云計(jì)算，在當(dāng)前是一個(gè)炙手可熱的概念，IDC(互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)中心)預(yù)測(cè)云計(jì)算將在未來(lái)15—20年成為影響整個(gè)IT行業(yè)的關(guān)鍵性技術(shù)，它將引起未來(lái)工作方式、商業(yè)模式的根本性改變”，當(dāng)今時(shí)代，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與人們的工作、學(xué)習(xí)、生活密切相關(guān)，因而，云計(jì)算不僅成為IT行業(yè)的研究熱點(diǎn)，也成為圖書(shū)情報(bào)、電子商務(wù)、電子政務(wù)等IT應(yīng)用行業(yè)的研究熱點(diǎn)，而且引起廣泛關(guān)注成為一個(gè)大眾話題。
從2008年至今，云計(jì)算已由抽象概念發(fā)展到行業(yè)應(yīng)用，已由“王謝堂前燕，飛入尋常百姓家”，對(duì)云計(jì)算，除了高深研究、應(yīng)用開(kāi)發(fā)外，還需要知識(shí)普及和不同層面不同視角的解析，本文擬從IT基本常識(shí)出發(fā)，基于人類認(rèn)識(shí)事物的一般性思維方式，對(duì)云計(jì)算的Why，為什么，它的目標(biāo)；What，它是什么，它的架構(gòu)；How，它怎么樣，它的實(shí)現(xiàn)機(jī)制等問(wèn)題做一簡(jiǎn)單梳理與解析。
1 云計(jì)算的目標(biāo)
為什么要實(shí)現(xiàn)云計(jì)算?可以簡(jiǎn)單地用一句話概括：它是信息社會(huì)發(fā)展的客觀需要社會(huì)需求是云計(jì)算發(fā)展的動(dòng)力，基于常識(shí)，思維與記憶是使人類區(qū)別于其他動(dòng)物成為世界主宰的獨(dú)有生理功能，人類發(fā)明了符號(hào)、計(jì)算、載體等使思維與記憶的功能得到無(wú)限延伸，現(xiàn)代信息技術(shù)更是人類歷史上的一次偉大創(chuàng)舉，計(jì)算機(jī)能按照事先存儲(chǔ)的程序自動(dòng)進(jìn)行數(shù)字化信息處理，處理能力廣、快、精、準(zhǔn)；各類磁、光介質(zhì)載體實(shí)現(xiàn)了信息的海量存儲(chǔ)；網(wǎng)絡(luò)打破了物理空間的障礙，將人類帶入了信息時(shí)代信息時(shí)代，數(shù)字化生存、數(shù)字化工作，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)是社會(huì)不可或缺的一部分，但隨著時(shí)代的發(fā)展，許許多多的新矛盾隨之產(chǎn)生，其中最突出的是信息基礎(chǔ)設(shè)施的高投人與綜合使用率低下之間的矛盾。
信息時(shí)代，信息是人們的必需品，而使用發(fā)布信息必須借助信息基礎(chǔ)設(shè)施，傳統(tǒng)模式下，任何一個(gè)單位實(shí)現(xiàn)信息化，一方面要購(gòu)買服務(wù)器、存儲(chǔ)設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，另一方面還要購(gòu)買或開(kāi)發(fā)相關(guān)軟件，另外還要配備專業(yè)人員進(jìn)行系統(tǒng)維護(hù)，投人了大量的人力、物力與財(cái)力，但是實(shí)際上，一個(gè)單位需要的不是基礎(chǔ)設(shè)施，而是基礎(chǔ)設(shè)施所提供的信息服務(wù)，很多時(shí)候只是很小一部分服務(wù)，這樣，信息化對(duì)于很多單位而言，一方面因付不起基礎(chǔ)設(shè)施的高投入而享受不到信息服務(wù)，另一方面搭建了基礎(chǔ)設(shè)施卻得不到充分使用，計(jì)算、存儲(chǔ)等資源大量閑置，特別是存儲(chǔ)方面，現(xiàn)代社會(huì)信息爆炸，數(shù)據(jù)的產(chǎn)生與發(fā)展速度成為未來(lái)發(fā)展的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)，幾年前，以“GB”為單位的數(shù)據(jù)被稱為“海量數(shù)據(jù)”，但是今天，“GB“只是個(gè)小網(wǎng)站(甚至是某些個(gè)人資料)的“數(shù)據(jù)單位”，數(shù)據(jù)的增長(zhǎng)需要基礎(chǔ)設(shè)施的不斷更新，這使得信息基礎(chǔ)設(shè)施的高投入與綜合使用率低下之間的矛盾日益尖銳。
