云計(jì)算的服務(wù)模式及技術(shù)結(jié)構(gòu)

任何一個(gè)在互聯(lián)網(wǎng)上提供其服務(wù)的公司都可以叫做云計(jì)算公司。NIST按照服務(wù)模式對(duì)云計(jì)算分為三類，分別是：

IaaS：Infrastructure（基礎(chǔ)設(shè)施）-as-a- Service，

PaaS：Platform（平臺(tái)）-as-a-Service，

SaaS：Software（軟件）-as-a-Service。

基礎(chǔ)設(shè)施在最下端，平臺(tái)在中間，軟件在頂端。別的一些“軟”的層可以在這些層上面添加。

IaaS: Infrastructure-as-a-Service（基礎(chǔ)設(shè)施即服務(wù)）

第一層叫做IaaS，有時(shí)候也叫做Hardware-as-a-Service，幾年前如果你想在辦公室或者公司的網(wǎng)站上運(yùn)行一些企業(yè)應(yīng)用，你需要去買服務(wù)器，或者別的高昂的硬件來控制本地應(yīng)用，讓你的業(yè)務(wù)運(yùn)行起來。

但是現(xiàn)在有IaaS，你可以將硬件外包到別的地方去。IaaS公司會(huì)提供場(chǎng)外服務(wù)器，存儲(chǔ)和網(wǎng)絡(luò)硬件，你可以租用。節(jié)省了維護(hù)成本和辦公場(chǎng)地，公司可以在任何時(shí)候利用這些硬件來運(yùn)行其應(yīng)用。

一些大的IaaS公司包括Amazon,Microsoft, VMWare, Rackspace和Red Hat.不過這些公司又都有自己的專長，比如Amazon和微軟給你提供的不只是IaaS，他們還會(huì)將其計(jì)算能力出租給你來host你的網(wǎng)站。

PaaS: Platform-as-a-Service（平臺(tái)即服務(wù)）

第二層就是所謂的PaaS，某些時(shí)候也叫做中間件。你公司所有的開發(fā)都可以在這一層進(jìn)行，節(jié)省了時(shí)間和資源。

PaaS公司在網(wǎng)上提供各種開發(fā)和分發(fā)應(yīng)用的解決方案，比如虛擬服務(wù)器和操作系統(tǒng)。這節(jié)省了你在硬件上的費(fèi)用，也讓分散的工作室之間的合作變得更加容易。網(wǎng)頁應(yīng)用管理，應(yīng)用設(shè)計(jì)，應(yīng)用虛擬主機(jī)，存儲(chǔ)，安全以及應(yīng)用開發(fā)協(xié)作工具等。

一些大的PaaS提供者有Google App Engine,Microsoft Azure，F(xiàn)orce.com,Heroku，Engine Yard。最近興起的公司有AppFog,Mendix和Standing Cloud

SaaS: Software-as-a-Service（軟件即服務(wù)）

第三層也就是所謂SaaS。這一層是和你的生活每天接觸的一層，大多是通過網(wǎng)頁瀏覽器來接入。任何一個(gè)遠(yuǎn)程服務(wù)器上的應(yīng)用都可以通過網(wǎng)絡(luò)來運(yùn)行，就是SaaS了。

你消費(fèi)的服務(wù)完全是從網(wǎng)頁如Netflix, MOG, Google Apps, Box.net,Dropbox或者蘋果的iCloud那里進(jìn)入這些分類。盡管這些網(wǎng)頁服務(wù)是用作商務(wù)和娛樂或者兩者都有，但這也算是云技術(shù)的一部分。

一些用作商務(wù)的SaaS應(yīng)用包括Citrix的GoToMeeting，Cisco的WebEx，Salesforce的CRM，ADP，Workday和SuccessFactors。

由于云計(jì)算分為IaaS、PaaS和SaaS三種類型，不同的廠家又提供了不同的解決方案，目前還沒有一個(gè)統(tǒng)一的技術(shù)體系結(jié)構(gòu)， 綜合不同廠家的方案，構(gòu)造了一個(gè)云計(jì)算體系結(jié)構(gòu)。這個(gè)體系結(jié)構(gòu)概括了不同解決方案的主要特征，每一種方案或許只實(shí)現(xiàn)了其中部分功能，或許也還有部分相對(duì)次要功能尚未概括進(jìn)來。

