浅谈云计算架构

浅谈Google云计算架构

成都信息工程大学信息安全工程学院

方欣方睿廖勇

摘要：本文通过对google云计算架构的介绍，分析数据在云计算中存储，读取，获取等一系列技术，本文将google云计算分为两部分分别为外网与内网，从两个部分讲解google云计算架构，重点分析云计算架构的原理。

关键字：云计算，平台，架构，技术，网络

Introduction to Google cloud computing architecture

Abstract:Based on the introduction to Google cloud computing architectures, analyze the data stored in the cloud computing, to read, access and a series of technology, this article will Google cloud computing is divided into two parts, respectively for the outside network and Intranet, from the two parts on Google cloud computing architectures, focuses on analyzing the principle of cloud computing architectures.

Key words: Cloud computing ,platform, architecture, technology, and networks

1、引言

云计算（Cloud computing）是继20世纪80年代由大型计算机向客户端/服务器（C/S）模式大转变后，信息技术的又一次革命性变化。2006年8月9日，Google首席执行官Eric Schmidt在搜索引擎大会（SES San Jose 2006）上首次提出云计算概念。云计算是网格计算，分布式计算，并行计算、效用技术、网络存储、虚拟化和负载均衡等传统计算机和网络技术发展融合的产物。其目的是通过基于网络的计算方式，将共享的软件/硬件资源和信息进行组织整合，按需提供给计算机和其他系统使用。

而本文就是从google云计算架构的角度来说明，云计算的原理，从云计算概念出发，自下而上的介绍云计算的关键技术，通过将客户到云计算之间的通信过程，本文将云计算分为两个部分，分别为外网和内网，并分析各种的关键技术。

2、云计算概念

2.1 什么是云计算

美国国家标准技术研究院（NIST）将云计算定义为“一种无处不在的、便捷的且按需的对一个共享的可配置的计算资源（如网络、服务器、存储、应用和服务）进行网络访问的模式，它能够通过最少两的管理或服务供应商的互动实现计算资源的迅速供给和释放。”

IBM认为云计算一种计算模式：把IT资源、数据、应用作为服务通过网络提供给用户（IBM）

Google认为云计算以公开的标准和服务为基础，以互联网为中心，提供安全、快速、便捷的数据存储和网络计算服务。

2.2 云计算特征

云计算的定义各有各的理解，但是核心思想是一样的。根据NIST的定义，云计算具有五个关键特征：（1）按需自服务，用户在需要时自动配置计算能力；（2）宽度接入，利用网络支持各种标准接入手段；（3）虚拟化的资源“池”，按照用户需要，将物理和虚拟化资源进行动态分配和管理；（4）弹性架构、服务可以快速弹性地供应；（5）可测量服务。

2.3 云计算服务

云计算具有三种典型的交付模式：（1）软件即服务（SaaS），提供给用户以服务的方式使用应用程序的能力；（2）平台即服务（PaaS），提供给用户在云基础设施之上部署和使用开发的环境的能力；（3）集成设施即服务（IaaS），提供给用户以服务的方式使用处理器、存储、网络以及其它基础性计算资源的能力。

云计算具有四种部署模型：（1）公开云，即为外部客户提供服务的云，服务对象没有特定限制；（2）私有云，即专供内部使用的云平台，不向外提供服务；（3）社区云，即云基础设施由多个组织分享，以支持特定的社区；（4）混合云，云基础设施由两个或多个云组成。

3、Google云计算架构技术

云计算架构从图1，可知，访问服务可以分为两个部分，从客户到云计算的一部分通信和云计算内部处理数据通信的一部分，我将这两部分为了外网和内网。

图1

3.1 外部网络系统

当一个互联网用户输入https://www.360docs.net/doc/268728337.html, 时候，URL请求就会发通过DNS解析服务器获取到对应的IP地址，然后Google的DNS服务器会根据用户原IP地址来判断，这个用户请求来自哪个国家，哪个地区，根据不同用户的IP地址信息，解析到不同的Google的数据中心。

进入第一道防火墙，这次防火墙主要根据不同端口来判断应用，过滤相应的流量。如果仅仅接受浏览器应用的访问，一般只会开放80端口http，和443端口https（通过SSL加密）。将其他的来自互联网的非ip4/ip6h和非80/443端口的请求都放弃，避免遭受互联网上大量的DOS攻击。

3.1.1 外部网络数据传输技术

（1）、在大量的web应用服务器群前，Google使用反向代理（reverse proxy）的技术。反向代理方式是指以代理服务器来接受Internet上的连接请求，然后将请求转发给内部网络上的服务器，并将从服务器上得到的结果返回给Internet上请求连接的客服端，此时代理服务器对外就表现为一个服务器。

（2）、Google使用的是squid cache的软件方式来实现反向代理应用，它是一个流行的自由软件的代理服务器和web缓存服务器，squid 有广泛的用途，作为网页服务器的前置cache 服务器缓存相关请求来提供web服务器的速度。

3.2 内部网络系统

3.2.1 内部网络架构介绍

Google拥有跨国的光纤网络，连接跨地区，跨国家的高速光纤网络，内部网络已经都是ipv6的协议在运行。内部网关协议是基于OSPF进行修改的，在每个服务器机架内部连接每台服务器之间网络是100M以太网，在服务器机架之间连接的网络是1000M以太网。大规模IDＣ（Internet Data Center）部署战略 Google目前是世界上存储信息最多的企业。将这样海量的信息进行存储、进行处理，就需要大量的计算机服务器，Google很早就进行了全球的数据中心的布局，目前运行了38个大型的IDC中心，超过300多个GFSII服务器集群，超过80万台计算机。部署图如图２所示。

图２

在每个服务器机架内，通过IP虚拟服务器（IP Virtual Server）的方式实现传输层负载Linux内核内的平衡，四层LAN交换。Ipvs使一个服务器机架中的众多服务成为基于Linux内核虚拟服务器。就如一堆服务器前安装一个负载均衡的服务器一样。当TCP/UDP的请求过来后，使一群服务器可以使用一个单一的IP地址来对外提供相关的服务支撑。

内部网络架构图，如图3所示：

图3

在Google web应用服务器需要调用Google内部存储信息和资源的时候，通过一个防火墙进入内部的网络，访问GFS系统应用服务和数据库,然后需要的核心技术构成实现云计算服务的基础。（1）分布式文件系统（Google File System)；（2）分布锁（Chubby）；（3）Map-Reduce编程模式；（4）分布式数据库BigTable。

3.2.2内部网络架构技术

3.2.2.1 IPVS负载均衡

IPVS负载均衡的连接是粒度的，在HTTP协议中，每个对象从Web服务器上获取需建立一个TCP连接，同一用户的不同请求会被调度到不同的服务器上，这种细粒度的调度在一定程度上可以避免单个用户访问的突发性引起服务器间的负载不平衡。

