云計(jì)算體系結(jié)構(gòu)的安裝研究

摘 要：云計(jì)算具有較強(qiáng)的計(jì)算能力，屬于新型的計(jì)算模式，隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的不斷發(fā)展，互聯(lián)網(wǎng)的傳輸能力不斷提高，云計(jì)算借助于互聯(lián)網(wǎng)的傳輸能力將個(gè)人服務(wù)器和計(jì)算機(jī)中處理數(shù)據(jù)的過程傳輸?shù)交ヂ?lián)網(wǎng)的計(jì)算機(jī)群，實(shí)現(xiàn)兩者之間對計(jì)算過程的傳輸。本文主要對云計(jì)算的基本特征進(jìn)行分析，并對云計(jì)算體系結(jié)構(gòu)的安裝實(shí)例進(jìn)行探討。

關(guān)鍵詞：云計(jì)算；網(wǎng)絡(luò)計(jì)算；數(shù)據(jù)儲備及管理；基礎(chǔ)構(gòu)架

中圖分類號：TP311.52

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，開發(fā)云計(jì)算技術(shù)的公司和團(tuán)體越來越多，云計(jì)算技術(shù)的應(yīng)用主要是通過終端設(shè)備使計(jì)算任務(wù)更加具有智能化和快速化，“云”是一種能力資源，可以在互聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)超級計(jì)算，在信息的存儲方式上，突破現(xiàn)有模式的束縛，不再依賴于服務(wù)器和個(gè)人電腦，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)和軟件的網(wǎng)絡(luò)儲存。近年來，云計(jì)算越來越受到企業(yè)和商場的親睞，不斷利用云計(jì)算實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的存儲和應(yīng)用，并直接在云上實(shí)現(xiàn)“二次開發(fā)”。

1 云計(jì)算的基本特征

云計(jì)算又稱云端計(jì)算，對于云計(jì)算的概念，現(xiàn)今還沒有明確的定義，只是認(rèn)為云計(jì)算是一種應(yīng)用模式，對于信息技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)大規(guī)模的擴(kuò)展，為外部客戶提供服務(wù)，也是一種計(jì)算方式，具有易擴(kuò)展性和動態(tài)性，主要通過互聯(lián)網(wǎng)對資源實(shí)現(xiàn)虛擬化的計(jì)算。作為一種新型的計(jì)算模式，具有廣泛的分布性和較強(qiáng)的社會性，在計(jì)算機(jī)上具有虛擬的資源池，具有自我維護(hù)能力和自我管理能力，可以將大量認(rèn)為分布在資源池上，不同的應(yīng)用系統(tǒng)，根據(jù)自己的需要情況，獲取相應(yīng)的軟件服務(wù)能力、存儲能力及計(jì)算能力。在網(wǎng)絡(luò)上，云計(jì)算可以對計(jì)算資源實(shí)現(xiàn)自我管理，不需要認(rèn)為操作，計(jì)算資源主要包括：寬帶資源、存儲服務(wù)器、計(jì)算服務(wù)器等，對于千萬計(jì)和億計(jì)的信息，云端可以在數(shù)秒內(nèi)處理完，計(jì)算效能能夠達(dá)到超級計(jì)算機(jī)的強(qiáng)度。與傳統(tǒng)的信息計(jì)算相比，云計(jì)算具有以下特征：（1）規(guī)模超級及虛擬化?！霸啤钡囊?guī)模非常大，包含的服務(wù)器可以達(dá)到數(shù)十萬至上百萬臺，對于用戶而言，云計(jì)算具有超強(qiáng)的計(jì)算能力，云端在工作中，采用虛擬化的技術(shù)進(jìn)行，無論何時(shí)何地都能對用戶實(shí)現(xiàn)支持，不需要清楚了解具體位置，只需要通過終端系統(tǒng)進(jìn)行簡單的登陸，對云端的軟件資源和數(shù)據(jù)資源進(jìn)行獲取；（2）易擴(kuò)展性和通用性。云計(jì)算在使用過程中，不需要指定特定的應(yīng)用，在“云”的基礎(chǔ)上，分析用戶具體的需求，進(jìn)而構(gòu)造出多元化的應(yīng)用模式，對于多個(gè)不同的應(yīng)用，只需要一個(gè)“云”就可以支撐住，在規(guī)模上，“云”的伸縮具有動態(tài)性，對于不同的用戶規(guī)模和應(yīng)用環(huán)境都可以滿足；（3）具有較高的靈活性和可靠性。對于服務(wù)的可靠性可以通過計(jì)算節(jié)點(diǎn)互換、計(jì)算節(jié)點(diǎn)同構(gòu)、數(shù)據(jù)多副本容錯等措施進(jìn)行保障，對于任意點(diǎn)具有恢復(fù)功能?！霸啤倍司哂匈Y源擴(kuò)充的能力，對于比較低配置的主機(jī)和不同硬件的廠商具有兼容的能力；（4）能夠?qū)崿F(xiàn)共享數(shù)據(jù)和應(yīng)用，在網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用模式中，云計(jì)算只保存了一份數(shù)據(jù)，但是，在網(wǎng)絡(luò)存在的情況下，用戶可以對統(tǒng)一數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)同時(shí)訪問，無需進(jìn)行手工同步，降低了開銷；（5）高度自治性。管理服務(wù)通過自動化設(shè)備實(shí)現(xiàn)，對服務(wù)實(shí)現(xiàn)自動調(diào)配，根據(jù)不同的應(yīng)用環(huán)境，對服務(wù)的數(shù)量，實(shí)現(xiàn)自動減少和增加。

