序論：好文章的創(chuàng)作是一個(gè)不斷探索和完善的過(guò)程，我們?yōu)槟扑]十篇云計(jì)算的基礎(chǔ)架構(gòu)范例，希望它們能助您一臂之力，提升您的閱讀品質(zhì)，帶來(lái)更深刻的閱讀感受。

篇（1）

摘 要 鑒于傳統(tǒng)構(gòu)架的協(xié)同決策（CDM）系統(tǒng)不能適應(yīng)民航事業(yè)快速發(fā)展，提出建立基于云計(jì)算平臺(tái)的CDM系統(tǒng)。

首先概述了云計(jì)算的基本概念和主要特征，并總結(jié)了云計(jì)算的關(guān)鍵技術(shù)和基本架構(gòu)。之后，研究了對(duì)云計(jì)算拓?fù)湓O(shè)計(jì)算法，在樹(shù)形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上對(duì)三種算法進(jìn)行了比較和選擇，確定方案為merge-MST。最后，完成云計(jì)算平臺(tái)的初步總體設(shè)計(jì)，并搭建仿真測(cè)試平臺(tái)，測(cè)試結(jié)果證明所設(shè)計(jì)的云計(jì)算CDM系統(tǒng)具有較好的性能。

關(guān)鍵詞 民航，協(xié)同決策系統(tǒng)，云計(jì)算

中圖分類(lèi)號(hào)：TP392 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

doi:10.3969/j.issn.1674-7933.2015.04.004

*基金項(xiàng)目：上海市2013 年“ 科技創(chuàng)新行動(dòng)計(jì)劃”信息技術(shù)領(lǐng)域項(xiàng)目（13511504700） 。

作者簡(jiǎn)介：葉云斐，1984 年生，本科，助理工程師，主要從事及研究領(lǐng)域：航空計(jì)算機(jī)信息管理，Email ：leaves616@126.com ；

陳曉建，研究生，高級(jí)工程師；

陳偉青，本科，工程師；

谷葉，研究生，助理工程師。

0 引言

近年來(lái)我國(guó)民航事業(yè)快速發(fā)展，航班延誤現(xiàn)象愈發(fā)嚴(yán)重。中國(guó)民用航空局的《2013年民航行業(yè)發(fā)展統(tǒng)計(jì)公報(bào)》顯示： 2013年不正常航班占比27.66%，旅客投訴率較2012年增長(zhǎng)13.66%。華東區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展迅速，人口密度大，以全國(guó)1/9的空域面積承載著1/3的航班流量，問(wèn)題尤為顯著。以發(fā)展的眼光看問(wèn)題，有必要依靠各方可靠、全面、實(shí)時(shí)的信息，采用高效合理的航班排序、放飛算法，充分利用空域時(shí)隙資源，協(xié)同決策（CDM）的概念應(yīng)運(yùn)而生。

民航華東空管局CDM系統(tǒng)于2012年12月上線運(yùn)行，系統(tǒng)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)多，計(jì)算量大，對(duì)軟硬件資源要求高。以上海虹橋、浦東兩個(gè)機(jī)場(chǎng)為例，每天就有5 000多架航班起落，涉及空域航路點(diǎn)300~400個(gè)，各航路點(diǎn)又分3~4個(gè)高度層；在此基礎(chǔ)上，CDM系統(tǒng)必須結(jié)合實(shí)時(shí)的流量控制、氣象預(yù)報(bào)等信息反復(fù)計(jì)算調(diào)整，且任何時(shí)刻的航班重新規(guī)劃都會(huì)影響到一整條航路上與之相關(guān)的所有航班，使計(jì)算量成倍增加。隨著航空流量的逐年增加，CDM系統(tǒng)計(jì)算量也以指數(shù)方式快速增長(zhǎng)。

現(xiàn)有系統(tǒng)采用傳統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)，不能滿(mǎn)足前瞻性設(shè)計(jì)要求。理想的CDM系統(tǒng)架構(gòu)應(yīng)具有虛擬化、易擴(kuò)展、按需部署、高靈活性、高可靠性、高性?xún)r(jià)比的特點(diǎn)。本文提出一種基于云計(jì)算的CDM系統(tǒng)構(gòu)架，利用自動(dòng)拓?fù)湓O(shè)計(jì)算法（merge-MST）設(shè)計(jì)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洌捎肏adoop開(kāi)源管理軟件實(shí)現(xiàn)任務(wù)調(diào)度，最后通過(guò)仿真手段驗(yàn)證了該方案的可行性和適用性。

1 現(xiàn)有民航CDM系統(tǒng)的不足

協(xié)同決策是一種技術(shù)手段，更是一種基于資源共性和信息交互的多主體（空管、機(jī)場(chǎng)、航空公司等）聯(lián)合協(xié)作運(yùn)行模式。華東空管局CDM系統(tǒng)從各個(gè)參與單位引接實(shí)時(shí)航班數(shù)據(jù)，建立塔臺(tái)電子進(jìn)程單系統(tǒng)、A-CDM系統(tǒng)、飛行計(jì)劃處理系統(tǒng)等，并形成三大客戶(hù)端——流量管理客戶(hù)端、塔臺(tái)客戶(hù)端和公司機(jī)場(chǎng)客戶(hù)端，系統(tǒng)構(gòu)成如圖1所示。

`該系統(tǒng)基于傳統(tǒng)的關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)，以塔臺(tái)電子進(jìn)程單為例，架構(gòu)示意圖如圖2所示。盡管其成熟度高、可靠性好，但隨著數(shù)據(jù)量逐漸增大，數(shù)據(jù)范圍逐漸拓寬，其存儲(chǔ)和查詢(xún)效率已不能滿(mǎn)足需求。

2 云計(jì)算平臺(tái)及其架構(gòu)設(shè)計(jì)

2.1 定義和特點(diǎn)

云計(jì)算是一種新的計(jì)算模式，由分布式計(jì)算、并行計(jì)算和網(wǎng)格計(jì)算的發(fā)展而來(lái)。其后臺(tái)大量采用虛擬機(jī)，并通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)形成資源池。這些虛擬資源可以根據(jù)不同的負(fù)載動(dòng)態(tài)重新配置，快速并以最小的管理代價(jià)提供服務(wù)[1]。從用戶(hù)角度看，云計(jì)算具有可靠的存儲(chǔ)技術(shù)和嚴(yán)格的權(quán)限策略，可為客戶(hù)提供安全可靠的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)中心；對(duì)用戶(hù)端的設(shè)備要求低，支持手機(jī)、平板電腦等無(wú)線通信設(shè)備；可實(shí)現(xiàn)不同設(shè)備間的數(shù)據(jù)、應(yīng)用共享。

從硬件的角度看，云計(jì)算高度靈活，可按需投入或釋放硬件資源，從而提高整體利用率。2.2 類(lèi)型

云計(jì)算按其服務(wù)層次分為三類(lèi)[2]，如圖3所示：

1)基礎(chǔ)設(shè)施即服務(wù)（IaaS，infrastructure as a service）

在虛擬化技術(shù)的支持下，利用廉價(jià)計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)大規(guī)模集群運(yùn)算能力，同時(shí)按需配置，為用戶(hù)提供個(gè)性化的基礎(chǔ)設(shè)施服務(wù)。此類(lèi)型的典型代表有亞馬遜云計(jì)算AWS（Amazon Web Services）、IBM藍(lán)云等。

2) 平臺(tái)即服務(wù)（PaaS，platform as a service）

提供的服務(wù)是開(kāi)發(fā)環(huán)境，允許用戶(hù)使用中間商提供的設(shè)備開(kāi)發(fā)自己的程序。此類(lèi)型的典型代表有GoogleApp Engine（GAE）等。

3) 軟件即服務(wù)（SaaS，software as a service）

通過(guò)Internet直接提供運(yùn)行在云計(jì)算設(shè)備上的應(yīng)用程序。用戶(hù)無(wú)需考慮基礎(chǔ)設(shè)施及軟件授權(quán)等內(nèi)容。此類(lèi)型的典型代表有Salesforce公司的CRM服務(wù)、ZohoOffi ce、Webex等。

2.3 關(guān)鍵技術(shù)

云計(jì)算作為一種集群計(jì)算和服務(wù)模式，運(yùn)用了多種計(jì)算機(jī)技術(shù)，以編程模型、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)管理、虛擬化最為關(guān)鍵。

1) 編程模型

Google提出的Map-Reduce[3]是一種流行的云計(jì)算編程模式，Map（映射）程序?qū)?shù)據(jù)分割成不相關(guān)的數(shù)據(jù)塊，Reduce（化簡(jiǎn)）程序則將將數(shù)據(jù)處理的中間結(jié)果進(jìn)行歸并，如圖4所示。Map-Reduce可將海量異構(gòu)數(shù)據(jù)的分析處理工作分解成任意粒度的子任務(wù)，并允許在多個(gè)計(jì)算節(jié)點(diǎn)之間進(jìn)行靈活的數(shù)據(jù)調(diào)度，此外，程序員無(wú)需關(guān)心數(shù)據(jù)塊的分配和調(diào)度，該部分工作由平臺(tái)自動(dòng)完成。

2) 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)管理

云計(jì)算采用分布式的方法存儲(chǔ)和管理數(shù)據(jù)，并利用冗余存儲(chǔ)保證數(shù)據(jù)的可靠性，常用技術(shù)有Google的GFS及Hadoop團(tuán)隊(duì)的HDFS[4]，其中后者是前者的開(kāi)源實(shí)現(xiàn)。

GFS系統(tǒng)架構(gòu)如圖5所示，整個(gè)系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)分三類(lèi)：Client（客戶(hù)端）是GFS提供給應(yīng)用程序的訪問(wèn)接口、Master（主服務(wù)器）是管理節(jié)點(diǎn)， Chunk Server（數(shù)據(jù)塊服務(wù)器）則負(fù)責(zé)具體工作。Chunk Server可有多個(gè)，每個(gè)Chunk對(duì)應(yīng)一個(gè)索引號(hào)（Index）。作為對(duì)比，HDFS體系結(jié)構(gòu)如圖6所示。

云計(jì)算的數(shù)據(jù)管理需滿(mǎn)足大規(guī)模海量數(shù)據(jù)的計(jì)算和分析，大多采用列存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)管理模式。現(xiàn)有技術(shù)中最主流的是Google的BigTable，Google對(duì)BigTable給出了如下定義：BigTable是一種為了管理結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)而設(shè)計(jì)的分布式存儲(chǔ)系統(tǒng)，這些數(shù)據(jù)可以擴(kuò)展到非常大的規(guī)模。此外，Hadoop團(tuán)隊(duì)也開(kāi)發(fā)了類(lèi)似BigTable的開(kāi)源產(chǎn)品HBase和Hive。

3) 虛擬化技術(shù)

虛擬化技術(shù)是云計(jì)算區(qū)別于一般并行計(jì)算的根本性特點(diǎn)，其實(shí)質(zhì)是實(shí)現(xiàn)軟件應(yīng)用與底層硬件相隔離，把物理資源變成邏輯可管理資源。目前云計(jì)算中虛擬化技術(shù)主要包括將單個(gè)資源劃分成多個(gè)虛擬資源的裂分模式，也包括將多個(gè)資源整合成一個(gè)虛擬資源的聚合模式。根據(jù)對(duì)象又可分為存儲(chǔ)虛擬化、計(jì)算虛擬化、應(yīng)用級(jí)虛擬化等等。

將虛擬化的技術(shù)應(yīng)用到云計(jì)算平臺(tái)，使得云計(jì)算具有靈活的進(jìn)程遷移方式，更有效的使用主機(jī)資源，在部署上也更加靈活。

2.4 架構(gòu)設(shè)計(jì)

云計(jì)算體系結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)包括：設(shè)備眾多、規(guī)模大、采用虛擬機(jī)技術(shù)、任意地點(diǎn)、多種設(shè)備匯集，并可以定制服務(wù)質(zhì)量等等。文獻(xiàn)[5]提出了一種面向市場(chǎng)應(yīng)用的云計(jì)算體系結(jié)構(gòu)，如圖7所示：

1) 用戶(hù)：用戶(hù)可以在任意地點(diǎn)提交服務(wù)請(qǐng)求；

2) SLA資源分配器：充當(dāng)云后端和用戶(hù)之間的接口，包括服務(wù)請(qǐng)求檢測(cè)和接納控制模塊、計(jì)價(jià)模塊、會(huì)計(jì)模塊、VM監(jiān)視器模塊、分發(fā)器模塊和服務(wù)請(qǐng)求監(jiān)視器模塊；

3) 虛擬機(jī)（VMs）：為實(shí)現(xiàn)在一臺(tái)物理機(jī)上的多個(gè)服務(wù)提供最大彈性的資源分配；

4) 物理設(shè)備：包括服務(wù)器、存儲(chǔ)設(shè)備及路由器等。

基于云計(jì)算平臺(tái)的華東CDM系統(tǒng)還處于初步研究階段，采用本架構(gòu)進(jìn)行初步設(shè)計(jì)及仿真驗(yàn)證。

3 云計(jì)算網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湓O(shè)計(jì)

云計(jì)算系統(tǒng)后端的網(wǎng)絡(luò)由大量服務(wù)器組成，分布廣泛，復(fù)雜度高。要保證數(shù)據(jù)的暢通傳輸，需要設(shè)計(jì)一個(gè)合理高效的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。

首先，為保證管理擴(kuò)展和維護(hù)的方便，將云計(jì)算系統(tǒng)分成多個(gè)子網(wǎng)，各子網(wǎng)采用樹(shù)形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，如圖8所示。在此基礎(chǔ)上，把每個(gè)子網(wǎng)看成一個(gè)節(jié)點(diǎn)，各個(gè)節(jié)點(diǎn)具備流量、交換能力、地理位置等屬性，將云計(jì)算網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涑橄蟪蓤D論數(shù)學(xué)模型。如何連接各個(gè)節(jié)點(diǎn)，才能即滿(mǎn)足冗余度要求，又盡可能降低網(wǎng)絡(luò)架設(shè)花銷(xiāo)已被證明為NP-hard[6][7]，故只能求解近似最優(yōu)解。此類(lèi)問(wèn)題的解法有兩種，一種是在限定網(wǎng)絡(luò)花銷(xiāo)的情況下最大化網(wǎng)絡(luò)的抗毀能力[8]，另一種是在保證網(wǎng)絡(luò)一定抗毀能力的條件下盡可能減小花銷(xiāo)[7]，本文按照后者進(jìn)行設(shè)計(jì)。

在圖論領(lǐng)域，該問(wèn)題可簡(jiǎn)化為求解特定連通度k時(shí)最小生成子圖的問(wèn)題，本文主要考慮基于圖論的k-FOREST算法[9]、merge-MST算法[10]和啟發(fā)式算法TEA[7]。通過(guò)理論推導(dǎo)，三種算法的時(shí)間復(fù)雜度如表1所示，其中TMST=O(m?logm)或O(n2),m代表圖邊數(shù)，n代表點(diǎn)數(shù)。

