云计算基本架构十篇
时间：2023-07-18 17:36:29
云计算基本架构篇1
【关键词】云计算基础架构；功能节点；结构网络；效能
1.引言
云基础架构作为云计算体系的基础，位于云计算系统的底层。云基础架构的良好运行对云计算系统有着至关重要的作用。
2.云计算基础架构
2.1 云基础架构的定义
目前，业界及学术界对云基础架构还没有一个统一的定义利标准。各IT运营商均根据自身的实际情况，以各自的理解定义和实现云计算基础架构的部署。
通过对现有云计算系统基础架构以及相关文献资料的分析研究，可以得出以下结论：云计算基础架构是指由硬件资源（PC服务器、磁盘阵列、路由器、交换机及相关配套设备）组成，通过虚拟化技术、分布式并行技术整合形成的用以直接对外提供存储、计算服务或作为基础设施为上层云计算应用提供存储、计算能力支撑的一种高效、可靠并且具有良好扩展性的底层分布式系统。
2.2 云基础架构的结构体系
目前云基础架构的体系结构还没有一个统一的定义及标准，业界各厂家均有自己的解决方案及实现方式，学术界也根据现有技术产品提出改进方案。IBM公司在其IBM Cloud Foundation Stuck基础架构云计算解决方案中把云基础架构分为4个层次：物力资源层、逻辑资源层、虚拟化管理平台层和云计算服务平台层。物力资源层主要提供云基础架构所需的服务器等硬件设施。逻辑资源层是指物理资源层与虚拟化的软硬结合，使资源能够拥有更好的扩展性、可分配性和可调度性。虚拟化平台层是对逻辑资源进行管理、调度的平台。云计算服务管理层则是云平台的门户，用户通过云计算服务管理层对虚拟化资源进行操作。苏州大学董昊晶、崔志明等通过研究VMware虚拟化相关技术产品，对VMware vSphere原有逻辑结构框架进行了实例验证，并用TCO计算器得到构建私有云的成本，数据显示在部署大量高性能服务器进行虚拟化的前提下具有比传统数据中心更低的成本优势。
通过对当前业界主流云基础架构系统的分析和对相关学术成果的研究，可以看出云基础架构的作用是通过将物理资源转化为虚拟资源池，实现对资源的监控、调度和管理以达到为上层应用和用户提供弹性的计算和存储资源的目的。由此本文将云基础架构分为图1所示的五个层次。
3.云基础架构的效能分析
3.1 云基础架构效能的定义
系统的效能是指对系统所具有能达到规定任务要求能力的度量。系统的效能不仅是其所具有的内在的执行任务的能力，而且是在系统的全寿命周期中围绕系统的一些活动所取得的效果，也称之为系统的效能。通过对复杂电子系统进行效能研究，可以量化系统标称能力与实际能力的匹配程度。通过研究系统效能可以对系统的运行进行科学的预测，并对系统进行有效的维护和改进。云基础架构作为一个庞大、复杂的电子信息系统，其效能对于整个云计算服务起着至关重要的作用。通过研究，本文对云基础架构效能加以概括既云基础架构效能是指在其运行周期内对云基础架构完成任务效果的度量。云基础架构作为一个大型的分布式系统，其效能并不能简单以完成任务数量的多少来衡量，其分布式的基本架构和良好的扩展性都使其能够完成数量庞大的任务。所以简单的以完成任务的多少来衡量其效能的方法有待改进。因此本文利用完成任务的效果作为衡量云基础架构效能的标准。
3.2 云基础架构效能的层次化分析
根据云计算的定义，云计算系统是在云基础架构之上，将置于其上层的应用以服务的形式提供给用户的系统。所以整个云计算系统运行的过程。也可以看作是云基础架构、云应用和用户三者间数据交互的过程。由此可得到云数据交互模型如图4所示。
由图3可知，用户端通过网络将所需请求发送至云应用端。云应用端根据用户请求，利用云基础架构的计算及存储能力对数据进行处理，最后将结果返回至用户端。通过云数据交互模型，可以得出云基础架构效能与云计算效能之间的关系。既云计算系统要想提供给用户良好的用户体验，其效能应该由云基础架构效能、云应用效能及网络效能共同组成。因此云基础架构效能不完全等同于云计算效能，它是云计算效能的重要组成部分之一。
通过上述分析可知云基础架构在整个云系统交互中所处的位置，由此可知云基础架构效能的具体表现形式在于对数据的处理上。因此本文根据云基础架构的体系结构图.1构造云基础架构的任务请求处理流程图，以此作为层次化分析云基础架构效能的理论基础。通过研究分析得云基础架构请求处理流程如图4。
根据上述描述，可以推出云基础架构效能是以各层次良好运行的共同结果来体现的，既云基础架构完成任务的效果是由云基础架构各层次的共同作用来体现的。因此研究各层次之间的运行参数指标及其之间的联系对研究云基础架构效能有着重要作用。
云计算与传统服务器运营模式上最大的区别在于云计算将交互过程中绝大部分的数据计算与存储工作都放到云中来处理，客户端几乎就是一个用于显示结果的显示器。因此在分析云基础架构效能上，不能再延续传统的分析服务器的方式方法。而是应该从云基础架构的入手，研究其效能问题。因此本文尝试基于功能节点和结构网络的云基础架构效能分析方法。
所谓功能节点是指具有特定功能的基础物理资源，如PC服务器、存储矩阵等。它作为构成云基础架构的基本物理单元，其效能对整个云基础架构效能有着重要影响。结构网络是指以控制软件为依托的由功能点相互连接而形成的云基础架构网络拓扑结构。结构面是一个抽象的概念，它依托在物理功能点之上，对功能点起着支配、调度的作用，因此研究结构面的效能问题对研究云基础架构效能同样起着重要的作用。通过上述思想，可以抽象出云基础架构的组成要素如表2。
通过抽象云基础架构的功能节点与结构网络，可以对云基础架构进行形式化描述：
CN—A=（FN—A1，…，FN—An）
CN—C=（FN—C1，…，FN—Cn）
CN—E=（FN—E1，…，FN—En）
CN—B=（FN—B1，…，FN—Bn）
CCI=（CN—A，CN—C，CN—E，CN—B）
3.3 云基础架构效能的研究参数指标
通过对相关材料的分析与研究，本文提出云基础架构效能指标体系如图5。
表3为各指标定义及表示符号。
通过云基础架构效能指标体系，可得云基础架构效能数学模型：
功能节点效能：EFN=f（PFN、TFN、BFN）结构网络效能：ECN=h（EFN、ND、ASP、NMD、EC）
交互效能：EIF=（IF、NBU、FQ、TLQ、IIF、T）
云基础架构效能：E=（EFN、ECN、EIF）
4.理论分析
通过上述指标体系，可以得出云基础架构效能的实质是不同结构网络之间数据交互过程。不同结构网络之间的数据交互又被参与交互的结构网络效能及交互信道效能所影响。不同的结构网络由相同属性的功能节点相互组成，所以结构网络的效能又受到结构网络效能的自身组织特性与同属节点的效能的影响。而功能节点的效能可由其功能特性所决定。因为通过一个数据交互过程不仅可以得到运算结果，还可以通过过程找出影响过程的因素。所以在研究云基础架构效能的过程中，研究整个云基础架构的数据交互过程，既研究功能节点效能，进而研究同属性结构网络效能，最后研究不同属性结构网络间数据交互效能，通过数据交互过程来研究云基础架构效能是可行的。本文通过构建云基础架构典型结构（如图6），分析验证从功能节点到结构网络的分析思路对云基础架构效能研究的可行性。
为计算方便，设所有服务器同构。图6（a）是一个典型的分布式云基础架构处理模型：上层向服务器A提出任务请求，服务器A（负责请求分析与控制分配）完成任务要涉及服务器B、C，服务器C要想完成任务要涉及服务器E、D。现假设有n个不同的任务请求同时发送至服务器A处，通过分析可以得到完成第n个任务所需时间为
，
其中表示C1的任服务器A完成第i个任务所需的时间。将图6（a）中所有服务器数量扩张至原数量的两倍得到图6（b）。在图6（b）中，相同功能服务节点间可形成同属性结构网络。同一时刻同时发出n个任务请求，其中有m个任务请求分配至服务器A1，n—m个任务请求分配至服务器A2，由推算可知第n个任务请求的应答时间为：
其中参数l、k是上层服务器A1、A2分配给服务器B1的任务请求，参数分别是服务器A1、A2发送给务请求，参数分别是服务器C1、C2发送给D1的任务请求，参数分别是服务器C1、C2发送给E1的任务请求。由服务器A1、A2的总任务数是m+n—m=n可知m
同理可以推出
由此可知
5.结论
本文对云基础架构进行了定义和结构框架分析，定义了云基础架构效能。并从层次化的角度分析了云基础架构数据交互过程，利用基于功能节点和结构网络的云基础架构效能研究方法对云基础架构数据交互过程进行了形式化描述：CN—A=（FN—A1，…，FN—An）、CN—C=（FN—C1，…，FN—Cn）、CN—E=（FN—E1，…，FN—En）、CN—B=（FN—B1，…，FN—Bn）CCI=（CN—A，CN—C，CN—E，CN—B）。并在此基础上提出建立了云基础架构效能体系指标，构造了云基础架构效能数学模型：E=（EFN、ECN、EIF）其中（EFN=f（PFN、TFN、BFN）、ECN=h（EFN、ND、ASP、NMD、EC）、EIF=（IF、NBU、FQ、TLQ、IIF、T））。最后本文通过理论分析对研究方法进行了可行性分析。通过分析可知，基于功能节点与结构网络的云基础架构效能分析方法，能有正确地根据云计算的模式特点为云基础架构效能的研究提供方向。
参考文献
[1]黄浩晶，崔志明.一种以vSphere为核心的私有云基础架构设计方案[A].微电子学与计算机，2011，28（4）：38—41.
