现 发 生 了 变 化 从 微 观 上 讲, 软 件 可 以 在 对 称 式 多 处 理 器 上 使 用 垂 直 扩 展 来 产 生 多 个 线 程, 其 中, 并 行 化 可 加 快 操 作 速 度 或 改 进 响 应 时 间 但 是, 随 着 现 今 的 计 算 环 境 转 变 为 包 含 两 个 和 四 个 插 槽 的 x86 架 构 服 务 器, 垂 直 扩 展 只 是 像 服 务 器 拥 有 核 心 的 数 量 一 样 多 地 拥 有 并 行 处 理 能 力 ( 或 者 购 买 一 样 多 的 核 心 并 分 配 给 特 定 虚 拟 机 ) 从 宏 观 上 讲, 可 以 在 多 个 服 务 器 之 间 使 用 并 行 化 的 软 件 也 可 以 扩 到 成 千 上 万 个 服 务 器, 从 而 提 供 比 用 对 称 式 多 处 理 技 术 实 现 的 更 大 可 扩 展 性 在 实 体 世 界 中, 并 行 化 技 术 通 常 是 通 过 在 多 个 服 务 器 之 间 分 配 入 站 请 求 的 负 载 平 衡 器 或 内 容 交 换 机 实 现 的 而 在 云 计 算 世 界 里, 并 行 化 可 以 通 过 在 多 个 虚 拟 机 之 间 分 配 入 站 请 求 的 负 载 平 衡 设 备 或 内 容 交 换 机 来 实 现 无 论 是 上 述 哪 种 情 况, 应 用 程 序 都 可 设 计 为 吸 收 补 充 资 源 来 适 应 工 作 负 荷 尖 峰 通 过 负 载 平 衡 实 现 并 行 化 的 经 典 示 例 是 : 许 多 同 时 访 问 相 同 数 据 的 无 状 态 Web 服 务 器, 其 中, 在 服 务 器 池 内 分 配 入 站 工 作 负 荷 ( 图 9) WEB WEB WEB WEB APACHE APACHE APACHE APACHE WEB API 图 9. 并 行 化 与 负 载 平 衡 的 一 个 十 分 常 见 的 使 用 情 况 是 水 平 扩 展 式 Web 服 务 器 在 云 计 算 环 境 中 使 用 并 行 化 还 有 许 多 其 它 途 径 使 用 巨 量 CPU 时 间 处 理 用 户 数 据 的 应 用 程 序 可 能 会 使 用 如 图 10 中 所 示 的 模 式 一 个 调 度 程 序 接 收 来 自 用 户 的 作 业, 将 数 据 存 入 存 储 库, 然 后 针 对 每 项 作 业 启 动 一 个 新 的 虚 拟 机, 交 给 该

23 20 云 计 算 架 构 介 绍 虚 拟 机 一 个 令 牌, 此 令 牌 允 许 该 虚 拟 机 从 存 储 库 中 检 索 数 据 当 虚 拟 机 完 成 其 任 务 时, 它 将 令 牌 传 回 调 度 程 序, 调 度 程 序 允 许 虚 拟 机 将 完 成 的 项 目 返 回 给 用 户, 并 且 虚 拟 机 终 止 工 作 API 图 10. 并 行 化 的 另 一 个 示 例 是 代 表 用 户 成 批 执 行 资 源 密 集 型 任 务 分 割 并 征 服 应 用 程 序 只 能 并 行 化 到 可 以 对 其 数 据 进 行 分 区 的 地 步, 这 样, 独 立 系 统 就 可 以 在 其 上 面 并 行 工 作 一 个 良 好 的 应 用 程 序 架 构 包 括 一 个 分 割 并 征 服 数 据 的 计 划, 而 其 多 种 真 实 示 例 阐 释 了 多 种 多 样 的 方 法 : Hadoop 是 MapReduce 模 式 的 一 种 实 现, 该 模 式 又 是 主 / 工 人 并 行 化 模 式 的 一 种 实 现 数 据 库 分 片 可 通 过 多 种 分 区 技 术 来 完 成, 其 中 包 括 垂 直 分 区 基 于 范 围 的 分 区 或 基 于 目 录 的 分 区 使 用 的 方 法 完 全 取 决 于 将 要 如 何 使 用 数 据 大 型 金 融 机 构 已 经 重 构 其 欺 诈 检 测 算 法, 这 样, 曾 经 是 大 部 分 批 数 据 