淺談云應(yīng)用的構(gòu)建

作者簡介：張強(qiáng)，男，黑龍江黑河人。本科在讀，齊齊哈爾工程學(xué)院信息系計(jì)科111班，方向：計(jì)算機(jī)信息安全。

摘要：今天，個人電腦、移動設(shè)備、智能手機(jī)正以前所未有的速度爆發(fā)式的增長著。這些小型的電子設(shè)備之所以能快速發(fā)展，完全得益于因特網(wǎng)。過去，人們會使用性能強(qiáng)大的服務(wù)器來實(shí)現(xiàn)這個需求。然而，近幾年一種稱為“云計(jì)算”的概念誕生了，與傳統(tǒng)的使用計(jì)算資源的方式不同，云計(jì)算將計(jì)算資源視為一種服務(wù)，形同公用事業(yè)一般的服務(wù)。向最終用戶提供服務(wù)的公司再也不用事先通過估算去采購昂貴的硬件了，取而代之的是他們可以按需使用這些取之不盡的計(jì)算資源。于是，一個全新的時(shí)代到來了。

關(guān)鍵詞：云應(yīng)用；概念；模式

一、引言

關(guān)于云計(jì)算有上百種字面上的定義，其中大多數(shù)對于這些定義的創(chuàng)造者以為的普通人而言，很難甚至完全無法理解。許多公司把他們的虛擬主機(jī)環(huán)境稱作云，因?yàn)檫@意味著強(qiáng)大、高速、可擴(kuò)展性。實(shí)際上，云相當(dāng)于那些擁有無限擴(kuò)展能力的計(jì)算和存儲資源的集群系統(tǒng)。

二、云服務(wù)的基礎(chǔ)

1、云服務(wù)是什么

現(xiàn)在當(dāng)人們提到云服務(wù)時(shí)，他們其實(shí)只是在說云計(jì)算。盡管如此，云服務(wù)的概念在計(jì)算機(jī)領(lǐng)域之外也同樣存在。云服務(wù)指的是諸如電纜、因特網(wǎng)、甚至燃?xì)庵惖墓檬聵I(yè)，就像公用事業(yè)有很多種類一樣，云服務(wù)也是有許多種。云服務(wù)所能提供的遠(yuǎn)不止云計(jì)算資源。最早的云服務(wù)提供的根本就不是云計(jì)算資源，而是存儲，他們以一種獨(dú)特的Wed形式提供存儲服務(wù)，讓你訪問一個系統(tǒng)。它雖然不是文件系統(tǒng)卻能夠簡簡單單地通過API來進(jìn)行存儲、讀取以及修改對象，對象基本上就是命名資源。只有三個核心基礎(chǔ)設(shè)施能被冠以云服務(wù)的名稱：計(jì)算、存儲、鏈接。

2、遺留模式

所謂遺留模式，是一種方法，能使現(xiàn)在的應(yīng)用程序不經(jīng)修改就運(yùn)行在云平臺上。然而，遺留模式實(shí)際是一個反模式，相比其解決的問題，因其產(chǎn)生的問題往往更多。初次接觸云應(yīng)用的開發(fā)時(shí)，多數(shù)人遇到的最大問題就是他們試圖把現(xiàn)有的應(yīng)用程序塞進(jìn)云中的服務(wù)器。實(shí)際上，他們并不提供類似虛擬機(jī)的系統(tǒng)，相反，他們允許訪問常規(guī)硬件。他們使用的并不是傳統(tǒng)意義上用于大規(guī)模應(yīng)用程序的超級電腦，而是消費(fèi)級硬件。

3、運(yùn)行在云中的應(yīng)用并不會自主擴(kuò)展

對于云計(jì)算最大的誤解就是：如果你選擇了云服務(wù)，就能立即獲得無限的擴(kuò)展能力。把一個設(shè)計(jì)在單臺計(jì)算機(jī)上運(yùn)行的應(yīng)用程序突然放到云服務(wù)中，指望它能夠自動擴(kuò)展，這種想法是不切實(shí)際的。僅僅把應(yīng)用程序放到云中運(yùn)行并不意味著它能夠擴(kuò)展。云服務(wù)提供商并不會將自動擴(kuò)展能力賦予你手中既有的應(yīng)用程序，他們提供的是增強(qiáng)應(yīng)用程序所需的工具。

三、設(shè)計(jì)鏡像

在構(gòu)建作為實(shí)例基礎(chǔ)的鏡像時(shí)，用戶可能不會想到模式，但它卻是整個應(yīng)用程序的核心。這些模式?jīng)Q定了OS和基礎(chǔ)系統(tǒng)是如何在應(yīng)用程序中發(fā)揮作用的。如果沒有合理地規(guī)劃核心系統(tǒng)，就會浪費(fèi)大量時(shí)間為每個獨(dú)立的系統(tǒng)進(jìn)行更新或安裝，而不是以應(yīng)用程序?yàn)橐粋€整體來執(zhí)行這些維護(hù)任務(wù)。你所做的最后一件事就是，將系統(tǒng)的整體的使用量驟然增大100倍同時(shí)禁止應(yīng)用程序根據(jù)這一情況進(jìn)行擴(kuò)展，之所以這樣做事因?yàn)槟惚仨毷止用恳粋€新的實(shí)例，并逐一進(jìn)行調(diào)整。通常，如果以云平臺上的開發(fā)作為起點(diǎn)，就可以用預(yù)定好的鏡像開始，但是過不了多久，你就會想要創(chuàng)建一個自己專屬的鏡像。大多數(shù)云服務(wù)提供商最開始都會向用戶提供一組基礎(chǔ)鏡像，但不會包含用戶的定制應(yīng)用中所需要的一切，在有些環(huán)境中，用戶甚至可以訪問別人創(chuàng)建的鏡像，來進(jìn)行開發(fā)工作。一般來說，在基礎(chǔ)鏡像中尋找一個與你的系統(tǒng)所需的鏡像比較接近的用來開始并不困難。然后，用單一的實(shí)例來啟動這一鏡像，在重新打包?；谄渌幕A(chǔ)鏡像來打造自己的鏡像會有些幫助，因?yàn)槠渲幸呀?jīng)解決了所有與你指定的云服務(wù)提供商有關(guān)的特殊需求。

