交付計(jì)算資源的另一種方式

革命就是人們的思考和行為方式在性質(zhì)和廣度兩方面發(fā)生的重大變化。按照這個(gè)定義，云計(jì)算的確算得上是革命了。云計(jì)算在計(jì)算機(jī)架構(gòu)、軟件和工具開 發(fā)方面帶來了根本性變化，當(dāng)然也改變了我們存儲(chǔ)、發(fā)布和使用信息的方式。本文的目的是幫助您了解這次革命的性質(zhì)，讓您能夠適應(yīng)和受益于云計(jì)算。

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近幾年，信息技術(shù) (IT) 領(lǐng)域出現(xiàn)了一種新模型 — 云計(jì)算。盡管云計(jì)算只是一種交付計(jì)算資源的新方式，而不是新技術(shù)，但是它導(dǎo)致組織提供信息和服務(wù)的方式發(fā)生了革命。

在最初，IT 由大型機(jī)計(jì)算主導(dǎo)。這種配置最終讓位給客戶機(jī)-服務(wù)器模型。當(dāng)代的 IT 不斷向移動(dòng)技術(shù)、普遍存在的計(jì)算和云計(jì)算發(fā)展。但是，與所有革命一樣，這次革命包含原有的一些東西。

因此，要想徹底了解云計(jì)算的來龍去脈，就一定要記住云計(jì)算的許多特點(diǎn)實(shí)際上源于以前的系統(tǒng)。在許多方面，這個(gè)重大變化是在以前基礎(chǔ)上的躍 進(jìn)，而不是過去的全面終結(jié)。在全新的云計(jì)算環(huán)境中，既能夠通過云技術(shù)實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新性協(xié)作，也能夠發(fā)揮大型機(jī)等傳統(tǒng)系統(tǒng)的功效。計(jì)算方式的這一重大變化為 IT 人員提供了無限的機(jī)會(huì)，他們可以利用這一變化發(fā)揮自己和組織的優(yōu)勢(shì)。

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什么是云計(jì)算？

云計(jì)算是以服務(wù)形式交付 IT 的全面解決方案。它是一種基于 Internet 的計(jì)算解決方案，它像電網(wǎng)傳輸電力那樣提供共享的資源。云中的計(jì)算機(jī)一起工作，各種應(yīng)用程序使用同一計(jì)算能力集合，好像它們?cè)趩我幌到y(tǒng)上運(yùn)行一樣。

云 計(jì)算的靈活性在于能夠按需分配資源。因此，不再需要給任務(wù)分配特定的硬件，這會(huì)提高現(xiàn)有系統(tǒng)資源的利用率。在云計(jì)算出現(xiàn)之前，網(wǎng)站和基于服務(wù)器的應(yīng)用程序 都在特定的系統(tǒng)上運(yùn)行。有了云計(jì)算之后，資源就集合為一臺(tái)虛擬的計(jì)算機(jī)。在這種融合式配置提供的環(huán)境中，獨(dú)立地執(zhí)行應(yīng)用程序，不需要關(guān)心任何具體配置。

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云為什么會(huì)掀起熱潮？

出現(xiàn)向云計(jì)算轉(zhuǎn)移這一潮流有許多合理的重要的業(yè)務(wù)和 IT 原因。原因之一是外包的基本性質(zhì)要求有更合適的解決方案。

• 降低成本： 云計(jì)算可以降低資本費(fèi)用 (CapEx) 和運(yùn)營(yíng)費(fèi)用 (OpEx)，因?yàn)榭梢灾辉谛枰獣r(shí)購(gòu)買資源，而且只按使用時(shí)間付費(fèi)。
• 優(yōu)化人力資源的使用： 使用云計(jì)算可以解放寶貴的人力資源，讓他們能夠把精力集中在創(chuàng)造價(jià)值上，而不是維護(hù)硬件和軟件。
• 健壯的可伸縮性： 云計(jì)算允許快速地?cái)U(kuò)大或收縮規(guī)模，既沒有時(shí)間限制，也不需要承擔(dān)長(zhǎng)期義務(wù)。