[2]刘鹏.云计算[M].北京：电子工业出版社，2011，7.
[3]A.Lenk，M.Klems，J.Nimis，S.Tai.What is Inside the Cloud？ An Architectural Map of the Cloud Landscape.http：///portal/web/csdl/doi/10.1109/CLOUD.2009.5071519.
[4]张敏，陈云海.虚拟化技术在新一代云计算数据中心的应用研究[J].计算机应用，2011：35—39.
[5]陈康，郑纬民.云计算系统实例与研究现状[J].软件学报，2009，20（5）：1337—1348.
作者简介：
冯昊（1987—），男，仡佬族，贵州贵阳人，武警工程大学硕士研究生在读，主要研究方向：通信安全、计算机网络、云计算。
张龙军（1961—），男，陕西西安人，教授，博士后，硕士研究生导师，主要研究方向：信息安全。
云计算基本架构篇2
关键词关键词：云计算；网络学习；系统架构；信息教育
DOIDOI：10.11907/rjdk.162256
中图分类号：TP319
文献标识码：A 文章编号文章编号：16727800（2016）011009103
0 引言
当前，我国教育信息化整体推进已步入全面发展阶段。基于教育信息技术、网络多媒体技术、人工智能技术等构建的网络教育系统成为教育信息化服务的重要平台[13]。云计算因能够提供海量数据存储和方便快捷的网络服务而逐渐应用于教育领域，在云计算环境下实现网络学习资源的全面共享，能够有效避免重复建设，对推进教育信息化发展具有现实意义[45]。如何将云计算技术和云服务更好地用于网络学习平台建设，对提高信息化环境下的教育服务质量，促进网络学习资源有效共享具有非常重要的现实意义。探讨基于云计算的多媒体网络学习平台系统架构，可为推进云计算技术在教育信息化中的应用提供参考。
1 网络学习与云计算
网络学习也称在线学习，是通过在网络教育平台，利用网络资源进行学习的一种全新学习方式。与传统学习方式相比，网络学习打破了传统教学时空的局限，能够满足学习者随时随地学习的需求。网络教学平台作为连接学习资源和学习者的载体，有效整合了教学资源，学习者通过学习平台能够不受时间、地点的限制，自主控制学习进度，实现更加个性化的学习。然而，目前我国网络学习平台建设资源分布不均匀、共享程度较低、网络计算方式较落后[610]。
云计算是并行计算、分布式计算、网络存储、虚拟化、负载均衡、热备份冗余等传统计算机技术和网络技术融合发展的一种新型计算模型，面对的是超大规模的分布式环境，核心是提供数据存储和网络服务[11]。云计算的出现为我国网络学习平台建设提供了理论基础和技术解决途径。
不同于传统网络学习系统开发，云计算网络学习平台更重要的是如何基于云计算的基础架构来构建系统，使得系统能够充分利用云计算技术的优势，提供更为全面、实用、高效的服务[1213]。基于云计算的网络学习平台应该满足以下几点需求：①充分利用网络计算资源，降低系统建设成本；②充分利用网络教学资源，使学习者能够了解更多课程相关知识；③充分利用学习者在学习过程中产生的学习轨迹大数据，通过数据挖掘分析平台用户习惯，为其提供更精准有效的学习建议。
2 总体目标与需求分析
已有关于云计算学习平台的研究主要关注云计算技术的基本情况和学习平台的结构设计，忽视了平台建设的需求分析[1415]。而需求分析是应用软件开发的前提，是一切应用研究的基础。
基于云计算的网络学习平台的核心服务是提供网络学习。基于管理工程的研究思想，学习平台设计和管理的核心目标可以用6个 R表示：即将正确的学习资源（Right Resource），在正确的时间（Right Time），按照正确的数量（Right Quantity）、正确的质量（Right Quality）、正确的状态（Right Status），送给准确的目标用户（Right Learner）。同时，出于成本考虑，还应当综合管控整个学习过程在时间、人力、物力、财力等多方面的综合花费。
在此核心目标的基础上，按照“信息通透、交流方便，功能务实、系统健壮、应用灵活、结构开放”的基本原则，设计系统功能目标如下：①提供更加丰富的学习内容，使学习者实现网络自主学习；②有机组合多种功能模块，实现教师导学、学生自主学习、在线练习测试以及多人交互；③整合各门课程所需的课程内容，提供教案、知识点、练习题库、测试题库、辅助软件等多种资源；④系统框架清晰，操作界面友好，符合教育学习理论的认知习惯；⑤注重安全，根据云计算平台数据安全需求，从云计算各层全面考虑安全预防和管控措施，增强平台整体安全性。
3 基于云计算的在线学习平台架构
3.1 基于分层思路的云计算应用平台的架构模型
一个网络应用平台通常包含3个部分：①核心基础。指在计算机上运行的平台软件和支撑功能，如操作系统、存储资源、标准库等；②基础设施服务。指由其它计算机提供的基本服务，如远程存储服务、集成服务等；③应用服务。指封装后的面向服务化的应用，这些应用提供的功能可为新的应用使用。
基于云计算的平台是一种更为高级的网络应用平台，其本质是通过网络提供服务，因此其体系结构以服务为核心。基于分层思路可以将云计算应用平台架构模型分为4层，其中横向三层，分别为应用层、平台层和资源层，据此可以提供非常丰富的云计算能力和友好的用户界面；纵向一层，为管理层，用来实现对横向三层的管理和维护，具体如图1所示。
资源层将分布式系统中分散的资源进行汇聚。平台层首先将资源层的资源封装成通信、存储和计算能力，提供资源描述、分配和调度功能，然后将封装好的资源能力以服务形式展现，提供面向服务和能力的管理和调度功能。应用层由基于平台层提供的系统能力所实现的诸多业务逻辑模块构成，这些模块通过定义好的接口对外提供服务，模块之间的交互通信则通过管理层的各种服务管理功能来完成。
图1系统架构能够充分发挥云计算技术在面向大规模数据的分布式系统资源汇聚、资源管理和资源调度上的优势，提供高性能、可延展的分布式通信、存储和计算能力。并且因为融合了SOA理念，在系统范围内能够提供数据统一支撑，支持服务的安全管理、生命周期管理、交互管理、可靠性管理和可用性管理，实现系统范围内的架构松耦合。
3.2 基于云计算的多媒体网络学习平台的架构模型
根据基于分层思路的云计算应用平台架构模型，结合云计算在线学习平台建设的总体需求分析，提出如图2所示总体结构。
学习是平台最主要的服务，所有应用都是围绕支撑学习来提供的。用户终端包括用户和客户端，是整个云计算系统的消费者。应用层、管理层、平台层和基础设施资源层是整个云计算体系的支撑和服务提供者。各种支持学习的应用都是该平台中的一个应用业务，围绕使业务应用具有良好的适应性来构建应用层、平台层、资源层和管理层。通过实现云计算的分层式架构，更好地反映学习业务应用的基本元素和功能构成，从而满足以功能为目标导向的学习平台应用开发需求。
在此总体结构的基础上，进一步结合基于分层式架构设计思路的云计算应用平台架构模型，按照以学习应用为中心，以功能为目标的建设思路构建体系架构，将分层的思路从单一业务应用的架构中延伸到系统范围，将整个信息系统按照分层的思路统一规划设计，得到如图3所示的系统架构。
以上基于云计算平台的多媒体学习平台贯彻了系统架构设计分层的思路，在逻辑上将系统分为：
（1） 平台层。包括分布式数据总线（通信能力）、分布式统一存储系统（存储能力）、分布式工作流程和调度引擎（计算能力和资源调度），统一数据管理和访问，统一服务管理框架，统一服务交付框架，自动化运维管理系统。
（2）资源层。学习平台资源层由虚拟化和实体化的分布式服务器集群和存储设备构成。
（3）应用层。学习平台应用由运行在平台层之上的服务化软件模块构成。软件模块的服务管理和交付都通过平台层提供的服务交付模块实现。如此设计的分层框架能够封装资源抽取和能力，根据上层业务应用需求，方便灵活地动态调整系统中各个支撑模块的组织模式，从而适应学习活动中复杂的学习科目和学科支撑工具对技术上的需求。
该体系架构设计符合以数据流为中心的数据驱动架构理论，在功能构架上将整个系统划分为数据采集、数据存储、数据处理和数据交付等4个关键功能模块。映射平台中数据流动的基本流程，通过分布式数据总线联接各功能模块，实现高效可靠的数据交换，系统整体数据流向清晰，数据交换模式和接口明确。因此，可以有效地控制分布在网络上的众多组件之间的数据流向和顺序，使得即使在网络稳定性不佳的情况下，仍然能够保证数据通道畅通、数据交换安全可靠。实现高速、可信、易于扩展和管理的数据交换、传输和存储，满足基于云计算的网络学习平台对实时数据同步、海量数据集中存储、海量数据统一访问的要求。此外，它还具备高效的基于策略的资源调度和管理机制，能够实现资源的自动部署和灵活调度，从而大幅提升学习服务的执行效率和可靠性。
4 结语
随着云计算模式的逐渐发展和普及，学校、 教育机构和个人的信息处理逐渐迁移到“云”上，研究基于云计算的网络学习平台关键技术势在必行。本文深入研究基于云计算的多媒体网络学习平台的系统架构，基于分层思路和模块化思想提出了一种符合数据驱动架构理论的系
统架构设想。基于云计算平台的网络学习系统架构能够根据业务应用的需求和服务场景，快速作出调整，适应需求和环境，从而使网络信息系统资源利用最大化。通过平台建设，可以使未来的在线学习系统及时收集和分析各区域及各子系统的相关数据，实现在全系统范围内实时监控、动态调整、智能决策的高效信息网络，为网络教育领域的信息共享、信息协作和交互学习提供新的环境和模式。
参考文献：
[1] 焦建利，贾义敏，任改梅. 教育信息化的宏观政策与战略研究[J]. 远程教育杂志，2014（1）：2532.