云計(jì)算技術(shù)體系結(jié)構(gòu)分為4層：物理資源層、資源池層、管理中間件層和SOA構(gòu)建層，如上圖所示。

物理資源層包括計(jì)算機(jī)、存儲(chǔ)器、網(wǎng)絡(luò)設(shè)施、數(shù)據(jù)庫和軟件等;資源池層是將大量相同類型的資源構(gòu)成同構(gòu)或接近同構(gòu)的資源池，如計(jì)算資源池、數(shù)據(jù)資源池等。

構(gòu)建資源池更多是物理資源的集成和管理工作，例如研究在一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)集裝箱的空間如何裝下2000個(gè)服務(wù)器、解決散熱和故障節(jié)點(diǎn)替換的問題并降低能耗；

管理中間件負(fù)責(zé)對(duì)云計(jì)算的資源進(jìn)行管理，并對(duì)眾多應(yīng)用任務(wù)進(jìn)行調(diào)度，使資源能夠高效、安全地為應(yīng)用提供服務(wù)；

SOA構(gòu)建層將云計(jì)算能力封裝成標(biāo)準(zhǔn)的Web Services服務(wù)，并納入到SOA體系進(jìn)行管理和使用，包括服務(wù)注冊(cè)、查找、訪問和構(gòu)建服務(wù)工作流等。管理中間件和資源池層是云計(jì)算技術(shù)的最關(guān)鍵部分，SOA構(gòu)建層的功能更多依靠外部設(shè)施提供。

云計(jì)算的管理中間件負(fù)責(zé)資源管理、任務(wù)管理、用戶管理和安全管理等工作。資源管理負(fù)責(zé)均衡地使用云資源節(jié)點(diǎn)，檢測(cè)節(jié)點(diǎn)的故障并試圖恢復(fù)或屏蔽之，并對(duì)資源的使用情況進(jìn)行監(jiān)視統(tǒng)計(jì);任務(wù)管理負(fù)責(zé)執(zhí)行用戶或應(yīng)用提交的任務(wù)，包括完成用戶任務(wù)映象(Image)的部署和管理、任務(wù)調(diào)度、任務(wù)執(zhí)行、任務(wù)生命期管理等等;用戶管理是實(shí)現(xiàn)云計(jì)算商業(yè)模式的一個(gè)必不可少的環(huán)節(jié)，包括提供用戶交互接口、管理和識(shí)別用戶身份、創(chuàng)建用戶程序的執(zhí)行環(huán)境、對(duì)用戶的使用進(jìn)行計(jì)費(fèi)等;安全管理保障云計(jì)算設(shè)施的整體安全，包括身份認(rèn)證、訪問授權(quán)、綜合防護(hù)和安全審計(jì)等。

基于上述體系結(jié)構(gòu)，以IaaS云計(jì)算為例，簡述云計(jì)算的實(shí)現(xiàn)機(jī)制，如下圖所示。

用戶交互接口向應(yīng)用以Web Services方式提供訪問接口，獲取用戶需求。服務(wù)目錄是用戶可以訪問的服務(wù)清單。系統(tǒng)管理模塊負(fù)責(zé)管理和分配所有可用的資源，其核心是負(fù)載均衡。配置工具負(fù)責(zé)在分配的節(jié)點(diǎn)上準(zhǔn)備任務(wù)運(yùn)行環(huán)境。監(jiān)視統(tǒng)計(jì)模塊負(fù)責(zé)監(jiān)視節(jié)點(diǎn)的運(yùn)行狀態(tài)，并完成用戶使用節(jié)點(diǎn)情況的統(tǒng)計(jì)。執(zhí)行過程并不復(fù)雜：用戶交互接口允許用戶從目錄中選取并調(diào)用一個(gè)服務(wù)。該請(qǐng)求傳遞給系統(tǒng)管理模塊后，它將為用戶分配恰當(dāng)?shù)馁Y源，然后調(diào)用配置工具來為用戶準(zhǔn)備運(yùn)行環(huán)境。