2 云計(jì)算體系的構(gòu)思及結(jié)構(gòu)

2.1 云計(jì)算的構(gòu)思

互聯(lián)網(wǎng)具有較強(qiáng)的軟件能力、硬件能力和數(shù)據(jù)能力，云計(jì)算的目的就是實(shí)現(xiàn)如何對這些能力進(jìn)行充分的利用，充分聯(lián)合各個(gè)計(jì)算設(shè)備，實(shí)現(xiàn)協(xié)同工作，將其效能發(fā)揮到最大。基本構(gòu)思就是聯(lián)合一切可以使用的力量，實(shí)現(xiàn)每一個(gè)成員的充分利用。在巨大的系統(tǒng)池中，通過共享基礎(chǔ)構(gòu)架的方法，提供多種IT服務(wù)為用戶所用。通過計(jì)算方式，將大量任務(wù)分布在計(jì)算機(jī)設(shè)備上，實(shí)現(xiàn)對應(yīng)用軟件和數(shù)據(jù)的儲存，用戶可以根據(jù)自己的需求，選擇相應(yīng)的存儲和計(jì)算服務(wù)。

2.2 云計(jì)算體系結(jié)構(gòu)

“云”是一個(gè)巨大的服務(wù)網(wǎng)絡(luò)，是由多個(gè)并行的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)組成的，對于云端的計(jì)算能力，主要通過虛擬技術(shù)來進(jìn)行擴(kuò)展，最大化發(fā)揮各個(gè)設(shè)備的效能。云端通過集群的服務(wù)器來完成對數(shù)據(jù)的存儲和處理，組成集群的只是一些大量的、普通的標(biāo)準(zhǔn)化的服務(wù)器，主要負(fù)責(zé)管理的就是一個(gè)規(guī)模較大的數(shù)據(jù)處理中心，根據(jù)用戶的不同的需要，數(shù)據(jù)中心對計(jì)算資源進(jìn)行分配，其計(jì)算效果與超級計(jì)算機(jī)等同為云計(jì)算體系的結(jié)構(gòu)模型。

從云計(jì)算體系的構(gòu)架模型來看，與云計(jì)算系統(tǒng)比較，云存儲系統(tǒng)具有一個(gè)存儲層，在系統(tǒng)中起著基礎(chǔ)性的作用，存儲設(shè)備具有較大的規(guī)模，在不同的領(lǐng)域都有分布，通過FC光纖通道網(wǎng)絡(luò)和廣域網(wǎng)實(shí)現(xiàn)彼此之間的連接。在系統(tǒng)中有一個(gè)存儲設(shè)備管理系統(tǒng)對所有的存儲設(shè)備實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一化的管理和維護(hù)，可以通過虛擬化管理實(shí)現(xiàn)對多鏈路和硬件設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)的有效監(jiān)控和良好的故障維修功能。同時(shí)，在管理層的基礎(chǔ)上，云存儲還具有較多的其他功能，比如數(shù)據(jù)安全、數(shù)據(jù)管理等，在應(yīng)用接口層和訪問層上，兩者具有相同的作用。