挖 掘 操 作 的 程 序 现 在 并 行 运 行 于 大 量 系 统 之 上, 对 输 入 数 据 进 行 实 时 分 析 现 在 已 经 设 计 出 一 些 处 理 三 维 数 据 的 高 性 能 计 算 应 用 程 序, 因 而 通 过 一 个 进 程 就 可 以 为 时 间 t 计 算 出 一 立 方 容 积 ( 的 气 体 液 体 或 固 体 ) 的 状 态 然 后 一 立 方 的 状 态 就 传 递 给 代 表 八 相 邻 立 方 的 进 程, 并 为 时 间 t+1 计 算 出 状 态 数 据 分 区 对 于 通 过 网 络 传 输 的 数 据 的 量 影 响 很 大, 这 使 数 据 物 理 成 为 下 一 个 考 虑 事 项

24 21 云 计 算 架 构 介 绍 数 据 物 理 数 据 物 理 考 虑 处 理 元 素 与 处 理 元 素 所 操 作 的 数 据 之 间 的 关 系 由 于 多 数 计 算 云 在 云 中 存 储 数 据, 而 不 是 在 物 理 服 务 器 的 本 地 磁 盘 上 存 储 数 据, 因 而 需 要 花 费 时 间 把 数 据 迁 移 到 要 处 理 的 服 务 器 上 数 据 物 理 由 一 个 简 单 的 公 式 进 行 确 定, 该 公 式 描 述 在 生 成 存 储 处 理 和 存 档 数 据 的 位 置 之 间 迁 移 一 定 量 的 数 据 花 费 多 长 时 间 云 善 长 于 存 储 数 据, 并 不 一 定 善 长 于 对 数 据 进 行 存 档 并 按 照 预 定 计 划 毁 坏 数 据 大 量 数 据, 或 低 带 宽 管 道, 延 长 移 动 数 据 所 花 费 的 时 间 : 时 间 = 字 节 数 * 8 带 宽 此 公 式 对 于 Moment-by-Moment 式 数 据 处 理 和 长 期 规 划 都 意 义 重 大 例 如, 它 有 助 于 确 定 实 施 超 负 荷 计 算 策 略 是 否 有 意 义, 因 为 其 中 把 数 据 移 动 到 公 用 云 可 能 要 比 直 接 处 理 数 据 花 费 更 长 时 间 它 还 有 助 于 确 定 将 操 作 从 一 个 云 提 供 商 移 动 到 另 一 个 云 提 供 商 的 成 本 无 论 数 据 在 一 个 云 提 供 商 的 数 据 中 心 里 积 聚 成 什 么 程 度, 都 必 须 将 其 移 动 到 另 一 个 云 提 供 商 那 里, 而 这 一 过 程 可 能 花 费 时 间 移 动 数 据 的 成 本 可 以 用 时 间 和 带 宽 费 用 来 表 示 图 5 所 示 的 混 合 模 式 ( 其 中 一 个 公 司 的 专 用 云 托 管 在 其 云 提 供 商 的 公 用 云 那 里 ) 有 助 于 极 大 地 降 低 成 本 托 管 场 所 的 带 宽 一 般 都 是 充 足 而 空 闲 的, 这 使 这 一 策 略 无 论 在 到 处 移 动 数 据 花 费 的 时 间 还 是 费 用 方 面 都 是 一 个 双 赢 的 命 题 数 据 与 处 理 之 间 的 关 系 数 据 物 理 提 醒 人 们 考 虑 数 据 与 处 理 之 间 的 关 系, 以 及 从 存 储 设 备 将 数 据 移 动 到 处 理 设 备 会 既 花 费 时 间 又 花 费 资 金 这 种 关 系 中 需 要 考 虑 的 一 些 方 面 包 括 : 在 附 近 没 有 计 算 能 力 的 情 况 下 存 储 的 数 据 价 值 有 限, 而 且 云 提 供 商 应 该 在 这 两 个 组 件 的 网 络 关 系 方 面 保 持 透 明 其 管 道 的 大 小 如 何? 时 间 延 迟 情 况 如 何? 连 接 的 可 靠 性 如 何? 