云計算架構(gòu)圖分析

　　云計算——至少作為虛擬化的一種延伸，影響范圍已經(jīng)越來越大。但是，目前云計算還不能支持復(fù)雜的企業(yè)環(huán)境。因此云計算架構(gòu)呼之欲出，經(jīng)驗表明，在云計算走向成熟之前，我們更應(yīng)該關(guān)注系統(tǒng)云計算架構(gòu)的細(xì)節(jié)?；趯ΜF(xiàn)有的一些云計算產(chǎn)品的分析和個人一些經(jīng)驗，總結(jié)出一套云計算架構(gòu)，云計算架構(gòu)主要可分為四層。

　　顯示層

　　多數(shù)數(shù)據(jù)中心云計算架構(gòu)的這層主要是用于以友好的方式展現(xiàn)用戶所需的內(nèi)容和服務(wù)體驗，并會利用到下面中間件層提供的多種服務(wù)，主要有五種技術(shù)：

　　HTML：標(biāo)準(zhǔn)的Web頁面技術(shù)，現(xiàn)在主要以HTML4為主，但是將要推出的HTML5會在很多方面推動Web頁面的發(fā)展，比如視頻和本地存儲等方面。

　　JavaScript：一種用于Web頁面的動態(tài)語言，通過JavaScript，能夠極大地豐富Web頁面的功能，并且用以JavaScript為基礎(chǔ)的AJAX創(chuàng)建更具交互性的動態(tài)頁面。

　　CSS：主要用于控制Web頁面的外觀，而且能使頁面的內(nèi)容與其表現(xiàn)形式之間進(jìn)行優(yōu)雅地分離。

　　Flash：業(yè)界最常用的RIA（Rich Internet ApplicaTIons）技術(shù)，能夠在現(xiàn)階段提供HTML等技術(shù)所無法提供的基于Web的富應(yīng)用，而且在用戶體驗方面，非常不錯。

　　Silverlight：來自業(yè)界巨擎微軟的RIA技術(shù)，雖然其現(xiàn)在市場占有率稍遜于Flash，但由于其可以使用C#來進(jìn)行編程，所以對開發(fā)者非常友好。

　　中間層

　　這層是承上啟下的，它在下面的基礎(chǔ)設(shè)施層所提供資源的基礎(chǔ)上提供了多種服務(wù)，比如緩存服務(wù)和REST服務(wù)等，而且這些服務(wù)即可用于支撐顯示層，也可以直接讓用戶調(diào)用，并主要有五種技術(shù)：

　　REST：通過REST技術(shù)，能夠非常方便和優(yōu)雅地將中間件層所支撐的部分服務(wù)提供給調(diào)用者。

　　多租戶：就是能讓一個單獨的應(yīng)用實例可以為多個組織服務(wù)，而且保持良好的隔離性和安全性，并且通過這種技術(shù)，能有效地降低應(yīng)用的購置和維護(hù)成本。

　　并行處理：為了處理海量的數(shù)據(jù)，需要利用龐大的X86集群進(jìn)行規(guī)模巨大的并行處理，Google的MapReduce是這方面的代表之作。

　　應(yīng)用服務(wù)器：在原有的應(yīng)用服務(wù)器的基礎(chǔ)上為云計算做了一定程度的優(yōu)化，比如用于Google App Engine的Jetty應(yīng)用服務(wù)器。

　　分布式緩存：通過分布式緩存技術(shù)，不僅能有效地降低對后臺服務(wù)器的壓力，而且還能加快相應(yīng)的反應(yīng)速度，最著名的分布式緩存例子莫過于Memcached。

　　基礎(chǔ)設(shè)施層

　　這層作用是為給上面的中間件層或者用戶準(zhǔn)備其所需的計算和存儲等資源，主要有四種技術(shù)：

　　虛擬化：也可以理解它為基礎(chǔ)設(shè)施層的“多租戶”，因為通過虛擬化技術(shù)，能夠在一個物理服務(wù)器上生成多個虛擬 機(jī)，并且能在這些虛擬機(jī)之間能實現(xiàn)全面的隔離，這樣不僅能減低服務(wù)器的購置成本，而且還能同時降低服務(wù)器的運維成本，成熟的X86虛擬化技術(shù)有 VMware的ESX和開源的Xen。