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云計(jì)算的基本組成部分

云計(jì)算模型由 前端 和 后端 組成。這兩個(gè)部分通過網(wǎng)絡(luò)連接，在大多數(shù)情況下是 Internet。用戶通過前端與系統(tǒng)交互；后端是云本身。前端由客戶機(jī)計(jì)算機(jī)（或企業(yè)的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)）和用來訪問云的應(yīng)用程序組成。后端提供實(shí)現(xiàn)云服務(wù)的應(yīng)用程序、計(jì)算機(jī)、服務(wù)器和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)。

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層：計(jì)算能力成為商品

云的概念基于 層 ，每一層提供一類功能。云組件的這種分層方式讓云計(jì)算的各個(gè)層成為像電力、電話服務(wù)或天然氣一樣的商品。云計(jì)算以低廉的價(jià)格向用戶銷售計(jì)算能力這種商品。云計(jì)算將會(huì)成為新型的公共事業(yè)服務(wù)。

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虛擬機(jī)監(jiān)視器 (virtual machine monitor, VMM) 讓用戶能夠同時(shí)使用云設(shè)施（見 圖 1 ）。 VMM 是主機(jī)系統(tǒng)上的一個(gè)程序，它讓一臺(tái)計(jì)算機(jī)支持多個(gè)相同的執(zhí)行環(huán)境。從用戶的角度來看，系統(tǒng)是一臺(tái)與其他用戶隔離的自含的計(jì)算機(jī)。實(shí)際上，所有用戶都由同一 臺(tái)計(jì)算機(jī)提供服務(wù)。虛擬機(jī)是一個(gè)由底層控制程序管理的操作系統(tǒng) (OS)，這讓它看起來像多個(gè)操作系統(tǒng)。在云計(jì)算中，VMM 允許監(jiān)視用戶，因此可以管理數(shù)據(jù)訪問、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、加密、尋址、拓?fù)浜凸ぷ髫?fù)載轉(zhuǎn)移等方面。

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圖 1. 虛擬機(jī)監(jiān)視器的工作方式

下面是云提供的層：

• 基礎(chǔ)架構(gòu) 層是云的基礎(chǔ)。它由服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、存儲(chǔ)磁盤等物理資產(chǎn)組成。IBM? Cloud 等提供 基礎(chǔ)架構(gòu)即服務(wù) (Infrastructure as a Service，IaaS)。在使用 IaaS 時(shí)，用戶并不實(shí)際控制底層基礎(chǔ)架構(gòu)，而是控制操作系統(tǒng)、存儲(chǔ)和部署應(yīng)用程序，還在有限的程度上控制網(wǎng)絡(luò)組件的選擇。

  隨需印刷 (Print On Demand，POD) 服務(wù)就是可以受益于 IaaS 的例子之一。POD 模型基于可定制產(chǎn)品的銷售。POD 讓個(gè)人能夠在產(chǎn)品上進(jìn)行設(shè)計(jì)并開店銷售。店主可以上傳他們的設(shè)計(jì)，數(shù)量不限。許多人上傳了數(shù)千種設(shè)計(jì)。通過使用云存儲(chǔ)功能，POD 可以提供無限的存儲(chǔ)空間。

• 中間層是 平臺(tái) 。它提供應(yīng)用程序基礎(chǔ)架構(gòu)。平臺(tái)即服務(wù) (Platform as a Service，PaaS) 提供對(duì)操作系統(tǒng)和相關(guān)服務(wù)的訪問。它讓用戶能夠使用提供商支持的編程語言和工具把應(yīng)用程序部署到云中。用戶不必管理或控制底層基礎(chǔ)架構(gòu)，而是控制部署的應(yīng) 用程序并在一定程度上控制應(yīng)用程序駐留環(huán)境的配置。

  PaaS 的提供者包括 Amazon 的 Elastic Compute Cloud (EC2) 等。小企業(yè)軟件工作室是非常適合使用 PaaS 的企業(yè)。通過使用云平臺(tái)，可以創(chuàng)建世界級(jí)的產(chǎn)品，而不需要負(fù)擔(dān)內(nèi)部生產(chǎn)的開銷。