（1） IPVS系统的实现

系统实现的基本框架，如图3所示：

图4

其中“VS Schedule & Control Module”是虚拟服务器的主控模块，它挂接在IP报文遍历的LOCAL_IN链和IP_FORWARD链两处，用于截取/改写IP报文；“VS Rules Table”用于存放虚拟服务器的规则，“Connections Hash Table”表是用于记录当前连接的Hash表；“Stale Connection Collector”模块用于回收已经过时的连接；“Statistics Data”表记录IPVS 的统计信息。用户空间的ipvsadm管理程序通过setsockopt()函数将虚拟服务器的规则写入“VS Rules Table”表中，通过/proc文件系统把“VS Rules Table”表中的规则读出。

（2） IPVS的实例

当一个IP报文到达时，若报文的目标地址是本地的IP地址，IP报文会转到LOCAL_IN链上，否则转到IP_FORWARD链上（然后怎么处理？）。IPVS模块主要挂接在LOCAL_IN链和IP_FORWARD链两处。当一个目标地址为Virtual IP Address的报文到达时（说明是这个集群里的地址，应转发报文给相应的服务器），该报文会被挂接在LOCAL_IN链上的IPVS程序捕获，若该报文属于在连接Hash表中一个已建立的连接，则根据连接的信息将该报文发送到目标服务器，否则该报文为SYN时，根据连接调度算法从一组真实服务器中选出一台服务器，根据IP负载调度设置的规则将报文发送给选出的服务器，并在连接Hash表中记录这个连接。挂接在IP_FORWARD链上的IPVS程序是改写VS/NAT中服务器响应报文的地址。

3.2.2.2GFS

（1）GFS来源。一次写入、多次读取的处理模式Google需要支持对文件进行大量的批量数据写入操作，并且是追加方式的，即写入操作结束后文件就几乎不会被修改了，与此同时，随机写入的方式可以支持，但不进行专门的优化。高并发性系统平台需要支持多个客户端同时对某一个文件的追加写入操作，这些客户端可能分步在几百个不同的。节点上，同时需要以最小的开销保证写入操作的原子性。GFS由一个master和大量块服务器构成。

（2）GFS在内部网络中的作用。GFS位于这些技术的最底层，负责许多服务器、机器数据的存储工作。它将一个大体积数据（百兆，千兆级别）分隔成固定大小的数据块放到3个服务器上，这样做的目的是当一个服务器发送故障时，可以将数据迅速从另外一个服务器上恢复过来。两个服务器做备份，主服务器出错，备份服务器可以比配数据，更正主服务器上出错的数据。

（3）GFS详解。GFS上的块服务器上的存储空间以64MB为单位，分成很多的存储块，由主服务器来进行存储内容的调度和分配。每一份数据都是一式三份，将统一的数据分布存储在不同的服务器集群中，以保证数据的安全性和吞吐的效率提高。当需要对于文件、数据进行存储的时候，应用程序之间将需求发给主服务器，主服务器根据所管理的块服务器的情况，将需要存储的内容进行分片，并将可以存储的消息，由应用程序下面的gfs接口对文件和数据直接存储到相应的块存储服务器当中。块存储服务器要定时通过心跳信号的方式告知主服务器，一旦心跳信号出了问题，主服务器会自动将有问题的块存储服务器的相关内容进行复制，保证数据的安全性。而将同一个文件分割成多个小文件存储在服务器上，然后在读取文件的时候，通过一个相同的编号连接起来。GFS图解如5所示。

图5

（3）GFS特点。系统集成了容错以及自动恢复功能，文件以G字节计，包含大量小文件，可以方便地增加Chunk Server，避免大量读操作使master成为系统瓶颈，客户端不直接通过master读取数据，而是从master获取目标数据块的位置信息后，直接和块服务器交互进行读操作。

（4）GFS容错机制。Master容错：Chunk与文件名映射。Chunk副本的位置信息（默认有三个副本），单个master，对于前两种元数据，GFS通过操作日志来提供容错功能。第三种元数据信息保存在各个ChunkServer上，Master故障时，磁盘恢复。 GFS还提供了Master远

程的实时备份,防止Master彻底死机的情况。Chunk Server容错：采用副本方式实现Chunk Server容错，每一个Chunk有多个存储副本（默认为三个），分布存储在不同的Chunk Server 上用户态的GFS不会影响Chunk Server的稳定性，GFS中的每一个文件被划分成多个Chunk，Chunk的默认大小是64MB，Chunk Server存储的是Chunk的副本，副本以文件的形式进行存储，每个Chunk又划分为若干Block（64KB），每个Block对应一个32bit的校验码，保证数据正确（若某个Block错误，则转移至其他Chunk副本）。

3.2.2.3 分布式锁Chubby

（1） Chubby在内部网络的的作用。主要拥有解决分布式一致性问题

在一个分布式系统中，有一组的进程，它们需要确定一个value，于是每个process都踢出来一个value，一致性就是指只有其中的一个value能够被选中作为最后确定的值，并且当一个值被选出来以后，所有的进程都需要被通知到。比如，GFS使用Chubby选取一个GFS主服务器，Bigtable使用Chubby指定一个主服务器并发现、控制与其相关的子表服务器，Chubby还可以作为一个稳定的存储系统存储包括元数据在内的小数据，Google内部还使用Chubby进行名字服务（Name Server）。

（2）Chubby技术实现。Leslie Lamport 最先提出的一种基于消息传递的一致性算法，用于解决分布式系统中的一致性问题，也就是Paxos算法。

3.2.2.4 Map-reduce

（1）Map-reduce定义。Google构造了map-reduce编程框架来支持并行计算，应用程序编写人员只需将精力放在应用程序本身，关于如何通过分布式的集群来支持并行计算，包括可靠性和可扩展性，则交由平台来处理，从而保证了后台复杂的并行执行和任务调度向用户和编程人员透明。Map-reduce是一种处理和产生大规模数据集的编程模型，同时也是一种高效的任务调度模型，它通过map和reduce构成运输基本单元，程序员在map函数中指定对各分块数据的处理过程，在reduce函数中指定如何对分块数据处理的中间结果进行归约，就能完成分布式的并行程序开发。程序员不需要关心如何将输入的数据分块。分配和调度，同时系统还将处理集群内节点失败以及节点间通信的管理等。图解如6所示。

图6

（2）MapReduce在内部网络中的作用。MapReduce（映射-化简），是Google提出的一个软件架构，它是Google开发C++编程工具，用于大于1TB数据的大规模数据集并行计算。实现跨越大量数据结点将任务进行分割，使得某项任务可被同时分拆在多台机器上执行。例如，把一项搜索任务拆成一两百个小的子任务，经并行处理后，将运算结果在后台合并，最后把最终结果返回到客户端。

（3）可靠性与分布。Mapreduce通过把对数据集的大规模操作分发给网络上的每个节点实现可靠性，每个节点会周期性的把完成的工作和状态的更新报告回来。若节点保持沉默超过预设的时间间隔，主节点（master）记录下这个节点状态为死亡，并把分配给这个节点的数据发到别的节点。每个操作使用命名文件的原子操作以确保不会发生并行线程间的冲突；当文件被改名的时候，系统可能会把他们复制到任务名以外的另一个名字上去。

化简操作在并行能力较差，主节点会尽量把化简操作调度在一个节点上，或者需要操作的数据尽可能进的节点上了。

（4）Map-reduce编程实例。

统计文本中单词数目：map函数，将文本中所有出现的单词都按照出现计算1（以key-value 对的形式）发射到mapreduce给出的一个中间临时空间中。reduce函数：把计算累加在一起获得最后结果。实现代码如图7所示。