云 提 供 商 应 提 前 回 答 上 述 问 题 云 架 构 设 计 师 应 该 能 够 指 定 虚 拟 组 件 和 服 务 的 位 置, 这 样, 虚 拟 机 与 其 访 问 的 存 储 设 备 之 间 有 一 个 明 确 定 义 的 关 系 云 提 供 商 可 以 自 动 为 客 户 优 化 这 种 关 系, 但 要 考 虑 其 机 构 是 否 适 合 于 手 头 的 应 用 程 序 在 一 个 联 网 环 境 中, 有 时 计 算 一 个 值 比 从 联 网 存 储 设 备 汇 总 检 索 它 效 率 更 高 ( 更 快, 时 间 延 迟 更 短 ) 想 想 使 用 计 算 周 期 与 到 处 移 动 数 据 之 间 的 利 弊 得 失 编 程 策 略 计 算 云 要 求 使 用 考 虑 数 据 移 动 的 编 程 策 略 : 到 处 移 动 指 针 通 常 要 比 移 动 实 际 数 据 要 方 便 得 多 请 注 意 图 10 所 示 的 调 度 程 序 / 工 人 模 式 使 用 一 种 中 央 存 储 服 务, 并 在 应 用 程 序 之 间 传 递 令 牌, 而 不 是 传 送 实 际 数 据 指 针 应 视 为 一 种 能 力, 认 真 确 保 指 针 不 容 易 被 伪 造

25 22 云 计 算 架 构 介 绍 像 代 表 性 状 态 传 输 (REST) 或 简 单 对 象 访 问 协 议 (SOAP) 这 样 的 工 具 有 助 于 降 低 应 用 程 序 状 态, 同 时 还 能 管 理 状 态 数 据 的 传 输 合 规 与 数 据 物 理 保 持 符 合 政 府 法 规 和 行 业 要 求 给 数 据 管 理 增 加 了 另 一 层 需 要 考 虑 的 因 素 云 架 构 设 计 师 需 要 能 够 给 数 据 存 储 指 定 拓 扑 和 地 理 约 束 云 提 供 商 应 该 设 法 简 化 指 定 数 据 与 处 理 数 据 的 虚 拟 机 之 间 的 关 系 以 及 数 据 实 际 存 储 位 置 处 理 个 人 数 据 的 公 司 可 能 需 要 遵 守 与 数 据 处 理 相 关 的 政 府 法 规 例 如, 在 欧 盟 国 家 开 展 业 务 的 公 司 如 果 将 其 数 据 存 储 在 美 国, 那 就 违 反 了 本 地 法 律, 因 为 两 地 法 律 保 护 个 人 数 据 的 规 定 存 在 差 异 在 类 似 情 况 下, 云 提 供 商 应 该 提 供 一 种 对 数 据 移 动 方 式 和 位 置 指 定 约 束 条 件 的 能 力 受 行 业 标 准 制 约 的 公 司 ( 例 如, 通 过 处 理 授 权 的 信 用 卡 征 税 的 行 业 标 准 ) 可 能 面 临 在 哪 里 存 储 数 据 以 及 如 何 和 何 时 毁 坏 数 据 方 面 的 限 制 在 类 似 情 况 下, 不 允 许 把 空 闲 磁 盘 存 储 块 与 另 一 个 客 户 的 存 储 块 混 合 起 来 重 新 使 用 之 前 必 须 安 全 地 擦 除 这 些 存 储 块 选 择 云 提 供 商 存 储 数 据 时, 要 考 虑 的 不 仅 仅 是 该 提 供 商 是 否 可 信 还 需 要 考 虑 云 提 供 商 是 否 按 照 适 用 于 相 应 应 用 程 序 的 标 准 通 过 认 证 安 全 性 与 数 据 物 理 数 据 通 常 是 一 个 公 司 最 有 价 值 的 资 产, 必 须 使 用 尽 可 能 比 对 于 任 何 其 它 资 产 大 的 警 惕 性 来 加 以 保 护 需 要 以 更 大 警 惕 性 保 护 数 据 这 一 论 点 证 明 起 来 非 常 容 易, 因 为 入 侵 者 可 能 会 采 取 人 们 无 法 想 象 的 方 式 从 互 联 网 上 的 任 何 地 方 取 得 一 个 公 司 的 数 据 需 要 采 取 的 措 施 包 括 : 对 空 闲 的 数 据 进 行 加 密, 这 样, 假 如 任 何 入 侵 者 能 够 突 破 云 提 供 商 的 安 全 防 护 措 施, 或 者 假 如 某 个 配 置 错 误 使 得 未 经 授 权 的 人 能 够 访 问 到 该 数 据, 数 据 就 不 会 被 破 译 对 传 送 中 的 数 据 进 行 加 密 设 想 数 