本文

參考文獻(xiàn)[11]的仿真手段對(duì)三種算法進(jìn)行比較，考慮7、10、15、25個(gè)節(jié)點(diǎn)的場(chǎng)景，得到平均邊數(shù)和平均花銷(xiāo)的比較示意圖如圖9、10所示。

通過(guò)比較可看出，在節(jié)點(diǎn)數(shù)目較少時(shí)TEA算法表現(xiàn)最佳，但隨著節(jié)點(diǎn)數(shù)目增多性能迅速下降；在節(jié)點(diǎn)數(shù)多于20個(gè)時(shí)，則是merge-MST算法更優(yōu)。

考慮到CDM系統(tǒng)規(guī)模龐大，僅華東區(qū)域就需要計(jì)算機(jī)點(diǎn)80~100個(gè)，故選取merge-MST進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的設(shè)計(jì)。

4 總方案設(shè)計(jì)

基于云計(jì)算架構(gòu)的CDM系統(tǒng)，依托中心節(jié)點(diǎn)、區(qū)域節(jié)點(diǎn)和業(yè)務(wù)集中節(jié)點(diǎn)，整合分布的物理資源，形成統(tǒng)一的可調(diào)配的邏輯資源。總方案結(jié)構(gòu)如圖11所示。包括基礎(chǔ)設(shè)施、虛擬資源層、信息共享云平臺(tái)層，應(yīng)用層以及貫穿始終的安全層和管理層。

1) 基礎(chǔ)設(shè)施層：既包括支持民航CDM系統(tǒng)運(yùn)行所必需的基礎(chǔ)設(shè)施，也包括行業(yè)內(nèi)可整合入CDM系統(tǒng)的其他設(shè)施。

2) 虛擬資源層：采用云計(jì)算技術(shù)，整合分布的硬件資源，形成資源池，靈活調(diào)配提供服務(wù)。

3) 云平臺(tái)層：涵蓋管理底層資源、支撐上層應(yīng)用的各個(gè)軟件和模塊，包括平臺(tái)管理、負(fù)載均衡、中間件、業(yè)務(wù)流程管理軟件等等。

4) 應(yīng)用層：將CDM系統(tǒng)功能進(jìn)行最后一步封裝后提供給用戶(hù)。

5) 安全層：負(fù)責(zé)整個(gè)CDM系統(tǒng)的安全。

6) 管理層：管理整個(gè)CDM系統(tǒng)運(yùn)行配置，包括資源管理、網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控、部署管理、內(nèi)容管理以及用戶(hù)管理等，監(jiān)控硬件、軟件等多個(gè)層次，提高整體運(yùn)行效率。

5 系統(tǒng)測(cè)試與應(yīng)用

為驗(yàn)證所設(shè)計(jì)方案的可行性，并測(cè)試方案性能，本文搭建了測(cè)試環(huán)境，針對(duì)CDM系統(tǒng)多項(xiàng)業(yè)務(wù)進(jìn)行了測(cè)試。

CDM系統(tǒng)主要業(yè)務(wù)涵蓋協(xié)同決策系統(tǒng)、流量管理系統(tǒng)、統(tǒng)一飛行計(jì)劃處理系統(tǒng)和塔臺(tái)電子進(jìn)程單系統(tǒng)。其中協(xié)同決策系統(tǒng)為頂層系統(tǒng)；流量管理系統(tǒng)幫助最大限度利用空中交通服務(wù)的容量；統(tǒng)一飛行計(jì)劃處理系統(tǒng)負(fù)責(zé)接收、處理和飛行計(jì)劃；塔臺(tái)電子進(jìn)程單系統(tǒng)則協(xié)助塔臺(tái)管制員管制飛機(jī)的起降。

5.1 硬件環(huán)境

云計(jì)算集群設(shè)有3個(gè)master節(jié)點(diǎn)，18個(gè)slave節(jié)點(diǎn)，各節(jié)點(diǎn)均是基于X86架構(gòu)的PC機(jī)。PC機(jī)配置如表2所示。

所有測(cè)試主機(jī)均連接在千兆網(wǎng)絡(luò)中，網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中不存在其他設(shè)備，干擾因素可忽略不計(jì)。

5.2 軟件環(huán)境

測(cè)試采用Hadoop團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)的開(kāi)源軟件，版本如表3所示。

5.3 測(cè)試結(jié)果

通過(guò)編寫(xiě)程序，在測(cè)試環(huán)境中進(jìn)行電報(bào)處理、雷達(dá)軌跡處理、氣象與情報(bào)處理、橋位信息處理、航班信息、數(shù)據(jù)查詢(xún)以及協(xié)同航班處理等壓力測(cè)試，平均日最大處理?xiàng)l目數(shù)量如表4所示。

測(cè)試結(jié)果表明：云計(jì)算平臺(tái)計(jì)算能力強(qiáng)，能夠彌補(bǔ)現(xiàn)有民航CDM系統(tǒng)的不足，可滿(mǎn)足華東地區(qū)CDM系統(tǒng)前瞻性設(shè)計(jì)要求。

6 結(jié)束語(yǔ)

本文針對(duì)華東地區(qū)巨大的航班吞吐量，提出了一套基于云計(jì)算平臺(tái)的CDM系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案。通過(guò)測(cè)試驗(yàn)證，該系統(tǒng)架構(gòu)具備良好的計(jì)算能力和業(yè)務(wù)處理能力，使用靈活，更滿(mǎn)足系統(tǒng)安全可靠、成本低、易拓展的需求。

基于云計(jì)算的華東空管CDM系統(tǒng)是現(xiàn)有CDM系統(tǒng)的發(fā)展方向，將在2015年開(kāi)始詳細(xì)設(shè)計(jì)。

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篇（2）

中圖分類(lèi)號(hào)：TP302文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)文章編號(hào)：16727800（2013）0010000104

作者簡(jiǎn)介：趙曦（1971-），男，博士，上海金融學(xué)院信息管理學(xué)院副教授，研究方向?yàn)榛ヂ?lián)網(wǎng)金融應(yīng)用。

0引言

隨著大型商業(yè)銀行業(yè)務(wù)規(guī)模的擴(kuò)大和信息技術(shù)的發(fā)展， 數(shù)據(jù)中心已經(jīng)成為大型商業(yè)銀行業(yè)務(wù)系統(tǒng)與數(shù)據(jù)資源進(jìn)行集中業(yè)務(wù)處理的樞紐，匯集了規(guī)模化的IT計(jì)算、存儲(chǔ)和網(wǎng)絡(luò)資源。

銀行主要承擔(dān)本外幣儲(chǔ)蓄、信用卡、對(duì)公存貸款業(yè)務(wù)，銀行匯票及聯(lián)行業(yè)務(wù)，國(guó)際結(jié)算和外匯買(mǎi)賣(mài)，代收代付等業(yè)務(wù) [1]。銀行業(yè)以網(wǎng)絡(luò)和信息技術(shù)作為其業(yè)務(wù)處理的核心支撐，形成了前端業(yè)務(wù)信息采集、中端數(shù)據(jù)交換和數(shù)據(jù)中心處理“分布采集、集中處理”模式。隨著業(yè)務(wù)量的增加和金融新產(chǎn)品的涌現(xiàn)，業(yè)務(wù)管理和信息處理“大集中”后對(duì)流程處理效率、系統(tǒng)擴(kuò)展性和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)可靠性提出了更高的要求。金融行業(yè)特別是銀行業(yè)在處理在線聯(lián)機(jī)業(yè)務(wù)（online transaction）的同時(shí)，還需要處理大量的離線批處理業(yè)務(wù)（batch processing），如影像文件處理、票據(jù)結(jié)算、外匯清算、薪資、各類(lèi)報(bào)表，批處理業(yè)務(wù)具有數(shù)據(jù)量大、占用計(jì)算資源多、限時(shí)處理完成的特點(diǎn)，銀行信息中心通常要配備足夠的資源在特定時(shí)間段（夜間、周末、月末）進(jìn)行批量業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)處理。如何提高批處理業(yè)務(wù)能力、合理配置計(jì)算資源是銀行信息中心不斷要面對(duì)的挑戰(zhàn)。

以計(jì)算資源和服務(wù)虛擬化為核心的云計(jì)算架構(gòu)和技術(shù)得到了廣泛的認(rèn)同，正在成為IT產(chǎn)業(yè)和信息化應(yīng)用系統(tǒng)架構(gòu)的發(fā)展趨勢(shì)，實(shí)踐表明，基于云計(jì)算架構(gòu)的系統(tǒng)在資源利用、服務(wù)效率、運(yùn)行成本及能源消耗方面具有明顯的優(yōu)勢(shì)。

本文提出了一種應(yīng)對(duì)批量業(yè)務(wù)流程處理的優(yōu)化方法，基本原理是將業(yè)務(wù)流程的任務(wù)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行分解和分類(lèi)，形成流程隊(duì)列和若干可以進(jìn)行并行處理分類(lèi)任務(wù)隊(duì)列，使用Hadoop MapReduce并行計(jì)算框架進(jìn)行并行處理，MapReduce提供的資源調(diào)度和容錯(cuò)機(jī)制能夠有效提高業(yè)務(wù)處理系統(tǒng)的可擴(kuò)展性和穩(wěn)定性。模擬實(shí)驗(yàn)表明，流程任務(wù)分解優(yōu)化方法比通常的以流程為處理單元的方式具有一定的優(yōu)勢(shì)，可以在云計(jì)算環(huán)境下分組處理具有共同特征的計(jì)算和操作任務(wù)，實(shí)現(xiàn)優(yōu)化資源調(diào)配，提高批量業(yè)務(wù)處理的效率。

1批處理業(yè)務(wù)流程優(yōu)化

批量業(yè)務(wù)處理是指一組遵循同一處理流程的重復(fù)操作，而涉及的業(yè)務(wù)流程是一組將輸入轉(zhuǎn)化為輸出的相互關(guān)聯(lián)或相互作用的活動(dòng)，活動(dòng)之間不僅有嚴(yán)格的先后順序限定，而且活動(dòng)的內(nèi)容、方式、責(zé)任等也都必須有明確的安排和界定，以使不同活動(dòng)在不同角色之間進(jìn)行交接成為可能，批量處理業(yè)務(wù)流程活動(dòng)之間的轉(zhuǎn)移不需要人工干預(yù)。處理流程中的活動(dòng)根據(jù)數(shù)據(jù)處理的要求和特點(diǎn)進(jìn)行設(shè)計(jì)，如先進(jìn)行數(shù)據(jù)核對(duì)，然后進(jìn)行計(jì)算，最后進(jìn)行賬戶(hù)操作，每個(gè)活動(dòng)會(huì)產(chǎn)生臨時(shí)數(shù)據(jù)。為了提高處理能力和資源使用效率，流程活動(dòng)設(shè)計(jì)盡可能遵循以下幾個(gè)原則：

①獨(dú)立于其它流程和活動(dòng)，可進(jìn)行重復(fù)操作；②使用較少類(lèi)別的計(jì)算資源，CPU、網(wǎng)絡(luò)、存儲(chǔ)；③能夠進(jìn)行并行處理。

圖1示意了批量流程處理的原理，銀行信息中心在每個(gè)批處理周期安排若干批處理的規(guī)劃，配置計(jì)算資源，啟動(dòng)和監(jiān)控批處理過(guò)程。每個(gè)批處理中包括對(duì)應(yīng)同一處理流程的批量處理任務(wù)。

銀行信息中心根據(jù)資源配置情況，安排批處理規(guī)劃中的批處理執(zhí)行，可以做到并行處理，以滿(mǎn)足處理時(shí)限的要求，每個(gè)批處理分配固定的或虛擬化的資源（服務(wù)器、CPU、存儲(chǔ)、外設(shè)），當(dāng)現(xiàn)有資源不能滿(mǎn)足批處理要求時(shí)，則需要不斷增加資源。這種以批處理流程為單位來(lái)決定資源配置的模式（圖2）不一定能夠確保資源的高效使用，如：需要大量CPU計(jì)算的流程同時(shí)配置I/O性能較高的資源，造成I/O資源的浪費(fèi)。經(jīng)過(guò)分析，可以通過(guò)優(yōu)化批處理業(yè)務(wù)流程和操作來(lái)進(jìn)行改進(jìn)（圖3），以進(jìn)一步提高資源的使用效率。

以?xún)?yōu)化流程任務(wù)作為并行計(jì)算單元，形成批量處理任務(wù)隊(duì)列，根據(jù)任務(wù)操作的類(lèi)型來(lái)分配最適合的資源，理論上提高了資源配置的精細(xì)程度，有助于提高資源使用效率。

2基于MapReduce的批處理優(yōu)化計(jì)算

為了驗(yàn)證提出的以流程任務(wù)為基礎(chǔ)配置資源的批處理運(yùn)算架構(gòu)（圖3），我們搭建了Hadoop/MapReduce并行計(jì)算實(shí)驗(yàn)環(huán)境，通過(guò)模擬批處理業(yè)務(wù)，對(duì)兩種資源配置模式進(jìn)行比較。

Hadoop[6]云計(jì)算平臺(tái)的核心由HDFS分布存儲(chǔ)和映射機(jī)制及MapReduce并行計(jì)算架構(gòu)組成，具有開(kāi)放性、穩(wěn)定性和擴(kuò)展性方面的優(yōu)勢(shì)，成為了云計(jì)算研究和應(yīng)用的重要平臺(tái)之一，其架構(gòu)與提出的批處理流程優(yōu)化模型吻合程度高。

MapReduce[8]通過(guò)兩個(gè)函數(shù)Map和Reduce提供并行計(jì)算框架， 將計(jì)算任務(wù)（Job）分解為可以進(jìn)行獨(dú)立和并行計(jì)算操作集合（Tasks），提交給Map函數(shù)處理，而Reduce函數(shù)收集、整理、排序Map函數(shù)的計(jì)算結(jié)果。其基本功能是按一定的映射規(guī)則將輸入的 （k1，v1）鍵值對(duì)轉(zhuǎn)換成另一個(gè)或一批list（k2，v2）對(duì)輸出，而Reduce將一個(gè)或多個(gè)Map輸出的list（k2，v2）轉(zhuǎn)換為新的鍵值對(duì)list（k3，v3），作為任務(wù)計(jì)算的輸出[2]。

一種基于C++的腳本語(yǔ)言和解釋器封裝了實(shí)現(xiàn)上述功能的基本功能函數(shù)，用來(lái)描述任務(wù)的執(zhí)行操作。根據(jù)上述模擬批次規(guī)劃和流程節(jié)點(diǎn)類(lèi)型，得出計(jì)算隊(duì)列表。

硬件計(jì)算架構(gòu)使用5臺(tái)Ubantu Linux服務(wù)器提供Hadoop MapReduce并行計(jì)算平臺(tái)，1個(gè)NameNode和4個(gè)DataNode，網(wǎng)絡(luò)環(huán)境為100M局域網(wǎng)，通過(guò)SSH實(shí)現(xiàn)服務(wù)器之間的連接、控制和HDFS數(shù)據(jù)復(fù)制，流程和任務(wù)隊(duì)列管理程序運(yùn)行在NameNode上，Map和Reduce實(shí)現(xiàn)分布在DateNode上。圖7所示為流程優(yōu)化模擬架構(gòu)。