[2] 王竹立. 我国教育信息化的困局与出路――兼论网络教育模式的创新[J]. 远程教育杂志，2014（2）：312.
[3] 陈琳，陈耀华，乔灿，陆薇. 教育领域综合改革开局之年我国教育信息化新发展――2014年中国教育信息化十大新闻解读[J]. 中国电化教育，2015（1）：138145
[4] 陈全，邓倩妮. 云计算及其关键技术[J]. 计算机应用，2009（9）：25622567.
[5] 何克抗. 我国教育信息化理论研究新进展[J]. 中国电化教育，2011（1）：119.
[6] 许又泉. 一种网络学习系统的研究与设计[D].长沙：湖南大学，2006.
[7] 唐日照. 网络学习系统的设计与实现[D].长春：吉林大学，2006.
[8] 蒋福德，钟诚. 智能化网络学习系统关键技术研究与开发[J]. 现代计算机：专业版，2010（12）：6368.
[9] 高振国，刘彦文，赵蕴龙，王春生. 基于建构主义学习理论的Java网络学习系统的设计与开发[J]. 实验室科学，2011（5）：116119.
[10] 谢明凤，孙新. 基于本体知识管理的远程个性化网络学习系统模型研究[J]. 中国电化教育，2012（11）：4753.
[11] MELL P， GRANCE T. The NIST definition of cloud computing[J]. Communications of the Acm， 2011，53（6）：5050.
[12] BUYYA R， YEO C S， VENUGOPAL S， et al. Cloud computing and emerging IT platforms： vision， hype， and reality for delivering computing as the 5th utility[J]. Future Generation Computer Systems， 2009，25（6）：599616.
[13] CHEN KANG， ZHENG WEIMIN. Cloud computing： system instances and current research [J]. Journal of Software， 2009， 20（5）：13371348.
云计算基本架构篇3
关键词：云计算；教学资源共享；Hadoop
中图分类号：G64 文献标识码：A 文章编号：1005-5312（2014）02-0247-01
一、引言
随着我国教育体制改革的不断深入以及经济社会发展对人才质量内涵提出的新要求，学校内部单一教学资源平台己经不能应对更加复杂的需求，出现了学校内部教学资源与外部教学资源的集成应用需求。为解决扩展性教学资源集成，急需研究和建立开放教学资源平台体系结构，支持学校间教学资源平台协同开发，透明地获取所需资源，实现学校间的松耦合协作和面向任务的资源动态重构。云计算技术的出现，为高校教育提供了一个新的具有集成、开放、虚拟和自治特征的服务平台，可以有效的解决当前教育领域面临的资源共享与协作难题。
二、云计算在国外教育资源共享的应用
美国肯塔基州就将云计算应用到拥有10200名学生的该学区中。通过云服务平台，将原来过时废弃在仓库中的1400台计算机转变为能够起作用的虚拟机。正因为云服务不需要本地计算机有硬盘，这种转换才成为可能。云计算在英国的院校中也有一席之地。很多英国高等教育机构，均利用了谷歌的程序。学生的应用需求和削减支出是主要的推动因素。同样非洲也欢迎云计算。已经有很多非洲的教育机构选择了云计算服务，选择云计算的主要动力来自于不完备的IT基础设备和没有资金去更新软硬件设备。谷歌已经与很多东非教育机构达成合作关系，为这些学校提供谷歌的云计算服务。
三、云计算在高校教学资源共享平台中的实施方案
（一）资源共享平台系统架构
为了更好的对云计算中的教育资源进行管理，首先需要了解其宏观的资源管理架构。架构通常可以分为物理架构和逻辑架构。物理架构是指计算机、服务器以及网络等设备的物理连接结构；而逻辑架构则是从各个元素所发挥的功能角度来区分它们的角色并描述了它们之间的关系。物理架构和逻辑架构是可以相互进行映射的。
系统架构是建立云计算环境首先需要考虑的关键问题。调度系统架构通常与数据中心架构密切相关，目前在有管理需求的大规模分布式环境下多是考虑的多级分布式体系结构。
（二）云计算框架Hadoop
在目前许多开源的云计算框架之中，Hadoop是其中最为著名的一个。很多大型企业都对Hadoop进行了应用，并结合企业的具体业务进行了大量的改进工作。Hadoop由许多模块组成，其包括Hadoop Common，HDFS，Mapreduce和Zookeeper等等。Hadoop框架允许用户在大规模集群设备上使用简单的并行编程语言泛型对海量数据集合进行分布式地处理。在Hadoop集群系统中可能拥有成百上千个独立的物理设备。每个物理设备都有其各自的计算与存储能力。不像其它传统方案依靠硬件设备来提供高可靠性，Hadoop本身就被设计为在应用软件层可以随时检测并处理节点失效问题。
（三）如何消除HDFS性能瓶颈
教育资源共享平台在设计过程中就不应对所有数据都一视同仁，而需要根据实际需求区别对待，例如更为有价值的数据理应得到更多的重视，并为其分配更多的存储资源，即建立更多的副本以应对高并发访问，降低访问延迟，同时还可以提高数据的安全性与稳定性。因此可以在HDFS的基础上进行改进，在名字节点之上增加了一个系统控制器。
在HDFS的原型设计中，其通过文件数据块（Block ）副本的方式解决其并行读取的问题。副本的数目在整个集群运行之前被存储，并且在整个系统运行中是统一且固定的（系统管理员可以通过配置文件进行重新配置，但更改的也是全局配置）。所有的数据节点都会采用这个配置，即数据节点上的所有文件块都会有相同的副本数目。
因此在此场景下文件副本的差异化配置就显得十分必要了。但数据节点以及云计算运营商难以知晓哪一个或哪一些文件会在较长时间内被高频率访问从而成为热点文件。如果采用固定的配置方法，则系统配置难以跟上用户需求的快速变化。基于Hadoop分布式开源架构的云计算本身就拥有简单的副本机制，包括副本的创建、故障节点检测与处理等等功能。但是该架构缺乏对副本的动态调整功能，无法灵活应对用户需求的快速变化。
四、结论
综上所述文件数据块副本数目的动态调整成为最好的选择。云计算存储资源动态调度机制（Cloud computing Storage resource Dynamically Scheduling scheme，CSDS）能够解决上述问题。
基金项目：2013年保定市科学技术研究与发展指导计划项目“基于云计算的高校教学资源共享平台研究”（13ZG014）。
云计算基本架构篇4
关键词：SOA；中间件；云计算
中图分类号：TP311 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2013）07-1537-03
中间件处于操作系统、网络、数据库与应用软件中间的一类软件。是基于分布式处理的软件或服务程序，它管理计算资源和网络通信，为上层的分布式应用软件提供运行与开发的环境，而应用软件借助中间件在不同的技术之间共享资源。
1 中间件的优势
中间件产品对各种硬件平台、操作系统、网络数据库实现了兼容和开放。基于中间件开发的产品容易在不同的架构与系统之间互相移植，中间件保持了平台的透明性，实现了对交易的一致性和完整性的保护，提高了系统的可靠性。用各类不同的中间件产品组合，配合可复用的商务对象构件进行开发，大大降低开发成本，节约编程周期，提高工作效率。
2 中间件作用与分类
1）终端仿真/屏幕转换：实现图形用户接口客户机与字符接口的服务器应用程序之间的互操作。
2）数据访问中间件：是对异构环境下的数据库或文件系统实现联接的中间件。在分布式系统中，重要的数据都集中存放在数据服务器中，这些数据有关系型的、复合文档型，多媒体型的，还有一些数据是经过加密或压缩存放的，这类中间件将可以实现在网络上虚拟缓冲存取、格式转换、解压等工作。