面對(duì)日益尖銳的矛盾，電力公司的經(jīng)營(yíng)模式給了IT界很大的啟發(fā)，許多專家構(gòu)想依托互聯(lián)網(wǎng)構(gòu)建一個(gè)像電網(wǎng)一樣的“云網(wǎng)”，云網(wǎng)由許許多多的分布式計(jì)算集群組成，計(jì)算集群承擔(dān)目前由單位服務(wù)器及PC承擔(dān)的數(shù)據(jù)處理過(guò)程，計(jì)算集群由實(shí)力雄厚的軟硬件服務(wù)提供商、電信設(shè)備運(yùn)營(yíng)商、互聯(lián)網(wǎng)公司組成大型數(shù)據(jù)處理中心管理，數(shù)據(jù)處理中心將計(jì)算、存儲(chǔ)、網(wǎng)絡(luò)等資源以及其上的開(kāi)發(fā)平臺(tái)、應(yīng)用軟件等信息服務(wù)，通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)動(dòng)態(tài)提供給用戶，用戶依托網(wǎng)絡(luò)按需使用與付費(fèi)，這種構(gòu)想逐漸變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)，這些構(gòu)想及其實(shí)現(xiàn)方案就是“云計(jì)算”。
因此，云計(jì)算的目標(biāo)就是實(shí)現(xiàn)信息時(shí)代的IT資源充分有效地利用，具體地說(shuō)就是單位和個(gè)人無(wú)需再投入昂貴的軟硬件購(gòu)置維護(hù)成本，只需要通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)購(gòu)買或租賃需要的基礎(chǔ)設(shè)施、開(kāi)發(fā)環(huán)境平臺(tái)和軟件應(yīng)用，“按需即用，隨需應(yīng)變”，“把一切交給互聯(lián)網(wǎng)”，“一切皆服務(wù)”。
2 云計(jì)算的架構(gòu)
云計(jì)算是什么?2008年至今云計(jì)算被過(guò)度炒作，大約4O多個(gè)不同的專家從不同的方面給予云計(jì)算不同的定義，一個(gè)概念的多種表述將“云計(jì)算”推向虛無(wú)縹緲，云計(jì)算是很多技術(shù)自然發(fā)展，精心優(yōu)化與組合的結(jié)果，所以不能離開(kāi)技術(shù)談云計(jì)算，軟件架構(gòu)是一個(gè)系統(tǒng)的草圖，描述直接構(gòu)成系統(tǒng)的抽象組件(在實(shí)現(xiàn)階段，這些抽象組件被細(xì)化為實(shí)際的組件)及其關(guān)系，因此，架構(gòu)可以說(shuō)是技術(shù)的中樞，是通俗理解云計(jì)算的一把鑰匙。
目前，越來(lái)越多的IT廠商推出了基于自身優(yōu)勢(shì)的云計(jì)算解決方案，這些廠商大致可分為三個(gè)陣營(yíng)：基礎(chǔ)設(shè)施提供商，如IBM、Sun、HP、Dell等；平臺(tái)提供商，如Microsoft、Google、VMware等；軟件提供商，如Google、Salesforce等，雖然各類方案對(duì)云計(jì)算理解各異，技術(shù)架構(gòu)各不相同，但卻有相同的三個(gè)層次：資源層、平臺(tái)層與應(yīng)用層(如圖1)。
圖1 云計(jì)算的體系結(jié)構(gòu)
資源層匯聚支撐云計(jì)算上層服務(wù)的各種物理設(shè)備，如服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、存儲(chǔ)設(shè)備等，將這些物理設(shè)備，通過(guò)虛擬化層采用相應(yīng)技術(shù)形成動(dòng)態(tài)資源池，并對(duì)資源池的各種資源進(jìn)行管理，通過(guò)一個(gè)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)界面將計(jì)算能力、存儲(chǔ)能力、網(wǎng)絡(luò)處理能力作為一種服務(wù)向用戶提供，IT界將其稱為Iaas(Infrastruct reas a Service，基礎(chǔ)設(shè)施即服務(wù))。