平臺(tái)模擬了以業(yè)務(wù)流程為處理單元和任務(wù)分解優(yōu)化兩種計(jì)算架構(gòu)，使用同樣的模擬流程和數(shù)據(jù)，同時(shí)檢測(cè)了當(dāng)一個(gè)DateNote服務(wù)器宕機(jī)時(shí)的任務(wù)容錯(cuò)機(jī)制和性能，表4匯總模擬運(yùn)行的比較數(shù)據(jù)。

圖7Haddop MapReduce流程優(yōu)化模擬系統(tǒng)架構(gòu)

流程最短處理時(shí)間指流程任務(wù)按照關(guān)鍵邏輯路徑執(zhí)行需要的累計(jì)時(shí)間，當(dāng)一個(gè)任務(wù)處理完成后才能激活后續(xù)節(jié)點(diǎn)任務(wù)。以流程為單位的隊(duì)列處理模式在4個(gè)DataNode平均分配流程，每個(gè)DataNode處理的流程數(shù)量幾乎均等，資源的使用率也相同。任務(wù)優(yōu)化分解方法形成了7個(gè)任務(wù)隊(duì)列，DateNode資源分配按照優(yōu)先資源對(duì)照表3進(jìn)行。

流程平均處理時(shí)間指進(jìn)入流程隊(duì)列到所有任務(wù)處理完畢的時(shí)間，包括等待和任務(wù)處理時(shí)間，資源使用差異指CPU和I/O在高度使用和過(guò)度空閑的比例關(guān)系。

根據(jù)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)記錄的運(yùn)行數(shù)據(jù)，在同樣的批處理流程和硬件架構(gòu)條件下，使用業(yè)務(wù)流程分解優(yōu)化的并行計(jì)算能夠處理更多的事務(wù)（320min對(duì)比430min），資源的使用效率得到提高（54%對(duì)比31%），即使考慮到流程分解和多個(gè)任務(wù)隊(duì)列管理的額外開(kāi)銷(xiāo)，運(yùn)行結(jié)果還是表明了所提出方法的優(yōu)勢(shì)，為進(jìn)一步深入研究和完善提供了基礎(chǔ)。

3結(jié)語(yǔ)

銀行批處理“大集中”后，其數(shù)量和規(guī)模不斷擴(kuò)大，銀行信息中心不斷面臨IT資源優(yōu)化和靈活配置的挑戰(zhàn)，一方面要提升IT架構(gòu)的資源數(shù)量和技術(shù)水平，另一方面要優(yōu)化批處理的模式來(lái)更有效地利用IT資源（計(jì)算、存儲(chǔ)、網(wǎng)絡(luò)、I/O）。

云計(jì)算技術(shù)的研究和應(yīng)用成為了IT產(chǎn)業(yè)發(fā)展的一個(gè)重要方向，基于云計(jì)算架構(gòu)的系統(tǒng)在資源利用、服務(wù)效率、運(yùn)行成本及能源消耗方面具有明顯的優(yōu)勢(shì)。云計(jì)算架構(gòu)的出現(xiàn)也引發(fā)了在信息系統(tǒng)設(shè)計(jì)、功能開(kāi)發(fā)和維護(hù)服務(wù)的巨大變化。作為以信息化技術(shù)作為重要支撐的銀行業(yè)，正在逐步嘗試和分享云計(jì)算帶來(lái)的各種優(yōu)勢(shì)。本文在此背景下，提出了一種針對(duì)銀行批處理業(yè)務(wù)的優(yōu)化流程分解方法。

業(yè)務(wù)流程分解優(yōu)化方法通過(guò)對(duì)流程任務(wù)分組，可以為實(shí)時(shí)處理大批量流程的應(yīng)用領(lǐng)域（銀行、證券、保險(xiǎn)、電子商務(wù)）提高處理效率，MapReduce原理為流程節(jié)點(diǎn)處理提供了并行計(jì)算框架，其調(diào)度和容錯(cuò)機(jī)制可以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)計(jì)算資源的高擴(kuò)展性和穩(wěn)定性。模擬實(shí)驗(yàn)表明，本文介紹的基于并行計(jì)算的優(yōu)化流程分解方法比以整個(gè)批量處理流程為處理單元的方法在效率、架構(gòu)和靈活性方面具有一定的優(yōu)勢(shì)。下一個(gè)階段，擬將該方法進(jìn)一步完善，在銀行等典型批處理業(yè)務(wù)應(yīng)用領(lǐng)域進(jìn)行深化和拓展。

參考文獻(xiàn)：

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[2]李成華.MapReduce：新型的分布式并行計(jì)算編程模型[J].計(jì)算機(jī)工程與科學(xué)， 2011（3）.

[3]楊志豪.一種適應(yīng)數(shù)據(jù)與計(jì)算密集型任務(wù)的私有云系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)研究[J].計(jì)算機(jī)應(yīng)用研究 ， 2011（2）.

[4]易小華.面向MapReduce的數(shù)據(jù)處理流程開(kāi)發(fā)方法[J].計(jì)算機(jī)科學(xué)與探索，2011（2）.

[5]DEAN J， GHEMAWAT S. MapReduce： simplified data processing on large clusters[J].Communications of the ACM，2008， 51（1）： 107113.

篇（3）

引言

電信業(yè)的重組促使了運(yùn)營(yíng)商正式轉(zhuǎn)型為全業(yè)務(wù)運(yùn)營(yíng)模式，而全業(yè)務(wù)運(yùn)營(yíng)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中，各運(yùn)營(yíng)商的重點(diǎn)都放在了業(yè)務(wù)提供速度的提升、服務(wù)的因人而異的定制個(gè)性化、差異化以及精準(zhǔn)化的運(yùn)營(yíng)管理。

就過(guò)去的業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)而言，業(yè)務(wù)系統(tǒng)規(guī)模的擴(kuò)張勢(shì)必增加投資費(fèi)用以及管理費(fèi)用，業(yè)務(wù)能力的重用性以及開(kāi)放性并不理想，容易造成重復(fù)的建設(shè)，而且產(chǎn)品推出的周期都會(huì)受到極大影響，并且業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)暫時(shí)無(wú)法提供融合業(yè)務(wù)，所以并不能提供全業(yè)務(wù)運(yùn)營(yíng)能力。中國(guó)移動(dòng)在各類(lèi)運(yùn)營(yíng)商中最先SDA業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，使得統(tǒng)一管理、現(xiàn)有平臺(tái)的定位等部分問(wèn)題得到解決，但是依然缺乏SDA業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)提供融合業(yè)務(wù)建設(shè)方面指導(dǎo)。

在零九年開(kāi)始，云計(jì)算概念成為了IT領(lǐng)域最熱門(mén)的概念之一，在業(yè)界紛紛出現(xiàn)各類(lèi)運(yùn)營(yíng)商提出的自家對(duì)云計(jì)算概念的理解以及自家推出的云計(jì)算產(chǎn)品。云計(jì)算是一種資源交付、使用模式以及計(jì)算模式，在此模式的運(yùn)用中，數(shù)據(jù)、應(yīng)用以及IT資源都可以通過(guò)服務(wù)方式以網(wǎng)絡(luò)為媒介提供給各個(gè)用戶(hù)使用。云計(jì)算同時(shí)也是基礎(chǔ)架構(gòu)方法論的其中一種，可以提供給用戶(hù)使用高度虛擬化資源。

一、云計(jì)算

1.1架構(gòu)

云計(jì)算的架構(gòu)主要分為基礎(chǔ)架構(gòu)和服務(wù)架構(gòu)，基礎(chǔ)架構(gòu)主要提供出快速部署和靈活拓展的云平臺(tái)；服務(wù)架構(gòu)則是在基礎(chǔ)架構(gòu)的基礎(chǔ)上提供各類(lèi)云計(jì)算服務(wù)。而云計(jì)算架構(gòu)又可以分為基礎(chǔ)差、平臺(tái)層以及應(yīng)用層三個(gè)層次。

基礎(chǔ)架構(gòu)的構(gòu)造主要由硬件設(shè)備的資源虛擬化、管理的自動(dòng)化、軟件版本的標(biāo)準(zhǔn)化以及服務(wù)流程的一體化等手段來(lái)完成，用來(lái)為眾多用戶(hù)提供一定水平的服務(wù)?；A(chǔ)架構(gòu)又可以細(xì)分為靈活的基礎(chǔ)架構(gòu)、企業(yè)云計(jì)算管理平臺(tái)、端對(duì)端服務(wù)申請(qǐng)管理平臺(tái)和中心服務(wù)IT管制四個(gè)子層。靈活的基礎(chǔ)架構(gòu)主要利用了虛擬化技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)物理設(shè)備內(nèi)部資源共享以及動(dòng)態(tài)調(diào)配，主要由服務(wù)器池、存儲(chǔ)資源池和SAN等基礎(chǔ)的資源組成；企業(yè)云計(jì)算管理平臺(tái)主要負(fù)責(zé)IT資源自動(dòng)分配、管理以及回收的工作，達(dá)到資源的部署和管理的自動(dòng)化；端對(duì)端服務(wù)申請(qǐng)管理平臺(tái)通過(guò)工作流引擎將企業(yè)中各個(gè)部門(mén)的合作進(jìn)行協(xié)調(diào)工作，在端到端之間進(jìn)行流程管理，從而顯著提升了管理效率。

云計(jì)算的服務(wù)模式大致劃分為基礎(chǔ)設(shè)施即服務(wù)、平臺(tái)即服務(wù)以及軟件即服務(wù)三類(lèi)基本服務(wù)?；A(chǔ)設(shè)施即服務(wù)簡(jiǎn)稱(chēng)laaS，是將儲(chǔ)存和計(jì)算能力等基礎(chǔ)IT資源作為標(biāo)準(zhǔn)化的服務(wù)項(xiàng)目提供給終端用戶(hù)使用的一種服務(wù)；平臺(tái)即服務(wù)簡(jiǎn)稱(chēng)PaaS，是針對(duì)開(kāi)發(fā)環(huán)境抽象和對(duì)有效服務(wù)負(fù)載的封裝服務(wù)，擁有強(qiáng)大的靈活性，可是受制于提供服務(wù)的供應(yīng)商的能力大小；軟件即服務(wù)簡(jiǎn)稱(chēng)SaaS是一個(gè)通過(guò)多重租用根據(jù)需求提供服務(wù)的完整應(yīng)用程序，“多重租用”即是指云星宇基礎(chǔ)層基礎(chǔ)設(shè)施上的軟件，可以同時(shí)為多個(gè)用戶(hù)提供不同的服務(wù)。

二、云計(jì)算的應(yīng)用

云計(jì)算主要應(yīng)用在各類(lèi)資源的共享及分配管理，架構(gòu)分為基礎(chǔ)層、平臺(tái)層以及應(yīng)用層。

1、基礎(chǔ)層?；A(chǔ)層可以為各類(lèi)平臺(tái)提供基礎(chǔ)軟件與硬件資源、資源共享、資源管理、動(dòng)態(tài)配置以及流程管理等服務(wù)。它可以利用虛擬化技術(shù)，虛擬化整合系統(tǒng)架構(gòu)、全業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)層的IT資源、應(yīng)用程序基礎(chǔ)設(shè)施、數(shù)據(jù)以及數(shù)據(jù)庫(kù)、借口、網(wǎng)絡(luò)、桌面系統(tǒng)以及業(yè)務(wù)流程、有效的節(jié)約了成本并提升了工作效率。

2、平臺(tái)層。平臺(tái)層可以達(dá)到平臺(tái)能力的、調(diào)用以及申請(qǐng)的能力，主要根據(jù)全業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)功能的需求才用以SOA為基礎(chǔ)的方法重新構(gòu)建全業(yè)務(wù)網(wǎng)的功能框架，整合各平臺(tái)以及提供各平臺(tái)的能力。以云計(jì)算為基礎(chǔ)的全業(yè)務(wù)網(wǎng)架構(gòu)在平臺(tái)層使用了SOA架構(gòu)方法，融合了現(xiàn)有的SDA的控制區(qū)域，打造出具有服務(wù)能力的注冊(cè)平臺(tái)，把重心放在了平臺(tái)與平臺(tái)之間的業(yè)務(wù)上邏輯處理工作。

3、應(yīng)用層。應(yīng)用層主要提供SaaS服務(wù)，以用戶(hù)的需求作為工作根據(jù)，將平臺(tái)層中的各類(lèi)業(yè)務(wù)系統(tǒng)提供的應(yīng)用提供給終端用戶(hù)使用。在全業(yè)務(wù)網(wǎng)架構(gòu)中，應(yīng)用層擁有快速提供融合應(yīng)用的巨大優(yōu)勢(shì)，因此地位十分重要。

結(jié)語(yǔ)：本文主要在全業(yè)務(wù)網(wǎng)運(yùn)營(yíng)方面，研究了云計(jì)算架構(gòu)以及全業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)功能的框架，并且提出了以云計(jì)算為基礎(chǔ)的全業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)建設(shè)。在全業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)中利用云計(jì)算模式，可以帶來(lái)良好的融合業(yè)務(wù)環(huán)境，擁有了實(shí)現(xiàn)平臺(tái)資源、I務(wù)管理、業(yè)務(wù)交付以及業(yè)務(wù)提供的融合統(tǒng)一的能力。同時(shí)，可以覆蓋多種網(wǎng)絡(luò)將業(yè)務(wù)進(jìn)行自動(dòng)統(tǒng)一，全面地滿(mǎn)足全業(yè)務(wù)運(yùn)營(yíng)各方面的需求。

參 考 文 獻(xiàn)

篇（4）

0 引言

近年來(lái)，全球云計(jì)算產(chǎn)業(yè)蓬勃發(fā)展。我國(guó)云計(jì)算產(chǎn)業(yè)興起于 20 世紀(jì)90 年代，云計(jì)算產(chǎn)業(yè)已經(jīng)形成了競(jìng)爭(zhēng)性的產(chǎn)業(yè)發(fā)展態(tài)勢(shì)，以展覽展示、網(wǎng)絡(luò)游戲、遠(yuǎn)程教育、數(shù)字電視內(nèi)容制作以及各種影視動(dòng)畫(huà)制作為主流的云計(jì)算消費(fèi)市場(chǎng)日漸成熟，但傳統(tǒng)互聯(lián)網(wǎng)云計(jì)算也存在對(duì)應(yīng)的問(wèn)題，需要對(duì)之加以完善。