四、設(shè)計(jì)架構(gòu)

對于任何應(yīng)用程序來說，最重要的就是與其他東西協(xié)作。如果能讓一切都在系統(tǒng)內(nèi)部完成固然很好。但是這樣一來，你就需要用恰當(dāng)?shù)姆椒▽⒄埱筠D(zhuǎn)發(fā)到各個實(shí)例上。并作相應(yīng)的處理。請求可以是以各種形式組織的，但是通常都是首先由用戶的交互行為觸發(fā)的。在一個典型的應(yīng)用程序中，首先產(chǎn)生的是Wed請求，最簡單的表現(xiàn)形式就是用戶請求打開某個網(wǎng)頁。在這種情況下，用戶的瀏覽器會通過80端口與某個實(shí)例簡歷鏈接，告訴你實(shí)例用戶希望得到某個頁面。另一種請求是異步的，比如請求對視頻進(jìn)行轉(zhuǎn)碼，由于這樣的請求通常無法再常規(guī)的HTTP瀏覽器鏈接超時(shí)前完成，所以你要將這些請求放進(jìn)隊(duì)列，然后等到可以對該請求進(jìn)行處理的實(shí)例空閑時(shí)，再將請求支配給對應(yīng)的實(shí)例。

五、操作數(shù)據(jù)

1、隊(duì)列模式

當(dāng)你需要與多個不同的系統(tǒng)進(jìn)行通信時(shí)，讓系統(tǒng)直接相互通信往往是不切實(shí)際的。這不僅要求你把工作進(jìn)程的信息通知給發(fā)出請求的系統(tǒng)，還要求發(fā)送請求一方直接處理請求中的委托任務(wù)，并決定請求失敗時(shí)該如何處理。把直接通信機(jī)制換成隊(duì)列能讓這些異步請求自動執(zhí)行，并且可以不用通知任何一方就能新增工作進(jìn)程，此外，通過在隊(duì)列中更新自己的狀態(tài)，你還能提供容錯機(jī)制，只有當(dāng)你確認(rèn)所有請求的任務(wù)完成后才將該消息從列表中刪除。

在隊(duì)列模式中，請求源會向中央的隊(duì)列服務(wù)發(fā)送請求，該請求只包含一點(diǎn)簡單的數(shù)據(jù)，而且必須是語言中立的，必須采用所有監(jiān)聽隊(duì)列的工作進(jìn)程都能處理的標(biāo)準(zhǔn)格式，對于監(jiān)聽隊(duì)列的工作服務(wù)器，它們可能會訪問數(shù)據(jù)庫以及其他分布式系統(tǒng)。這通常很有效，因?yàn)檫@些請求信息都不會很龐大，一般都是一組簡單的指令，針對存儲在其他分布式系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)進(jìn)行操作。

六、集群系統(tǒng)

分層結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)初衷是為了將系統(tǒng)劃分為不同的層次并通過替換某個層次來提供更多的功能，就像在傳統(tǒng)的模型-視圖-控制器模式中，應(yīng)用程序的執(zhí)行邏輯、處理結(jié)果的現(xiàn)實(shí)被分割成不同的層次，多層構(gòu)架將數(shù)據(jù)可表現(xiàn)層、顯示方式也劃分為不同的層次，使你能自下而上地構(gòu)建整個應(yīng)用程序。這種分層方法能讓你分開客戶端和應(yīng)用程序代碼之間諸如認(rèn)證和授權(quán)邏輯。通過構(gòu)架上的分層，你能提供多種身份認(rèn)證的方法，且無需修改應(yīng)用程序就能替換授權(quán)邏輯，每當(dāng)有新的平臺可以使用的時(shí)候，你還能在既有系統(tǒng)上增加額外的客戶端層，而不需要修改應(yīng)用程序的代碼。

七、總結(jié)

Amazon、Google等行業(yè)巨頭都先后推出了自己的云服務(wù)，與此同時(shí)，許多小型的云服務(wù)提供商也如雨后春筍般的涌現(xiàn)出來。根據(jù)服務(wù)的不同類型，云服務(wù)可分為laas以及paaS兩大類，使用云平臺和服務(wù)需要大量的經(jīng)驗(yàn)和技巧。但是，在當(dāng)前的環(huán)境中，云服務(wù)還不算完美，還有很多不足的地方，所以我們在使用的過程中還要掌握一些必要的相關(guān)知識，只有更了解云服務(wù)，才能更好的運(yùn)用和使用云服務(wù)。（作者單位：齊齊哈爾工程學(xué)院）