• 最上面一層是 應(yīng)用程序 層，這一層是對(duì)云的最直觀表示。應(yīng)用程序在這里運(yùn)行，根據(jù)需要提供給用戶。軟件既服務(wù) (Software as a Service，SaaS) 的提供者包括 Google Pack 等。Google Pack 包含可以通過 Internet 訪問的應(yīng)用程序和工具，比如 Calendar、Gmail、Google Talk、Docs 等等。

圖 2 給出這三層。

圖 2. 嵌入在 “服務(wù)式” 組件中的云計(jì)算層

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云的構(gòu)成

云的構(gòu)成有三種類型：私有（內(nèi)部）、公共和混合型。

• 公共云可供一般公眾或大型行業(yè)組織使用，由銷售云服務(wù)的組織擁有和供應(yīng)。公共云被看作一般意義上的云；也就是說，離站的第三方提供商使用 web 應(yīng)用程序通過 Internet 動(dòng)態(tài)地供應(yīng)資源，它們提供共享的資源并按使用量收費(fèi)。
• 私有云位于公司防火墻之內(nèi)，由組織自己管理。它們是在企業(yè)內(nèi)部創(chuàng)建和控制的云服務(wù)。私有云具有許多與公共云相同的優(yōu)點(diǎn)，主要差異在于您的組織負(fù)責(zé)創(chuàng)建和維護(hù)云。
• 混合型云是公共云和私有云的組合，同時(shí)使用公共和私有的服務(wù)。公共云提供商和企業(yè)本身分別承擔(dān)一部分管理責(zé)任。通過使用混合型云，組織可以先判斷要?jiǎng)?chuàng)建的服務(wù)的目標(biāo)和需求，然后以最合適的方式獲得它們。

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IT 在云中的角色

考慮到管理和控制需要更加自動(dòng)化，為了應(yīng)對(duì)代碼生產(chǎn)的增長(zhǎng)，IT 人員的任務(wù)必須有所變化。IT 正在整合，對(duì)硬件和軟件實(shí)現(xiàn)的需求更少了，但是也出現(xiàn)了新的任務(wù)。 IT 的變化趨勢(shì)是向知識(shí)工作者發(fā)展 。在新的模型中，技術(shù)人員的主要責(zé)任是增強(qiáng)和升級(jí)一般業(yè)務(wù)過程。

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開發(fā)人員

移動(dòng)設(shè)備使用量的增長(zhǎng)、社交網(wǎng)絡(luò)的流行以及商業(yè) IT 過程和系統(tǒng)在其他方面的發(fā)展將保證開發(fā)人員團(tuán)隊(duì)的工作更高效；但是由于云配置模型的系統(tǒng)化過程，企業(yè)開發(fā)人員的一些傳統(tǒng)角色正在發(fā)生變化。

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IBM 最近的一項(xiàng)調(diào)查 New developerWorks survey shows dominance of cloud computing and mobile application development （見 參考資料 ）表明，對(duì)移動(dòng)技術(shù)的需求將呈指數(shù)級(jí)增長(zhǎng)。這一趨勢(shì)以及云計(jì)算在全球的快速流行勢(shì)必導(dǎo)致了解這一領(lǐng)域的開發(fā)人員急速增加。為了滿足不斷增長(zhǎng)的移動(dòng)連接需求，需要更多了解云計(jì)算的開發(fā)人員。

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云計(jì)算提供近乎無限的容量，因此不再需要考慮可伸縮性。云計(jì)算讓開發(fā)人員可以訪問大多數(shù)中小型企業(yè)無法負(fù)擔(dān)的極大量的軟件和硬件資產(chǎn)。這種配置提供 Internet 驅(qū)動(dòng)的云計(jì)算和資產(chǎn)，讓開發(fā)人員能夠訪問過去只能夢(mèng)想到的巨大資源。

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管理員

管 理員是 IT 系統(tǒng)的守護(hù)者和立法者。他們的責(zé)任是控制用戶對(duì)網(wǎng)絡(luò)的訪問。這意味著他們控制用戶密碼的創(chuàng)建，以及為對(duì)系統(tǒng)資產(chǎn)的一般訪問等基本功能制定規(guī)則和過程。云計(jì) 算的出現(xiàn)勢(shì)必導(dǎo)致對(duì)這一過程的調(diào)整，因?yàn)楣芾韱T在這種環(huán)境中不再只關(guān)心內(nèi)部問題，還要關(guān)心自己的企業(yè)與云計(jì)算的外部關(guān)系，以及公共云中其他承租人的活動(dòng)。