图7

（5）Mapreduce优点。执行一个map-reduce程序需要5个步骤：输入文件，将文件分配给多个worker并行地执行，写中间文件，多个reduce worker同时运行，输入最终结果。本地写中间文件减少了对网络带宽的压力，同时减少了写中间文件的时间耗费；执行reduce时，根据从master获得的中间文件位置信息，reduce使用远程过程调用，从中间文件所在节点

读取所需的数据。map-reduce模型具有很强的容错性，当worker节点出现错误时，只需要将该worker节点屏蔽在系统外等待修复，并将该worker上执行的程序迁移到其他worker上重新执行，同时将该迁移信息通过master发送给需要改节点处理结果的节点。map-reduce 使用检查点的方式来处理master出差失败的问题，当master出现错误时，可以根据最近的一个检查点重新选择一个节点作为新的master。

3.2.2.4 Bigtable

(1)分布式数据库Bigtable的简介。由于Google的许多应用（如output、RSS阅读器，Search、History等）需要管理大量的格式化以及半格式化数据，上述应用的共同特点是需要支持海量的数据存储，读取后进行大量的分析，数据的读操作频率远大于数据的更新频率等，为此Google开发了弱一致性要求的大规模数据库系统-bigtable。bigtable针对数据读操作进行了优化，采用基于列存储的分布式数据管理模式以提高数据读取效率，bigtable的基本元素是行、列、记录板和时间戳。

（2）Bigtable在内部网络系统的作用。Bigtable，作为Google一种对于半结构化数据进行分布存储和访问的接口或服务，它是建立在GFS和Mapreduce之上的结构化分布式存储系统，可以帮助Google最大限度利用已有的数据存储能力和计算能力，在提供服务时降低运行成本。

（3）Bigtable数据模型。行列以及每个存储单位都有一个时间戳，在不同的时间对同一个存储单位有多份拷贝，这样就可以记录数据的变动情况，不同单元格的版本都有存储在时间戳顺序递减，因此，最近的版本可以首先阅读。按行来划分，将多行组成一个小表，存放到服务器节点，图解如图8所示。

图8

而存储网页如图9所示：

图9

这一“行”的名字是网页的反向URL—https://www.360docs.net/doc/268728337.html,n.www,名为“contents”：的这一“列”存储网页内容，带有名为“anchor”的列存储所有引用该网页的锚文本。CNN的首页被https://www.360docs.net/doc/268728337.html, 与my.look.ca这两个网站的首页引用，所以该行就包含了这两列：“anchor：https://www.360docs.net/doc/268728337.html,”和“anchor：my.look.ca”。这两列下的单元都只有一个版本，而“contents”:这列下的单元有三个版本，分别是时间戳tn、ts和tg，分别对应着网页变动的情况。

4、展望

虽然，云计算平台的各项技术相应出现，但是处于试用与研发阶段。主要存在一些技术还处于研究阶段，比如（1）存在存储的安全问题。（2）在断网的情况下怎么获取数据。（3）怎么说服普通用户（不懂IT的人）保存数据到云服务器上。（4）法律怎么约束云服务器提供商保护用户的隐私安全。

突破这些技术，相信在未来的不久，我们就能安全的用上云计算服务。

5、小结

通过云平台与传统平台之间的比较，如图10所示：

图10

云平台与传统的平台，都可以看成是一个操作系统，而云平台非常大的操作系统，可以实现并行处理，加快了N倍的处理速度，然后存储更方便，服务上可以随着用户的需求的变化而变化，而不需要向传统PC或者服务器一样，需要更快的速度或存储空间就需要重新购买，用户每过一段时间就需要重新购买新的机子，造成了资源浪费，但是目前云平台最大的问题就是安全问题，用户还不能信任云平台提供的服务。

综上所述，虽然云计算存在一些还没法突破的技术，但是云计算是一种新型的计算模式，它的出现将突破现有传统网络的限制，合理利用资源，花费更小的代价获取更多的服务。通过对现在的云计算并不断完善地解决所有的问题，在不久的将来，一定会有越来越多的云计算系统投入实用，进而推动其他学科技术的发展。

6、参考文献

[1]Sanjay Ghemawat,Howard Gobioff,Shun-Tak Leung.The google file system,https://www.360docs.net/doc/268728337.html,/papers/gfs-sosp2003.pdf

[2]陈康，郑纬民。云计算：系统实例与研究现状

[3]孙建，驾晓箐.Google云计算平台的技术架构及其成本的影响研究.电信科学，2010（5）

[4]陈全，邓倩妮.云计算及其关键技术.计算机应用，2009（9）

[5]冯登国，张敏，张研等.云计算安全研究[J].软件学报，2011.22（01）：71-83

[6]王鹏.云计算的关键技术与应用实例[M].北京：人民邮电出版社,2010

[7]刘鹏.云计算[M].北京：电子工业出版社，2010

[8]Chang F，Dean J,GHEMAWATS.etal.BigTable:A distributed strorage system for structured data[J].ACM Transaction on Computer

Systems,2008,26(2):1-26

[9]NIST.https://www.360docs.net/doc/268728337.html,/groups/SNS/Clound-computing/index.html

[10]杨文志.云计算技术指南-应用、平台与架构[M].北京：化学工业出版社，2010

云计算基础考题

一、选择题30‘ 云计算 Software as a Service Platform-as-a-Service Platform-as-a-Service 云计算的特点:○1通用○2高扩展○3按需服务○4极其廉价云计算的三大核心技术 GFS中的每一个文件被划分成多个Chunk，Chunk的默认大小是64MB，每个Chunk 又划分为若干Block（64KB），每个Block对应一个32bit的校验码，保证数据正确（若某个Block错误，则转移至其他Chunk副本）二、名词解释15’

1.企业信息化：企业信息化是指企业利用现代信息技术，通过对信息资源的深化开发和广泛利用，不断提高企业生产、经营、管理、决策的效率和水平，进而提高企业经济效益和企业市场竞争力的过程。 2.云计算:是一种商业计算模型。它将计算任务分布在大量计算机构成的资源池上，使各种应用系统能够按需获取计算力、存储空间和信息服务。 :Apache开源组织的一个分布式计算框架，可以在大量廉价的硬件设备组成的集群上运行应用程序，为应用程序提供了一组稳定可靠的接口，旨在构建一个具有高可靠性和良好扩展性的分布式系统 4.企业信息系统 PS:管理信息系统是一个以人为主导，利用计算机硬件、软件、网络通讯设备以及其它办公设备，进行信息收集、传输、加工、存储、更新和维护，以提高企业竞争力、提高效益和效率为目的，支持企业高层决策、中层控制、基层运作的集成化的人机系统。 4、决策支持信息系统 DSS是一种以计算机为工具，应用决策科学及有关学科的理论与方法，以人机交互方式辅助决策者解决半结构化和非结构化决策问题的信息系统。 5.客户关系管理:通过信息技术使企业在营销、销售和服务业务范围内实现以客户为中心的管理理念的软件系统，其中涉及销售、市场营销、客户服务以及支持应用等软件三、简答题30‘ 的三大关键技术，了解GFS的构成以及作用，实现机制。三大关键技术：mapreduce,hbase,hdfs. ○1实现机制：客户端首先访问Master节点，获取交互的Chunk Server信息，然后访问这些