3）远程过程调用中间件：通过这种远程过程调用机制，编程人员编写客户端的应用，需要时可以调用位于远端服务器上的过程。
4）消息中间件：用来屏蔽掉各种平台及协议之间的特性，实现在不同平台之间通信，实现分布式系统中可靠的、高效的、实时的跨平台数据传输。
5）交易中间件：是在分布、异构环境下提供保证交易完整性和数据完整性的中间件。在分布式事务处理系统中事务通常要多台服务器上的协调完成，一旦某台服务器发生故障，交易中间件要保证系统恢复、自动切换，高可靠不停机的运行。同时要使多台应用服务器大量事务实时并发运行并保持负载平衡。
6）对象中间件：在分布异构的网络计算环境实现分布对象有机地结合，完成系统的快速集成、对象重用。
7）Web服务器中间件
Web服务器中间件可以弥补基于HTTP协议浏览器，数据写入与、会话能力差的缺陷。
8）安全中间件
操作系统被国外垄断，安全高效的安全中间件将成为我国信息网络安全的要求。
3 云计算概念
云计算是一种商业计算模型。它将计算任务分布在大量计算机构成的资源池上，使各种应用系统能够根据需要获取计算力、存储空间和信息服务。云计算具有大规模、虚拟化、可靠安全特征。它完全建立在虚拟资源层上，容易实现自我维护和管理。用户根据自己的需求动态获取所需云资源和云服务。
4 云计算特点
1）云计算集成资源提高计算效率与计算能力
云计算把大量计算资源集中到一个公共资源池中，用户通过租用的方式共享CPU等计算资源。按需所取，从而提高了计算资源利用率。
2）分布式数据中心保证系统安全性
分布式数据中心可将云终端的用户信息存储到地理上相互隔离的数据库主机中，用户不需知道信息的确切存储地点。增加了黑客的攻击门槛，提高云系统的安全性。
3）虚拟化层彻底隔离软硬件
虚拟化层将云平台上方的系统软件、应用软件和下方的硬件设备隔离开来。用户只能看到虚拟化层中虚拟出来的各类硬件设备，这种架构减少软件对硬件设备依赖性，实现了资源的动态配置。
4）模块化平台设计实现高可扩展性
云计算平台均在各层集成功能各异的软硬件设备和中间件软件。这些中间件软件和设备提供针对该平台的通用接口，允许用户扩展设备。用户利用云与云之间的对应接口，实现在不同云之间进行数据迁移、最大化满足用户需求。
5）虚拟资源池为用户提供弹
云管理软件将整合的计算资源根据应用访问的具体情况进行动态调整。云计算对于非固定的需求应用，如波动性需求、阶段性需求等可以通过增大或减少资源来实现。而对规律性的固定需求可根据事先设定的规则进行预测分配、实时调整。总之弹性的云服务可以提供按需分配的计算资源。
6）按需付费降低使用成本
云计算的企业（如Google微软等）按需提供服务、按需付费。对用户来说，云计算不但省去了基础设备的购置运维费用，而且能根据企业成长的需要不断扩展订购的服务，不断更换更加适合的服务，提高了资金的利用率。
5 云计算中间件在云中的定位与作用
云计算中间件定位在是云计算的Paas层，如下图1所示， 它主要进行云计算的资源管理，并对众多应用任务进行调度，使资源能够高效、安全地为应用提供服务。均衡使用云资源节点，检测节点故障并试图恢复或屏蔽之，并对资源的使用情况进行监视统计，执行用户或应用提交的任务，包括完成用户任务映象（Image）的部署和管理、任务调度、任务执行、任务生命期管理等，云计算中间件也可提供用户交互接口、管理和识别用户身份、创建用户程序的执行环境、对用户的使用进行计费等，云计算中间件也要保障云计算设施的整体安全，包括身份认证、访问授权、综合防护和安全审计等。
6 基于云计算中间件的系统架构
云计算中间件是集成了云计算能力的中间件平台，其系统架构如下图2所示。云计算中间件平台具备以下云计算能力：
1）对虚拟资源池的管理能力，包括虚拟资源的创建，使用，回收全生命周期的管理。
2）对虚拟计算资源的动态调度能力，即中间件平台可以动态调度虚拟资源满足业务需求。
3）对分布式存储的扩展支撑能力，包括基于hadoop+hdfs的云存储架构
4）对分布式数据库的支持能力，包括key-value半结构化数据库，也包括hive等数据云数据库。
把云计算这四个能力合并到云中间件平台去。可达到在系统应用和底层IaaS层之间建立集成。云计算中间件平台可以通过IaaS层的服务接口动态创建虚拟机，并下发部署包完成程序的部署。在部署完成后可以根据业务系统的并发访问情况动态调度后台的虚拟资源池资源，真正实现计算和存储能力的弹性和可伸缩。云计算中间件实现底层资源完成黑盒，完全根据应用并发量和调度策略动态调度后台资源。完成了传统的负载均衡和集群技术往云中间件转移与动态实现。云计算中间件产品通过提供的web service去调度后台的分布式存储资源和存储节点或api开发，保证了中间件平台分布式存储能力。例如IBM有个中间件产品叫WebSphere eXtreme Scale具备提供分布式缓存的能力可以为数据层提供高性能，高扩展性数据密集型的计算应用。增加了云计算服务能力的传统中间件即是云计算中间件。云中间件是构成PaaS平台必备部份，提供PaaS层和IaaS层的集成能力。云计算中间件也可以细化为介于PaaS平台和IaaS平台之间的一个中间层。
7 基于SOA的应用集成云中间件架构
1）基础应用Framework（核心运行时）
该层是整个SOA应用集成中间件系统的最底核心层，该层包含了支撑云中间件正常运行的基础框架、基本类库等，同时还需要从底层上实现一个ESB，保证将外部的各类软件插接到上面，实现应用集成。ESB能够实现到何种程度也就意味着最终能够实现多大程度的应用集成。
2）业务支持组件
SOA应用集成中间件本身具备普通应用系统具备的公共模块，比如中间件本身需要负责的事务管理模块，数据访问控制模块，基本业务配置模块，日志管理模块，异常处理模块，邮件及消息管理模块甚至还有商业系统之间交互管理的模块。这些组件虽然不直接用于应用集成，但是对于云中间件的运行是必不可少的。
3）可扩展的服务库
基于SOA的云中间件对外部应用进行集成并转化为相应的服务。云系统服务必需随业务的变化不断扩展，必须将外部应用不断导入，并注册为预置的服务。故云中间件的服务库就会得到扩充从而使得功能越来越强大。
4）集成开发环境IDE
扩展性对SOA的云中间件产品也是非常重要的，提供开发工具让业务人员根据自己的需要调整、增加云中间件的功能，也能够使产品体系得以完善。
5）企业级Portal
基于SOA的应用集成云中间件必须提供一个外部可以访问并进行配置甚至直接操作的接口，用户可以通过浏览器登录、浏览或者使用上面的各种服务功能。这个应用集成还要具有动态配置与的能力、一站式登录的能力、较强的交互能力。
8 基于SOA架构的云计算中间件实现
可以用二种方法实现基于SOA架构的云计算中间件的集成，一是在现有的SOA架构中引入云，考虑到SOA平台本身的ESB能力、流程引擎能力、规则引擎能力，可以把这些能力演化为云计算的PaaS层平台的能力。SOA平台也需要IT硬件基础设施，这些基础设施可以直接使用云计算平台IaaS层的计算能力单元和存储能力单元，云平台的这些单元也可以以服务的方式接入到ESB总线上，如云存储，分布式计算等能力都可以集成到ESB总线。二是在云平台中引入SOA形成云计算中间件，首先ESB总线是该中间件平台一个必备的能力，通过ESB总线可以实现IaaS、PaaS和SaaS层之间集成。其次，PaaS既是一个在线开发环境，也是一个在线执行环境，在SOA中我们谈到的数据服务，业务服务，流程服务，展现服务等都可以作为PaaS层在线开发时的能力单元。而这些能力单元在线进行服务编排和组装又可以借助SOA本身已有的BPEL和规则引擎来完成。云化后的SOA中间件也将不再是为单个应用提供服务。
云计算基本架构篇5
企业CEO往往希望能够利用行业的最新技术与成熟的最佳实践和模式,帮助自己规避风险,提高投资回报与业务收益。因此,帮助企业构建云计算的服务技术开始受到用户青睐。
惠普企业业务集团技术服务事业部基础架构咨询服务高级顾问经理张俊认为,在惠普的云战略中,除了帮助云服务提供商建设自己的云平台和提供安全与服务来源的支持、帮助客户管理云安全外,最重要的一点就是提供一系列云服务,包括云战略发现研讨会、云发展蓝图服务、云设计服务、云安全服务、云支持服务等,从各个不同角度解决企业迈向云计算与融合基础设施架构时面临的困难。