1 發(fā)展基于云平臺(tái)服務(wù)云建設(shè)產(chǎn)業(yè)的歷史機(jī)遇

1.1 云計(jì)算——第四次IT產(chǎn)業(yè)革命

作為新一代信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)的重要組成部分，云計(jì)算被稱(chēng)為是繼大型計(jì)算機(jī)、個(gè)人計(jì)算機(jī)、互聯(lián)網(wǎng)之后的第四次IT產(chǎn)業(yè)革命，也是未來(lái)3～5年全球范圍內(nèi)最值得期待的技術(shù)革命，將可能引發(fā)信息產(chǎn)業(yè)商業(yè)模式的根本性改變。因此，傳統(tǒng)IT巨頭把云計(jì)算看作為未來(lái)決定成敗的“必爭(zhēng)高地”，紛紛向云計(jì)算模式轉(zhuǎn)型，推出自己的云戰(zhàn)略。

如今，云計(jì)算已逐漸滲透進(jìn)了眾多行業(yè)，對(duì)于我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展日趨起到重要的影響和推動(dòng)作用。作為戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)中的“重頭戲”，云計(jì)算無(wú)疑成為了“十二五”期間我國(guó)政府的發(fā)展重點(diǎn)。

1.2 政策力挺“十二五”云計(jì)算發(fā)展

日前，國(guó)家發(fā)改委、工信部、科技部等多部委共同參與的《加快發(fā)展高技術(shù)服務(wù)業(yè)的指導(dǎo)意見(jiàn)》已進(jìn)入起草階段，其中，云計(jì)算產(chǎn)業(yè)將被作為未來(lái)高技術(shù)服務(wù)業(yè)的主角?！笆濉币?guī)劃綱要及《國(guó)務(wù)院關(guān)于加快培育和發(fā)展戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的決定》，均把“云計(jì)算”作為新一代信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)的重要部分來(lái)強(qiáng)調(diào)。

為了加快應(yīng)用和落地，推進(jìn)云計(jì)算產(chǎn)業(yè)的切實(shí)發(fā)展，2010年10月18日，工業(yè)和信息化部圈定北京、上海、深圳、杭州、無(wú)錫等5個(gè)城市先行開(kāi)展云計(jì)算服務(wù)創(chuàng)新發(fā)展試點(diǎn)示范工作，試點(diǎn)內(nèi)容涵蓋了平臺(tái)搭建、產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟、核心技術(shù)研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化以及標(biāo)準(zhǔn)和安全管理規(guī)范的研究制定等。今年，多個(gè)政企合作的云計(jì)算應(yīng)用項(xiàng)目有望落地。

1.3 云計(jì)算引發(fā)商業(yè)模式發(fā)生巨大變革

云計(jì)算技術(shù)將從概念層面逐漸走向應(yīng)用。許多研發(fā)公司已經(jīng)將云計(jì)算作為新的戰(zhàn)略核心，并探索其企業(yè)級(jí)、社會(huì)級(jí)的應(yīng)用。云計(jì)算的技術(shù)實(shí)現(xiàn)手段并不是新生事物，從技術(shù)上講已趨于成熟，但還缺乏成熟的商業(yè)模式。

云計(jì)算作為IT領(lǐng)域的一場(chǎng)變革，對(duì)于現(xiàn)有的公司是一種挑戰(zhàn)也是一種威脅。云計(jì)算會(huì)推動(dòng)新一代云存儲(chǔ)、云網(wǎng)絡(luò)、云安全的巨大需求和服務(wù)模式的創(chuàng)新，同時(shí)也會(huì)產(chǎn)生新的產(chǎn)業(yè)和商業(yè)模式。

根據(jù)IDC最新的報(bào)告預(yù)測(cè)，全球用于云計(jì)算服務(wù)上的支出在接下來(lái)的5年時(shí)間可能會(huì)出現(xiàn)3倍的增長(zhǎng)，其增長(zhǎng)速度將是傳統(tǒng)IT行業(yè)增長(zhǎng)率的6倍。到2012年，云計(jì)算將達(dá)到420億美元的市場(chǎng)規(guī)模，占據(jù)IT支出增長(zhǎng)總量中25%的份額。從2009年底到2013年底，云計(jì)算能為中國(guó)帶來(lái)超過(guò)1.1萬(wàn)億元的凈業(yè)務(wù)收入。

可以說(shuō)，國(guó)內(nèi)云計(jì)算萬(wàn)億市場(chǎng)啟動(dòng)在即。賽迪顧問(wèn)IT系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)研究中心總經(jīng)理孫會(huì)峰對(duì)記者表示，云計(jì)算是提高生產(chǎn)效率的一個(gè)有效手段，是可以改變IT現(xiàn)狀的應(yīng)用模式，是一種可以更加高效、更加低成本、更加可持續(xù)發(fā)展的方法。

同時(shí)，他還指出，云計(jì)算等新興技術(shù)將成為促進(jìn)中國(guó)經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型升級(jí)的新引擎。對(duì)于產(chǎn)業(yè)來(lái)講，新興技術(shù)將會(huì)帶動(dòng)傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的升級(jí)改造，調(diào)整經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)，帶動(dòng)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型，還將孵化出一些新的產(chǎn)業(yè)。傳統(tǒng)IT企業(yè)向云計(jì)算方向轉(zhuǎn)型將會(huì)成為必然和根本所在，同時(shí)，其商業(yè)模式也可能發(fā)生變化。

2 傳統(tǒng)互聯(lián)網(wǎng)云計(jì)算存在的主要問(wèn)題

首先，云計(jì)算企業(yè)規(guī)模相對(duì)普遍較小，云計(jì)算資源相對(duì)匱乏，難以與內(nèi)容供應(yīng)商有效合作，無(wú)法形成云計(jì)算創(chuàng)新產(chǎn)業(yè)鏈。

其次，科技投入不足，缺乏風(fēng)險(xiǎn)投資環(huán)境，缺乏在線運(yùn)營(yíng)經(jīng)驗(yàn)和收費(fèi)渠道，難以形成規(guī)模經(jīng)濟(jì)，總體反映出中小型 服務(wù)商進(jìn)入門(mén)檻較高。

再次，大型云計(jì)算服務(wù)商都擁有自己的數(shù)據(jù)中心，分散、高耗能、成本高，互聯(lián)網(wǎng)接入的數(shù)據(jù)缺乏一致性，少數(shù)大的數(shù)據(jù)中心需要進(jìn)一步整合。

最后，在綜合布局上，各區(qū)之間缺少橫向交流，難于實(shí)現(xiàn)聯(lián)動(dòng)和錯(cuò)位競(jìng)爭(zhēng)，形成云計(jì)算產(chǎn)業(yè)鏈；數(shù)據(jù)搭設(shè)和服務(wù)相互割裂，各自為政，資源無(wú)法實(shí)現(xiàn)共享，運(yùn)營(yíng)商的內(nèi)部資源使用效率較低。

基于以上考慮，主要從下面這樣幾個(gè)方面對(duì)云平臺(tái)的服務(wù)云建設(shè)進(jìn)行完善。云計(jì)算云平臺(tái)最終的目標(biāo)用戶(hù)定位為中小云計(jì)算服務(wù)商。通過(guò)云計(jì)算服務(wù)云的搭建，實(shí)現(xiàn)如下的建設(shè)目標(biāo)：

通過(guò)搭建可靠的基礎(chǔ)架構(gòu)云（主要包括虛擬節(jié)點(diǎn)資源、存儲(chǔ)資源、網(wǎng)絡(luò)資源）將基礎(chǔ)架構(gòu)資源進(jìn)行整合，采用最新的云平臺(tái)技術(shù)達(dá)到減少物理資源及能源的使用成本，提高資源利用率。

1）搭建服務(wù)云的平臺(tái)基礎(chǔ)，包括管理平臺(tái)和運(yùn)營(yíng)平臺(tái)，提供多項(xiàng)基礎(chǔ)的SDK接口，具備為中小型 服務(wù)商接入云計(jì)算云平臺(tái)的能力。

2）引導(dǎo)中小型云計(jì)算服務(wù)商接入云計(jì)算云平臺(tái)，從初期的“提供內(nèi)容服務(wù)資源”，最終過(guò)渡到“提供完整云計(jì)算云應(yīng)用運(yùn)營(yíng)平臺(tái)”的分階段建設(shè)。

3）最終目標(biāo)是將現(xiàn)有的各類(lèi)運(yùn)營(yíng)系統(tǒng)納入到云計(jì)算云平臺(tái)中來(lái)，搭建業(yè)務(wù)運(yùn)營(yíng)模式完整的云計(jì)算資源運(yùn)營(yíng)平臺(tái)；利用現(xiàn)有的計(jì)費(fèi)模塊及無(wú)線互聯(lián)網(wǎng)相關(guān)的成熟模塊建立新的業(yè)務(wù)運(yùn)營(yíng)模式，以實(shí)現(xiàn)多渠道、全方位的增值服務(wù)。實(shí)現(xiàn)運(yùn)營(yíng)商、 服務(wù)商以及內(nèi)容提供商共贏的運(yùn)營(yíng)模式。

基于以上的研究目標(biāo)，需要從以下幾個(gè)層次逐級(jí)展開(kāi)研究工作：

1）高靈活性、高可用性的基礎(chǔ)架構(gòu)云（IAAS）建設(shè)實(shí)驗(yàn)和研究；

2）基于基礎(chǔ)架構(gòu)云的PAAS解決方案的研究；

3）面一站式SAAS平臺(tái)對(duì)于 商廣泛商用的可行性研究；

4）整體盈利模式及行業(yè)領(lǐng)先前景展望。

3 云計(jì)算服務(wù)云平臺(tái)整體規(guī)劃的研究

3.1 基礎(chǔ)架構(gòu)云（IAAS）

基礎(chǔ)架構(gòu)云在物理資源基礎(chǔ)上搭建虛擬化資源池，包括硬件資源、虛擬資源、云計(jì)算內(nèi)容（中國(guó)音像著作權(quán)集體管理協(xié)會(huì)協(xié)助認(rèn)證）的資源池，云計(jì)算服務(wù)商可按照運(yùn)營(yíng)模式租用資源池內(nèi)的各類(lèi)資源?；A(chǔ)架構(gòu)云通過(guò)IAAS的相關(guān)服務(wù)提供虛擬資源的統(tǒng)一管理與使用。IAAS架構(gòu)如下圖：

3.2 平臺(tái)服務(wù)云（PAAS）

平臺(tái)服務(wù)云以云計(jì)算數(shù)據(jù)管理和成熟運(yùn)營(yíng)模式為基礎(chǔ)，提供各類(lèi)服務(wù)接口，提供運(yùn)營(yíng)商的服務(wù)管理門(mén)戶(hù)和云計(jì)算服務(wù)商的接入門(mén)戶(hù)。平臺(tái)服務(wù)云是整個(gè)云計(jì)算云平臺(tái)的核心管理與運(yùn)營(yíng)平臺(tái)，除了需要提供面向 服務(wù)商的各類(lèi)服務(wù)接口之外，還要支持對(duì)各類(lèi)資源管理、申請(qǐng)、分配、監(jiān)控等相關(guān)的業(yè)務(wù)應(yīng)用。平臺(tái)服務(wù)云分為兩個(gè)部分：管理運(yùn)營(yíng)平臺(tái)和服務(wù)接口平臺(tái)，整個(gè)平臺(tái)服務(wù)云由統(tǒng)一的安全管理機(jī)制保證系統(tǒng)安全。

管理運(yùn)營(yíng)平臺(tái)為運(yùn)營(yíng)商提供基礎(chǔ)架構(gòu)云及資源運(yùn)營(yíng)管理支持，運(yùn)營(yíng)人員可以通過(guò)管理運(yùn)營(yíng)平成虛擬資源管控、資源管理、服務(wù)資源管理、運(yùn)營(yíng)管理、數(shù)字版權(quán)管理、統(tǒng)計(jì)分析等功能。

服務(wù)平臺(tái)為服務(wù)商提供接入服務(wù)，服務(wù)商可以通過(guò)此平成如下工作：

其一，服務(wù)資源、產(chǎn)品的訂單申請(qǐng)、內(nèi)容檢索、資源監(jiān)控等管理功能；其二，服務(wù)商應(yīng)用（SAAS）可直接訪問(wèn)資源服務(wù)接口，為最終用戶(hù)提供資源服務(wù)；其三，服務(wù)商可以選購(gòu)運(yùn)營(yíng)商的非常成熟的運(yùn)營(yíng)服務(wù)接口，并將其引入到自建的應(yīng)用中，這些運(yùn)營(yíng)服務(wù)接口包括但不限于如下內(nèi)容：其一，轉(zhuǎn)碼接口：以適應(yīng)服務(wù)商的應(yīng)用平臺(tái)可以更容易的覆蓋傳統(tǒng)互聯(lián)網(wǎng)與移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)用戶(hù)，通過(guò)對(duì)用戶(hù)的差異化服務(wù)；其二，廣告管理接口：服務(wù)商可以選擇運(yùn)營(yíng)商提供的廣告打包服務(wù)，也可以通過(guò)接口直接在用戶(hù)訪問(wèn)的流中增加廣告數(shù)據(jù)；其三，短信、彩信、位置、計(jì)費(fèi)等運(yùn)營(yíng)接口：這些接口在移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域已經(jīng)有了非常成熟的運(yùn)營(yíng)模式，服務(wù)商可以通過(guò)這些接口實(shí)現(xiàn)建立更加靈活、高效的運(yùn)營(yíng)模式。比如：移動(dòng)服務(wù)的包月服務(wù)、訂閱服務(wù)、流量計(jì)費(fèi)；同時(shí)也可以將移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的運(yùn)營(yíng)模式擴(kuò)展到傳統(tǒng)互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域。其四，服務(wù)商可以通過(guò)服務(wù)平臺(tái)申請(qǐng)基礎(chǔ)架構(gòu)云中的虛擬資源并將自有的應(yīng)用（SAAS）部署到運(yùn)營(yíng)商的基礎(chǔ)架構(gòu)云中。

3.3 應(yīng)用云（SAAS）

應(yīng)用云（SAAS）的建設(shè)初衷是搭建以提供云計(jì)算內(nèi)容服務(wù)為主的服務(wù)平臺(tái)云，為中小型服務(wù)商提供基于傳統(tǒng)互聯(lián)網(wǎng)和移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的內(nèi)容服務(wù)。應(yīng)用云由云計(jì)算服務(wù)商自行建設(shè)和管理，利用平臺(tái)服務(wù)云提供的各類(lèi)接口為最終用戶(hù)服務(wù)，遠(yuǎn)期目標(biāo)可以由運(yùn)營(yíng)商完成應(yīng)用云的建設(shè)。應(yīng)用云（SAAS）的建設(shè)有三種方式：

1）通過(guò)SDK、API、Web Service等多種通用接口與平臺(tái)服務(wù)云（PAAS）中的服務(wù)、運(yùn)營(yíng)服務(wù)接口進(jìn)行應(yīng)用整合。