谷歌云计算架构详解

从整体来看，Google的云计算平台包括了如下的技术层次。 ●网络系统：包括外部网络(Exterior Network) ，这个外部网络并不是指运营商自己的骨干网，也是指在Google 云计算服务器中心以外，由Google 自己搭建的由于不同地区/国家，不同应用之间的负载平衡的数据交换网络。内部网络（Interior Network），连接各个Google自建的数据中心之间的网络系统。 ●硬件系统：从层次上来看，包括单个服务器、整合了多服务器机架和存放、连接各个服务器机架的数据中心（IDC）。 ●软件系统：包括每个服务器上面的安装的单机的操作系统经过修改过的Redhat Linux。Google 云计算底层软件系统（文件系统GFS、并行计算处理算法Mapreduce、并行数据库Bigtable，并行锁服务Chubby Lock，云计算消息队列GWQ） ●Google 内部使用的软件开发工具Python、Java、C++ 等 ●Google 自己开发的应用软件Google Search 、Google Email 、Google Earth 外部网络系统介绍当一个互联网用户输入的时候，这个URL请求就会发到Google DNS 解析服务器当中去，Google 的DNS 服务器会根据用户自身的IP 地址来判断，这个用户请求是来自哪个国家、哪个地区。根据不同用户的IP地址信息，解析到不同的Google的数据中心。进入第一道防火墙，这次防火墙主要是根据不同端口来判断应用，过滤相应的流量。如果仅仅接受浏览器应用的访问，一般只会开放80 端口http，和443 端口https （通过SSL加密）。将其他的来自互联网上的非Ipv4 /V6 非80/443 端口的请求都放弃，避免遭受互联网上大量的DOS 攻击。在大量的web 应用服务器群（Web Server Farm）前，Google使用反向代理（Reverse Proxy）的技术。反向代理（Reverse Proxy）方式是指以代理服务器来接受internet 上的连接请求，然后将请求转发给内部网络上的服务器，并将从服务器上得到的结果返回给Internet 上请求连接的客户端，此时代理服务器对外就表现为一个服务器。

云计算平台设计参考架构

云计算平台设计参考架构在私有云当中，主要包含以下几个组件：物理基础架构、虚拟化层、服务自动化层、服务门户、安全体系、云API和可集成的其它功能。（如图私有云参考架构）图3.4 私有云参考架构 a) 物理基础架构物理架构的定义是组成私有云的各种计算资源，包括存储、计算服务器、网络，无论是云还是传统的数据中心，都必须基于一定的物理架构才能运行。

在私有云参考架构中的物理基础架构其表现形式应当是以资源池模式出现，也就是说，所有的物理基础架构应当是统一被管，且任一设备可以看成是无状态，或者说并不与其它的资源，或者是上层应用存在紧耦合关系，可以被私有云根据最终用户的需求，和预先定制好的策略，对其进行改变。 b) 虚拟化层虚拟化是实现私有云的前提条件，通过虚拟化的方式，可以让计算资源运行超过以前更多的负载，提升资源利用率。虚拟化让应用和物理设备之间采用松耦合部署，物理资源状态的变更不影响到虚拟化的逻辑计算资源。且可以根据物力基础资源变化而动态调整，提升整体的灵活性。 c) 服务自动化层服务自动化层实现了对计算资源操作的自动化处理。它可以集中的监控目前整体计算资源的状态，比如性能、可用性、故障、事件汇总等等，并通过预先定义的自动化工作流进行

相关的处理。服务自动化层是计算资源与云计算服务门户相关联的重要部件，服务自动化层拥有自动化配置和部署功能，可以进行服务模板的制定，并将服务内容和选择方式在云计算服务门户上注册，用户可以通过服务门户上的服务目录来选择相应的计算资源请求，由服务自动化层实现服务交付。 d) 云API 云应用开发接口提供了一组方法，让云服务门户和不同的服务自动化层进行联系，通过云API，可以在一个私有云当中接入多个不同地方的计算资源池，包括不同架构的计算资源，并通过各自的服务自动化体系去进行服务交互。 e) 云服务门户云服务门户是用户使用私有云计算资源的接口，云服务门户上提供了所有可用服务的目录，并提供了完善的服务申请流程，用户可以执行申请、变更、退回等计算资源使用服务。

云计算基础作业

不定项选择题 1.云计算的产生是哪些因素共同促进的结果？ A.需求推动 B.技术进步 C.商业模式转变 D.行业变革 2.IT基础架构经历了下面哪几个时代： A.分布式计算 B.大型机时代 C.PC时代 D.云计算时代 3.云计算的演进经历了哪几个阶段： A.并行计算 B.分布式计算 C.网格计算 D.云计算 4.云计算的关键特征有哪些： A.按需自助服务 B.与位置无关的资源池 C.按使用付费 D.快速弹性 5.某用户从云服务提供商租用虚拟机进行日常使用，外出旅游时把虚拟机归还给云服务提供商，这体现了云计算的哪个关键特征： A.按需自助服务 B.与位置无关的资源池 C.按使用付费 D.快速弹性 6.从商业视角来看，云计算与下面哪种事物比较相像？ A.加油站 B.自来水管 C.信息电厂 D.水库 7.云计算的部署模式有哪些？ A.公有云 B.私有云 C.政务云

8.某公司自己搭建了桌面云环境供员工办公使用，属于哪种云计算部署模式？ A.公有云 B.私有云 C.政务云 D.混合云 9.电子商务网站平台，平时业务流量比较均衡，数据处理在其公司自身构建的云环境上；当节假日来临，流量增大，从云服务提供商租用资源进行处理。该电商属于哪种云计算部署模式？ A.公有云 B.私有云 C.政务云 D.混合云 10.某公司搭建云计算服务平台，提供虚拟机资源供有需要的用户购买使用，此公司属于哪种云计算部署模式？： A.公有云 B.私有云 C.政务云 D.混合云 11.云计算的商业模式有哪些？ A.IaaS B.PaaS C.SaaS D.DaaS 12.某公司提供多种资源给客户使用，下面哪些形式属于IaaS？ A.网络存储服务 B.应用系统 C.开发平台 D.裸虚拟化 13.某公司构建IT系统时，使用虚拟化平台把服务器抽象组合为多个虚拟服务器使用，提高资源利用率，降低企业投资成本。该公司的云计算使用属于哪种流派： A.大分小 B.小聚大 C.一虚多 D.多合一 14.下面哪些技术属于云计算技术体系： A.虚拟化技术