近日,惠普技术服务部了云设计服务策略。从现有的应用孤岛模式迈向“云”,无疑是企业计算架构的一次大变革。做好先期的设计工作,能够为最终实现云计算打下坚实的基础。张俊认为, 云设计服务是所有云服务中的一个环节,它应用已经通过验证的方式,对可扩展的、基于云的基础设施进行了设计和部署,可以加速项目交付,同时降低风险。另外,设计原则保证了云基础设施能够支持包括私有云与公共云在内的混合源模式,企业能够根据不同的工作量进行使用,并交付服务。
云计算基本架构篇6
关键词：云计算；虚拟化；企业IT架构
中图分类号：TP391.9 文献标识码：A文章编号：1007-9599(2011)24-0000-01
Virtualization Technology for Enterprise Cloud Computing Framework
Chen Shuo
(Beijing Physical Examination Center,Beijing100077,China)
Abstract:Cloud computing is the inevitable product of a certain level of development of IT technology,network technology and virtualization technology as the basis,according to the actual need to adopt a different method of calculation.In large enterprises,the enterprise IT resources, cloud computing architecture they use virtualization technology.This article describes the application of cloud computing and virtualization technology in the enterprise-level virtualization technology in the computing and storage resources to build,the technical value of virtualization, cloud computing architecture.
Keywords:Cloud computing;Virtualization;Enterprise IT architecture
一、云计算简介
云计算是互联网技术发展到现在阶段的一种计算方式的创新，以互联网为依托，根据用户的实际需要采取不同的计算方式。云计算中的资源来自于互联网，这种资源是可以扩展的，动态虚拟化的。云计算是网络资源的一个整合过程，是中间过程，对于互联网终端用户来说，只需要学会搜索资源即可。
云计算分广义云计算和狭义云计算两种。广义云计算主要包括如何交付服务，并对服务的使用模式做了要求。在广义云计算中的服务，是指在互联网中按照实际需要和可扩展性得到需要的有偿服务。这种服务和交付模式的转变，在一定程度上得益于网络技术不断发展和普及，以及基础计算资源和计算能力的高速发展。
狭义云计算主要对特定网络中基础设施和如何使用基础设施做了规定。在狭义云计算中，终端用户可以按照需要从“云”中获得自己需要的硬件和软件。但往往是在基于虚拟化基础上或是基于类似于网格式计算模型基础上所构建的多层次的云计算构架。大型企业采用云计算构架，由于在云环境中需要较容易的移植原有的企业级应用，因此，往往无法采用基于网格式计算模型的云计算架构，因为这样不但要改变基础设施构架，还需要花费更大的精力改变应用系统的开发环境和业务模式，这种风险是绝大企业无法承受的。
基于虚拟化架构的云计算包括的服务层次为：基础设施暨服务、平台暨服务和软件暨服务。各个服务层次都需要按照虚拟化的方案进行整合与再规划。
二、大企业如何在IT资源构架中采用云计算
企业云计算主要采用虚拟化技术，虚拟化技术是云计算在基础设施服务层次上的核心技术，快速部署和资源调度都是建立在虚拟化技术之上的。虚拟化是一个抽象的概念，它能够把硬件和操作系统有效分离进行处理，为终端用户提供更加灵活的利用互联网资源的方式。虚拟化的优势在于：效率高、可靠性好、成本低廉、兼容性强、方便控制和管理。正因为虚拟化的诸多优点，虚拟化被广泛应用在了云计算架构中，虚拟化是企业应用云计算架构的核心技术之一。
虚拟化技术的必要性在于两个方面：一是对底层物理细节进行屏蔽，为上层提供比较一致的运行环境；二是改变了资源的使用粒度，便于实现资源的充分利用和灵活调度。虚拟化技术包括硬件虚拟化、软件虚拟化和网络虚拟化。对于建设企业云来讲，软件虚拟化是一个非常重要的层次，使用软件虚拟化技术可以得到一台台的虚拟机，成为可被云计算管理平台所调度的虚拟资源。软件虚拟化的典型产品有VMWare、Xen和KVM。
目前大企业在构架云计算平台时主要有两套技术方案：计算虚拟化技术方案和存储虚拟化技术方案。（一）计算资源虚拟化技术。服务器等计算资源根据架构不同使用特定技术方式进行虚拟化，操作系统需要在虚拟的服务器上独立运行，虚拟计算资源的功能与实体计算资源功能相似，对使用者透明。采用了服务器虚拟化方案之后，更好发挥了原有服务器的效率，使一台服务器虚拟成多台服务器使用，实现了一台实体服务器上独立运行多应用系统的目的，提高了服务器的利用率和对数据的处理能力，又减少了硬件投入。在企业里面要达到有效利用虚拟计算资源，需要在特定的虚拟化环境下进行资源自动调度。资源调度是在特定资源环境下，根据一定的资源使用规则，在不同的资源使用者之间进行资源调整的过程。例如，为了减轻实体计算资源的负担，可以规划白天将处理正常工作业务的应用分配较多资源，晚上将处理数据分析作业的应用分配较多资源，保证计算资源的合理利用。（二）存储虚拟化技术。企业集中式数据中心存储一般采用集中式存储，存储资源的池化，是一种虚拟化技术，已经在存储领域应用多年，是一项较成熟的技术。信息化大集中的主要特点也是所有业务数据统一存储、统一管理和统一保护。这种方式是存储系统建设的发展方向，已经过了众多项目的验证，只不过云计算的存储规模更大、扩展性更强。
三、大企业应用虚拟化云的价值
通过构建公司内部的虚拟化云，在降低运营成本、优化信息支持层次、合理利用信息资源、增强信息服务质量等方面体现其特有的价值。
1.云计算降低了基础设备的人工干预频率，并提供更简便、更强大的管理工具，使得系统管理员更加关注于应用的管理。2.云计算的集中资源、分散提供服务的模式，与大型企业目前所规划的一体化信息资源整合的发展方向相适应，云计算使信息资源更加集中，信息化服务的层次分工更加明确，资源的管理和应用系统的运维更加专业。3.使用云计算框架下的若干业务系统，共用同一个大资源池，资源池的大小可以适时调整，还可以通过动态资源调度机制对其进行适时合理分配。4.在云计算环境中，虚拟机作为一个逻辑单元可以被快速灵活的迁移，管理员可以在不中断服务的情况下将虚拟机从一台服务器迁移到另一台服务器。
在企业运用云计算技术所构建的系统处在虚拟化环境中，虚拟化技术在云计算框架的各个层次上都有很多有价值的应用前景。
参考文献：
云计算基本架构篇7
在中科院高能物理研究所，有一个用于高能物理研究的计算平台，参与了国际高能物理网格LCG (LHC Computing Grid)的研究与部署。这次，当记者再次聊起这个平台的时候，许老师已将“网格”换成了“云计算”。
根据IDC最新的《中国云计算市场的研究报告》显示，2010年中国云计算服务市场规模已达到3.2亿美元。IDC认为，随着当前宏观经济反弹，中国用户将日益热衷于在云计算方面进行投资，包括云计算的基础架构、对现有云服务的发展，以及拓展新的云服务。