2）服務(wù)商的SAAS也可以到基礎(chǔ)架構(gòu)云中，為服務(wù)商提供更低成本、更高效率的“云”服務(wù)。

3）平臺(tái)服務(wù)云也會(huì)逐步提供各種增值應(yīng)用服務(wù)，將整個(gè)云平善為一個(gè)從基礎(chǔ)架構(gòu)云（IAAS）到應(yīng)用云（SAAS）的完整的云計(jì)算應(yīng)用云平臺(tái)，為各種不同規(guī)模的服務(wù)商提供更加多樣的、差異化的云平臺(tái)服務(wù)。差異化服務(wù)可以為運(yùn)營(yíng)商建立起更加穩(wěn)定。

4 高靈活性、高可用性的基礎(chǔ)架構(gòu)云（IAAS）建設(shè)實(shí)驗(yàn)和研究

4.1 基礎(chǔ)架構(gòu)云（IAAS）業(yè)務(wù)需求分析

4.1.1 核心架構(gòu)需求分析

1）方便的資源申請(qǐng)：IAAS應(yīng)該允許用戶(hù)方便的請(qǐng)求各種資源如CPU，存儲(chǔ)，內(nèi)存，網(wǎng)絡(luò)等，而不需要考慮實(shí)際的計(jì)算能力，帶寬，存儲(chǔ)等物理資源的具體配置、位置等信息。如用戶(hù)在申請(qǐng)?zhí)摂M機(jī)實(shí)例的時(shí)候就可以方便的指定CPU的規(guī)模，內(nèi)存的大小，存儲(chǔ)的大小，網(wǎng)絡(luò)的基本設(shè)置，甚至針對(duì)運(yùn)營(yíng)商的網(wǎng)絡(luò)帶寬限制條件，可以在用戶(hù)選擇資源的時(shí)候直接選擇帶寬的性質(zhì)（獨(dú)占或共享）和帶寬的大小。

2）集中的管理、統(tǒng)一的調(diào)度和維護(hù)：有了IAAS平臺(tái)后，資源都統(tǒng)一的放置在資源池中，這樣CPU、存儲(chǔ)、內(nèi)存、網(wǎng)絡(luò)等資源應(yīng)該全部由基礎(chǔ)架構(gòu)云來(lái)管理；并通過(guò)統(tǒng)一的調(diào)度平臺(tái)進(jìn)行資源的合理化彈性調(diào)度；由于已經(jīng)把硬件資源統(tǒng)一的進(jìn)行了管理，自然，將由運(yùn)維團(tuán)隊(duì)對(duì)硬件資源進(jìn)行統(tǒng)一的維護(hù)。

3）兼容性：作為基礎(chǔ)架構(gòu)云平臺(tái)，應(yīng)該滿(mǎn)足兩方面的兼容性，即軟件和硬件，軟件方面要保持和國(guó)際云計(jì)算的兼容，硬件方面要能夠支持多樣化，即不同型號(hào)、品牌的服務(wù)器都可以納入資源池進(jìn)行統(tǒng)一資源管理。

4）云計(jì)算數(shù)據(jù)源：在基礎(chǔ)架構(gòu)云平臺(tái)的存儲(chǔ)控制器上增加對(duì)云計(jì)算數(shù)據(jù)源的管理調(diào)度。云計(jì)算數(shù)據(jù)使用分布式存儲(chǔ)技術(shù)存儲(chǔ)在云的存儲(chǔ)池中，而管理員平時(shí)則無(wú)需知曉最終數(shù)據(jù)的最終存放位置，這部分工作由基礎(chǔ)架構(gòu)云的存儲(chǔ)控制器角色完成。而PAAS（服務(wù)云）則可以直接通過(guò)相應(yīng)接口調(diào)用相關(guān)數(shù)據(jù)。

4.1.2 可擴(kuò)展性需求分析

基礎(chǔ)架構(gòu)云（IAAS）必須是分層的可擴(kuò)展的基礎(chǔ)架構(gòu)，以便未來(lái)可靈活擴(kuò)展基礎(chǔ)架構(gòu)云的規(guī)?；虿渴鹉Ｐ?。這樣我們可以在計(jì)算資源不足時(shí)，可以很方便的實(shí)現(xiàn)資源池的擴(kuò)容。

4.1.3 安全性需求分析

所有基礎(chǔ)架構(gòu)云的管理節(jié)點(diǎn)都必須容災(zāi)，以保證虛擬機(jī)可以移動(dòng)到其他節(jié)點(diǎn)，確保操作任務(wù)不會(huì)丟失。

4.1.4 網(wǎng)絡(luò)與數(shù)據(jù)安全

基礎(chǔ)架構(gòu)云必須保證在網(wǎng)絡(luò)層面上的安全性。必須有訪問(wèn)控制功能。數(shù)據(jù)安全的主要工作在于：保證基礎(chǔ)架構(gòu)云底層操作系統(tǒng)安全；保證基礎(chǔ)架構(gòu)云上的虛擬機(jī)安全；保證用戶(hù)權(quán)限的合理分配與管理。

4.2 方案整體概述

在此方案中我們采用國(guó)內(nèi)最先進(jìn)的云產(chǎn)品構(gòu)建基礎(chǔ)架構(gòu)云（IAAS）。

產(chǎn)品特點(diǎn)主要體現(xiàn)在彈性、自助和標(biāo)準(zhǔn)化三個(gè)主要方面：

4.2.1 彈性資源伸縮?？芍悄苷{(diào)度管理從數(shù)臺(tái)到數(shù)千臺(tái)的物理服務(wù)器，依據(jù)貪婪模式、省電模式等資源調(diào)度策略進(jìn)行自動(dòng)化管理。并可將計(jì)算、存儲(chǔ)以及網(wǎng)絡(luò)能力進(jìn)行開(kāi)放讓普通應(yīng)用系統(tǒng)也可具備像水電一樣，獲得即開(kāi)即用能力。

4.2.2 自助式服務(wù)。提供了一個(gè)友好的web界面可供使用，使用者可依據(jù)被分配的資源配額（資源是指虛擬機(jī)、存儲(chǔ)、IP、負(fù)載均衡、防火墻等云資源），快速的創(chuàng)建資源，監(jiān)控資源使用情況，關(guān)聯(lián)資源（關(guān)聯(lián)資源是指虛擬機(jī)掛接存儲(chǔ)、為多個(gè)虛擬機(jī)創(chuàng)建負(fù)載均衡等云資源之間的關(guān)聯(lián)操作），自動(dòng)化部署應(yīng)用系統(tǒng)等工作。

通過(guò)自助式服務(wù)，將會(huì)把運(yùn)營(yíng)商IT運(yùn)維人員從繁雜的工作中解脫出來(lái)，簡(jiǎn)易的操作界面，可以使最終用戶(hù)方便的利用Step By Step方式的操作很快的申請(qǐng)到資源，進(jìn)而事業(yè)虛擬機(jī)、存儲(chǔ)及網(wǎng)絡(luò)資源。

4.2.3 標(biāo)準(zhǔn)化平臺(tái)。使用開(kāi)放式云計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)接口與技術(shù)，與現(xiàn)有大多數(shù)基礎(chǔ)架構(gòu)云平臺(tái)相兼容，可實(shí)現(xiàn)在不同廠家的云平臺(tái)產(chǎn)品之間進(jìn)行自由穿梭；不做技術(shù)綁架，用戶(hù)可自由選擇已經(jīng)購(gòu)買(mǎi)的虛擬化產(chǎn)品、服務(wù)器（需要支持Intel或AMD的虛擬化技術(shù)）、存儲(chǔ)及網(wǎng)絡(luò)設(shè)備提高資產(chǎn)利用率，避免不必要的投資。

4.2.4 邏輯拓?fù)涓攀?。云平臺(tái)采用多層架構(gòu)，可有效提升整個(gè)云平臺(tái)的可擴(kuò)展性。采用控制器橫向堆疊的方式，可將云基礎(chǔ)架構(gòu)的規(guī)模提高至一個(gè)新的層次，如下圖：

當(dāng)需要擴(kuò)展集群規(guī)模時(shí)，在現(xiàn)有集群中添加節(jié)點(diǎn)即可。當(dāng)需要擴(kuò)展整個(gè)云的規(guī)模時(shí)，可創(chuàng)建新的群集。

云中的主要角色和服務(wù)：

1）云控制器。云控制器（Cloud controller＼CLC）可以管理調(diào)度底層的一個(gè)或多個(gè)集群控制器（CC）的計(jì)算資源和網(wǎng)絡(luò)資源，也可以管理調(diào)度底層的一個(gè)或多個(gè)存儲(chǔ)控制器（SC）的存儲(chǔ)資源。

2）集群控制器。集群控制器（Cluster controller＼CC）

是下屬節(jié)點(diǎn)控制器（NC）所組成的計(jì)算群集的前端（Front—end）橋頭堡和管理者，它包括虛擬機(jī)鏡像、節(jié)點(diǎn)群集調(diào)度、虛擬網(wǎng)絡(luò)管理等功能。

3）存儲(chǔ)控制器。存儲(chǔ)控制器（Storage controller＼SC）

是基于網(wǎng)絡(luò)的塊存儲(chǔ)（按照Amazon的稱(chēng)呼，稱(chēng)為EBS，彈性塊存儲(chǔ)）實(shí)現(xiàn)，一個(gè)塊存儲(chǔ)被節(jié)點(diǎn)上運(yùn)行實(shí)例的操作系統(tǒng)認(rèn)為一個(gè)塊設(shè)備，但其實(shí)它是一個(gè)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)連接到存儲(chǔ)控制器的設(shè)備。支持通過(guò)iSCSI、AOE、FC SAN等存儲(chǔ)適配器來(lái)訪問(wèn)各種存儲(chǔ)設(shè)備。

4）節(jié)點(diǎn)控制器。節(jié)點(diǎn)控制器（Node controller＼NC）可以是虛擬機(jī)的計(jì)算宿主，也可以是組成分布式冗余存儲(chǔ)系統(tǒng)的存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)或者存儲(chǔ)目錄節(jié)點(diǎn)。如果節(jié)點(diǎn)是計(jì)算宿主，也就是實(shí)例的運(yùn)行載體，它將根據(jù)上層的集群控制器的指令來(lái)負(fù)責(zé)執(zhí)行、監(jiān)控、終止、善后處理實(shí)例，同時(shí)還需要及時(shí)將目前的可用資源通知集群控制器。

4.3 產(chǎn)品功能架構(gòu)

以下是云的產(chǎn)品架構(gòu)示意圖，我們基于Erlang OTP，使用Eucalyptus框架，兼容AmazonEC2標(biāo)準(zhǔn)。

主要分為四層：系統(tǒng)核心層、接口調(diào)用層、實(shí)用工具層、應(yīng)用服務(wù)層。

1）系統(tǒng)核心層。其主要功能是操作系統(tǒng)的主體內(nèi)容，負(fù)責(zé)將計(jì)算機(jī)分布式群集中的各種資源管理、調(diào)度和監(jiān)控。對(duì)應(yīng)的具體功能如下：實(shí)例管理；存儲(chǔ)管理；網(wǎng)絡(luò)管理；資源監(jiān)控；運(yùn)行支撐。

篇（5）

現(xiàn)在很多企業(yè)一提到云計(jì)算成功模式就會(huì)聯(lián)想到谷歌，繼而馬上認(rèn)為分布式就是云計(jì)算，殊不知谷歌和亞馬遜的業(yè)務(wù)應(yīng)用和技術(shù)實(shí)力與自身企業(yè)存在著不同，一旦部署了分布式云平臺(tái)，結(jié)果導(dǎo)致兩個(gè)孤島式的架構(gòu)，造成資源上的浪費(fèi)，雖然很快的部署了云計(jì)算，但沒(méi)有達(dá)到最終的效果。建設(shè)云計(jì)算，要根據(jù)企業(yè)性質(zhì)和業(yè)務(wù)應(yīng)用的不同做到量身定制，同時(shí)應(yīng)提升到戰(zhàn)略層面。

提起云計(jì)算，必會(huì)談及虛擬化，為什么說(shuō)虛擬化如此重要呢？虛擬化可以提高設(shè)備的使用效率，提高設(shè)備的靈活性，獲得更多的資源利用率。雖然大多數(shù)用戶(hù)已經(jīng)意識(shí)到虛擬化的重要性，但需要注意的是，云計(jì)算平臺(tái)需要企業(yè)級(jí)的虛擬化，企業(yè)級(jí)虛擬化才是云計(jì)算的基礎(chǔ)。

不管是x86架構(gòu)還是RISC架構(gòu)，世界上沒(méi)有一個(gè)架構(gòu)一定是最好的，只要是適合企業(yè)的業(yè)務(wù)架構(gòu)就應(yīng)是最好的，任何架構(gòu)都要與業(yè)務(wù)相結(jié)合。企業(yè)中不同的工作負(fù)載要根據(jù)性質(zhì)的不同放在不同的架構(gòu)平臺(tái)上，對(duì)于一般性業(yè)務(wù)應(yīng)用運(yùn)行在x86架構(gòu)上，而關(guān)鍵業(yè)務(wù)應(yīng)部署在Unix平臺(tái)。最后即使云計(jì)算架構(gòu)不一定是統(tǒng)一的，但要實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一的管理。在這一方面，IBM Starter Kit for Cloud(SKC)可將您的虛擬化環(huán)境從“云就緒”狀態(tài)過(guò)渡到真正的“云”環(huán)境，SKC是一個(gè)跨平臺(tái)的快速云服務(wù)管理軟件，它不僅能對(duì)Power平臺(tái)提供無(wú)縫支持，而且對(duì)于用戶(hù)已有的x86甚至都能提供支持。SKC對(duì)于x86上KVM提供與Power的一體化支持，統(tǒng)一部署引擎，統(tǒng)一管理界面。

根據(jù)IDC的《中國(guó)云計(jì)算基礎(chǔ)架構(gòu)建設(shè)指南》報(bào)告顯示，以云計(jì)算為基礎(chǔ)的第三平臺(tái)已經(jīng)來(lái)臨。何為第三平臺(tái)呢？第一平臺(tái)是以主機(jī)為核心，第二平臺(tái)以PC為核心、局域網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)為核心，第三平臺(tái)以移動(dòng)設(shè)備和應(yīng)用為中心，實(shí)際上是以人為中心。其中云服務(wù)、大數(shù)據(jù)、商業(yè)分析、移動(dòng)寬帶社會(huì)化，這四方面作為第三平臺(tái)的核心。在這里面，最大的基礎(chǔ)是云，云在最底層，社會(huì)化移動(dòng)普及率越高，產(chǎn)生的數(shù)據(jù)量就越大，對(duì)IT基礎(chǔ)設(shè)施的需求也就越大。所以說(shuō)，云計(jì)算是實(shí)現(xiàn)智慧行業(yè)的重要途徑，而云基礎(chǔ)設(shè)施是重要基礎(chǔ)。