Google 云计算技术架构

Google 云计算技术架构: Google 云计算技术架构应用均依赖于四个基本组件1.分布式文件存储(GFS),2,并行数据处理模型(MapReduce).3分布式锁(Chubby).4,结构化数据表(BigTable). Chubby的作用:1.为GFS提供锁服务,选择Master节点:记录Master的相关描述信息;2:通过独占锁记录Chunk Server 的活跃情况;3:为BigTable提供锁服务,记录子表信息(如子表文件信息,子表分类信息,子表服务信息);4:记录MapReduce的任务信息;5:为第三方提供锁服务与文件存储. GFS的作用:1.存储Bigtable的子表文件,2:为第三方应用提供大尺寸文件存储功能;3:文件读操作流程(API与Mater 通信,获取文件元信息,根据指定的读取位置与读取长度,API发动兵发起操作,分别从若干ChunkServer上读取数据,API组装所得数据,返回结果. BigT able的作用:1.为Google云计算应用(或第三方应用)提供数据结构化存储功能;2:类似于数据库;3:为应用提供简单数据查询功能(不支持联合查询);4:为MapReduce提供数据源或者数据结果存储. BigT able的存储于服务请求的响应:1.换分为子表存储,每一个子表对应一个子表文件,子表文件存储于GFS 上;2:bigTable通过元数据组织子集;3:每个子集都被分配给一个子表服务器;4:一个子表服务器可同时分配多个子表;4:子表服务器负责对外提供服务,响应查询请求. MapReduce的作用:对BigTable中的数据进行并行计算处理;2使用BigTable或者GFS存储计算结果 Google Analytics:免费的企业级网络分析解决方案;2:帮助企业了解网站流量和营销效果;3:能以灵活的反噬(各类报表)查看并分析流量数据 Google网站流量分析的基本功能:统计网站的基本数据,包括会话,综合浏览量,点击量和字节流量;2:分析网站页面关注度,帮助企业调整或者增删页面;3:分析用户浏览路径,优化页面布局;4:分析用户访问来源连接,提供广告投资回报;5:分析用户访问环境,帮助美化页面 EC2:Eastic Compute Cloud)简言之,EC2就是一部具有无限采集能力的虚拟计算机,用户能够用来执行一些处理任务EC2的主要特征:1:灵活性,可以自行配置的实例类型,数量,还可以选择实例运行的地理位置,可以根据影虎的需求随时改变实例的使用数量;2:低成本:SSH,可配置的防火墙机制,监控等;3:易用性:用户可以根据亚马逊提供的模块自由构建自己的应用程序,同时EC2还会对用户的服务请求自动进行负载均衡;3:容错性,弹性IP 简单队列服务SQS:目标:解决低耦合系统间的通信问题,支持分布式计算机系统之间的工作流, 简单队列服务SQS:特点:简单,无处不在简单队列服务SQS:的机制:冗余存储,给予加权随机分布的消息取样,并发管理和故障排除,消息的可见性超时值与生命周期 SDB与S3的区别:S3是专为大型,费结构化的数据块设计的;SimpleDB是为复杂的,结构化数据建立的,支持数据的查找,删除,插入等操作

云计算架构的设计原则

关于“架构”概念的介绍，包括： ?“事物的组织、结构或格局。” -- 《现代汉语大词典》?“建筑的科学或艺术。”-- 《牛津辞典》 ?“①建造，构筑；②框架，支架。-- 《新华词典》

1.公有云进入快车道，逐渐成为主流：Gartner 数据显示，2016 年全球IaaS 投入增长为38.4%，达到了224 亿美元，并预计到2020 年，全球IaaS 投入将增至560.5 亿美元，复合年增长率将达到29%。

2.企业自建数据中心不断减少：Gartner 预测未来企业数据中心将会不断消失，逐渐会向公有云上迁移。 3.公有云和企业IT 会长期并存，形成混合云形态：根据Gartner 预测，在2017 年全球公有云服务市场规模预计增长18%，相比2016 年的2092 亿美元，总数将达2468 亿美元。但相比全球总的IT 开销来看，全球3.8 万亿美元的IT 总开销相比，还只是刚刚起步。长期开看，企业自有IT 和公有云会长期并存，形成混合云形态。原则二：混合云成为必然企业架构师需要具备双模IT 的思想，双模IT 的实现基础是混合云架构。根据IDC 的预测，未来3 年内将会有超过80% 的企业会采纳混合云模式部署，大幅推动组织变革和业务创新。混合云成为企业必然的选择： 1.私有云部分负责承担关键业务、敏感数据、合规性要求、交易型平台。

2.公有云部分负责承担交互类应用、创新类业务、数字化业务服务等 3.私有云和公有云之间可以进行平滑的负载迁移，在私有云高负载的情况下，部分业务可以平滑迁移到公有云部署；公有云业务随着企业管控要求，可以随时回归到私有云环境中；公有云和私有云可以进行混合型业务部署，私有云承担关键业务交易，公有云承担读写分离式的查询业务（类似于12306）。

云计算基础知识归纳

由于云计算分为IaaS、PaaS和SaaS三种类型，不同的厂家又提供了不同的解决方案，目前还没有一个统一的技术体系结构，对读者了解云计算的原理构成了障碍。为此，本文综合不同厂家的方案，构造了一个供商榷的云计算体系结构。这个体系结构如图3所示，它概括了不同解决方案的主要特征，每一种方案或许只实现了其中部分功能，或许也还有部分相对次要功能尚未概括进来。图3 云计算技术体系结构云计算技术体系结构分为4层：物理资源层、资源池层、管理中间件层和SOA构建层，如图3所示。物理资源层包括计算机、存储器、网络设施、数据库和软件等；资源池层是将大量相同类型的资源构成同构或接近同构的资源池，如计算资源池、数据资源池等。构建资源池更多是物理资源的集成和管理工作，例如研究在一个标准集装箱的空间如何装下2000个服务器、解决散热和故障节点替换的问题并降低能耗；管理中间件负责对云计算的资源进行管理，并对众多应用任务进行调度，使资源能够高效、安全地为应用提供服务；SOA构建层将云计算能力封装成标准的Web Services服务，并纳入到SOA体系进行管理和使用，包括服务注册、查找、访问和构建服务工作流等。管理中间件和资源池层是云计算技术的最关键部分，SOA构建层的功能更多依靠外部设施提供。云计算的管理中间件负责资源管理、任务管理、用户管理和安全管理等工作。资源管理负责均衡地使用云资源节点，检测节点的故障并试图恢复或屏蔽之，并对资源的使用情况进行监视统计；任务管理负责执行用户或应用提交的任务，包括完成用户任务映象(Image)的部署和管理、任务调度、任务执行、任务生命期管理等等；用户管理是实现云计算商业模式的一个必不可少的环节，包括提供用户交互接口、管理和识别用户身份、创建用户程序的执行环境、对用户的使用进行计费等；安全管理保障云计算设施的整体安全，包括身份认证、访问授权、综合防护和安全审计等。基于上述体系结构，本文以IaaS云计算为例，简述云计算的实现机制，如图4所示。用户交互接口向应用以Web Services方式提供访问接口，获取用户需求。服务目录是用户可以访问的服务清单。系统管理模块负责管理和分配所有可用的资源，其核心是负载均衡。配