济钢集团自动化信息技术公司总经理、研究员张元福也向《计算机世界》报记者表示，最近他给相关部门提交了一份方案，建议建立一个云计算平台。“济钢集团自动化信息技术公司一直服务于济南钢铁，在实践中积累了大量的经验。为了将这些信息化经验服务和共享于整个行业，我希望能有一个云计算平台，可在节约资源的情况下，为其他行业提供服务。”他说。
虽然张元福的云计算构想还处在筹备阶段，但实际上，包括中国中化集团公司、中国电信等在内的大型国有企业已经开始建设、甚至是应用云计算。在这些企业的示范作用下，越来越多的中小企业、甚至是私营企业也开始思索，云计算该如何落地。
上海楚星信息技术有限公司如今的主营业务是为创业园区内的高新企业提供测试平台，或是给它们提供IT资源租赁服务。楚星公司总经理王永久认为自己提供的服务，在某种意义上可以称为“测试云”。楚星公司原本是硬件服务器销售商，为了打单，他们买下了一套x86刀片服务器，作为用户的方案测试平台。不过，王永久发现，不测试的时候，设备就有大段时间闲置在那里。恰巧此时楚星公司搬进了交大慧谷高科技创业中心孵化基地，这里众多的初创企业，没有自己的IT资源，在园区管委会的撮合下，楚星公司开始为这些企业提供IT资源服务。
当然，王永久算是在云计算方面走得比较前的，而太原钢铁集团有限公司自动化公司的高级工程师高瑞年则代表着更多中国用户对云计算的看法。高瑞年很明确地告诉记者：“我们还没开始云计算。”他认为，与其再花钱单独购入设备搭建云计算平台，不如做好当前设备的资源整合工作，而对于他来说，从虚拟化入手更经济也更实际。
不管是从虚拟化开始，还是从其他方面入手，对我们接触到的大多数用户而言，如何让云计算落地已经是一个可以摆在台面上的事情了。与此同时，人们也开始讨论云计算相关的安全、标准等问题。
作为全球IT上游提供商，当全球一半以上的服务器都有一颗“灯，等灯等灯”的“芯”时，英特尔也已经把目光更长远地放到了云计算的身上。2010年11月，英特尔了“2015年云愿景”，把互通、自动化、客户端自适应作为云计算三大要素展现在了用户面前。同时，作为实现“2015年云愿景”的重要一步，英特尔帮助创建了一个由 70 多家全球领先企业联合组成的“ 开放式数据中心联盟 ”。
日前，英特尔数据中心事业部副总裁及市场部总经理Boyd Davis访华期间，特别就英特尔对云计算的观点和规划，接受了《计算机世界》报的独家采访。
《计算机世界》：很明显，云计算从模式、广度和深度上都给IT服务带来了巨大变革。对于企业而言，云计算提供的是可扩展的IT资源，但这同时给CIO们带来了新的问题，该如何高效、自动管理这些资源？
Boyd Davis：在组织架构方面，云计算相对于传统的IT架构确实有很大的改变。从英特尔的角度来看，就是从传统IT模式转向服务，不管是计算、存储还是网络，用户到最后在应用平台上看到的都将是一个服务。用户要实现这样的目标，需要分几步走：一是要建立自己的云平台，让原有的IT资源能够实现更高的性能，同时对这些IT资源实施自动化管理。每个用户都要了解自己的应用，达到所谓的标准化，从而使应用能够更容易地架构在云计算平台上；二是整合，主要是指IT资源和架构的虚拟化。不过，IT资源虚拟化对用户来讲并不是说IT架构被抽象化了，而是要形成一个动态的、可调配的资源池；三是自动化，用户基于云架构的工具，包括管理、预测未来业务扩张的各种手段，实现自动化管理，从而使云战略的部署更加高效和便捷。
《计算机世界》：我们注意到，有一些电信运营商尝试建立自己企业内部的私有云，并计划逐渐扩展到公有云的服务，在这个过程中会面临哪些技术挑战？
Boyd Davis：总的来说，从技术角度来讲，我并不认为私有云和公有云有什么不同。比较而言，公有云服务提供商要清楚自己提供什么样的服务，服务的收费模式该如何实现，所以它们会有一个非常复杂的服务协议。而对企业的私有云来讲，它是在一个组织内部，大家可以做一些尝试，然后分摊成本就行了。
由于云计算的复杂性，造成目前云计算的建设还处在一个不完全成熟的阶段。谁也不敢说现在提供一个解决方案，就可以实现云计算了。特别是资源互联互通、产业标准等方面，都还处在探讨的过程中。英特尔去年了2015年的“云愿景”，我们提到了自动的、互通的、客户端自适应的特性，坦率来讲，这是一个愿景，还需要整个产业界从技术上一步一步地解决。
《计算机世界》：现在提供云计算服务的电信运营商或互联网企业，它们的基础架构和以往有了哪些变化？
Boyd Davis：电信运营商的基础架构跟传统的数据中心还是比较接近的，但它需要更大的弹性。而IPDC（互联网数据中心）则有很大的变化。IPDC与传统的企业用户最大的区别在于，它的应用种类相对单一，但是它服务的对象却很庞大，可能是百万级的消费者人群，而传统的企业数据中心，可能只需要服务1万名员工，这1万人也许有1000种应用，这样的话，IPDC对优化的架构需求也更加明显。
英特尔希望能和这样的互联网企业一起合作，详细地了解它们的应用需求，然后能够有针对性地提供一些差异化的产品给他们。
《计算机世界》：用户都对云计算有很美好的愿景，比如更多的数字设备能够方便地接入云，比如手表、手机、录音笔等都可能接入到云计算服务中，这对云计算背后的基础架构的建设和管理会带来什么样的影响和挑战呢？
Boyd Davis：这其实就是云计算如何扩展的问题。我们现在看到互联网服务数据中心，无论是中国的还是全球的，当它们提供的服务涉及到其背后的几十万台服务器的时候，最大的挑战就是如何满足业务急速扩展的要求。英特尔认为，惟一的解决方案就是自动化，或者是自适应。从英特尔来讲，就是客户端自识别，
云计算可以提供复杂的服务，但是服务的复杂性不能降低服务的质量。无论用户使用什么样的客户端来访问云，云都应该能够自动识别客户端的计算能力，比如你通过一个大尺寸的高清电视接入云服务，但是得到的图像质量和使用手机所获得的是一样的，我想用户一定不会满意。在这种情况下，我们希望有自适应的架构，使云计算提供的服务可以自动地适应客户端的计算能力，从而为用户提供更好、更丰富多彩的云服务。
《计算机世界》：说到服务，自然就会让人想到云计算的安全问题。也有人认为，云计算的安全问题已经从被动的防御转到了主动的预测，在这种变化趋势下，对数据中心的发展会有怎样的影响？
Boyd Davis：没错，安全对于云计算来讲是一个非常特殊的话题。过去，数据中心都是位于一个物理的地点，谈到安全问题的时候，都是讲这个地点怎么安全、服务器怎么保证它的安全。但是到了云计算时代，你根本不知道服务是由哪台服务器、哪个架构来提供的。从英特尔的角度来讲，我们认为安全相关的特性，要在芯片层面解决，这才是一个正确的解决方法。此外，云计算的安全问题，除了产业界要提供技术以外，政府也扮演着非常重要的角色。提高云计算基础架构的可信度，实际上需要产业界内服务提供商、硬件提供商，还有包括政府在内的多方力量的共同作用，才能够向前推进。
《计算机世界》：按照应用类型，云被分成基础设施云、平台云或者应用云等。我们现在也看到了，有些云服务提供商可能想同时扮演这三个角色，在这种情况下单从技术基础架构建设上来看，服务商如果要在三个角色之间转换的时候，如何做到平滑地转变呢？
Boyd Davis：IaaS（基础设施即服务）主要是针对IT基础架构，PaaS（平台即服务）主要针对开发者，SaaS（软件即服务）主要针对真正的用户，不同的服务只是不同的表现形式，在基础架构上并没有什么差异。提供三种平台服务，完全取决于云服务提供商自己的策略，至于平衡三者的关系，对服务提供商来说，就是要管理好不同服务背后的基础架构之间的互通互联性，以及互操作性。
背景资料：
开放式数据中心联盟，是一个由全球最具影响力的IT经理成立的独立组织。作为该联盟的技术顾问，英特尔会根据联盟为应对主要IT挑战而定义的一系列应用模式来调整其技术。英特尔提供建议的应用模式包括：为实现更高安全性的可信计算池、为简化云基础设施的云内平衡计算等。
采访手记
向云转型，顺应时展
上一次见到Boyd Davis是一年前，在英特尔至强7500处理器的会上，那一次他谈论更多的，还是传统的芯片技术。
不到一年时间，英特尔提出了云愿景，并开始转向云计算，这虽然不足以称之为革命的转变，但却是顺应时展的延伸。
