云计算实践之道 战略蓝图与技术架构 简略笔记

云计算概念：案例：1.华盛顿邮报将美国国家档案馆公开的希拉里·克林顿在1993-2001年作为第一夫人期间的白宫日程档案交付给AmazonEC2进行处理。2.Giftag是一款web2.0应用，通过将应用迁移到GoogleAppEngine实现其网络服务器需求。3.哈根达斯采用SalesforceCRM（客户关系管理）实现对加盟店的管理。4.IBM通过IBMResearchComputeCloud(RC2)将分散在各个研究院的资源系统（服务器，存储等）整合。以上案例表明云计算化繁为简，化难为易的能力。UCBerkeley云计算报告：云计算既指互联网上一服务形式提供的应用，也指在数据中心里提供这些服务的硬件和软件，而这些数据中心里的硬件和软件则被称为云。Amazon角度看：云计算就是在一个大规模的系统环境中，不同的系统之间相互提供服务，软件都是以服务的方式运行，当所有的这些系统相互协作，并在互联网上提供服务时，这些系统的总体就成了云。Salesforce.com认为云计算是一种更友好的业务运行模式。在这种模式中用户的应用程序运行在共享数据中心，用户只需要通过登录和个性化定制就可以使用这些数据中心的应用程序。IBM认为云计算是一种革新的信息技术与商业服务的消费与交付模式。在这种模式中，用户可以采用按需的自助模式，通过访问无处不在的网络，获得来自与地理位置无关的资源池中被快速分配的资源，并按实际使用情况付费。这种模式的核心原则是：硬件和软件都是资源并被封装为服务，用户可以通过网络按需的访问和使用。在云计算中，IT业务通常运行在远程的分布式系统上，而不是在本地计算机或者单个服务器上。这个分布式系统由互联网相互连接，通过开放的技术和标准把硬件和软件抽象为可动态扩展，可配置的资源，并对外以服务的形式提供给用户。该系统允许用户通过互联网访问这些服务并获取资源。服务接口将资源在逻辑上一整合实体的形式呈现。屏蔽其中的实现细节。该系统中业务的创建、发布。执行和管理都可以在网络上进行，而用户只需要按资源的使用量或者业务量计费。云计算特征：1.硬件和软件都是资源，通过网络以服务的方式提供给用户。2.这些资源都可以根据需要进行动态扩展和配置。3.这些资源在物理上以分布式的共享方式存在，为云中的用户所共享，但最终在逻辑上以单一整体的形式呈现。计算密集型的应用需要并行计算来提高运行效率。地域上可能是分开的。4.用户按需使用云中的资源，按实际使用量付费，而不需要管理它们。云计算分类：1.按服务类型分类：1)基础设施云：为用户提供底层的、接近于直接操作硬件资源的服务接口。通过调用这些接口，用户可以直接获得计算资源，存储资源和网络资源，而且非常自由灵活，几乎不受逻辑上的限制。但是用户需要进行大量的工作来设计和实现自己的应用，因为基础设施除了为用户提供计算和存储等基础功能外，不做进一步任何应用类型的假设。2)平台云:为用户提供一个托管平台，用户可以将他们所开发和运营的应用托管到平台中。但是这个应用的开发和部署必须遵守该平台特定的规则和限制，如语言、编程框架、数据存储模型等。通常能够在该平台上运行的应用类型也会受到一定的限制，比如GoogleAppEngine主要为Web应用提供运行环境。但是一旦客户的应用被开发和部署完成，所涉及的其它管理工作，如动态资源调整等都将由该平台层负责。3)应用云：这种云为用户提供可以直接为其所用的应用，这些应用一般是基于浏览器的，针对某一项特定的功能。最容易被用户使用。但是灵活性低，一种应用云只针对一种特定的功能，无法提供其他功能的应用。分类服务类型运用的灵活性用户使用的难易程度基础设施云接近原始的计算存储能力高难平台云应用的托管环境中中应用云特定功能的应用低易2.按服务方式分类针对不同客户对数据安全的要求，处理数据的可靠性要求以及监管的需要，可以分为公有云、私有云和混合云。私用云可以是被管理的私有云（IT基础设施自己建设，管理交给别人）和被托管的私有云（基础设施和管理均交给别人，但是这些设施资源是独占的）。