云计算分层体系结构研究

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1、云计算分层体系结构研究【摘要】文章首先探讨了云计算的定义，接着对其体系结构进行梳理，将IT业内的相关业务和技术分别归纳到该体系结构的五个层面中，最后阐述了云计算在国内的应用。【关键词】云计算体系结构业务实例IDC1云计算定义从严格意义上来说，云计算不是一个具体的技术概念，并没有明确的定义，也因其所指的“什么都能做”而受到业界的广泛批评。尽管如此，我们却可以对云的特性进行分析，从而明确云计算的涵义。可以通过以下几条语句来描述它：（1）云计算是通过互联网广泛共享计算资源的一种计算方式，而不是使用本地PC的软件或

2、存储；（2）云计算是快捷接入互联网所提供的远端站点的一种延伸。理论上，这是一种范式转移，对用户来说，云将实现的技术细节抽象了，用户不需要也不用了解和控制组成云的技术架构；（3）云计算描述了一种新的基于互联网IT服务的补充、消费和交付模式，它提供典型的基于互联网的业务——以动态可扩展的和虚拟的资源作为服务；（4）典型的云计算提供商交付公共在线商业应用，这些商业应用在客户端通过网页浏览器访问，而软件和数据则被存储在服务器端。由此，我们可以尝试着给云计算下一个定义：提供计算能力，将底层技术架构（如：服务器、存储和

3、网络）抽象为计算资源，方便地、按需地通过网络访问可配置计算资源的共享池，计算资源能以少量的管理代价或由服务提供商交互而被快速提供和释放。这个定义描述了云计算的五个必要特性：（1）按需自助服务：申请、调整和释放资源均由用户在管理界面上自行操作；（2）广泛网络访问：任何时间、任何地点和任何接入方式均可以访问到云计算所提供的服务；（3）资源的池化：计算机的物理资源不再专人专用，而是有需求才占用，不需要就释放；（4）良好的弹性：资源的调度能够及时响应用户需求的扩张和收缩；（5）计费服务：可满足公用服务的运营需求，资

4、源的使用以计时和计量来收取费用。其实云计算所涵盖的技术并不具有创新性，它是很多已有技术的抽象、进化和综合：（1）网格计算（GridComputing）：分布式计算和并行计算的一种形式，一群联网的松耦合计算机可协同处理非常巨大的任务，如同一台超级的虚拟计算机。通常用于科学计算；（2）公用计算/效用计算（UtilityComputing）：将计算资源打包，如计算能力和存储，作为一项可计量的服务，类似于传统的公用设施（例如：水、电、气）。由亚马逊首先进行商用；（3）自主计算（AutonomicComputing）

5、：计算机系统具有自主管理能力。从工作原理层面来看，云计算＝网格计算。工作负载被传送给由分派任务的主控节点和工作的从属节点组成的IT基础设施，主控节点控制分配给工作负载的资源（即有多少从属节点运行并行化的工作负载）。客户机只看到工作负载被分配给云/网格，然后结果返回给它。从属节点可以是虚拟主机，也可以是物理主机。从运营层面来看，云计算＝公用计算/效用计算。这是AmazonEC2等的商用模型，在这种模型中，由一个外部实体来维护IT基础设施，而客户购买这个基础设施上的时间/资源。正是这种“在云中”致使云计算分布在

6、Web上，处在向它租用时间和资源的机构之外。从运维管理层面来看，云计算＝自主计算。大规模硬件节点（1000至100万）所组成的云，若仍采用以前的IT系统运维模式，大量的运维工作要由人工来处理，这将是不可能完成的任务。因此需要云计算具备自主管理的能力。2云计算分层体系云计算有着庞大的体系结构，通常人们只看到它的某个方面，就如经典故事“盲人摸象”中的盲人对大象的感觉，如图1：图1云计算之盲人摸象因此，我们有必要就云计算这头“大象”进行系统化的分析。云计算是由5个层面构成的分层体系，这5个层面是必不可少的，如图2

7、所示：图2云计算分层体系架构各层的详细描述如下：2.1云客户端（CloudClients）云客户端，有时又称为云终端或云电脑，是直接面向客户的人机接口。一台云客户端由计算机硬件和/或计算机软件组成（计算机软件是否存在，取决于云计算应用，可能需要特别设计用于获得云服务的软件，否则云服务就不能使用）。现下流行的云客户端有：（1）手机：基于Linux的Palm（预置WebOS的Linux核心）、Android（Linux核心）、iPhone（Darwin核心），以及基于Microsoft的WindowsMobil

8、e；（2）胖客户端：CherryPal、Wyse、Zonbu、基于gOS系统的；（3）瘦客户端/网页浏览器：InternetExplorer、MozillaFirefox、GoogleChrome、WebKit。2.2云应用（CloudApplications）云应用是在软件结构上采用云计算，通常不必在客户端安装和运行应用，所有的操作、维护和升级均在服务端进行，因此可以减轻软件维护、日常操作和支持的负担。可以作为