目前，市场上云计算的解决方案有不少，但正如Boyd Davis所说的，云计算当前仍处于起步阶段，距离成熟还有很长的路要走。在这一时期，到底谁的解决方案更靠谱，还不是一个关键的命题。关键在于，我们要明确一个概念：什么样的IT基础设施架构才能给用户带来灵活和丰富的云计算服务。
不断升高的IT成本和管理的复杂性，一直困扰着数据中心的发展。竖井式的IT基础设施，显然已不能满足云计算对于计算资源的共享需求。记者在采访中感受到，最大限度地提高效率、通过自动化虚拟机迁移简化管理，代表了用户最急切的呼声。这就需要未来的云计算基础设施间各种数据、服务能够自动迁移，并且这一切可以在自动化的情况下实现。
云计算基本架构篇8
2012年4月，惠普正式了惠普融合云（HP Converged Cloud）解决方案。中国惠普有限公司总裁史蒂夫・吉尔（Steve Gill）介绍说：“惠普融合云是业内率先以通用架构跨越传统IT、私有云、公有云和托管云的混合交付方式与解决方案的组合。”惠普融合云方案的是惠普让云落地的一个良好开端。
在不到一年的时间里，惠普云计算实现了从理论到实践的跨越。
不是混合云
融合云（Converged Cloud）与混合云（Hybrid Cloud）这两个概念从表面上看有相似之处，因为它们都包含了多种不同的云计算模式。不过，混合云比较单纯，仅指包括私有云、公有云在内的一种架构。惠普融合云则代表了一种云的构建和交付方式，也可以理解成是一组云计算的解决方案。惠普亚太及日本区战略与规划副总裁Suparno Banerjee进一步解释说：“惠普融合云是一个包括多个层次的立体架构，比如最底层是IaaS，它可以管理不同的Hypervisor，其上还有信息共享层、安全管理层等。惠普融合云包括混合云。”
其实，惠普融合云可以理解为一种构建云基础架构的方法论，其核心是以一种统一的方式部署和管理传统IT以及公有云、私有云和托管云等。Suparno Banerjee反复强调了“统一架构”的重要性，这也是惠普云计算方案区别于其他厂商云计算方案的独特价值所在。
传统的IT架构通常是专用的、物理的和同构化的。这种架构不仅构建成本高昂，而且不够灵活。目前，人们正从传统的IT架构向云计算架构过渡。在这个转变的过程中，传统架构、私有云、公有云、托管云共存，但相互独立。这种异构的环境让用户的管理变得更加复杂。惠普描绘的云愿景是，由统一的信息应用基础设施支撑传统架构、私有云、公有云和托管云。这里所说的信息应用基础设施是开放的，不仅可以支持惠普的IT基础设施解决方案，而且可以支持第三方的IT基础设施解决方案，同时还需要融合的管理解决方案和融合的安全解决方案作为保障。
针对异构环境
构建云计算系统有多种方式，比如企业既可以通过内部整合的方式构建自己的云架构，也可以采用单一厂商提供的同构基础设施解决方案，还可以与系统集成商合作，以服务主导的整合方式构建自己的云体系。惠普融合云倡导的是从底层设计开始就采用标准化的、通用的和智能化的方式实现异构IT基础设施的整合。
Suparno Banerjee将惠普融合云的特色归纳为三点，即自由选择、高可信度和一致性。惠普的一项调查显示，到2020年，在中国的IT市场上，传统IT的市场占有率为61%，私有云的占有率为21%，而公有云的占有率为18%。虽然越来越多的用户开始大力投资于云计算（惠普调查显示，90%的用户每年用于云计算的投入为10万～100万美元），但是传统IT仍然保持较高的占有率。因此，一个融合性的云计算解决方案能够同时支持各种云模式和传统IT架构是十分必要的。
惠普融合云方案给了用户更多的选择。用户无论是仅拥有物理基础设施，还是初步建立了私有云或公有云，都可以借助惠普融合云方案实现云的优化与整合，从而将传统基础设施、公有云、私有云、托管云等搭建在开放的、基于标准化架构的底层平台上。Suparno Banerjee介绍说：“惠普融合云针对的是异构环境，可以支持多种虚拟化平台、操作系统和开发环境。惠普与众多合作伙伴一起构建了一个广泛的云生态系统。”
企业采用不同厂商的云计算方案构建的不同模式的云计算系统会不会成为云孤岛呢？若想让数据、应用在不同的云之间自由迁移，就必须解决云之间的互操作性问题。IEEE目前正致力于制定云间互操作性技术标准。Suparno Banerjee表示：“惠普融合云的精髓就是实现了不同云之间的互操作。比如，用户一开始在自己的私有云上进行计算，因为资源不足，所以希望从公有云中临时租用一些资源。惠普融合云方案就可以满足用户的此种需要，在不同的云之间自由调配资源。惠普融合云方案还可以实现对x86和Unix设备的统一管理。”
惠普融合云可以实现基于策略的服务交付，并提供覆盖信息、应用和基础设施的管理与安全解决方案，因此提高了云方案的可信度。惠普融合云基于覆盖所有交付模式的通用架构，可以保证访问的一致性。
CI战略的深化
惠普融合云也可以看作是惠普融合基础设施（CI）战略的深化。惠普融合云集合了惠普融合基础设施、惠普融合管理与安全软件以及来自Openstack的开源技术。2012年4月，惠普了许多新的产品及服务，以充实其融合云方案，比如用于构建、管理和保护云的云地图（Cloud Maps）和惠普虚拟应用网络，以及用于托管云的IT绩效管理解决方案――服务虚拟化2.0，还有用于公有云的惠普对象存储、云块存储、针对MySQL的关系数据库（RDB）等。
云计算基本架构篇9
在思科的观点中，云计算会成为互联网演进的下一阶段。近几年来，思科一直致力于成为云计算和云服务方面的引领者与核心驱动者之一。思科的云战略建立于具有领先性能、智能和灵活性的网络核心基础设施之上，并针对云业务和服务的部署，提供包含数据中心、虚拟化等技术与产品的完备解决方案，同时也开发和推广协作、视频等丰富多样的应用。
同时，针对产业发展最新趋势，思科推出了云享架构（Cisco CloudVerse），该架构包含了企业构建、管理和连接公有云、私有云与混合云所需的一切基础要素。
具体来看，CloudVerse是一个框架融汇在它的软件、数据中心和协作组合中。思科CloudVerse作用如下：提供云交付的智能自动化工具；提供网络服务管理软件，可以创建、部署、修改物理和虚拟资源；实现云对云连接，ASR 1000和9000系列路由器在2012年推出了一个网络定位系统；提供托管协作软件，完成私有云、移动传输和协作。
ClouldVerse里面包含3主要部分，第一部分包含统一数据中心涵盖统一计算，统一交换架构和统一管理；第二部分包括云智能网络，范畴是云与云之间互联，云到客户端连接和网络管理；第三部分加上思科本身特殊的协作、视频，安全性方面等思科所提供的基于云计算的应用。三者结合是思科的云享架构。从行业发展历程看，当今网络平台将经历一系列的演进过程。
思科打造了无边界网络、虚拟化/数据中心和协作三大架构，在技术、业务、渠道等诸多方面都开始以架构为驱动，使网络成为云计算转型的强有力的推动因素。其中，无边界网络架是实现云计算的核心网络基础，在此基础之上构建能帮助实现业务优势的数据中心架构（DCBA）及虚拟化解决方案，同时基于这两大架构开发和推广协作、视频等丰富多样的云业务应用。
最近思科在中国市场开始了大规模云计算解决方案推广，按照思科的观点，一个充满了云的世界连接着个人和商业，未来不仅有公共云、私有云、混合云，也有基于医疗、政府、教育、能源等行业应用的专业云，多云的连接，需要无缝而安全地接入，思科正是提供这个无可或缺的接入点技术的最好选择。
云计算基本架构篇10
关键词：云计算；架构模型；文献服务
中图分类号：G350 文献标识码：A
1引言
科技文献共享平台是国家创新体系的重要组成部分，是服务于全社会科技进步与科技创新的基础支撑体系[1]。随着科技创新需求不断提高，对科技文献服务提出了更高的要求，近几年，吉林省已经建成了吉林省科技文献信息服务平台，如何为政府、科研单位、企业提供高效的资源服务，快速和便捷地处理资源需求成为平台发展的突出问题。