對(duì)于行業(yè)企業(yè)來(lái)說(shuō)，企業(yè)服務(wù)化是一個(gè)大的趨勢(shì)，特別是中國(guó)制造企業(yè)服務(wù)化趨勢(shì)，目前很多制造企業(yè)已經(jīng)往服務(wù)化轉(zhuǎn)型，而不再是我們印象中的傳統(tǒng)制造企業(yè)只生產(chǎn)產(chǎn)品，而是給用戶(hù)或間接為有提供服務(wù)。所以采用云計(jì)算可以增強(qiáng)企業(yè)的核心競(jìng)爭(zhēng)力。企業(yè)進(jìn)行業(yè)務(wù)變革和轉(zhuǎn)型，需要IT系統(tǒng)做很好的支撐，這些支撐后臺(tái)一定要有云計(jì)算，需要數(shù)據(jù)整合。

企業(yè)建設(shè)云計(jì)算的六大誤區(qū)

IDC(中國(guó))行業(yè)研究與咨詢(xún)服務(wù)部助理副總裁武連峰，在IBM Power Cloud新一代企業(yè)級(jí)基礎(chǔ)架構(gòu)云媒體交流會(huì)上，談到了現(xiàn)在企業(yè)建設(shè)云計(jì)算時(shí)存在著六大誤區(qū)：

誤區(qū)一：重概念，輕本質(zhì)。用戶(hù)往往關(guān)注于買(mǎi)多少軟硬件產(chǎn)品或服務(wù)，而忽略了云計(jì)算的本質(zhì)是提高服務(wù)器資源利用率，節(jié)省成本和如何提供即時(shí)服務(wù)。

誤區(qū)二：重實(shí)施，輕規(guī)劃。

誤區(qū)三：x86架構(gòu)就是云計(jì)算。

誤區(qū)四：重硬件，輕較件。很多企業(yè)一提到云計(jì)算，馬上買(mǎi)服務(wù)器，買(mǎi)存儲(chǔ)，如果云計(jì)算沒(méi)有很好的基礎(chǔ)架構(gòu)軟件，沒(méi)有很好的系統(tǒng)管理自動(dòng)化軟件，云計(jì)算硬件就不能發(fā)揮它的作用。

誤區(qū)五：重虛擬，輕管理。大部分企業(yè)只是實(shí)現(xiàn)局部的虛擬化。云計(jì)算本質(zhì)應(yīng)該是一個(gè)全方位的虛擬化，這些虛擬化必須要用到很好的管理，才能夠使它自動(dòng)化起來(lái)，使整個(gè)IT架構(gòu)做更好的提升。

誤區(qū)六：重創(chuàng)新，輕移植。大部分用戶(hù)部署云計(jì)算是為了部署新應(yīng)用，而忽略了對(duì)原有應(yīng)用該如何進(jìn)行移植。

基于以上六個(gè)誤區(qū)，IDC建議云計(jì)算基礎(chǔ)架構(gòu)實(shí)施應(yīng)經(jīng)歷以下三個(gè)時(shí)期：

第一時(shí)期：一是規(guī)劃，二是準(zhǔn)備

在規(guī)劃方面應(yīng)首要注意兩點(diǎn)，一是明確企業(yè)實(shí)施云計(jì)算的目的，二是確保最高管理層的參與。從云計(jì)算整個(gè)基礎(chǔ)架構(gòu)來(lái)看，促進(jìn)業(yè)務(wù)比節(jié)約成本更重要。云計(jì)算對(duì)于企業(yè)來(lái)講，不僅是IT的變革，實(shí)際上還涉及到IT整體架構(gòu)的改變，而這種變革與業(yè)務(wù)的變革息息相關(guān)，所以一定要有最高領(lǐng)導(dǎo)的參與，在實(shí)施過(guò)程中才會(huì)更加得心應(yīng)手。

在準(zhǔn)備階段要明確企業(yè)IT中有哪些應(yīng)用，對(duì)企業(yè)自身的業(yè)務(wù)進(jìn)行分析，不同的業(yè)務(wù)將會(huì)采用不同的體系架構(gòu)實(shí)施。對(duì)于企業(yè)的核心

應(yīng)用，交付成本高，適合企業(yè)級(jí)的私有云的基礎(chǔ)架構(gòu)；而一些數(shù)據(jù)分析，包括一些協(xié)作，更適合融合性的云計(jì)算基礎(chǔ)架構(gòu)；與消費(fèi)自動(dòng)化相關(guān)的應(yīng)用，適合開(kāi)放云計(jì)算架構(gòu)；像電子郵件或網(wǎng)站，更適合公共云的外包。

第二時(shí)期：實(shí)施和深化

虛擬化是云計(jì)算的開(kāi)始，但需要注意的是一定要建立企業(yè)級(jí)的虛擬化資源池。通過(guò)虛擬化創(chuàng)建資源池，其中安全性是用戶(hù)認(rèn)為最重要的技術(shù)特性，靈活和可擴(kuò)展性，硬件性能排在安全性的后面。

全方位的虛擬化，包括服務(wù)器、存儲(chǔ)、網(wǎng)絡(luò)。這三個(gè)虛擬化，一是計(jì)算能力的虛擬化，二是存儲(chǔ)能力的虛擬化，三是傳輸能力的虛擬化，這樣就會(huì)把服務(wù)器的計(jì)算資源、存儲(chǔ)資源、網(wǎng)絡(luò)帶寬資源都會(huì)充分利用起來(lái)，不會(huì)有一個(gè)瓶頸。但現(xiàn)實(shí)情況是，用戶(hù)購(gòu)買(mǎi)了很多服務(wù)器，但如果做云計(jì)算，就需要采購(gòu)一些虛擬化軟件支持整個(gè)云計(jì)算平臺(tái)基礎(chǔ)設(shè)施，結(jié)果發(fā)現(xiàn)購(gòu)買(mǎi)虛擬化軟件甚至比買(mǎi)一臺(tái)服務(wù)器還貴。最后還是要用單機(jī)甚至集群的方式把硬件搭建起來(lái)以后，在運(yùn)行使用過(guò)程中出現(xiàn)很多問(wèn)題。一是從性能和資源協(xié)調(diào)上沒(méi)有把這些服務(wù)器做很好的資源利用。二是從自動(dòng)化的角度來(lái)講，沒(méi)有做很好的自動(dòng)化，包括資源分配的過(guò)程中，很多需要IT人員參與，大大降低了效率。

虛擬化完成之后，一定要通過(guò)管理自動(dòng)化和資源自動(dòng)化，最后實(shí)現(xiàn)資源的整體調(diào)度，包括資源池的實(shí)時(shí)監(jiān)控，包括生命周期管理，映像管理，快速部署，動(dòng)態(tài)遷移等。在這一方面，國(guó)內(nèi)外用戶(hù)的差異很大，國(guó)內(nèi)用戶(hù)在這方面的投資相較于國(guó)外要吝嗇的多，其實(shí)，如果不做好管理自動(dòng)化和資源自動(dòng)化，做好資源池的匹配調(diào)度的話(huà)，實(shí)際上整個(gè)云計(jì)算的基礎(chǔ)架構(gòu)設(shè)備并沒(méi)有很好地發(fā)揮起來(lái)，整個(gè)IT效率沒(méi)有提高。

從虛擬化到自動(dòng)化的云計(jì)算深化過(guò)程，分為4個(gè)階段，第一階段是虛擬化，據(jù)據(jù)IDC全球研究結(jié)果顯示，服務(wù)器虛擬化率已經(jīng)達(dá)到64%，第二階段是將虛擬化和自動(dòng)化流程結(jié)合起來(lái)，這部分用戶(hù)有32%，第三階段是把虛擬化、自動(dòng)化流程以及融合的基礎(chǔ)架構(gòu)，包括網(wǎng)絡(luò)、存儲(chǔ)融合起來(lái)，從綠色節(jié)能以及從總體效率上會(huì)更少，這里目前還很低，只有3%。第四階段是一個(gè)理想狀況，通過(guò)虛擬化、自動(dòng)化流程到融合架構(gòu)，最后做到自服務(wù)、自適應(yīng)，這樣大大減少I(mǎi)T部門(mén)人員的壓力，同時(shí)使IT能更好地跟業(yè)務(wù)融合。這部分用戶(hù)只有2%。

第三時(shí)期：應(yīng)用和管理

篇（6）

IDc中國(guó)企業(yè)級(jí)系統(tǒng)研究部高級(jí)研究經(jīng)理周震剛認(rèn)為，云計(jì)算的實(shí)施不是簡(jiǎn)單的軟硬件集成項(xiàng)目，而是一種企業(yè)IT戰(zhàn)略的改變。企業(yè)用戶(hù)應(yīng)著重考慮相關(guān)的一系列配套措施，包括業(yè)務(wù)和組織架構(gòu)等各方面，需要把云計(jì)算提升到企業(yè)戰(zhàn)略的層面上進(jìn)行統(tǒng)籌。他建議企業(yè)用戶(hù)在實(shí)施云計(jì)算項(xiàng)目之前需要謹(jǐn)慎評(píng)估，并與有經(jīng)驗(yàn)的IT咨詢(xún)服務(wù)提供商進(jìn)行合作，對(duì)云計(jì)算項(xiàng)目進(jìn)行整體的規(guī)劃，考慮云計(jì)算中心的管理模式，將未來(lái)的運(yùn)營(yíng)納入到整體規(guī)劃中。

IDC針對(duì)企業(yè)用戶(hù)的調(diào)研顯示，在建設(shè)云計(jì)算基礎(chǔ)架構(gòu)的各類(lèi)企業(yè)中，公共云服務(wù)提供商更關(guān)注如何通過(guò)云計(jì)算形成新的可持續(xù)盈利的業(yè)務(wù)模式，支撐和促進(jìn)業(yè)務(wù)發(fā)展；私有云用戶(hù)則更關(guān)注如何通過(guò)云計(jì)算提高IT系統(tǒng)使用效率，優(yōu)化IT架構(gòu)，實(shí)現(xiàn)IT部門(mén)的服務(wù)模式轉(zhuǎn)型，使其從企業(yè)的成本中心轉(zhuǎn)化為業(yè)務(wù)支撐中心。周震剛說(shuō)：“企業(yè)用戶(hù)在考慮如何建設(shè)云計(jì)算基礎(chǔ)架構(gòu)之前，首先應(yīng)明確建設(shè)云計(jì)算的目的，一定要避免為了云計(jì)算而云計(jì)算?！?/p>

IDC根據(jù)多年研究和廣泛調(diào)研為中國(guó)企業(yè)實(shí)施云計(jì)算項(xiàng)目設(shè)計(jì)了一個(gè)路線圖，包括準(zhǔn)備（完成數(shù)據(jù)集中、資源整合和系統(tǒng)架構(gòu)）、實(shí)施（實(shí)現(xiàn)虛擬化和資源池化）、深化（完成管理和資源的自動(dòng)化）以及應(yīng)用（包括開(kāi)發(fā)API/應(yīng)用移植和開(kāi)發(fā)）這四個(gè)階段。而路線圖中有幾個(gè)要點(diǎn)需要企業(yè)特別給予關(guān)注。

首先，在云計(jì)算平臺(tái)的系統(tǒng)設(shè)計(jì)和架構(gòu)階段方面，企業(yè)應(yīng)重點(diǎn)考慮幾個(gè)因素：根據(jù)自身的業(yè)務(wù)特點(diǎn)和行業(yè)特征選擇系統(tǒng)架構(gòu)，選擇具有充分?jǐn)U展性和高效能的硬件平臺(tái)，從技術(shù)和業(yè)務(wù)兩個(gè)方面保證云計(jì)算平臺(tái)與現(xiàn)有平臺(tái)的連續(xù)性。在Google和AWS等知名的公共云計(jì)算案例中，很多是基于分布式架構(gòu)的云計(jì)算平臺(tái)。這是由于互聯(lián)網(wǎng)行業(yè)普遍具有自身技術(shù)實(shí)力雄厚、IT資產(chǎn)生命周期短、核心業(yè)務(wù)對(duì)實(shí)時(shí)性要求不高等特點(diǎn)。某公共云計(jì)算服務(wù)提供商CTO也認(rèn)為x86是最理想的云計(jì)算系統(tǒng)架構(gòu)：“我們運(yùn)營(yíng)云計(jì)算服務(wù)的，成本是最重要的因素。使用x86服務(wù)器構(gòu)建分布式結(jié)構(gòu)可以讓硬件成本降到最低，同時(shí)分布式結(jié)構(gòu)還可以保證系統(tǒng)的可靠性?！钡苷饎傊赋?，分布式計(jì)算或其他計(jì)算模式并沒(méi)有絕對(duì)的孰優(yōu)孰劣，互聯(lián)網(wǎng)行業(yè)選擇了適合自己的分布式計(jì)算，而其它行業(yè)本身的特性未必與互聯(lián)網(wǎng)類(lèi)似，用戶(hù)應(yīng)考慮自身的行業(yè)特征來(lái)選擇真正適合自己的云計(jì)算架構(gòu)?？傊瑢?duì)于大型企業(yè)的云計(jì)算平臺(tái)，其對(duì)整體架構(gòu)和硬件平臺(tái)的選擇是和企業(yè)自身情況以及平臺(tái)上運(yùn)行的工作負(fù)載息息相關(guān)的，系統(tǒng)設(shè)計(jì)中應(yīng)考慮一致性和兼容性，如果在系統(tǒng)遷移中要求對(duì)現(xiàn)有應(yīng)用重新編寫(xiě)，那么風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估是不可缺少的。

其次，有些企業(yè)認(rèn)為自己已經(jīng)用虛擬化技術(shù)將物理服務(wù)器分成了若干虛擬機(jī)，并在不同的虛擬機(jī)上運(yùn)行不同的應(yīng)用，這便完成了云計(jì)算架構(gòu)的部署。周震剛認(rèn)為這種認(rèn)識(shí)是片面的，雖然企業(yè)級(jí)虛擬化平臺(tái)的創(chuàng)建是建設(shè)云計(jì)算基礎(chǔ)架構(gòu)必不可少的環(huán)節(jié)，但是僅將物理服務(wù)器分成虛擬機(jī)并不是完整的云計(jì)算實(shí)施過(guò)程，企業(yè)級(jí)虛擬化還要考慮更多方面。例如，從安全與穩(wěn)定性角度來(lái)看，由于虛擬化所具有的整合特性，在其基礎(chǔ)上可能會(huì)運(yùn)行對(duì)企業(yè)至關(guān)重要的核心應(yīng)用，企業(yè)在使用中考慮其底層的軟硬件承載平臺(tái)是否具有高安全性，高穩(wěn)定性等特點(diǎn)；而從靈活性角度來(lái)看，先進(jìn)的虛擬化軟件應(yīng)該可以做到對(duì)硬件資源的更細(xì)粒度調(diào)用，對(duì)底層硬件資源可以進(jìn)行增加和減少操作從而實(shí)現(xiàn)真正的靈活控制與按需使用。靈活性的另一個(gè)體現(xiàn)方面則是應(yīng)用可以在不影響業(yè)務(wù)的前提條件下在不同物理主機(jī)間進(jìn)行遷移，達(dá)到平衡不同物理服務(wù)器負(fù)載，并使業(yè)務(wù)可以運(yùn)行在更合適的環(huán)境中。