据 将 通 过 公 用 基 础 设 施 进 行 传 递, 并 且 可 能 会 被 其 间 的 某 些 人 看 到 要 求 在 应 用 程 序 组 件 之 间 进 行 严 格 的 身 份 验 证, 因 而 只 把 数 据 传 送 给 已 知 接 受 方 注 意 加 密 方 法 以 及 如 何 破 解 算 法 并 随 时 间 的 推 移 用 新 算 法 取 代 例 如, 鉴 于 MD5 已 证 明 容 易 受 到 攻 击, 那 就 使 用 一 种 像 SHA-256 这 样 的 更 加 严 密 的 加 密 技 术 对 有 权 访 问 应 用 程 序 的 人 以 及 访 问 方 式 进 行 管 理 : 考 虑 让 管 理 员 使 用 严 密 的 基 于 令 牌 的 身 份 验 证 技 术 对 于 客 户 登 录 / 密 码 访 问, 考 虑 什 么 人 管 理 身 份 验 证 服 务 器, 以 及 访 问 是 否 在 相 应 公 司 或 云 提 供 商 的 控 制 之 下

26 23 云 计 算 架 构 介 绍 对 于 匿 名 访 问 存 储 器, 例 如, 匿 名 FTP, 考 虑 客 户 是 否 必 须 通 过 云 提 供 商 进 行 注 册 后 才 能 访 问, 或 云 提 供 商 是 否 可 以 与 公 司 的 身 份 验 证 服 务 器 联 合 起 来 网 络 安 全 做 法 良 好 的 安 全 做 法 贯 穿 于 系 统 设 计 实 现 和 部 署 的 各 个 方 面 应 用 程 序 的 设 计 必 须 是 安 全 的, 其 接 口 只 能 给 授 权 用 户 提 供 相 应 的 数 据 实 现 期 间, 开 发 人 员 必 须 认 真 避 免 可 能 导 致 易 受 如 下 技 术 攻 击 的 编 码 做 法 : 缓 冲 器 过 载 (Buffer Overflow) 或 SQL 注 入 (SQL 注 入 ) 部 署 时, 应 对 操 作 系 统 进 行 硬 化, 并 用 最 新 安 全 补 丁 对 软 件 各 层 进 行 及 时 更 新 在 云 计 算 中, 应 用 程 序 部 署 在 一 个 共 享 的 网 络 环 境 中, 而 且 使 用 非 常 简 单 的 安 全 技 术 ( 例 如,VLAN 和 端 口 过 滤, 对 应 用 程 序 部 署 架 构 的 各 层 进 行 分 割 和 保 护, 并 把 客 户 彼 此 隔 离 开 来 其 中 一 些 网 络 安 全 方 法 包 括 : 使 用 安 全 域 把 虚 拟 机 组 合 在 一 起, 然 后 通 过 云 提 供 商 的 端 口 过 滤 功 能 控 制 对 域 的 访 问 例 如, 创 建 一 个 用 于 前 端 Web 服 务 器 的 安 全 域, 对 外 部 世 界 只 打 开 HTTP 或 HTTPS 端 口, 并 过 滤 从 Web 服 务 器 安 全 域 到 包 含 后 端 数 据 库 的 域 的 流 量 ( 图 11) HTTP/80 SSH/22 WEB WEB WEB APACHE APACHE APACHE HTTP/80 图 11. 云 提 供 商 应 提 供 安 全 机 制 ( 如 安 全 域 ) 来 保 护 一 组 虚 拟 机 的 安 全, 并 控 制 流 入 和 流 出 该 组 的 通 信 流 量 有 关 ISC 的 更 多 信 息, 请 访 问 : 使 用 云 提 供 商 的 基 于 后 端 的 过 滤 来 控 制 流 量, 或 者 通 过 在 适 当 的 地 方 插 入 内 容 交 换 机 或 防 火 墙 设 备 来 利 用 更 加 有 状 态 的 数 据 包 过 滤 为 了 对 流 量 实 现 更 加 严 密 的 控 制, 可 以 采 用 不 可 变 服 务 容 器 (ISC) 这 一 概 念, 它 允 许 在 单 个 虚 拟 机 中 部 署 多 个 软 件 层, 并 采 用 仅 限 虚 拟 机 内 部 使 用 的 预 探 测 联 网 此 技 术 使 用 Solaris Zones 在 单 个 共 享 式 OS 平 台 上 支 持 多 个 安 全 虚 拟 环 境, 并 且 只 能 使 用 Solaris 操 作 系 统 和 OpenSolaris 操 作 系 统

