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云計算總體架構(gòu)及其商業(yè)模式探討
云計算，是一種可用于商業(yè)化運(yùn)作的技術(shù)架構(gòu)，利用技術(shù)上的創(chuàng)新實現(xiàn)需求的增長和運(yùn)營成本的降低。面對大量資源利用率不足的計算機(jī)，通過云的形式，利用富裕的已存在的高性能資源，使其虛擬成池以提供服務(wù)滿足社會各方面的信息軟件化需求，這是目前IT業(yè)大舉進(jìn)攻的目標(biāo)市場。本文通過對云計算架構(gòu)中功能模塊的解析，闡述了云計算實現(xiàn)的基本模型，并對云計算的商業(yè)模式進(jìn)行了分類探討。
云計算架構(gòu)分析
云計算經(jīng)過初期的摸索，架構(gòu)漸漸清晰，主流分為兩部分：服務(wù)和管理。
服務(wù)分為3層：SaaS層、PaaS層和IaaS層
SaaS是出現(xiàn)最早且現(xiàn)在應(yīng)用最普遍的云計算服務(wù)。隨著互聯(lián)網(wǎng)的高速發(fā)展，基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)條件的日益成熟，用戶通過瀏覽器聯(lián)網(wǎng)即能用云上的軟件服務(wù)。SaaS最靠近用戶，按需付費(fèi)就能享受云計算服務(wù)商提供的軟件服務(wù)，用戶因此省去了前期軟硬件和后期維護(hù)的資金投入，這種高體驗性服務(wù)，促成了SaaS產(chǎn)品在云計算產(chǎn)品中的高市場份額。SaaS包含以下常見技術(shù)：超文本標(biāo)記語言（HTML）。現(xiàn)在主流的Web頁面標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)HTML4正逐步過渡至HTML5，視頻的高品質(zhì)需求體驗是其推動力。
物件導(dǎo)向語言（JavaScript）。用于豐富Web頁面功能的動態(tài)描述語言，提高人機(jī)交互時的動畫體驗。
級聯(lián)樣式表（CSS）。控制Web頁面的外觀，例如，鏈接文字的變化(頁面的內(nèi)容和表現(xiàn)的形式相互獨(dú)立。
另外還有富聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用（RIA）的技術(shù)，動畫和矢量表示工具(Flash)和微軟富聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用（Sliverlight），這里不做敘述。PaaS是目前出現(xiàn)最晚但潛力較大的云計算服務(wù)，提供軟件開發(fā)和部署應(yīng)用平臺給應(yīng)用軟件的開發(fā)人員。平臺包括軟件開發(fā)工具(開發(fā)部署和測試環(huán)境，具有高整合率，支持上萬的應(yīng)用軟件。平臺的高經(jīng)濟(jì)型，使得開發(fā)人員省去服務(wù)器軟硬件和網(wǎng)絡(luò)搭建的高投入。PaaS包含以下常見技術(shù)：表述性狀態(tài)遷移(representational state transfer，REST)，響應(yīng)服務(wù)調(diào)用的技術(shù)，將中間件層所支撐的部分服務(wù)提供給調(diào)用者。
多租戶。一對多的服務(wù)，一個應(yīng)用實例對應(yīng)多個組織，具有高經(jīng)濟(jì)性。
并行處理。應(yīng)對于海量數(shù)據(jù)處理，服務(wù)器集群規(guī)模大，面向科研及統(tǒng)計分析機(jī)構(gòu)。
應(yīng)用服務(wù)器。處理Web響應(yīng)的呼叫。
分布式緩存。降低后臺服務(wù)器的高負(fù)荷壓力，提升響應(yīng)速率，使服務(wù)器保持較好的數(shù)據(jù)處理能力。不同的PaaS平臺，對以上技術(shù)的選取也是不同的。應(yīng)用服務(wù)器和分布式緩存是必需的。REST用于對外的接口。多租戶技術(shù)用于SaaS應(yīng)用的后臺，對于有些公司的 PaaS平臺，SaaS的用戶編程接口（API）是依賴 PaaS的API。并行服務(wù)的特殊性決定了其作為單獨(dú)服務(wù)推出。