篇（7）

近日，杭州華三通信技術(shù)有限公司（簡(jiǎn)稱(chēng)華三通信）推出了全新的UIS（Unified Infrastructure System）統(tǒng)一基礎(chǔ)架構(gòu)系統(tǒng)，它是華三通信面向云計(jì)算基礎(chǔ)設(shè)施層推出的融合基礎(chǔ)架構(gòu)，基于UIS架構(gòu)，華三通信推出了集刀片服務(wù)器、機(jī)架服務(wù)器、交換機(jī)、存儲(chǔ)于一體的全融合產(chǎn)品。UIS從全融合、全虛擬化、全面管理三方面入手，將計(jì)算、網(wǎng)絡(luò)、存儲(chǔ)三大類(lèi)IT資源緊密集成，實(shí)現(xiàn)了軟件定義IT基礎(chǔ)設(shè)施資源。

華三通信的UIS正是希望通過(guò)一體機(jī)的方式，讓云計(jì)算從基礎(chǔ)架構(gòu)層面開(kāi)始就變得簡(jiǎn)單。華三通信云計(jì)算產(chǎn)品線總裁吳健介紹，構(gòu)建云計(jì)算基礎(chǔ)架構(gòu)的傳統(tǒng)方式，需要硬件平臺(tái)、虛擬化軟件和云管理軟件分階段部署，或者把多個(gè)廠商的各類(lèi)產(chǎn)品拼湊起來(lái)交付給用戶(hù)，而華三通信UIS為用戶(hù)提供的是云計(jì)算基礎(chǔ)設(shè)施的一站式交付和運(yùn)維。

“UIS系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了可定制化的云計(jì)算基礎(chǔ)設(shè)施整體交付，并對(duì)軟硬件設(shè)備的性能進(jìn)行了全面優(yōu)化，用戶(hù)不必考慮軟、硬件基礎(chǔ)設(shè)施之間的兼容性問(wèn)題，UIS同時(shí)也解決了多廠商之間服務(wù)協(xié)調(diào)難度大，響應(yīng)速度慢等問(wèn)題，使用戶(hù)從繁瑣的設(shè)備選型、采購(gòu)等環(huán)節(jié)中解放出來(lái)，從而把更多的精力投入自身業(yè)務(wù)的規(guī)劃當(dāng)中?！眳墙≌f(shuō)。

吳健認(rèn)為，IT基礎(chǔ)架構(gòu)的融合是最難的。所謂的融合架構(gòu)，不是把各類(lèi)產(chǎn)品簡(jiǎn)單疊加在一起，而是可以將各類(lèi)資源無(wú)縫融合，同時(shí)可以更簡(jiǎn)單、靈活地進(jìn)行調(diào)度和調(diào)試，將IT管理員的管理難度和復(fù)雜度降到最低。UIS中的統(tǒng)一管理矩陣套件UISM（Unified Infrastructure System Manager）就是基于這種理念進(jìn)行設(shè)計(jì)的，它具有統(tǒng)一的、符合中國(guó)用戶(hù)使用習(xí)慣的管理界面，可以真正將用戶(hù)的全I(xiàn)T基礎(chǔ)資源和應(yīng)用進(jìn)行統(tǒng)一管理。對(duì)管理員而言，UISM可作為其IT基礎(chǔ)架構(gòu)管理的唯一入口，可以做到新設(shè)備的自助上線、應(yīng)用的一鍵部署。

篇（8）

中圖分類(lèi)號(hào)：TB文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1672-3198（2012）01-0291-01

1 引言

隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，IT行業(yè)所在的環(huán)境復(fù)雜性與日俱增，更多的IT預(yù)算被用于維護(hù)基礎(chǔ)架構(gòu)和維持應(yīng)用程序的正常運(yùn)行，而不是更好地滿(mǎn)足客戶(hù)的需要。云的出現(xiàn)似乎給人們帶來(lái)了新的希望，于是有人做出這樣的預(yù)測(cè)――未來(lái)云時(shí)代。

2 云架構(gòu)體系設(shè)計(jì)

2.1 云架構(gòu)的概念及特點(diǎn)

云架構(gòu)這一概念是Google在2006年首次提出的，它是為滿(mǎn)足按需分配的服務(wù)而設(shè)計(jì)的軟件架構(gòu)。云架構(gòu)與我們所熟悉的傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)體系不同，云架構(gòu)是一個(gè)層結(jié)構(gòu)，整個(gè)云架構(gòu)層分為顯示層、中間層、基礎(chǔ)設(shè)施層和管理層四個(gè)層次。顯示層主要用于向用戶(hù)顯示所需的內(nèi)容，并且利用HTML、JavaScript、CSS和Flash等云技術(shù)中間件層為用戶(hù)提供更多的服務(wù)。中間層起著過(guò)渡作用，它不但為顯示層提供支撐，也可以為基礎(chǔ)設(shè)施層提供資源上的便利，還可以為用戶(hù)直接使用。中間層主要通過(guò)5種云技術(shù)實(shí)現(xiàn)：REST、多租戶(hù)、并行處理、應(yīng)用服務(wù)器和分布式緩存。管理層則是為上面三個(gè)層服務(wù)的，它提供賬號(hào)管理、SLA監(jiān)控、安全管理等技術(shù)，目的在于更全面地管理和維護(hù)三個(gè)橫向?qū)拥姆€(wěn)定。通過(guò)上述分析，整個(gè)云架構(gòu)層可用如下框架來(lái)表示（見(jiàn)圖1）：

圖1 云架構(gòu)層云架構(gòu)的特點(diǎn)是建立在云架構(gòu)層的基礎(chǔ)上的，它具有如下特點(diǎn)：（1）規(guī)模大?！霸啤毕到y(tǒng)涵蓋大規(guī)模的容量，例如IBM、微軟、蘋(píng)果等的“云”具有成千上萬(wàn)臺(tái)服務(wù)器運(yùn)行，“云”的計(jì)算能力和數(shù)據(jù)容量是一般計(jì)算機(jī)技術(shù)不能媲美的。（2）數(shù)據(jù)安全性強(qiáng)。云架構(gòu)層中的管理層對(duì)數(shù)據(jù)、帳號(hào)等資源監(jiān)控和保護(hù)，使其免受不必要的侵害；而且管理層可以憑借自身的服務(wù)功能應(yīng)對(duì)橫向3個(gè)層的突況，因此云架構(gòu)中儲(chǔ)存的數(shù)據(jù)是相當(dāng)安全的。（3）普適性強(qiáng)。云架構(gòu)受“云”的支撐，可以對(duì)變幻莫測(cè)的應(yīng)用加以控制，一個(gè)“云”就可以掌控多種不同的應(yīng)用程序。（4）伸縮性強(qiáng)。云架構(gòu)可以根據(jù)用戶(hù)的需要隨時(shí)改變其最佳容量，達(dá)到最優(yōu)狀態(tài)。

2.2 云架構(gòu)的設(shè)計(jì)

要實(shí)現(xiàn)“云”的強(qiáng)大功能，前提是必須要有完整的云架構(gòu)體系。云架構(gòu)是一種計(jì)算模式架構(gòu)，它通過(guò)“云”把資源、數(shù)據(jù)和應(yīng)用等以服務(wù)形式提供到用戶(hù)端。基于前人的研究，云架構(gòu)主要包括服務(wù)控制機(jī)群、存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)機(jī)群、計(jì)算節(jié)點(diǎn)機(jī)群、應(yīng)用節(jié)點(diǎn)機(jī)群、輸入和輸出設(shè)備這六大部分。前面分析了云架構(gòu)層的結(jié)構(gòu)，于是可以根據(jù)云架構(gòu)層進(jìn)行拓展，對(duì)整個(gè)云架構(gòu)體系具體設(shè)計(jì)（見(jiàn)圖2）。

冗余度就是指數(shù)據(jù)的重復(fù)度，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中數(shù)據(jù)的重復(fù)存貯稱(chēng)為數(shù)據(jù)冗余。數(shù)據(jù)冗余不但對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的完整帶來(lái)影響，還會(huì)浪費(fèi)存儲(chǔ)系統(tǒng)資源。盡可能地降低數(shù)據(jù)冗余度，是云架構(gòu)設(shè)計(jì)的主要目標(biāo)之一。與關(guān)系模式的規(guī)范化理論一樣，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)處理冗余問(wèn)題的主要思想就是最小冗余原則。

云計(jì)算框架可以更好的管理存儲(chǔ)空間，利用云計(jì)算的數(shù)據(jù)冗余處理機(jī)制，把數(shù)據(jù)資料分成若干文件片，分別存儲(chǔ)在云層中不同的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)設(shè)備上，如果有存儲(chǔ)設(shè)備出現(xiàn)異常，也不會(huì)影響到存儲(chǔ)資料的完整性。云層中采用節(jié)點(diǎn)提取文件特征值，減少數(shù)據(jù)的重復(fù)性，在云層中創(chuàng)建了數(shù)據(jù)冗余的信息庫(kù)。

如圖2所示，云架構(gòu)中存在冗余策略，表明在云架構(gòu)存儲(chǔ)中可能存在大量的數(shù)據(jù)冗余。由于有些關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)可能需要重復(fù)存儲(chǔ)，而降低相同數(shù)據(jù)的儲(chǔ)存量，使關(guān)聯(lián)范式達(dá)到最優(yōu)化，是未來(lái)云架構(gòu)所走的畢竟之路。關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)的局限性體現(xiàn)在數(shù)據(jù)重復(fù)存儲(chǔ)，從而產(chǎn)生冗余，加大了云架構(gòu)的計(jì)算量，不僅浪費(fèi)了存儲(chǔ)空間，也減慢了計(jì)算機(jī)的運(yùn)行速度。處理能力的受限性表現(xiàn)在對(duì)簡(jiǎn)單信息搜索、對(duì)復(fù)雜信息屏蔽以及動(dòng)態(tài)信息混亂等。由于產(chǎn)生了數(shù)據(jù)冗余，使得計(jì)算機(jī)系統(tǒng)運(yùn)行速度慢、維護(hù)難，達(dá)不到顧客的要求，滿(mǎn)足不了客戶(hù)的需要。

由于云存儲(chǔ)服務(wù)都采用了分布式數(shù)據(jù)存儲(chǔ)方式，通過(guò)將冗余數(shù)據(jù)分散存儲(chǔ)在連入云系統(tǒng)的大量存儲(chǔ)設(shè)備中去，以提高系統(tǒng)的抗摧毀性。在云架構(gòu)中主要存在副本備份冗余，對(duì)于其備份可使用存儲(chǔ)文件的不同之處，減少其存儲(chǔ)量，處理好云架構(gòu)中的數(shù)據(jù)冗余，節(jié)省資源，達(dá)到系統(tǒng)最優(yōu)存儲(chǔ)。

4 結(jié)語(yǔ)

篇（9）

IT即服務(wù)是云計(jì)算發(fā)展的最終目標(biāo),這是毫無(wú)疑問(wèn)的。但是,從現(xiàn)有基礎(chǔ)架構(gòu)過(guò)渡到云計(jì)算架構(gòu),這中間還要經(jīng)歷多少步驟呢?

VMware明確提出了云計(jì)算發(fā)展的三個(gè)階段:第一階段以IT生產(chǎn)為標(biāo)志,其核心任務(wù)是使現(xiàn)有基礎(chǔ)架構(gòu)的價(jià)值最大化,比如構(gòu)建共享的資源池,實(shí)現(xiàn)容量的靈活供給;第二階段以業(yè)務(wù)生產(chǎn)為標(biāo)志,目標(biāo)是提升服務(wù)的質(zhì)量,提高系統(tǒng)的可用性、可控性和快速響應(yīng)能力等;第三階段就是IT即服務(wù),目標(biāo)是增強(qiáng)業(yè)務(wù)的靈活性,確定服務(wù)級(jí)別,實(shí)現(xiàn)自助式服務(wù)和按需付費(fèi)。

“目前,大多數(shù)企業(yè)還處于第一階段。經(jīng)過(guò)這三個(gè)階段,并最終達(dá)到IT即服務(wù)的目標(biāo)可能需要幾年甚至更長(zhǎng)的時(shí)間?！盫Mware公司總裁兼首席執(zhí)行官Paul Maritz表示,“早在兩年前,VMware就確立了構(gòu)建現(xiàn)代化數(shù)據(jù)中心和實(shí)現(xiàn)IT變革的愿景目標(biāo)。VMware的虛擬化平臺(tái)vSphere為實(shí)現(xiàn)前兩個(gè)階段的目標(biāo)奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)?！?/p>

其實(shí),實(shí)現(xiàn)云計(jì)算的最終目標(biāo),技術(shù)因素只占50%,還有50%在于企業(yè)對(duì)自身流程的改造以及采用什么樣的實(shí)施方式等。對(duì)于企業(yè)來(lái)說(shuō),明智的做法是,將基礎(chǔ)架構(gòu)全部虛擬化,使應(yīng)用與基礎(chǔ)架構(gòu)相分離,讓數(shù)據(jù)和應(yīng)用能夠透明地移動(dòng),IT基礎(chǔ)設(shè)施可以根據(jù)業(yè)務(wù)需求的變化而靈活調(diào)配,從而實(shí)現(xiàn)快速響應(yīng)。

IDC的數(shù)據(jù)顯示,2009年,全球部署在虛擬機(jī)上的應(yīng)用數(shù)量已經(jīng)超過(guò)了運(yùn)行在物理服務(wù)器上的應(yīng)用數(shù)量。2010年,全球虛擬機(jī)的數(shù)量將達(dá)到1000萬(wàn)。虛擬化技術(shù)的快速發(fā)展將改變操作系統(tǒng)和終端設(shè)備的發(fā)展軌跡。Paul Maritz表示,由于創(chuàng)新能力逐漸減弱,傳統(tǒng)操作系統(tǒng)雖然不會(huì)消失,但是其作用和功能將進(jìn)一步弱化。虛擬化應(yīng)用的終端設(shè)備將變得多樣化,特別是包括iPad在內(nèi)的移動(dòng)終端設(shè)備越來(lái)越多,使得用戶(hù)更加注重應(yīng)用體驗(yàn)。

將IT即服務(wù)和實(shí)現(xiàn)混合云計(jì)算作為目標(biāo)之后,VMware實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)型順理成章。“VMware不再是一個(gè)單純提供虛擬化軟件的廠商,而是以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)中心的自動(dòng)化為己任。時(shí)至今日,VMware已經(jīng)是一個(gè)名副其實(shí)的基礎(chǔ)架構(gòu)解決方案提供商,并在此道路上不斷進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新和變革?！盤(pán)aul Maritz表示,“VMware公司的定位十分明確,即不涉足硬件業(yè)務(wù),不提供公共云服務(wù),不插手行業(yè)應(yīng)用,更不會(huì)與核心的合作伙伴發(fā)生任何業(yè)務(wù)上的沖突。”