27 24 云 计 算 架 构 介 绍 第 4 章 与 云 计 算 十 几 年 来, 一 直 致 力 于 推 动 构 成 云 计 算 基 础 的 大 型 计 算 基 础 设 施 的 技 术 进 步 早 在 20 世 纪 90 年 代, 就 已 成 为 帮 助 服 务 提 供 商 实 现 其 大 型 网 络 的 领 先 者, 使 他 们 可 以 向 数 以 百 万 计 的 客 户 提 供 服 务 金 融 机 构 和 股 票 交 易 所 利 用 大 量 Sun 服 务 器 处 理 各 种 任 务 : 从 处 理 交 易 到 实 施 欺 诈 检 测 Sun 公 司 通 过 开 发 一 次 一 架 (Rack-at-a-Rack) 的 部 署 模 式 从 光 金 属 到 应 用 程 序 的 自 动 供 应 (Automatic Provisioning), 以 及 具 有 每 秒 一 PB (Petabit) 吞 吐 量 的 大 型 虚 拟 网 络, 已 经 成 为 高 性 能 计 算 行 业 的 领 先 者 的 确, 通 过 按 小 时 销 售 物 理 服 务 器 时 间, 并 帮 助 客 户 实 现 内 部 网 格 以 支 持 其 自 己 的 业 务 活 动, 是 云 的 前 辈 网 格 计 算 当 之 无 愧 的 开 拓 者 就 像 这 些 大 型 计 算 能 力 有 助 于 开 发 云 计 算 解 决 方 案 一 样, 上 述 能 力 也 有 助 于 改 善 这 些 解 决 方 案 所 需 的 系 统 品 质 : 可 扩 展 性 可 用 性 可 靠 性 易 管 理 性 和 安 全 性 来 自 Sun 社 区 的 创 新 开 发 出 用 于 云 计 算 的 基 础 性 技 术, 并 已 成 为 这 些 技 术 所 促 成 的 社 区 开 发 流 程 的 主 要 参 与 者 在 长 期 保 持 Solaris 操 作 系 统 的 行 业 领 先 地 位 的 同 时, 还 围 绕 OpenSolaris 操 作 系 统 发 起 一 个 相 应 的 开 放 源 运 动 MySQL 数 据 库 是 首 选 的 Web 应 用 程 序 数 据 库, 而 Java 编 程 语 言 驱 动 着 全 世 界 的 网 站 和 企 业 数 据 中 心 基 于 社 区 的 开 放 源 GlassFish 应 用 程 序 服 务 器 提 供 一 个 Java 软 件 执 行 容 器, 它 已 扩 展 为 支 持 Ruby 应 用 程 序 和 Drupal 内 容 管 理 系 统 OpenSolaris Project Crossbow 已 帮 助 扩 展 了 Sun xvm 管 理 程 序 中 的 多 重 租 用 支 持 在 大 力 促 进 的 丰 富 而 得 到 社 区 支 持 的 软 件 下 面, 是 使 这 些 软 件 正 常 运 行 的 功 能 强 大 的 服 务 器 存 储 和 网 络 产 品, 其 中 包 括 标 准 的 可 扩 展 x86 架 构 服 务 器 UltraSPARC 处 理 器 驱 动 的 服 务 器 产 品 线, 以 及 包 含 的 高 效 率 芯 片 多 线 程 (CMT) UltraSPARC T1 T2 和 T2 Plus 处 理 器 的 服 务 器 Sun 公 司 CMT 处 理 器 处 理 高 吞 吐 量 工 作 负 荷 如 此 高 效, 以 至 于 它 们 在 各 种 内 容 负 载 平 衡 和 应 用 程 序 提 供 产 品 ( 如 Zeus 可 扩 展 流 量 管 理 器 ) 中 得 到 广 泛 应 用 Sun 公 司 的 开 放 式 存 储 产 品 把 开 放 源 软 件 与 行 业 标 准 的 硬 件 结 合 起 来, 帮 助 减 轻 对 高 价 位 的 专 用 型 系 统 的 依 赖 性 实 际 上, 具 有 突 破 意 义 的 Sun Fire X4500 服 务 器 帮 助 整 个 行 业 看 到 了 把 服 务 器 和 存 储 技 术 合 并 到 同 一 系 统 中 的 优 势 Sun 公 司 通 过 InfiniBand 向 采 用 Sun Datacenter Switch 3456 ( 扩 展 到 多 达 13,834 个 节 点 ) 的 大 型 计 算 网 格, 提 供 用 于 大 型 计 算 的 虚 拟 网 络 技 术