IaaS是底層技術(shù)的云計算服務(wù)，面向大中型企業(yè)，這類服務(wù)的需求是企業(yè)級的。其常見技術(shù)如下：虛擬化技術(shù)。在物理服務(wù)器上虛擬多個虛擬機(jī)，類似電腦中存在多個操作系統(tǒng)。服務(wù)器的購置成本和維護(hù)成本將大大降低。
分布式存儲。將海量數(shù)據(jù)分配至多臺服務(wù)器上進(jìn)行存儲和管理。
關(guān)系型數(shù)據(jù)庫。利用改良的事物關(guān)系表達(dá)抽象數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)模型以適應(yīng)云服務(wù)的應(yīng)用。
非關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(NoSQL)。對關(guān)系型數(shù)據(jù)庫的補(bǔ)充，應(yīng)對非關(guān)系型數(shù)據(jù)庫和海量數(shù)據(jù)管理的需求。雖然不同IaaS平臺對以上技術(shù)的選取是不同的，但虛擬化技術(shù)是必需的。數(shù)據(jù)庫技術(shù)和分布式存儲技術(shù)則應(yīng)根據(jù)不同IaaS云計算服務(wù)企業(yè)所投放的服務(wù)靈活選取。
管理同樣分3層：客戶層、管理功能層和監(jiān)控層
客戶層，面向使用云計算服務(wù)的客戶，通過以下4個功能模塊為客戶提供優(yōu)質(zhì)服務(wù)：客戶管理?？蛻艄芾戆?個方面，賬號管理、登陸管理和客戶配置管理。賬號管理對客戶的身份及訪問權(quán)限進(jìn)行有效管理，當(dāng)然也包括用戶組。登陸管理，這個在云服務(wù)登陸中顯得很特別，對于云中所有可登陸的系統(tǒng)，只需一次登陸成功，就能訪問所有能登陸的系統(tǒng)。客戶配置管理，針對每個客戶，配置的不同性能和應(yīng)用都要進(jìn)行記錄、管理和追蹤，實現(xiàn)資源的合理和合法使用。
客戶支持?？蛻糁С质窃鰪?qiáng)客戶體驗的重要手段，在遇到云服務(wù)使用困難時，能得到及時有效的解決，客戶支持系統(tǒng)顯得很關(guān)鍵。客戶系統(tǒng)應(yīng)體現(xiàn)差異化服務(wù)，針對不同重要級別的客戶，能提供不同的客戶支持服務(wù)，客戶體驗的效果會很明顯。
計費(fèi)管理。利用監(jiān)控層采集的數(shù)據(jù)，對用戶使用的資源和服務(wù)進(jìn)行精確收費(fèi)，并能提供詳細(xì)的費(fèi)用清單。
服務(wù)管理。云服務(wù)中的特殊功能模塊，云是基于面向服務(wù)的體系結(jié)構(gòu)(SOA)架構(gòu)，系統(tǒng)是松耦合的，應(yīng)用可以拆分為多個服務(wù)，服務(wù)可以通過接口進(jìn)行連接，既能整合成流程，提高運(yùn)行效率，又能支持?jǐn)U展修改。云中存在許多服務(wù)，這使得服務(wù)管理對于云服務(wù)的提供顯得很重要。管理功能層，保障云整體環(huán)境的安全性及管理自動化，分為以下4個模塊：運(yùn)維管理。運(yùn)維管理體現(xiàn)在3個方面：預(yù)防維護(hù)、能源管理和告警性能管理。預(yù)防維護(hù)是建立在告警性能管理之上的，對潛在故障隱患進(jìn)行預(yù)警，對已發(fā)生的故障采取冗余或重啟硬件操作。能源管理是對閑置能源進(jìn)行關(guān)閉，能根據(jù)設(shè)備負(fù)荷對相關(guān)耗能硬件進(jìn)行調(diào)節(jié)，也能根據(jù)機(jī)房溫度和能耗統(tǒng)計進(jìn)行能源的精益管理。告警和性能管理，對云中發(fā)生的事件進(jìn)行捕捉、記錄和上報。
資源管理。資源管理面向云中的物理設(shè)備，首先是將云中物理資源進(jìn)行虛擬化，類似于建水池，集中建造一個資源池；然后，制訂規(guī)則，建立資源使用流程，自動部署資源的使用；最后，進(jìn)行資源調(diào)度使用，使其能均衡資源于各種應(yīng)用。
安全管理。安全管理是云服務(wù)的重點(diǎn)，對數(shù)據(jù)、應(yīng)用和賬號都要實施安全保障。云安全涉及7個方面：一是對安全進(jìn)行全面檢測，梳理漏洞；二是物理隔離；三是利用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實施隔離；四是對數(shù)據(jù)進(jìn)行加密；五是實施不同的安全策略并制訂不同的安全規(guī)則；六是按責(zé)任劃分權(quán)限；七是做好數(shù)據(jù)備份，避免數(shù)據(jù)因人為或管理上的漏洞而丟失。