相关概念辨析：1．并行计算：将一个科学计算问题分解为多个小的计算任务，并将这些小任务在并行计算机上同时执行，利用并行计算的方式达到快速解决复杂运算问题的目的。一般应用于军事，能源勘探，生物，医疗等对计算性能要求极高的领域，也被称为高性能计算或超级计算。并行计算机是一群同构处理单元的集合，这些处理单元通过通信与协作来更快的解决大规模计算问题。常见并行计算机系统结构包括共享存储的对称多处理器（SMP）、分布式存储的大规模并行机（MPP）和松散耦合的分布式工作站集群（COW）。解决计算问题的并行程序往往需要特殊的算法，编写并行程序需要考虑很多问题之外的因素，例如各个并发执行的进程之间如何协调运行，任务如何分配到各个进程上运行等。并行计算是云环境的重要组成部分。它们有明显的区别1.并行计算需要采用特定的编程范例来执行单个大型计算任务或者运行某些特定应用，云计算需要考虑的是如何为数以千万计的不同类型应用提供高质量的服务环境，以及如何提高这个环境对用户需求的响应从而加速业务创新。一般来说云计算对用户的编程模型和应用类型等没有特殊限定，用户不再需要开发复杂的程序就可以将他们的应用迁移到云计算环境中。2.并行计算中，计算机资源往往集中在单个数据中心的若干台机器或是集群上。云计算则更加强调用户通过互联网使用云服务，并在云中利用虚拟化进行大规模的系统资源抽象与管理。云计算中资源分布更加广泛，同时由于采用虚拟化技术，云计算中的资源利用率可以得到有效提升。2．网格计算：网格计算是一种分布式计算模式。网格计算技术将分散在网络中的空闲服务器、存储系统和网络联系在一起，形成一个整合系统，为用户提供功能强大的计算及存储能力来处理特定的任务。对于使用网格的最终用户来说，网格看起来就像是一个拥有超级性能的虚拟计算机。网格计算本质在于以高效的方式来管理加入了该分布式系统的异构耦合资源，并通过任务调度来协调这些资源合作完成一项特定的计算任务。网格计算着重于管理通过网络连接起来的异构资源，并保证这些资源能够充分为计算任务服务。通常用户需要基于某个网格的框架来构建自己的网格系统，并对其进行管理，执行计算任务。云计算中，用户只需要使用云中的资源，不需要关注系统资源的管理和整合，这一切都是由云提供者进行处理。用户看到的是一个逻辑上单一的整体。3．效用计算：效用计算强调的是IT资源，如计算和存储等，能够根据用户的要求被按需地提供，而且用户只需要按照实际使用情况付费。效用计算的目标是IT资源能够像传统公共设施一样供应和收费。效用计算使得企业和个人不再需要一次性的巨额投入就可以拥有计算资源，而且能够降低使用和管理这些资源的成本。效用计算追求的是提高资源的有效利用率，最大程度地降低资源的使用成本和提高资源使用的灵活性。比效用计算更进一步的是云计算已经有了很多实际的应用案例，所涉及的技术和架构可行性强。云计算所关注的是如何在互联网时代以其自身为平台开发、运行和管理不同的服务。云计算不但注重基础资源的提供，而且注重服务的提供。云计算中，不但硬件等IT基础资源能够以服务的形式提供，应用的开发、运行和管理也是以服务的形式提供的，应用本身也可以采用服务的形式来提供。云计算技术和理念所涵盖的范围更广泛，可行性更强。4．物联网：物联网是一个将人、物理实体和信息系互联起来的遍布全球的系统。它可通过可扩展、价格可以接受的技术，如大范围的数据收集、智能网络、预测分析和深度优化等来更好的管理物理世界。物联网的核心和基础在于物品与物品之间的互联，相对于传统互联网，物联网将计算机的互联互通延伸和扩展到物与物之间。云计算与物联网在概念上有很强的关联性。我们可以将物联网看做是处于前端的传感器与网络设备、处于核心的云计算海量数据处理平台和上层的应用系统这三者的结合体。云计算作为物联网数据助理的核心平台，适用于处理物联网中地域分散、数据海量、动态性和虚拟性强的应用场景。它能够促进物联网底层传感数据的共享，为分析与优化提供超级计算能力，从而更高效地提供更可靠地服务。