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由于管理和企業(yè)總體安全程序的性質(zhì)，這還會(huì)改變防火墻的作用。這不會(huì)消除對(duì)保護(hù)系統(tǒng)的需求。云計(jì)算會(huì)帶來更多責(zé)任，而不是減少。在云計(jì)算環(huán)境中，管理員不但必須在組織內(nèi)部保護(hù)數(shù)據(jù)和系統(tǒng)，還必須監(jiān)視和管理云，從而確保他們的系統(tǒng)和數(shù)據(jù)在所有地方的安全性。

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架構(gòu)師

架 構(gòu)師的任務(wù)是對(duì)真實(shí) IT 環(huán)境中給定系統(tǒng)的功能進(jìn)行有效的建模。基本責(zé)任是為代理商的云計(jì)算模型開發(fā)架構(gòu)性框架。云計(jì)算的架構(gòu)實(shí)際上由三個(gè)層（IaaS、PaaS 和 SaaS）的抽象組成，這種方式有助于部署云計(jì)算的企業(yè)滿足自己的目標(biāo)。需要開發(fā)層的功能的抽象，讓決策者和基層人員能夠使用這些抽象規(guī)劃、執(zhí)行和評(píng)估 IT 系統(tǒng)的過程。

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在云計(jì)算時(shí)代，架構(gòu)師的作用是對(duì)云的層的功能性交互進(jìn)行設(shè)計(jì)和建模。架構(gòu)師必須使用抽象確保 IT 發(fā)揮應(yīng)有的作用，幫助實(shí)現(xiàn)組織的目標(biāo)。

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采用云還是不采用：風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估

正在轉(zhuǎn)向云計(jì)算的組織最關(guān)心的問題是安全性和私密性。提供云計(jì)算服務(wù)的公司明白這一點(diǎn)，他們知道如果沒有可靠的安全性，他們的企業(yè)一定會(huì)垮臺(tái)。因此，安全性和私密性是所有云計(jì)算提供商優(yōu)先考慮的問題。

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治理：如何監(jiān)視行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)？

在 私有云中，治理由云的所有者負(fù)責(zé)；在公共云中，這一責(zé)任由服務(wù)提供商和服務(wù)使用方分擔(dān)。但是，由于存在跨國(guó)恐怖主義活動(dòng)、拒絕服務(wù)、病毒、蠕蟲等因素 — 這些問題的某些方面超出了私有云所有者或公共云服務(wù)提供商和服務(wù)使用方的控制能力 — 所以需要全球、地區(qū)性和國(guó)家級(jí)的某種更廣泛的協(xié)作。當(dāng)然，對(duì)于公共云，這種協(xié)作不應(yīng)該妨礙或損害云的所有者或使用者的控制能力。

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帶寬需求

如果打算采用云框架，那么必須在您的戰(zhàn)略中評(píng)估帶寬和可能出現(xiàn)的帶寬瓶頸。在 CIO.com 的文章 The Skinny Straw: Cloud Computing's Bottleneck and How to Address It 中，提出了以下觀點(diǎn)：

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在過去，對(duì)于實(shí)現(xiàn)虛擬化的組織，提高虛擬機(jī)密度的主要瓶頸是內(nèi)存容量；現(xiàn)在，新型服務(wù)器提供的內(nèi)存量大多了，內(nèi)存不再是系統(tǒng)瓶頸了。云計(jì)算解決了機(jī)器密度問題，從而消除了這一瓶頸 — 解決機(jī)器密度問題成了云提供商的責(zé)任，云用戶不需要考慮它。

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對(duì)于云計(jì)算，云用戶與云提供商之間的帶寬是瓶頸。