　　分布式存儲：為了承載海量的數(shù)據(jù)，同時也要保證這些數(shù)據(jù)的可管理性，所以需要一整套分布式的存儲系統(tǒng)。

　　關(guān)系型數(shù)據(jù)庫：基本是在原有的關(guān)系型數(shù)據(jù)庫的基礎(chǔ)上做了擴(kuò)展和管理等方面的優(yōu)化，使其在云中更適應(yīng)。

　　NoSQL：為了滿足一些關(guān)系數(shù)據(jù)庫所無法滿足的目標(biāo)，比如支撐海量的數(shù)據(jù)等，一些公司特地設(shè)計一批不是基于關(guān)系模型的數(shù)據(jù)庫。

　　管理層

　　這層是為橫向的三層服務(wù)的，并給這三層提供多種管理和維護(hù)等方面的技術(shù)，主要有下面這六個方面：

　　帳號管理：通過良好的帳號管理技術(shù)，能夠在安全的條件下方便用戶地登錄，并方便管理員對帳號的管理。

　　SLA監(jiān)控：對各個層次運行的虛擬機(jī)，服務(wù)和應(yīng)用等進(jìn)行性能方面的監(jiān)控，以使它們都能在滿足預(yù)先設(shè)定的SLA（Service Level Agreement）的情況下運行。

　　計費管理：也就是對每個用戶所消耗的資源等進(jìn)行統(tǒng)計，來準(zhǔn)確地向用戶索取費用。

　　安全管理：對數(shù)據(jù)，應(yīng)用和帳號等IT［6］資源采取全面地保護(hù)，使其免受犯罪分子和惡意程序的侵害。

　　負(fù)載均衡：通過將流量分發(fā)給一個應(yīng)用或者服務(wù)的多個實例來應(yīng)對突發(fā)情況。

　　運維管理：主要是使運維操作盡可能地專業(yè)和自動化，從而降低云計算中心的運維成本。

　　云計算架構(gòu)其中有三層是橫向的，分別是顯示層、中間件層和基礎(chǔ)設(shè)施層，通過這三層技術(shù)能夠提供非常豐富的云計算能力和友好的用戶界面，云計算架構(gòu)還有一層是縱向的，稱為管理層，是為了更好地管理和維護(hù)橫向的三層而存在的。

　　顯示層多數(shù)數(shù)據(jù)中心云計算架構(gòu)的這層主要是用于以友好的方式展現(xiàn)用戶所需的內(nèi)容和服務(wù)體驗，并會利用到下面中間件層提供的多種服務(wù)，主要有五種技術(shù)：HTML：標(biāo)準(zhǔn)的Web頁面技術(shù)，現(xiàn)在主要以HTML4為主，但是將要推出的HTML5會在很多方面推動Web頁面的發(fā)展，比如視頻［1］和本地存儲等方面。JavaScript：一種用于Web頁面的動態(tài)語言，通過JavaScript，能夠極大地豐富Web頁面的功能，并且用以JavaScript為基礎(chǔ)的AJAX創(chuàng)建更具交互性的動態(tài)頁面。CSS：主要用于控制Web頁面的外觀，而且能使頁面的內(nèi)容與其表現(xiàn)形式之間進(jìn)行優(yōu)雅地分離。Flash［2］：業(yè)界最常用的RIA（Rich Internet ApplicaTIons）技術(shù)，能夠在現(xiàn)階段提供HTML等技術(shù)所無法提供的基于Web的富應(yīng)用，而且在用戶體驗［3］方面，非常不錯。Silverlight：來自業(yè)界巨擎微軟［4］的RIA技術(shù)，雖然其現(xiàn)在市場占有率稍遜于Flash，但由于其可以使用C#［5］來進(jìn)行編程，所以對開發(fā)者非常友好。