云計(jì)算創(chuàng)新三部曲

在通往云計(jì)算的道路上,創(chuàng)新是沒(méi)有止境的。VMware公司首席技術(shù)官Stephen Herrod表示,VMware在IT體系架構(gòu)的每個(gè)關(guān)鍵層都進(jìn)行了創(chuàng)新,包括基礎(chǔ)架構(gòu)、應(yīng)用平臺(tái)和終端。VMware在本次大會(huì)上推出了多款新產(chǎn)品,主要包括vCloud Director、vShield、vCloud數(shù)據(jù)中心服務(wù)和咨詢(xún)服務(wù)以及View 4.5等。

1.基礎(chǔ)架構(gòu)的變革

VMware vCloud Director是一種全新的基礎(chǔ)架構(gòu)交付和使用模式。它在改變IT交付基礎(chǔ)架構(gòu)服務(wù)方式的同時(shí),也改變了用戶(hù)訪問(wèn)和使用這些服務(wù)的方式。通過(guò)擴(kuò)展VMware vSphere的資源池化功能,VMware vCloud Director使得IT部門(mén)能夠創(chuàng)建虛擬數(shù)據(jù)中心(VDC),包括計(jì)算、網(wǎng)絡(luò)和存儲(chǔ)資源組成的資源池以及預(yù)定義的管理策略、服務(wù)水平協(xié)議和定價(jià)機(jī)制。IT部門(mén)可以通過(guò)完全自動(dòng)化的自助服務(wù)訪問(wèn)方式,為用戶(hù)提供VDC以及包括虛擬設(shè)備、虛擬機(jī)和操作系統(tǒng)鏡像等在內(nèi)的基礎(chǔ)架構(gòu)和應(yīng)用服務(wù)目錄。

為了保證云的安全,VMware推出了vShield產(chǎn)品系列,包括vShield Edge、vShield App和vShield Endpoint。vShield產(chǎn)品系列可以對(duì)包括防火墻、虛擬專(zhuān)用網(wǎng)(VPN)和負(fù)載均衡等在內(nèi)的安全和邊緣服務(wù)進(jìn)行虛擬化,使其擺脫物理基礎(chǔ)架構(gòu)的束縛。vShield產(chǎn)品系列能夠提供比傳統(tǒng)的物理部署模式更加安全的VMware虛擬化環(huán)境和云環(huán)境,而且成本較低。

2.應(yīng)用開(kāi)發(fā)模式的變革

云應(yīng)用需要與之相匹配的開(kāi)發(fā)平臺(tái)和工具。此開(kāi)發(fā)平臺(tái)和工具應(yīng)具備如下特點(diǎn):具有高性能,能夠?qū)崿F(xiàn)快速交付,包含能夠提高開(kāi)發(fā)效率和確保應(yīng)用可移植性的應(yīng)用框架,具有高度集成性,并由策略驅(qū)動(dòng)。用戶(hù)采用這一新的開(kāi)發(fā)平臺(tái)構(gòu)建應(yīng)用,既可以確保應(yīng)用在異構(gòu)云環(huán)境中的可移植性,又可以與底層基礎(chǔ)架構(gòu)智能地共享信息,從而進(jìn)一步提升應(yīng)用性能、服務(wù)質(zhì)量和基礎(chǔ)架構(gòu)的利用率。

VMware當(dāng)初收購(gòu)Spring Source公司,就是想獲得新的云應(yīng)用開(kāi)發(fā)平臺(tái),在云基礎(chǔ)架構(gòu)和云應(yīng)用之間搭建一座溝通的橋梁?，F(xiàn)在看來(lái),VMware不僅實(shí)現(xiàn)了當(dāng)初的目標(biāo),而且在Spring Source產(chǎn)品的基礎(chǔ)上又推出了vFabric。vFabric是一個(gè)集Spring Source產(chǎn)品與監(jiān)控和管理功能于一體的平臺(tái)。Spring Source的產(chǎn)品不僅可以應(yīng)用于互聯(lián)網(wǎng)等新興行業(yè),而且可以廣泛應(yīng)用于傳統(tǒng)行業(yè)。很多中國(guó)的開(kāi)發(fā)人員一直在使用開(kāi)源的Spring Source的產(chǎn)品。

Stephen Herrod表示:“全球75%的Java開(kāi)發(fā)人員都在使用Spring Source的產(chǎn)品。未來(lái),Spring Source將繼續(xù)走開(kāi)源的道路,并且要在非關(guān)聯(lián)性的數(shù)據(jù)訪問(wèn)以及與社交網(wǎng)站和數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的集成方面多下功夫,進(jìn)一步簡(jiǎn)化開(kāi)發(fā)的過(guò)程,更好地適應(yīng)虛擬化環(huán)境下的開(kāi)發(fā)需要?！?/p>

3.終端計(jì)算模式的變革

構(gòu)建云計(jì)算平臺(tái),不僅要實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)中心的變革以及應(yīng)用開(kāi)發(fā)模式的創(chuàng)新,而且要改變終端用戶(hù)的計(jì)算方式。

VMware桌面虛擬化產(chǎn)品View 4.5的推出,標(biāo)志著以PC為核心的個(gè)人計(jì)算模式正轉(zhuǎn)向以客戶(hù)為中心的多終端訪問(wèn)模式。在新模式下,任何人都可以通過(guò)任何設(shè)備安全地訪問(wèn)所需的應(yīng)用和數(shù)據(jù)。采用VMware View 4.5解決方案,IT服務(wù)交付將變得更加靈活,系統(tǒng)的購(gòu)買(mǎi)成本變得更低,數(shù)據(jù)訪問(wèn)更加安全,管理更加高效。VMware View 4.5的推出比原計(jì)劃晚了兩個(gè)月。Stephen Herrod表示,這是因?yàn)閂Mware要確保產(chǎn)品的品質(zhì)。

服務(wù)器虛擬化與桌面虛擬化是否具有關(guān)聯(lián)性?通常情況下,已經(jīng)部署了服務(wù)器虛擬化技術(shù)的用戶(hù)會(huì)更容易接受桌面虛擬化的理念。但是與標(biāo)準(zhǔn)化的服務(wù)器虛擬化技術(shù)相比,桌面虛擬化的應(yīng)用需求比較特殊,用戶(hù)必須搞清楚后端服務(wù)器與前臺(tái)終端之間如何進(jìn)行配合,安全性能否得到保證以及其他的限制條件。Stephen Herrod表示:“桌面虛擬化更注重流程以及前后臺(tái)設(shè)備的銜接。對(duì)于用戶(hù)來(lái)說(shuō),重要的不是擁有多少種終端設(shè)備,而是桌面虛擬化能帶來(lái)什么樣的價(jià)值和應(yīng)用體驗(yàn)?！?/p>

云計(jì)算新勢(shì)力

篇（10）

VMware公司標(biāo)準(zhǔn)架構(gòu)總監(jiān) Winston Bumpus

云計(jì)算的浪潮正席卷而來(lái)。通過(guò)提供靈活、自助式的IT基礎(chǔ)架構(gòu)，云計(jì)算促使信息處理方式發(fā)生了革命性的轉(zhuǎn)變。在這場(chǎng)變革中，虛擬化技術(shù)發(fā)揮了決定性作用。它所帶來(lái)的獨(dú)立性、高度整合性和移動(dòng)性，改變了當(dāng)前的IT基礎(chǔ)架構(gòu)、流程以及成本，通過(guò)消除長(zhǎng)期存在于應(yīng)用層與物理主機(jī)之間的障礙，虛擬化使部署更為輕松便捷，工作負(fù)載的移動(dòng)性顯著增強(qiáng)。可以說(shuō)，沒(méi)有虛擬化的云計(jì)算是無(wú)法想象的。

然而，真正實(shí)現(xiàn)從傳統(tǒng)計(jì)算向云計(jì)算的變遷，還有一道障礙需要跨越。目前推出的各種云計(jì)算方案，由于連接各種計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、維護(hù)云計(jì)算正常運(yùn)行的軟件技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)等多有不同，使用戶(hù)在具體方案的選擇上難免困惑，這極大地限制了云計(jì)算的普及與推廣。因此，制定行業(yè)互操作性標(biāo)準(zhǔn)已成為當(dāng)前云計(jì)算面臨的最大挑戰(zhàn)。

標(biāo)準(zhǔn)掣肘

目前，業(yè)界關(guān)于云計(jì)算的定義不勝枚舉。參照美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)研究院（NIST）的定義，云計(jì)算是“一種基于按使用付費(fèi)的模式，通過(guò)便攜、按需的網(wǎng)絡(luò)訪問(wèn)資源共享池，以最少的消費(fèi)管理成本和服務(wù)提供商協(xié)作，獲取可配置、可靠、能夠快速提供及的計(jì)算資源，如網(wǎng)絡(luò)、服務(wù)器、存儲(chǔ)、應(yīng)用、服務(wù)等”。

針對(duì)云計(jì)算的使用模式，業(yè)界也提出了三個(gè)不同的概念：軟件即服務(wù)（Software-as-a-Service，即SaaS）、平臺(tái)即服務(wù)（Platform-as-a-Service，即PaaS）和基礎(chǔ)架構(gòu)即服務(wù)（Infrastructure-as-a-Service，即IaaS）。SaaS是一種基于Web的軟件租賃模式；PaaS是開(kāi)發(fā)定制的、托管于Web系統(tǒng)的應(yīng)用；IaaS則是指服務(wù)器、存儲(chǔ)和計(jì)算能力采用“即付即用”的使用模式，在防火墻的內(nèi)部和外部均能有效獲取，分別對(duì)應(yīng)相互獨(dú)立的內(nèi)部云和外部云。假如能在內(nèi)部云與外部云之間制定一種標(biāo)準(zhǔn)，使兩者實(shí)現(xiàn)協(xié)同管理，那么一種跨越內(nèi)部云和外部云的虛擬私有云便將成為現(xiàn)實(shí)，它將幫助企業(yè)獲得云計(jì)算的所有好處。

企業(yè)對(duì)于靈活性、可用性、性能等需求的日益增長(zhǎng)，使IT管理標(biāo)準(zhǔn)越發(fā)彰顯其重要價(jià)值。部署支持管理標(biāo)準(zhǔn)的系統(tǒng)、工具和解決方案，將有助于降低系統(tǒng)管理的復(fù)雜性并降低IT的總體擁有成本。然而，當(dāng)前內(nèi)部云和外部云之間普遍缺乏一種互操作標(biāo)準(zhǔn)，導(dǎo)致內(nèi)部資源和可利用的外部資源無(wú)法實(shí)現(xiàn)有效連接。同時(shí)，用戶(hù)由于普遍擔(dān)心在專(zhuān)有工具、格式和基礎(chǔ)架構(gòu)方面的巨大投資無(wú)法取得預(yù)期回報(bào)，而不敢貿(mào)然選擇云供應(yīng)商。因此，標(biāo)準(zhǔn)的缺失導(dǎo)致云計(jì)算無(wú)法釋放其全部潛能。

為實(shí)現(xiàn)云計(jì)算這一全新模式，有必要研發(fā)、采用和推廣一種具備互操作性的IT管理標(biāo)準(zhǔn)。唯有如此，用戶(hù)才能放心地選擇云技術(shù)，獲得隨需應(yīng)變的靈活性。同時(shí)，這還將促使IT技術(shù)廠商專(zhuān)注于改進(jìn)功能、可靠性及性能，不必再將重點(diǎn)放在格式、和協(xié)議等方面。

創(chuàng)建OVF標(biāo)準(zhǔn)

為了描述基礎(chǔ)架構(gòu)的成熟度，Gartner專(zhuān)門(mén)創(chuàng)建了一種實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)IT基礎(chǔ)架構(gòu)的模型。該模型分為五個(gè)層次，其中第一層是集中和標(biāo)準(zhǔn)化，第三層是虛擬化和便攜性，第五層是IT基礎(chǔ)架構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)闃I(yè)務(wù)自動(dòng)化平臺(tái)，最終實(shí)現(xiàn)“基礎(chǔ)架構(gòu)即服務(wù)”。由此可見(jiàn)，為了實(shí)現(xiàn)最終的業(yè)務(wù)靈活性，既需要虛擬化技術(shù)實(shí)現(xiàn)便攜性，又需要相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)實(shí)現(xiàn)互操作性，從而更加全面地管理整個(gè)業(yè)務(wù)的基礎(chǔ)架構(gòu)，使用戶(hù)不必像過(guò)去那樣管理IT基礎(chǔ)架構(gòu)的所有要素，只需要利用一系列簡(jiǎn)單的工具，便可管理、控制計(jì)算基礎(chǔ)架構(gòu)，實(shí)現(xiàn)整個(gè)基礎(chǔ)架構(gòu)的自動(dòng)化，令I(lǐng)T得以提供高水準(zhǔn)的業(yè)務(wù)靈活性。

目前，業(yè)界已經(jīng)建立了一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的、便攜的元數(shù)據(jù)模型，使得跨虛擬化平臺(tái)的虛擬機(jī)部署成為現(xiàn)實(shí)。獨(dú)立軟件開(kāi)發(fā)商（ISV）通過(guò)測(cè)試和開(kāi)發(fā)，可將應(yīng)用與操作系統(tǒng)封裝在一起并進(jìn)行虛擬機(jī)認(rèn)證。虛擬機(jī)在沒(méi)有任何外部依賴(lài)的情況下作為預(yù)先配置、預(yù)先封裝的單元迅速地轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品，這無(wú)疑非常具有吸引力。這種預(yù)先部署、可隨時(shí)運(yùn)行、封裝成虛擬機(jī)（VM）的應(yīng)用被稱(chēng)為虛擬設(shè)備。為使這種虛擬設(shè)備得到更加廣泛的應(yīng)用，必需采取獨(dú)立于廠商的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行虛擬機(jī)和元數(shù)據(jù)封裝，使任何虛擬化平臺(tái)都能夠自動(dòng)、安全地進(jìn)行安裝、配置和運(yùn)行虛擬設(shè)備。

這一由分布式管理任務(wù)組（DMTF）的開(kāi)放虛擬化格式（OVF）標(biāo)準(zhǔn)，具備諸多優(yōu)勢(shì)：有效提高用戶(hù)體驗(yàn)，簡(jiǎn)化安裝過(guò)程；為用戶(hù)提供獨(dú)立、靈活的虛擬化平臺(tái)；輕松地創(chuàng)建復(fù)雜的、預(yù)先配置的、多層次的服務(wù)；通過(guò)便攜式虛擬機(jī)高效地交付企業(yè)軟件；使特定平臺(tái)功能增強(qiáng)，通過(guò)可擴(kuò)展性更容易地采納虛擬化技術(shù)的進(jìn)展。

OVF與云的互操作

2009年4月，DMTF宣布組建一個(gè)被命名為“開(kāi)放云計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)孵化器”的組織，以便在系統(tǒng)管理標(biāo)準(zhǔn)的開(kāi)發(fā)、確認(rèn)、升級(jí)和采納等環(huán)節(jié)展開(kāi)合作，滿(mǎn)足云計(jì)算對(duì)于開(kāi)放管理標(biāo)準(zhǔn)的需求，為云資源管理制定一系列規(guī)范。