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那 么，帶寬問題當(dāng)前最好的解決方案是什么？在當(dāng)今的市場(chǎng)上，最好的方法是刀片服務(wù)器。刀片服務(wù)器是以物理空間和電力使用量最小化為目標(biāo)優(yōu)化過的服務(wù)器。對(duì)于 云計(jì)算來說，刀片服務(wù)器的主要優(yōu)點(diǎn)之一是提高了帶寬速度。例如，IBM BladeCenter 可以快速高效地處理高性能計(jì)算工作負(fù)載。正如過去必須解決內(nèi)存問題才能夠有效地緩解高虛擬機(jī)密度的瓶頸，現(xiàn)在必須解決云計(jì)算的帶寬瓶頸，所以要考察提供商 的能力，判斷帶寬瓶頸是否是主要的性能問題。

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財(cái)務(wù)影響

IT 運(yùn)營(yíng)成本中的相當(dāng)一部分來自管理和控制方面，所以在云計(jì)算環(huán)境中其中一些任務(wù)的自動(dòng)化會(huì)降低成本。自動(dòng)化可以顯著降低錯(cuò)誤幾率和人工重復(fù)工作的成本。

其他一些因素對(duì)財(cái)務(wù)問題有不利影響，比如維護(hù)物理設(shè)施的成本、電力使用量、冷卻系統(tǒng)以及控制和管理。無論如何，帶寬不是惟一的問題。

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降低風(fēng)險(xiǎn)

考慮下面的風(fēng)險(xiǎn)：

• 數(shù)據(jù)處理不當(dāng)?shù)膰?yán)重影響。
• 有爭(zhēng)議的服務(wù)費(fèi)用。
• 廠商的財(cái)務(wù)或法律問題。
• 廠商的運(yùn)營(yíng)出現(xiàn)問題或關(guān)閉。
• 數(shù)據(jù)恢復(fù)和機(jī)密性問題。
• 一般的安全問題。
• 外部力量發(fā)動(dòng)的系統(tǒng)攻擊。

如果使用云中的系統(tǒng)，在數(shù)據(jù)安全性和連接性方面會(huì)有風(fēng)險(xiǎn)，惡意活動(dòng)也可能會(huì)妨礙計(jì)算過程。但是，如果進(jìn)行縝密的規(guī)劃、謹(jǐn)慎地選擇服務(wù)提供商并細(xì)致地管理風(fēng)險(xiǎn)，大多數(shù)公司可以安全地使用這種技術(shù)。

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結(jié)束語

在這個(gè)革命性的新時(shí)代，云計(jì)算可以向組織提供確保財(cái)務(wù)穩(wěn)定和高質(zhì)量服務(wù)所需的方法。當(dāng)然，如果云計(jì)算要想達(dá)到最佳的安全性和一般運(yùn)營(yíng)標(biāo)準(zhǔn)，就必須有全球協(xié)作。云計(jì)算出現(xiàn)了，我們所有人都必須準(zhǔn)備好應(yīng)對(duì)這次革命。

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參考資料

學(xué)習(xí)

• 閱讀文章 New developerWorks survey shows dominance of cloud computing and mobile application development 提供的信息，了解云計(jì)算在今后幾年內(nèi)會(huì)發(fā)展到什么程度。
• 通過 IBM Smart Business Cloud Computing 獲取提高云性能和效率的寶貴建議。
• 閱讀 2010 年 1 月 23 日在布魯塞爾召開的座談會(huì) The Future of Cloud Computing 的報(bào)告，了解云計(jì)算未來的發(fā)展方向。
• 了解 Cloud4SOA 計(jì)劃，其目標(biāo)是組合三種相互補(bǔ)充的基本計(jì)算模型：云計(jì)算、面向服務(wù)架構(gòu) (SOA) 和輕量語義。
• 尋找 European Network and Information Security Agency 開發(fā)的風(fēng)險(xiǎn)管理信息。
• 閱讀 Cloud Computing - A Primer 以基本了解云計(jì)算。
• 在 developerWorks 云開發(fā)人員資源 中，發(fā)現(xiàn)和共享應(yīng)用程序和服務(wù)開發(fā)人員有關(guān)構(gòu)建云部署項(xiàng)目的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)。

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討論

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來源： http://www.ibm.com/developerworks/cn/cloud/library/cl-cloudintro/

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