冗余支持。數(shù)據(jù)中心要建立冗余，主數(shù)據(jù)中心發(fā)生毀壞時，云仍能依靠備用數(shù)據(jù)中心進(jìn)行運(yùn)行。主備之間要能實時同步，主備能實現(xiàn)自動和快速的倒換。對于物理節(jié)點(diǎn)，其失效是正常的，可以屏蔽掉故障節(jié)點(diǎn)或恢復(fù)它正常工作，但前提是不影響云服務(wù)的正常運(yùn)行。監(jiān)測層，主要涉及3個方面的監(jiān)測：一是對物理資源運(yùn)行狀況的監(jiān)測，例如CPU使用率等；二是對虛擬資源運(yùn)行狀況的監(jiān)測；三是服務(wù)質(zhì)量的監(jiān)測，記錄其請求響應(yīng)的相關(guān)技術(shù)指標(biāo)，以判斷是否滿足差異化服務(wù)。
云商業(yè)模式
雖然云技術(shù)架構(gòu)是統(tǒng)一的，但技術(shù)開發(fā)的目的是為了商業(yè)運(yùn)作，因客戶需求，就會演變?yōu)椴煌脑颇Ｊ剑笾路譃橐韵?種：
1、公有云：面向公共普通用戶，客戶群龐大，容易形成規(guī)模效益，其成本會變低。公有云可由云服務(wù)提供商或綜合型信息服務(wù)提供商進(jìn)行運(yùn)營，為公共用戶提供各種IT資源。云服務(wù)提供商提供軟件環(huán)境、應(yīng)用、物理等各種資源的管理和維護(hù)。使用公共云服務(wù)，用戶按需付費(fèi)即可。云中的資源對于用戶而言是透明的，不過資源存放的位置是未知的，正是基于此，云服務(wù)提供商能保證設(shè)施和資源的安全性，能滿足安全上的需求。
2、私有云：面向企業(yè)級用戶，特別是IT經(jīng)費(fèi)充足的企業(yè)。企業(yè)對數(shù)據(jù)有很高的安全需求，希望數(shù)據(jù)在企業(yè)內(nèi)部，而不是在公有云中。私有云就是將云放置在企業(yè)的防火墻內(nèi)，企業(yè)IT人員能對數(shù)據(jù)安全性和服務(wù)進(jìn)行有效控制。
3、混合云：面向企業(yè)級用戶，適合既對數(shù)據(jù)安全有一定要求，IT經(jīng)費(fèi)又不足的企業(yè)。具體思路是，將企業(yè)重要的數(shù)據(jù)和應(yīng)用放至企業(yè)防火墻內(nèi)，將相對次要的數(shù)據(jù)和應(yīng)用放至公有云中。
4、行業(yè)云：這是未來很重要的一種云模式。云行業(yè)應(yīng)用和物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)應(yīng)用將在此進(jìn)行結(jié)合，存在巨大的商業(yè)價值。行業(yè)云將一個行業(yè)的數(shù)據(jù)和應(yīng)用放至專門的云中，能實現(xiàn)資源的共享和重復(fù)使用，降低行業(yè)內(nèi)企業(yè)的開發(fā)成本，例如游戲行業(yè)。
當(dāng)然，商業(yè)模式離不開需求，云服務(wù)提供商應(yīng)著眼于市場用戶需求，通過移動終端(應(yīng)用服務(wù)平臺(基礎(chǔ)通信設(shè)施(基礎(chǔ)IT設(shè)施和服務(wù)提供合作伙伴的整合聯(lián)動，結(jié)合自身優(yōu)勢有選擇性地開展云計算服務(wù)經(jīng)營。成功的商業(yè)模式一定是可持續(xù)的，可復(fù)制的，潛在用戶價值的不斷挖掘伴隨著產(chǎn)品運(yùn)作應(yīng)用的不斷豐富。
結(jié)束語
云，技術(shù)價值和商業(yè)價值巨大，將給社會生產(chǎn)和社會生活帶來巨大的變革，使產(chǎn)業(yè)布局得到優(yōu)化，云計算產(chǎn)業(yè)鏈將帶動一大批企業(yè)發(fā)展，實現(xiàn)規(guī)?；б?。云計算構(gòu)架的解析和商業(yè)模式探討，對向云計算靠攏的企業(yè)提供了一些產(chǎn)品和運(yùn)營選擇上的思路，乘云而上，望企業(yè)在云中實現(xiàn)更快的成長和更好的發(fā)展。
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