云计算基础架构平台构建与应用-2019课程标准

《云计算基础架构平台构建与应用》 2019课程标准

目录一、课程定位与内容概括 (1) 二、课程目标 (1) （一）总体目标 (1) （二）分类目标 (2) 三、课程内容与要求 (3) （一）教学软件的版本要求： (4) （二）教学设计与评价 (4) （三）课程模块与要求 (5) 四、课程实施的建议 (6) 五、推荐教材和教学资源 (8) （一）推荐教材 (8) （二）课程资源的开发与利用 (8) 六、课程标准说明 (9)

《云计算基础架构平台构建与应用》课程标准一、课程定位与内容概括建议学时：56课时(两周实训课) 适用专业: 云计算技术与应用，云计算技术，以及计算机专业群中其他专业。本课程是云计算技术与应用专业，云计算技术专业的岗位能力课程,专业核心课程。课程也可根据实际需要用于计算机专业群中其他相关专业的人才培养计划中。课程以云计算Openstack技术为主要内容，详细讲解与介绍了Openstack技术的基本原理和实战操作；同时课程中的内容为云计算/云计算运维工程师，以及云计算/大数据开发工程师在生产环境中工作所必备的最重要最常用的基础内容；课程内容按模块划分，不同模块中理论与操作实践相结合，形成了基于云计算技术的知识技能的体系结构。本课程建议大二开设，开设本课程前，学生应该具备一定的Linux操作系统基础（基于centos7.2以上版本），以及一定的网络基础知识。本课程中内容可以直接为学生进一步学习后续课程（例如：Docker 容器虚拟化技术，云计算产品开发，以及云计算产品部署等）以及今后学生的就业打下坚实的基础。课程内容也可以更具院校课时要求或教学要求横向纵向扩展。二、课程目标（一）总体目标通过本课程的学习，学生能够了解Openstack技术的相关知识，包括云计算技术概况，云计算技术的分类，Openstack项目的概况，Openstack搭建的相关内容，如何通过Openstack命令进行基本的运维管理，Keystone对平台的权限管理，Glance镜像服务构建虚拟系统，Nova计算服务管理云主机生命周期，Neutron网络服务实现网络通信，Cinder块存储服务通过多种后端驱动提供数据磁盘，Swift提供对象存储，Horizon图形化方式调用API资源等等。掌握上述的内容，可以让学生具备云计算运维工程师，开发工程师，以及云计算工程师等岗位的基本技能要求。让学生在生产环境中能够应用本课程所学内容解决实际项目中所遇到的问题。老师通过本课程的授课，还可以更进一步引导优秀的学生自主，深入，扩展的学习本课程所涉及的内容，为云计算/云计算产业培养优质人才。（二）分类目标 1.知识目标：（1）能够了解Openstack的发展与历史；（2）能够说出Openstack的较新版本；

云计算的总体架构

云计算的总体架构、应用及模式探讨 1.引言：云计算，是一种可用于商业化运作的技术架构。云计算是新一代的IT （计算机技术）模式，是IT发展历程的回归，自乔布斯创新PC（个人电脑）分散应用以来的IT领域第一次大集中应用。云计算的诞生，仍然得遵循经济规律，利用技术上的创新实现需求的增长和运营成本的降低。面对大量资源利用率不足的计算机，通过云的形式，利用富裕的已存在性能资源，使其虚拟成池以提供服务满足社会各方面的信息软件化需求，这是目前IT业大举进攻的目标市场。云计算是技术，有自身的技术架构，通过对云计算架构中功能模块的解析和架构应用实例的列举，阐述了云计算实现的基本模型，并对云计算的商业模式进行了分类展望。 2.云架构：云计算经过初期的摸索，架构渐渐清晰，主流是分为两部分：服务和管理。云架构的总体结构框如图1：图1 云架构系统框图服务分三层：SaaS（软件即服务）、PaaS（平台即服务）和IaaS（基础设施即服务）。 SaaS是出现最早，最普遍的云计算服务。随着互联网的高速发展，基础网络条件的日益成熟，用户通过浏览器联网即能用云上的软件服务。SaaS最靠近用户，只需按需付费就能享受云计算服务商提供的软件服务，用户因此省去了前期软硬件和后期维护的资金投入，这种高体验性服务，促成了SaaS产品在云计算产品中的高市场份额。SaaS包含以下常见技术：（1）、HTML（超文本标记语言）。Web（网站）页面标准技术，现主流是HTML4，逐步会过渡至HTML5，视频的高品质需求体验是其推动力。（2）、JavaScript（物件导向语言）。用于丰富Web页面功能的动态描述语言，提高人机交互时的动画体验。（3）、CSS(级联样式表)。控制Web页面的外观，例如链接文字的变化，

浅谈云计算架构

浅谈Google云计算架构成都信息工程大学信息安全工程学院方欣方睿廖勇摘要：本文通过对google云计算架构的介绍，分析数据在云计算中存储，读取，获取等一系列技术，本文将google云计算分为两部分分别为外网与内网，从两个部分讲解google云计算架构，重点分析云计算架构的原理。关键字：云计算，平台，架构，技术，网络 Introduction to Google cloud computing architecture Abstract:Based on the introduction to Google cloud computing architectures, analyze the data stored in the cloud computing, to read, access and a series of technology, this article will Google cloud computing is divided into two parts, respectively for the outside network and Intranet, from the two parts on Google cloud computing architectures, focuses on analyzing the principle of cloud computing architectures. Key words: Cloud computing ,platform, architecture, technology, and networks 1、引言

融合的云计算基础架构

云计算不仅是技术，更是服务模式的创新。云计算之所以能够为用户带来更高的效率、灵活性和可扩展性，是基于对整个IT领域的变革，其技术和应用涉及硬件系统、软件系统、应用系统、运维管理、服务模式等各个方面。 IaaS(基础架构即服务)作为云计算的三大部分之一，将基础架构进行云化，从而更好的为应用系统的上线、部署和运维提供支撑，提升效率，降低TCO。同时，由于IaaS包含各种类型的硬件和软件系统，因此在向云迁移过程中也面临前所未有的复杂性和挑战。那么，云基础架构包含哪些组件?主要面临哪些问题?有哪些主要的解决方法呢? 一、云基础架构如图1所示，传统的IT部署架构是“烟囱式”的，或者叫做“专机专用”系统。图1传统IT“烟囱”模式部署架构在这种架构中，新的应用系统上线的时候需要分析该应用系统的资源需求，确定基础架构所需的计算、存储、网络等设备规格和数量，这种部署模式主要存在的问题有以下两点： l硬件高配低用。考虑到应用系统未来3～5年的业务发展，以及业务突发的需求，为满足应用系统的性能、容量承载需求，往往在选择计算、存储和网络等硬件设备的配置时会留有一定比例的余量。但硬件资源上线后，应用系统在一定时间内的负载并不会太高，使得较高配置的硬件设备利用率不高。 l整合困难。用户在实际使用中也注意到了资源利用率不高的情形，当需要上线新的应用系统时，会优先考虑部署在既有的基础架构上。但因为不同的应用系统所需的运行环境、对资源的抢占会有很大的差异，更重要的是考虑到可靠性、

