云计算：体系结构探索

云计算至少作为虚拟化的一种延伸，影响范围已经越来越大。但是，目前云计算还不能支持复杂的企业环境。因此云计算架构呼之欲出，经验表明，在云计算走向成熟之前，我们更应该关注系统云计算架构的细节。基于对现有的一些云计算产品的分析和个人一些经验，总结出一套云计算体系结构，如图6-28所示。云计算的体系结构主要包括云端用户、管理系统、部署工具、资源监控、服务目录、资源监控、服务器集群。

图6-28　云计算体系结构

（1）云端用户

提供云用户请求服务的交互界面，用户通过Web浏览器可以注册、登录及定制服务、配置和管理用户。主要有以下几种技术：

1）HTML：标准的Web页面技术，现在主要以HTML4为主，但是将要推出的HTML5会在很多方面推动Web页面的发展，比如视频和本地存储等方面。

2）JavaScript：一种用于Web页面的动态语言，通过JavaScript，能够极大地丰富Web页面的功能。

3）CSS：主要用于控制Web页面的外观，而且能使页面的内容与其表现形式之间优雅地分离。

4）Flash：业界最常用的RIA（Rich Internet Applications，富互联网应用）技术，能够在现阶段提供HTML等技术所无法提供的基于Web的富应用，而且在用户体验方面，非常不错。

5）Silverlight：来自微软公司的RIA技术，虽然其现在市场占有率稍逊于Flash，但由于其可以使用C#来进行编程，所以对开发者非常友好。

（2）服务目录

用户在取得相应权限后可以选择或定制的服务列表。它在下面的基础设施层所提供资源的基础上提供了多种服务，比如缓存服务和REST服务等，而且这些服务既可用于支撑云端用户，也可以直接让用户调用，并主要有5种技术：

1）REST：通过REST技术，能够非常方便和优雅地将中间件层所支撑的部分服务提供给调用者。

2）多租户：就是能让一个单独的应用实例可以为多个组织服务，而且保持良好的隔离性和安全性，并且通过这种技术，能有效地降低应用的购置和维护成本。

3）并行处理：为了处理海量的数据，需要利用庞大的X86集群进行规模巨大的并行处理。

4）应用服务器：在原有的应用服务器的基础上为云计算做了一定程度的优化。

5）分布式缓存：通过分布式缓存技术，不仅能有效地降低对后台服务器的压力，而且还能加快相应的反应速度，最著名的分布式缓存例子莫过于Memcached。

（3）管理系统和部署工具(www.xing528.com)

提供管理和服务，能管理云用户，能对用户授权、认证、登录进行管理，并可以管理可用计算资源和服务，接收用户发送的请求，根据用户请求并转发到相应的应用程序，调度资源智能地部署资源和应用，动态地部署、配置和回收资源。主要有下面这6个方面。

1）账号管理：通过良好的账号管理技术，能够在安全的条件下方便用户登录，并方便管理员对账号的管理。

2）SLA监控：对各个层次运行的虚拟机，服务和应用等进行性能方面的监控，以使它们都能在满足预先设定的SLA（Service Level Agreement，服务等级协议）的情况下运行。

3）计费管理：也就是对每个用户所消耗的资源等进行统计，来准确地向用户索取费用。

4）安全管理：对数据、应用和账号等IT资源采取全面保护，使其免受犯罪分子和恶意程序的侵害。

5）负载均衡：通过将流量分发给一个应用或者服务的多个实例来应对突发情况。

6）运维管理：主要是使运维操作尽可能地专业和自动化，从而降低云计算中心的运维成本。

（4）资源监控

监控和计量云系统资源的使用情况，以便做出迅速反应，完成节点同步配置、负载均衡配置和资源监控，确保资源能顺利分配合适的用户。

（5）服务器集群

虚拟的或物理的服务器，由管理系统管理，负责高并发量的用户请求处理、大运算量的计算处理、用户Web应用服务，云数据存储时采用相应数据切割算法，采用并行方式上传和下载大容量数据，主要有4种技术：

1）虚拟化：也可以理解它为基础设施层的“多租户”，因为通过虚拟化技术，能够在一个物理服务器上生成多个虚拟机，并且能在这些虚拟机之间实现全面的隔离，这样不仅能降低服务器的购置成本，而且还能同时降低服务器的运维成本，成熟的X86虚拟化技术有VMware的ESX和开源的Xen。

2）分布式存储：为了承载海量的数据，同时也要保证这些数据的可管理性，所以需要一整套分布式的存储系统。

3）关系型数据库：基本是在原有的关系型数据库的基础上做了扩展和管理等方面的优化，使其在云中更适应。

4）NoSQL：为了满足一些关系数据库所无法满足的目标，比如支撑海量的数据等，一些公司特地设计一批不是基于关系模型的数据库。

用户可通过云用户端从列表选择所需服务，其请求通过管理系统调度相应的资源，并通过部署工具分发请求、配置Web应用。