28 25 云 计 算 架 构 介 绍 要 想 了 解 该 社 区 如 何 定 义 Sun 云 API, 请 访 问 : suncloudapis/ 社 区 与 开 放 式 标 准 与 一 个 社 区 合 作 创 造 出 基 于 开 放 式 标 准 的 产 品, 并 有 助 于 提 供 投 资 保 护 在 一 个 像 云 计 算 这 样 的 快 速 变 化 的 新 兴 市 场 里, 创 建 由 于 使 用 专 有 API 和 格 式 而 被 限 制 在 一 个 供 应 商 的 云 中 的 应 用 程 序 非 常 容 易 使 用 开 放 式 标 准 和 开 放 源 软 件 可 以 最 有 效 地 保 证 : 您 现 今 创 建 的 应 用 程 序 将 来 仍 会 有 用, 并 将 赋 予 您 更 换 云 提 供 商 所 需 的 灵 活 性 所 参 与 的 开 放 源 社 区 开 发 他 们 所 采 用 的 开 放 标 准, 并 且 在 开 发 出 新 产 品 时 制 定 新 的 开 放 式 标 准 开 放 源 开 放 标 准 和 开 放 API 产 生 具 有 更 大 可 移 植 性 和 使 用 寿 命 的 应 用 程 序 的 开 放 源 社 区 凭 证 是 无 懈 可 击 的, 其 项 目 包 括 :OpenSolaris OS Linux OS StarOffice 软 件 NetBeans 平 台 应 用 程 序 框 架 OpenSPARC 技 术 Java 编 程 语 言 Sun xvm 管 理 程 序 Sun xvm VirtualBox Sun 开 放 式 存 储 解 决 方 案 MySQL 数 据 库 管 理 系 统 以 及 Solaris ZFS 文 件 系 统 选 择 的 重 要 性 的 硬 件 和 软 件 产 品 线 与 精 品 同 义 提 供 对 于 基 于 x86 架 构 的 服 务 器 的 广 泛 选 择 余 地, 这 些 服 务 器 由 功 能 强 大 的 SPARC 和 UltraSPARC 处 理 器 所 驱 动, 并 且 采 用 了 CoolThreads 技 术 提 供 上 述 各 种 形 式 的 选 择, 包 括 机 架 式 和 刀 片 式 系 统, 为 客 户 提 供 各 种 密 度 和 I/O 容 量 选 择 为 其 各 个 服 务 器 产 品 都 提 供 虚 拟 化 解 决 方 案, 包 括 在 其 x86 架 构 服 务 器 上 支 持 Sun xvm 管 理 程 序 VMware vsphere 和 Microsoft Hyper-V, 当 然 也 包 括 您 也 可 以 选 择 操 作 系 统, 这 包 括 Solaris OS Linux 和 Microsoft Windows 选 择 云 计 算 提 供 商 创 新 是 云 计 算 环 境 的 基 础, 而 云 计 算 环 境 具 有 开 放 性, 基 于 标 准, 且 是 社 区 成 员 共 同 努 力 的 结 果 加 入 云 计 算 社 区 就 意 味 着 您 可 以 选 择 采 用 可 发 挥 最 大 作 用 的 服 务 器 存 储 和 联 网 技 术 这 同 时 也 意 味 着 可 以 使 用 不 为 某 个 云 提 供 商 所 拥 有 的 软 件 栈 API 和 标 准, 而 是 属 于 构 建 其 云 应 用 程 序 以 拥 有 持 久 价 值 的 公 司 提 供 多 种 选 择, 这 不 仅 仅 是 使 用 恰 当 硬 件 和 软 件 组 件 完 成 工 作 任 务 方 面 的 选 择, 而 且 包 含 