　　中間層這層是承上啟下的，它在下面的基礎(chǔ)設(shè)施層所提供資源的基礎(chǔ)上提供了多種服務(wù)，比如緩存服務(wù)和REST服務(wù)等，而且這些服務(wù)即可用于支撐顯示層，也可以直接讓用戶調(diào)用，并主要有五種技術(shù)：REST：通過REST技術(shù)，能夠非常方便和優(yōu)雅地將中間件層所支撐的部分服務(wù)提供給調(diào)用者。多租戶：就是能讓一個單獨的應(yīng)用實例可以為多個組織服務(wù)，而且保持良好的隔離性和安全性，并且通過這種技術(shù)，能有效地降低應(yīng)用的購置和維護(hù)成本。并行處理：為了處理海量的數(shù)據(jù)，需要利用龐大的X86集群進(jìn)行規(guī)模巨大的并行處理，Google的MapReduce是這方面的代表之作。應(yīng)用服務(wù)器：在原有的應(yīng)用服務(wù)器的基礎(chǔ)上為云計算做了一定程度的優(yōu)化，比如用于Google App Engine的Jetty應(yīng)用服務(wù)器。分布式緩存：通過分布式緩存技術(shù)，不僅能有效地降低對后臺服務(wù)器的壓力，而且還能加快相應(yīng)的反應(yīng)速度，最著名的分布式緩存例子莫過于Memcached。

　　基礎(chǔ)設(shè)施層這層作用是為給上面的中間件層或者用戶準(zhǔn)備其所需的計算和存儲等資源，主要有四種技術(shù)：虛擬化：也可以理解它為基礎(chǔ)設(shè)施層的“多租戶”，因為通過虛擬化技術(shù)，能夠在一個物理服務(wù)器上生成多個虛擬 機(jī)，并且能在這些虛擬機(jī)之間能實現(xiàn)全面的隔離，這樣不僅能減低服務(wù)器的購置成本，而且還能同時降低服務(wù)器的運維成本，成熟的X86虛擬化技術(shù)有 VMware的ESX和開源的Xen。分布式存儲：為了承載海量的數(shù)據(jù)，同時也要保證這些數(shù)據(jù)的可管理性，所以需要一整套分布式的存儲系統(tǒng)。關(guān)系型數(shù)據(jù)庫：基本是在原有的關(guān)系型數(shù)據(jù)庫的基礎(chǔ)上做了擴(kuò)展和管理等方面的優(yōu)化，使其在云中更適應(yīng)。NoSQL：為了滿足一些關(guān)系數(shù)據(jù)庫所無法滿足的目標(biāo)，比如支撐海量的數(shù)據(jù)等，一些公司特地設(shè)計一批不是基于關(guān)系模型的數(shù)據(jù)庫。

　　管理層這層是為橫向的三層服務(wù)的，并給這三層提供多種管理和維護(hù)等方面的技術(shù)，主要有下面這六個方面：帳號管理：通過良好的帳號管理技術(shù)，能夠在安全的條件下方便用戶地登錄，并方便管理員對帳號的管理。SLA監(jiān)控：對各個層次運行的虛擬機(jī)，服務(wù)和應(yīng)用等進(jìn)行性能方面的監(jiān)控，以使它們都能在滿足預(yù)先設(shè)定的SLA（Service Level Agreement）的情況下運行。計費管理：也就是對每個用戶所消耗的資源等進(jìn)行統(tǒng)計，來準(zhǔn)確地向用戶索取費用。安全管理：對數(shù)據(jù)，應(yīng)用和帳號等IT［6］資源采取全面地保護(hù)，使其免受犯罪分子和惡意程序的侵害。負(fù)載均衡：通過將流量分發(fā)給一個應(yīng)用或者服務(wù)的多個實例來應(yīng)對突發(fā)情況。運維管理：主要是使運維操作盡可能地專業(yè)和自動化，從而降低云計算中心的運維成本。云計算架構(gòu)其中有三層是橫向的，分別是顯示層、中間件層和基礎(chǔ)設(shè)施層，通過這三層技術(shù)能夠提供非常豐富的云計算能力和友好的用戶界面，云計算架構(gòu)還有一層是縱向的，稱為管理層，是為了更好地管理和維護(hù)橫向的三層而存在的。