稳定性、运维管理问题，将新、旧应用系统整合在一套基础架构上的难度非常大，更多的用户往往选择新增与应用系统配套的计算、存储和网络等硬件设备。这种部署模式，造成了每套硬件与所承载应用系统的“专机专用”，多套硬件和应用系统构成了“烟囱式”部署架构，使得整体资源利用率不高，占用过多的机房空间和能源，随着应用系统的增多，IT资源的效率、扩展性、可管理性都面临很大的挑战。云基础架构的引入有效解决了传统基础架构的问题(如图2所示)。图2云计算融合模式部署架构云基础架构在传统基础架构计算、存储、网络硬件层的基础上，增加了虚拟化层、云层：虚拟化层：大多数云基础架构都广泛采用虚拟化技术，包括计算虚拟化、存储虚拟化、网络虚拟化等。通过虚拟化层，屏蔽了硬件层自身的差异和复杂度，向上呈现为标准化、可灵活扩展和收缩、弹性的虚拟化资源池; 云层：对资源池进行调配、组合，根据应用系统的需要自动生成、扩展所需的硬件资源，将更多的应用系统通过流程化、自动化部署和管理，提升IT效率。相对于传统基础架构，云基础架构通过虚拟化整合与自动化，应用系统共享基础架构资源池，实现高利用率、高可用性、低成本、低能耗，并且通过云平台层的自动化管理，实现快速部署、易于扩展、智能管理，帮助用户构建IaaS(基础架构即服务)云业务模式。

最全的云计算平台设计方案

1.云计算参考架构在私有云当中，主要包含以下几个组件：物理基础架构、虚拟化层、服务自动化层、服务门户、安全体系、云API和可集成的其它功能。（如图私有云参考架构）图3.4 私有云参考架构 a) 物理基础架构物理架构的定义是组成私有云的各种计算资源，包括存储、计算服务器、网络，无论是云还是传统的数据中心，都必须基于一定的物理架构才能运行。在私有云参考架构中的物理基础架构其表现形式应当是以资源池模式出现，也就是说，所有的物理基础架构应当是统一被管，且任一设备可以看成是无状态，或者说并不与其它的资源，或者是上层应用存在紧耦合关系，可以被私有云根据最终用户的需求，和预先定制好的策略，对其进行改变。 b) 虚拟化层虚拟化是实现私有云的前提条件，通过虚拟化的方式，可以让计算资源运行超过以前更

多的负载，提升资源利用率。虚拟化让应用和物理设备之间采用松耦合部署，物理资源状态的变更不影响到虚拟化的逻辑计算资源。且可以根据物力基础资源变化而动态调整，提升整体的灵活性。 c) 服务自动化层服务自动化层实现了对计算资源操作的自动化处理。它可以集中的监控目前整体计算资源的状态，比如性能、可用性、故障、事件汇总等等，并通过预先定义的自动化工作流进行相关的处理。服务自动化层是计算资源与云计算服务门户相关联的重要部件，服务自动化层拥有自动化配置和部署功能，可以进行服务模板的制定，并将服务内容和选择方式在云计算服务门户上注册，用户可以通过服务门户上的服务目录来选择相应的计算资源请求，由服务自动化层实现服务交付。 d) 云API 云应用开发接口提供了一组方法，让云服务门户和不同的服务自动化层进行联系，通过云API，可以在一个私有云当中接入多个不同地方的计算资源池，包括不同架构的计算资源，并通过各自的服务自动化体系去进行服务交互。 e) 云服务门户云服务门户是用户使用私有云计算资源的接口，云服务门户上提供了所有可用服务的目录，并提供了完善的服务申请流程，用户可以执行申请、变更、退回等计算资源使用服务。云服务门户收到最终用户的请求时，将根据预先定义好的策略对该请求进行立刻供应、预留或者排队。不同的用户通过同一个云服务门户当中，将会看到只属于自己的应用、计算资源和服务目录，这是云计算当中的多租户技术，用户使用的资源在后台集中，但是在前端是完全的逻

云计算体系结构

云计算体系结构云计算基本原理云计算是对分布式处理（Distributed Computing）、并行处理（Parallel Computing）和网格计算（Grid Computing）及分布式数据库的改进处理，其前身是利用并行计算解决大型问题的网格计算和将计算资源作为可计量的服务提供的公用计算，在互联网宽带技术和虚拟化技术高速发展后萌生出云计算。许多云计算公司和研究人员对云计算采用各种方式进行描述和定义，基于云计算的发展和我们对云计算的理解，概括性给出云计算的基本原理为：利用非本地或远程服务器（集群）的分布式计算机为互联网用户提供服务（计算、存储、软硬件等服务）。这使得用户可以将资源切换到需要的应用上，根据需求访问计算机和存储系统。云计算可以把普通的服务器或者PC 连接起来以获得超级计算机计算机的计算和存储等功能，但是成本更低。云计算真正实现了按需计算，从而有效地提高了对软硬件资源的利用效率。云计算的出现使高性并行计算不再是科学家和专业人士的专利，普通的用户也能通过云计算享受高性能并行计算所带来的便利，使人人都有机会使用并行机，从而大大提高了工作效率和计算资源的利用率。云计算模式中用户不需要了解服务器在哪里，不用关心内部如何运作，通过高速互联网就可以透明地使用各种资源。云计算体系结构

云计算是全新的基于互联网的超级计算理念和模式，实现云计算需要多种技术结合，并且需要用软件实现将硬件资源进行虚拟化管理和调度，形成一个巨大的虚拟化资源池，把存储于个人电脑、移动设备和其他设备上的大量信息和处理器资源集中在一起，协同工作。按照最大众化、最通俗理解云计算就是把计算资源都放到互联网上，互联网即是云计算时代的云。计算资源则包括了计算机硬件资源（如计算机设备、存储设备、服务器集群、硬件服务等）和软件资源（如应用软件、集成开发环境、软件服务）。云计算体系结构云计算平台是一个强大的“云”网络，连接了大量并发的网络计算和服务，可利用虚拟化技术扩展每一个服务器的能力，将各自的资源通过云计算平台结合起来，提供超级计算和存储能力。通用的云计算体系结构如下图所示：云计算体系结构云用户端：提供云用户请求服务的交互界面，也是用户使用云的入口，用户通过Web浏览器可以注册、登录及定制服务、配置和管理用户。打开应用实例与本地操作桌面系统一样。服务目录：云用户在取得相应权限（付费或其他限制）后可以选择或定制的服务列表，也可以对已有服务进行退订的操作，在云用户端界面生成相应的图标或列表的形式展示相关的服务。云计算体系结构管理系统和部署工具：提供管理和服务，能管理云用户，能对用户授权、认证、登录进行管理，并可以管理可用计算资源和服务，接收用户发送的请求，根据用户请求并转发到相应的相应程序，调度资源智能地部署资源和应用，动态地部署、配置和回收资源。监控：监控和计量云系统资源的使用情况，以便做出迅速反应，完成节点同步配置、负载均衡配置和资源监控，确保资源能顺利分配给合适的用户。服务器集群：虚拟的或物理的服务器，由管理系统管理，负责高并发量的用户请求处理、大运算量计算处理、用户Web应用服务，云数据存储时采用