在吉林省科技文献信息服务平台的应用过程中，受到资源整合度低，共享服务差，技术水平有限，管理成本越来越高等诸多因素的影响，导致平台资源利用率逐渐走低，使得平台建设与发展已不能满足用户的日益增长的资源需求。云计算作为一种共享技术的架构模式，可以将互联网中海量的数字资源连接在一起，形成科技资源的云联盟，为科技资源长远发展与重点突破提供了强有力的技术支撑，实现科技资源的“整合、共享、完善、提高”，最大限度发挥科技资源的潜能，实现科技文献服务和应用模式上的突破，因此，将云计算架构应用到吉林省科技文献信息服务平台设计上，是一个值得探讨和实践的课题。
2吉林省科技文献信息服务平台的建设现状
根据《2004年-2010年国家科技基础条件平台建设纲要》和《“十一五”国家科技基础条件平台建设实施意见》，提出在我国建成与跻身科技大国相适应的资源丰富、布局合理、技术先进、功能完备、运行高效的科技基础条件平台的目标，提高社会科技创新能力。在《纲要》的指导下，由吉林省科技厅主办，吉林省科技信息研究所承办，于2005年启动吉林省科技文献信息服务平台的建设项目，经过2a建设周期于2008年12月平台正式开通并对外服务。平台采用国内最先进的WEB数据库、非结构化数据库技术、分布式数据库加工技术等技术，建立支持跨平台、分布式、异构数据库环境的综合性文献处理系统和信息服务系统，成为能快速、高效、便捷、及时面向全省用户提供科技文献信息的集散地和服务枢纽。
目前，平台为用户提供学术期刊、学位论文、会议论文、专利、标准、政策法规、科技成果、科技统计、研究报告、图书、年鉴、科技视频以及特色资源库等资源，包括原文传递、文献下载、参考咨询、统一检索、科技查新、科技定题等功能。同时引进了包括中国知网、维普期刊、万方数据、中宏数据、NSTL、超星电子图书等国内外文资源库，形成面向全省开展科技文献信息服务的网络平台，为吉林省科技创新、经济发展和社会进步提供有力的信息支撑。
3基于云计算架构的吉林省科技文献信息服务平台的技术需求
随着科技创新需求的不断提高，尤其在当前吉林省经济转型发展的形势下，适应经济转型发展，为政府、科研院所、高新企业提供更加高效、快捷的决策支持和文献服务，对吉林省科技文献信息服务平台的工作提出了更高的实际要求，主要表现为：存储能力问题，如何解决日益增长的海量数字化资源的负荷；网络速度问题，如何提高大规模用户并发访问平台速度；服务质量问题，如何提供高层次的决策参考、知识服务、情报分析。以上3点对平台的建设提出了新的挑战，也是今后平台亟待解决的重点问题。
云计算应用多种技术，其中以并行编程模式、分布式数据存储技术、虚拟化技术等最为关键，结合吉林省科技文献信息服务平台的重点问题，比较成熟的解决方案是从虚拟化技术角度考虑。虚拟化技术是构造云计算环境的基础工作，是对计算机和网络资源充分整合和高效利用的关键技术，是对物理资源的逻辑表示，以降低物理资源不同层次之间的耦合程度，使系统所需资源不受物理资源的限制，从而获得高性能、高可扩展性和高可靠性等。根据资源对象的不同，可分为资源虚拟化、网络虚拟化、应用虚拟化[2]。
3.1资源虚拟化
将物理资源进行替换，呈现给用户的是一个具有与物理资源相同功能和接口的虚拟资源。统一管理、监控、调度虚拟资源，很好的解决了物理资源的负载均衡、闲置问题，提高了物理资源的利用率，达到节能减排的目的。
3.2网络虚拟化
主要是利用公共网络建立云的网络连接，也称为虚拟专用网络（Virtual Private Network，VPN）。VPN技术架设了一条远程用户访问网络的安全通道，可以实现诸如文件共享、资源互访、服务共用等应用数据安全传输。同时，VPN技术可以节省了用于专线互连的高昂费用。
3.3应用虚拟化
应用虚拟化是云计算中软件即服务的基础技术或应用技术，把应用软件对底层系统和硬件的依赖抽象出来，从而解除应用与操作系统和硬件的耦合关系。
4基于云计算架构的吉林省科技文献信息服务平台的服务模型
云可以看作将互联网上个人电脑或网络服务器的集群，组成强大的基于互联网的提供IT基础设施的定制服务，它们可以是公共的或私有的。对于基于云计算架构的吉林省科技文献信息服务平台而言，将拥有文献资源的高校、出版社、机构等资源库联合起来，组成科技文献资源云，在云端进行统一管理，通过云计算服务平台，向用户提供统一的访问入口，用户无需关注所需资源在云中的哪台服务器上，只需通过浏览器登录平台，不受时间、地点限制访问云中的资源和服务，充分利用云中的资源，提供的强大服务能力。基于云计算架构的吉林省科技文献信息服务平台的服务模型如图1所示。
图1 基于云计算架构的吉林省科技文献信息服务平台
的服务模型
此服务模型打破了传统的基于商的文献资源服务模式的重复建设问题，有助于真正实现资源整合和共享，有助于促进文献资源的标准化、规范化的发展[3]。
5基于云计算架构的吉林省科技文献信息服务平台的架构模型
采用云计算设计文献信息服务平台是对吉林省科技文献信息服务平台可持续发展的技术路线，吉林省科技文献信息云服务平台的架构以底层物理设备集群技术为基础，进行访问和流量的调度；采用跨平台技术，对异构数据资源进行统一整合与管理，在此基础上，把各种科技文献资源整合到统一的云服务平台上，以统一的服务界面，向用户提供科技文献资源服务。建设吉林省科技文献信息云服务平台是基于效率性、经济性、通用性等多种综合因素，通过技术手段全方位整合科技文献资源，最终实现科技文献资源社会功能效益最大化[4]。
根据云计算提供的服务功能，以现有吉林省科技文献信息服务平台为基础，提出基于云计算架构的吉林省科技文献信息服务平台的架构模型由资源层、平台层、应用层组成，如图2所示。
图2 基于云计算架构的吉林省科技文献信息服务平台
的架构模型
资源层是由物理资源和虚拟资源构成，物理资源由大量的各种存储设备、服务器、网络设备构成，目前该层不必刻意去构建，沿用平台已有的存储设备、网络设备、服务器即可。虚拟资源是利用虚拟技术对物理资源进行虚拟化，根据实际需求创建一个或多个虚拟资源服务。
平台层位于资源层和应用层的中间层，也是实现科技文献资源共享的核心层，主要用于监控和响应应用层发送的服务请求，动态分配资源层的虚拟资源。包括资源管理、安全管理和数据管理等。
应用层位于最高层，也是实现科技文献资源共享的实现层，提供各种管理的应用软件以及访问接口。向用户提供一种可视化的操作界面，用户可以通过浏览器登录平台，进行注册、检索和使用相应的云平台的功能。
从图2可以看出，吉林省科技文献信息云服务平台的每一层都可以利用相应的云计算服务来构建，并能实现科技文献信息服务平台的相应服务。如利用云计算技术的软件即服务来构建云平台的统一检索平台；利用数据即服务来构建云平台的科技文献资源库；利用基础实施即服务构建云服务平台的计算机机群形成有效的弹性计算能力，形成基于互联网的吉林省科技文献信息云服务平台建设。
6云平台特征
建成后的云平台的特点主要体现为：一站式服务，云平台将众多的资源和服务集成一个整体，通过WEB站点一站式呈现给广大用户，用户可以通过搜索引擎对多机构的异构资源库进行一次性检索，获得所需资源，实现共知共享共建。共享性，云平台的资源是由多种类型、众多参与机构构成的资源库，而不是一个大而全的单一系统。通过云平台将众多的数据库统一管理、配置、监控，达到百分之百的共享。节约高效性，通过云计算理论，将众多参与成员机构的资源库结合起来，而不是升级软硬件，形成基础设施架构，构建公共的资源空间，大大降低了投资成本；提高了资源的利用率。个性化服务，云平台通过对用户的需要进行分析，建立模型，实现服务的个性化定制。同时用户也可以在平台中建立自己的资源库，将个人的研究成果上传到云平台中。
7结束语
云计算的出现和成熟，为科技文献信息服务平台建设提供了新的思路和方法。科技文献信息服务平台建设中遇到的数据整合、资源共享、服务质量、网络等问题可以通过云计算获取很好的解决。但目前相关研究还不够深入，为了真正将云计算的路和方法应用到科技文献信息服务平台的建设中，还需要持继做大量的研究，而且这也是形势所需。
参考文献
[1]彭奕.贵州省科技资源共享平台的建设及主要资源[J].贵州农业科学，2008，36（1）：181-183.
[2]刘军.云计算：科技文献共享与服务平台建设的技术策略[J].图书情报工作，2011，（1）：203-204.
[3]胡新平，基于云模式的文献资源服务研究[J].情报理论与实践，2010，