云计算体系结构解析

1983年,Sun公司提出了“网络即是电脑”。这是最初的概念构想,然而受限于当时的技术,这个概念一直没有得到很好实现。

2006年,亚马逊提出了弹性计算云,即EC2。这标志着云存储概念得到了实现。同年,在推出EC2服务之后不久,谷歌首先提出了Cloud Computing(云计算)的概念。

2007年,谷歌和IBM开始在美国一些著名高校推广云计算计划,希望这项计划可以降低分布式计算的研究费用。

2008年,惠普、雅虎和英特尔联合宣布将建立Open Cirrus,这是一个全球性的开源云计算研究测试平台,从而鼓励人们对云计算的服务等各方面领域进行研究。

一直到2010年10月,Open Stack的第一个版本Austin发布,标志着云计算平台的研发开始逐步走上正轨。

计算是一个拥有超级计算资源的“云”,用户只要连接到网络中的“云”就可以获得计算资源,并根据需要动态地增加或减少使用资源的数量,用户只需要为所使用的资源付费即可。但从云计算的内部来看,云计算有自己的结构和组成。

云用户端:为用户提供请求云计算服务的交互界面,它也是用户使用云计算的入口,用户通过Web浏览器等简单的程序进行注册、登录,并进行定制服务、配置和管理用户等操作。用户在使用云计算服务时的感觉和使用在本地操作的桌面系统一样。

服务目录:通过访问服务目录,云用户在取得相应权限通过付费或其他机制后,就可以对服务列表进行选择、定制或退订等操作,操作的结果在云用户端界面生成相应的图表来进行表示。

管理系统和部署工具:提供用户管理和服务,对用户进行授权、认证、登录等管理,对云计算中的计算资源进行管理,接收用户端发送过来的请求,分析用户请求,并将其转发到相应的程序,然后智能地对资源和应用进行部署,并且在应用执行的过程中动态地部署、配置和回收计算资源。

监控:对云系统中资源的使用情况进行监控和计量,并据此做出快速的反应,完成对云计算中节点同步配置、负载均衡配置以及资源监控,以确保资源能及时、有效地分配给用户。

服务器集群:由大量虚拟的或物理的服务器构成,由管理系统进行管理,负责实际运行用户的应用、数据存储以及对用户的高并发量请求进行处理。

用户首先通过云用户端从服务目录列表中选择所需的服务,用户的请求通过管理系统调度相应的计算资源,并通过部署工具分发请求到服务器集群中,配置相应的应用程序来执行。(www.xing528.com)

根据服务集合所提供服务的类型,整个云计算服务集合可以划分成3个层次,即应用层、平台层和基础设施层。其划分的顺序是由下而上,按照服务的层次而分的。它们分别是面向底层硬件的设施即服务(IaaS)、面向平台的平台即服务(PaaS)以及面向软件的软件即服务(SaaS),如图2-3所示。

图2-3　云计算服务集合类型

IaaS是指将底层的物理设备网络连接等基础设置资源集成为资源池。每当用户需要资源时,会发送请求。系统在收到请求后会为其分配相应的资源,满足用户的需求。通常而言,IaaS是利用虚拟化技术抽象化底层的基础设备资源,来达到组织现有系统中的CPU、内存和存储空间等资源的目的。这样,就可以在这些方面做到高可定制性、易扩展性和健壮性。而在系统中真正对这些进行控制管理的是系统管理员,整个系统对用户而言是完全透明的。

PaaS是指一个向用户提供在基础设备之上的系统软件平台。它为用户提供支持多平台的软件开发,并提供对应的库文件、服务以及与之相关的工具。用户无需管理底层实现。通常,PaaS是建立在IaaS之上的,而主要用户群体是软件开发者而非普通用户。PaaS的主要作用是让用户无需顾虑底层的物理实现,而专注于平台上的软件开发。

SaaS是指为用户提供使用运行在IaaS上的应用软件的能力。用户可以通过各种终端上搭载的应用,如网页浏览器,来访问这些软件。无需控制管理硬件设备和网络设备,一切都由系统分配部署完毕,软件即连即用。

不仅可以按运行所在的层次进行分类,还可以通过服务对象来划分,可分为公有云(Public Cloud)、私有云(Private Cloud)以及混合云(Hybrid Cloud)。

公有云提供给互联网上用户的云服务,一般而言都是收费性质的。其用户群体一般是中、小型企业或者广大用户。其云服务器一般位于远端。

私有云其目标用户群体是企业内部员工,或者某些特定用户所使用。其云服务器一般位于本地。

混合云是由上述两种同时使用的云服务类型。一般是由于本地的私有云服务因为某些条件限制,不能完全满足用户的需求。从而借助外部的公有云为其资源池进行补充,以满足用户的使用需求。

将SaaS、PaaS、IaaS这3个词组的首字母组合起来的缩写是SPI。这也就是SPI金字塔模型。