《云计算基础设施和体系架构指南》

云计算架构介绍
白皮书第 1 版，2009 年 6 月
摘要
云计算可望提高应用程序部署速度、促进创新和降低成本，同时还增强经营敏捷性。Sun 抱持一种全面的云计算观点，因而可以支持各个层面，其中包括服务器、存储、网络和虚拟化技术，这些技术将云计算环境扩展到虚拟设备中运行的软件，而这些虚拟设备可用来在极少时间内成功汇编应用程序。本白皮书探讨云计算如何变革我们的设计、构建和提供应用程序的方式，以及企业在采纳并应用云计算技术时必须考虑的架构问题。

本页故意留空。

Sun 公司
目录
引言............................................................... 1 Sun 公司观点. ....................................................... 1 云计算的性质....................................................... 2 扩大已形成的趋势................................................... 2 将虚拟机作为标准部署对象......................................... 2 按需、自助、以使用情况付费的模式................................. 2 通过网络提供服务................................................. 5 开放源软件的作用................................................. 5 云计算基础设施模式................................................. 6 公用云、专用云和混合云........................................... 6 云计算的架构层................................................... 9 云应用程序设计接口.............................................. 11 云计算效益........................................................ 11 缩短运行时间和响应时间.......................................... 11 最大限度地减轻基础设施风险...................................... 12 降低入市成本.................................................... 12 加快创新步伐.................................................... 12 实现 IaaS 必须考虑的架构问题. ....................................... 13 不断发展的应用程序架构............................................ 变革架构的途径.................................................. 变革应用程序设计................................................ 目标仍然相同...................................................... 一致而稳定的抽象层................................................ 标准有助于解决复杂问题.......................................... 松散耦合、无状态、原地失败 (Fail-in-Place) 计算. ........................ 水平扩展.......................................................... 并行化............................................................ 分割并征服...................................................... 数据物理.......................................................... 数据与处理之间的关系............................................ 编程策略........................................................ 合规与数据物理.................................................. 安全性与数据物理................................................ 网络安全做法...................................................... 13 13 13 14 16 16 18 18 19 20 21 21 21 22 22 23
Sun 公司与云计算. .................................................. 24 来自 Sun 社区的创新................................................ 社区与开放式标准.................................................. 选择的重要性...................................................... 选择云计算提供商.................................................. 感谢.............................................................. 24 25 25 25 26

云计算基础考题

云计算基础考题Prepared on 21 November 2021

一、选择题30‘ 云计算 Software as a Service Platform-as-a-Service Platform-as-a-Service 云计算的特点:○1通用○2高扩展○3按需服务○4极其廉价云计算的三大核心技术 GFS中的每一个文件被划分成多个Chunk，Chunk的默认大小是64MB，每个Chunk又划分为若干Block（64KB），每个Block对应一个32bit的校验码，保证数据正确（若某个Block错误，则转移至其他Chunk副本）二、名词解释15’

云计算体系架构与关键技术

云计算：体系架构与关键技术罗军舟金嘉晖宋爱波东方东南大学计算机科学与工程学院，江苏南京２１１１８９摘要：系统地分析和总结云计算的研究现状，划分云计算体系架构为核心服务、服务管理、用户访问接口等３个层次。围绕低成本、高可靠、高可用、规模可伸缩等研究目标，深入全面地介绍了云计算的关键技术及最新研究进展。在云计算基础设施方面，介绍了云计算数据中心设计与管理及资源虚拟化技术；在大规模数据处理方面，分析了海量数据处理平台及其资源管理与调度技术；在云计算服务保障方面，讨论了服务质量保证和安全与隐私保护技术。针对新型的云计算应用和云计算存在的局限性，又探讨并展望了今后的研究方向。最后，介绍了东南大学云计算平台以及云计算研究与应用方面的相关成果。云计算；虚拟化；数据中心；海量数据处理；服务质量；安全与隐私ＴＰ３９３Ａ１０００－４３６Ｘ（２０１１）０７－０００３－１９Ｃｌｏｕｄ　ｃｏｍｐｕｔｉｎｇ：　ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ　ａｎｄ　ｋｅｙ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ　ＬＵＯ　Ｊｕｎ－ｚｈｏｕＪＩＮ　Ｊｉａ－ｈｕｉＳＯＮＧ　Ａｉ－ｂｏＤＯＮＧ　Ｆａｎｇ２０１１－０５－２０２０１１－０６－３０基金项目：国家自然科学基金资助项目（６１０７０１６１，　６１０７０１５８，６１００３２５７，６０７７３１０３，９０９１２００２）；国家重点基础研究发展计划（“９７３”计划）基金资助项目（２０１０ＣＢ３２８１０４）；国家科技支撑计划课题基金资助项目（２０１０ＢＡＩ８８Ｂ０３）；教育部博士点基金课题基金资助项目（２００８０２８６００３１）；江苏省自然科学基金资助项目（ＢＫ２００８０３０）；国家科技重大专项课题基金资助项目（２００９ＺＸ０３００４－００４－０４）：江苏省“网络与信息安全”重点实验室基金资助项目（ＢＭ２００３２０１）；“计算机网络与信息集成” 教育部重点实验室项目（９３Ｋ－９）万方数据

云计算的体系结构

云计算的体系结构云计算的体系结构由5部分组成，分别为应用层，平台层，资源层，用户访问层和管理层，云计算的本质是通过网络提供服务，所以其体系结构以服务为核心。如下图： 1，资源层资源池层是指基础架构屋面的云计算服务，这些服务可以提供虚拟化的资源，从而隐藏物理资源的复杂性。物理资源指的是物理设备，如服务器等。服务器服务指的是操作系统的环境，如linux集群等。

网络服务指的是提供的网络处理能力，如防火墙，VLAN，负载等。存储服务为用户提供存储能力。 2，平台层平台层为用户提供对资源层服务的封装，使用户可以构建自己的应用。数据库服务提供可扩展的数据库处理的能力。中间件服务为用户提供可扩展的消息中间件或事务处理中间件等服务。 3，应用层应用层提供软件服务企业应用是指面向企业的用户，如财务管理，客户关系管理，商业智能等。个人应用指面向个人用户的服务，如电子邮件，文本处理，个人信息存储等。 4，用户访问层用户访问层是方便用户使用云计算服务所需的各种支撑服务，针对每个层次的云计算服务都需要提供相应的访问接口。服务目录是一个服务列表，用户可以从中选择需要使用的云计算服务。订阅管理是提供给用户的管理功能，用户可以查阅自己订阅的服务，或者终止订阅的服务。服务访问是针对每种层次的云计算服务提供的访问接口，针对资源层的访问可能是远程桌面或者xwindows，针对应用层的访问，提供的接口可能是web。 4，管理层管理层是提供对所有层次云计算服务的管理功能：安全管理提供对服务的授权控制，用户认证，审计，一致性检查等功能。服务组合提供对自己有云计算服务进行组合的功能，使得新的服务可以基于已有服务创建时间。服务目录管理服务提供服务目录和服务本身的管理功能，管理员可以增加新的服务，或者从服务目录中除去服务。服务使用计量对用户的使用情况进行统计，并以此为依据对用户进行计费。服务质量管理提供对服务的性能，可靠性，可扩展性进行管理。