平臺(tái)層在資源層之上，它把軟件開(kāi)發(fā)環(huán)境當(dāng)做服務(wù)提供給用戶，平臺(tái)層主要為應(yīng)用程序開(kāi)發(fā)者設(shè)計(jì)，面向廣大互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用開(kāi)發(fā)者，把分布式軟件開(kāi)發(fā)、測(cè)試、部署、運(yùn)行環(huán)境以及復(fù)雜的應(yīng)用程序托管當(dāng)作服務(wù)，使得開(kāi)發(fā)者可以從復(fù)雜低效的環(huán)境搭建、配置和維護(hù)工作中解放出來(lái)，將精力集中在軟件編寫上，從而大大提高軟件開(kāi)發(fā)的效率，平臺(tái)層是整個(gè)云計(jì)算系統(tǒng)的核心層，包括并行程序設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)環(huán)境，一些管理系統(tǒng)和管理工具，IT界將其稱為PaaS(Platform as a Service，平臺(tái)即服務(wù))。
應(yīng)用層面向用戶提供軟件服務(wù)和用戶交互接口，它為用戶搭建信息化所需要的所有網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施及軟硬件運(yùn)作平臺(tái)，負(fù)責(zé)所有前期的實(shí)施、后期的維護(hù)等一系列工作，用戶可隨意根據(jù)自己的需要租賃軟件服務(wù)，不必再購(gòu)買軟硬件、建設(shè)機(jī)房及配備維護(hù)人員，IT界將其稱為SaaS(Software as a Service，軟件即服務(wù))。
資源層、平臺(tái)層與應(yīng)用層是云計(jì)算體系結(jié)構(gòu)的主要組成部分，基于這三個(gè)層次，不但整體實(shí)現(xiàn)了信息應(yīng)用服務(wù)的定制化，而且實(shí)現(xiàn)了底層邏輯基礎(chǔ)資源、基礎(chǔ)軟件和應(yīng)用的一體化，即信息服務(wù)以一個(gè)整體的形式出現(xiàn)，顛覆性地改變了傳統(tǒng)IT服務(wù)的商業(yè)模式，“按需即用，隨需應(yīng)變”，使人們使用信息服務(wù)像使用水電一樣的方便、快捷、廉價(jià)。
3 云計(jì)算的實(shí)現(xiàn)機(jī)制
如今，云計(jì)算已由概念構(gòu)想實(shí)現(xiàn)了行業(yè)應(yīng)用，所實(shí)現(xiàn)的行業(yè)應(yīng)用的看得見(jiàn)的形式就是構(gòu)建了云計(jì)算平臺(tái)，形成一個(gè)云計(jì)算環(huán)境，在現(xiàn)有互聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)上把所有硬件、軟件結(jié)合起來(lái)構(gòu)架一個(gè)新的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，向用戶提供IaaS、PaaS、SaaS，而能實(shí)現(xiàn)這一切則依賴一系列IT技術(shù)實(shí)現(xiàn)機(jī)制。
首先是虛擬化機(jī)制，它通過(guò)對(duì)物理資源抽象、映射和展現(xiàn)，將實(shí)際物理資源隱藏在其后，為上層系統(tǒng)提供統(tǒng)一的設(shè)備使用形式，關(guān)于虛擬化機(jī)制的作用，可以從IT基本常識(shí)出發(fā)來(lái)理解，計(jì)算機(jī)運(yùn)行的實(shí)質(zhì)是程序指令的執(zhí)行，應(yīng)用程序安裝并運(yùn)行在操作系統(tǒng)上，而操作系統(tǒng)運(yùn)行在計(jì)算機(jī)硬件上，應(yīng)用程序?qū)唧w的軟硬件環(huán)境有直接的依賴，目前，許許多多的軟硬件互不兼容，是實(shí)現(xiàn)云計(jì)算資源共享的最大障礙，虛擬化機(jī)制將具體的計(jì)算特性加以封裝隱藏，對(duì)外提供統(tǒng)一邏輯接口，從而屏蔽物理設(shè)備多樣性帶來(lái)的差異，實(shí)現(xiàn)了計(jì)算虛擬化、存儲(chǔ)虛擬化、網(wǎng)絡(luò)虛擬化、應(yīng)用虛擬化和桌面虛擬化，虛擬化是實(shí)現(xiàn)云計(jì)算的最重要的技術(shù)基礎(chǔ)。