利 用 云 计 算 技 术 实 现 最 大 效 益 方 面 的 选 择 要 想 了 解 如 何 帮 助 构 建 您 的 云, 请 访 问 : 那 些 为 了 云 计 算 加 入 Sun 社 区 的 机 构 可 以 拥 有 多 种 选 项 可 帮 助 各 种 机 构 构 建 自 己 专 用 的 本 地 云, 以 便 于 将 企 业 数 据 中 心 过 渡 到 这 种 新 的 计 算 模 式, 同 时 保 留 对 关 键 业 务 数 据 的 绝 对 控 制 权 可 帮 助 各 种 公 司 构 建 自 己 专 用 的 非 本 地 云, 以 便 于 利 用 成 本 低 廉 的 新 型 大 规 模 高 效 托 管 场 所, 例 如,Switch Communications 公 司 的 位 于 内 华 达 州 拉 斯 维 加 斯 的 SuperNAP 托 管 设 施 可 以 为 那 些 希 望 成 为 云 提 供 商 的 机 构 提 供 帮 助, 供 应 所 需 的 硬 件 软 件 和 管 理 能 力 而 且, 从 现 在 开 始, 世 界 各 地 的 机 构 都 可 以 利 用 Sun 公 司 公 用 云 产 品 扩 大 其 专 用 云 可 以 与 共 同 位 于 SuperNAP 站 点, 并 享 有 高 速 度 本 地 基 础 设 施 所 带 来 的 优 势, 也 可 以 使 用 在 互 联 网 上 提 供 的

29 26 云 计 算 架 构 介 绍 服 务 无 论 是 您 在 寻 找 用 于 开 发 和 测 试 的 云 计 算, 寻 求 体 验 在 云 中 托 管 应 用 程 序, 卸 载 特 定 功 能, 还 是 将 云 用 于 超 负 荷 计 算, 都 可 以 得 心 应 手 地 帮 助 企 业 构 建 并 利 用 云 计 算 感 谢 本 白 皮 书 的 完 成 主 要 归 功 于 Jason Carolan 和 Steve Gaede 的 努 力 其 他 做 出 贡 献 的 人 士 还 包 括 James Baty Glenn Brunette Art Licht Jim Remmell Lew Tucker 和 Joel Weise 此 外, 还 要 感 谢 Benoit Chaffanjon David Douglas Mikael Lofstrand Ken Pepple Scott Mattoon 以 及 John Stanford 所 提 出 的 宝 贵 意 见

30 27 云 计 算 架 构 介 绍 本 页 故 意 留 空

31 28 云 计 算 架 构 介 绍 本 页 故 意 留 空

32 云 计 算 架 构 介 绍 Sun Microsystems, Inc Network Circle, Santa Clara, CA USA Phone or SUN (9786) Web sun.com 2009 Sun Microsystems, Inc. 保 留 所 有 权 利 Sun Sun Microsystems Sun 徽 标 CoolThreads GlassFish Java MySQL NetBeans OpenSolaris Solaris StarOffice SunTone ZFS 和 The Network Is The Computer 都 是 或 其 在 美 国 和 其 他 国 家 或 地 区 的 商 标 或 注 册 商 标 所 有 SPARC 商 标 都 为 授 权 使 用, 并 且 都 属 于 SPARC International 公 司 在 美 国 和 其 他 国 家 或 地 区 的 商 标 或 注 册 商 标 带 有 SPARC 商 标 的 产 品 基 于 开 发 的 一 个 架 构 UNIX 是 一 个 在 美 国 和 其 他 国 家 或 地 区 使 用 的 注 册 商 标, 并 通 过 X/Open 有 限 公 司 独 家 授 权 使 用 此 处 包 含 的 信 息 可 能 随 时 更 改, 恕 不 另 行 通 知 SunWIN # 文 献 #GNWP /09