云计算优势：1优化布局，硬件成本下降，但是电力资源需求旺盛，同时电力资源分布不均，可以通过将数据中心，计算中心建在电力成本低的地方。2推进专业分工降低各项成本（服务器冷却，人力，软件）。3提高资源利用率。负载的周期性变化规律，一次性任务或突发事件引起的负载，由于业务增长引起负载增长的长期趋势。4减少初期投资。5降低运营成本。6产生创新价值。云计算产生的原动力：1.芯片与硬件技术的飞速发展。2.资源虚拟化，将物理资源等底层架构进行抽象，使得设备的差异和兼容性对上层应用透明，从而允许云对底层千差万别的资源进行统一管理。它是云计算中最关键、最核心的技术原动力。3.面向服务架构（SOA）通过这种设计，用户的业务可以被直接转换成为能够通过网络访问的一组相互连接的服务模块。这个网络可以是本地网络或者是互联网。面向服务架构所强调的是将业务直接映射到模块化的信息服务，并且最大程度地重用IT资产，尤其是软件资产。4.软件即服务。5.互联网技术。6.web2.0技术(Ajax)。企业云计算的战略规划：价值分析，风险分析，战略定位分析，适应性分析。价值分析：精简IT部门，降低系统复杂性，专业高质量的IT服务，敏捷性提升，降低IT的投资。风险分析：云计算服务连续性，数据安全性，成本，法规。云计算服务提供必需具有可伸缩性，易扩展性。云架构层次：基础设施层：IT资源为中心，包含经过虚拟化后的硬件资源和相关管理功能的集合。云硬件资源包括计算、存储和网络等资源，基础设施层通过虚拟化技术对这些物理资源进行抽象，并且实现了内部管理、操作流程自动化和资源管理优化，从而向用户提供动态、灵活的基础设施层服务。平台层：以平台软件和中间件为中心。包括具有通用性和可复用性的软件资源的集合，提供了应用开发、部署、运行相关的中间件和基础服务，能够更好的满足云应用在可伸缩性、可用性和安全性等方面的要求。应用层：是云上应用软件的集合。基础设置基本功能：1.资源抽象，屏蔽硬件产品的差异，对每一种硬件资源提供统一的资源管理逻辑和接口。2.资源监控，Amazon的CloudWatch。3.负载管理。4.存储管理，存储虚拟机镜像，云中虚拟机系统保留的应用业务数据。5.资源部署，通过自动化部署流程将资源分配给上层应用的过程，即使基础设施服务变得可用的过程。6.安全和风险管理。7计费管理。服务器虚拟化是一种可以在一台物理服务器上运行多个逻辑服务器的技术，每个逻辑服务器被称为一个虚拟机。不同的虚拟机之间相互隔离，可以运行不同的操作系统，这使得硬件资源的复用成为可能。服务器虚拟化技术与其它虚拟化技术如：存储虚拟化，网络虚拟化，一同奠定基础设施资源抽象的基础。一个示例：总体设计：系统管理器：1.接收来自企业集群管理器的指令进行虚拟机的部署和启动/停止等操作；2.监控本地虚拟机的可用性，在虚拟机出错不可用时尝试重启一个相同的虚拟机实例以替代失败的虚拟机；3.实时监控各个虚拟机资源使用情况，根据监控策略将本地虚拟机资源使用情况发送给企业集群管理器。4.根据指定的SLA策略和虚拟机实时的资源使用情况自动执行虚拟机的伸缩操作；5.接收来自企业集群管理器的虚拟机迁移指令，执行虚拟机的自动化迁移。企业集成管理器：1.企业的安全管理，创建企业基础设施管理员账户并设置管理权限；2.在共享存储上管理企业内部的虚拟机镜像；3.在企业内部进行资源规划管理，比如决策如何通过服务器整合提高企业资源使用率；4.虚拟解决方案的管理服务；5.为云管理器提供企业级别的资源使用信息。云管理器：1.集中统计每个企业的资源使用情况；2.根据每个企业的资源使用情况进行计费；3.提供整个基础设施云的SLA监控，包括实时的网络流量、各项管理操作的性能以及云的可靠性等。服务流程：规划阶段：资源通过虚拟化抽象表示，整合计算资源。此基础上，企业集成管理器通过虚拟化平台提供的接口获得各种资源的信息，对该平台上的虚拟机进行操作。企业集成管理器的数据管理包括两个方面：1.对