3 云計(jì)算體系結(jié)構(gòu)安裝的實(shí)例分析

在實(shí)際操作中，主要在現(xiàn)有的云計(jì)算構(gòu)架的基礎(chǔ)上，通過廉價(jià)的、規(guī)模較大服務(wù)器集群實(shí)現(xiàn)云技術(shù)，對于價(jià)格較高的、性能較強(qiáng)的服務(wù)器使用的比較少。使用千兆級以太網(wǎng)實(shí)現(xiàn)各個(gè)節(jié)點(diǎn)的相互連接，來提高服務(wù)的可靠性。為了使云端資源得到最大化的利用，不遠(yuǎn)構(gòu)建和完善相應(yīng)的應(yīng)用程序，在上層應(yīng)用和底層構(gòu)架上，云計(jì)算采用共同設(shè)計(jì)和協(xié)作開發(fā)的策略來實(shí)現(xiàn)。由于很多服務(wù)器價(jià)格比較便宜，云計(jì)算將軟件容錯技術(shù)和冗余存儲使用在服務(wù)器之間，使整個(gè)系統(tǒng)具有較高的可用性和極高的可靠性。在工業(yè)界，對于云計(jì)算，不同的公司有不同的理解，通過不同的技術(shù)不斷發(fā)展自己的云計(jì)算平臺和應(yīng)用系統(tǒng)，下面通過一個(gè)實(shí)例來具體闡述：在某一公司中，將云計(jì)算命名為Amazon Web Service，其主要核心服務(wù)組有4塊：（1）簡單存儲服務(wù)，具有的存儲服務(wù)功能為相關(guān)數(shù)據(jù)、視頻、照片、文檔等，用戶可以通過SOAP協(xié)議實(shí)現(xiàn)對自己數(shù)據(jù)的獲取和存放；（2）彈性計(jì)算云，用戶可以根據(jù)自己的具體需要，來選擇相應(yīng)的服務(wù)器配置，進(jìn)行計(jì)算機(jī)處理服務(wù)，進(jìn)而完成“按需付費(fèi)”，在外部人員使用過程中，具有開放性；（3）簡單列隊(duì)服務(wù)，是一個(gè)消息傳遞框架，具有較高的可靠性和較好的伸縮性，可以在一個(gè)安全的環(huán)境中實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)處理，對于相應(yīng)的文本信息，實(shí)現(xiàn)簡單化的獲取、存儲和創(chuàng)建；（4）SimpleDB，目前此功能還處于測試階段，是一個(gè)簡單的數(shù)據(jù)庫，具有快速性，對于數(shù)據(jù)查詢和索引具有快速性和較高的可伸縮性。

4 結(jié)束語

綜上所述，通過對云計(jì)算的基本特征和體系結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，對云計(jì)算的計(jì)算模式和內(nèi)部含義有了一定的了解，主要包括兩個(gè)方面的內(nèi)容，分別為云計(jì)算體系的基本構(gòu)架和云計(jì)算體系結(jié)構(gòu)的安裝使用。云計(jì)算的服務(wù)和應(yīng)用的前提是建立在云計(jì)算基礎(chǔ)構(gòu)架和云計(jì)算體系結(jié)構(gòu)模型之上，在未來的學(xué)術(shù)界和工業(yè)界上云計(jì)算系統(tǒng)將會成為研究熱點(diǎn)。

參考文獻(xiàn)：

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作者簡介：胡鉚邦（1992.02-），男，江蘇淮安人，本科，研究方向：計(jì)算機(jī)。

作者單位：江蘇省淮陰商業(yè)學(xué)校，江蘇淮安 223003