其次是海量數(shù)據(jù)分布式存儲(chǔ)管理機(jī)制，云計(jì)算系統(tǒng)由大量服務(wù)器組成，同時(shí)為大量用戶服務(wù)，為保證高可用、高可靠和經(jīng)濟(jì)性，云計(jì)算采用分布式存儲(chǔ)的方式來(lái)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，用冗余存儲(chǔ)(即給同一數(shù)據(jù)存儲(chǔ)多個(gè)副本)的方式保證數(shù)據(jù)的可靠性，當(dāng)前云計(jì)算系統(tǒng)中常用的是Google的GFS和Hadoop團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)的HDFS，云計(jì)算需要對(duì)海量的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、讀取后進(jìn)行大量的分析，數(shù)據(jù)的讀操作頻率遠(yuǎn)大于數(shù)據(jù)的更新頻率，對(duì)此，一般數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)是力難勝任的，為此，云計(jì)算采用了數(shù)據(jù)庫(kù)領(lǐng)域中列存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)管理機(jī)制，即將表按列劃分后存儲(chǔ)，目前云計(jì)算海量數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)中最著名的是Google的BigTable，BigTable是一種為了管理結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)而設(shè)計(jì)的分布式存儲(chǔ)系統(tǒng)，這些數(shù)據(jù)可以擴(kuò)展到非常大的規(guī)模。
再次是分布式計(jì)算機(jī)制，所謂分布式計(jì)算就是把一個(gè)需要非常巨大的計(jì)算能力才能解決的問(wèn)題分成許多小的部分，交給許多相互獨(dú)立的計(jì)算機(jī)協(xié)同處理，實(shí)現(xiàn)云計(jì)算，特別是PaaS服務(wù)，所產(chǎn)生海量的數(shù)據(jù)能夠并行處理，就是靠分布式計(jì)算機(jī)制把一個(gè)大的應(yīng)用程序分解成若干可以并行處理的子程序，基于互聯(lián)網(wǎng)由許多計(jì)算機(jī)分別計(jì)算，然后對(duì)結(jié)果進(jìn)行組合得出數(shù)據(jù)結(jié)論，在云計(jì)算領(lǐng)域被廣泛采用的是Google開(kāi)發(fā)的Map—reduce編程模型，Map—reduce既是一種簡(jiǎn)化的分布式編程模型，又是高效的任務(wù)調(diào)度模型，它一方面能夠有效應(yīng)對(duì)海量數(shù)據(jù)分析的需求，另一方面模型簡(jiǎn)單易于開(kāi)發(fā)者掌握，是目前平臺(tái)層實(shí)現(xiàn)的核心技術(shù)。
最后是Web 2．0界面交互機(jī)制，web2．0也是目前互聯(lián)網(wǎng)的熱門詞匯之一，它相對(duì)于傳統(tǒng)Web 1．0，基于XML、A2JAX等技術(shù)，更注重用戶的交互作用，用戶既是網(wǎng)站內(nèi)容的瀏覽者，也是網(wǎng)站內(nèi)容的制造者，用戶由被動(dòng)地接收互聯(lián)網(wǎng)信息向主動(dòng)創(chuàng)造互聯(lián)網(wǎng)信息發(fā)展，在Web 2．0網(wǎng)站中，用戶不僅可以參與網(wǎng)站建設(shè)，而且由于web 2．0版權(quán)開(kāi)放、軟件代碼免費(fèi)提供，用戶可以直接參與到軟件產(chǎn)品的合作開(kāi)發(fā)中，目前Web 2.0是云計(jì)算應(yīng)用層的核心技術(shù)，很好地實(shí)現(xiàn)了SaaS界面層的功能。
云計(jì)算的實(shí)現(xiàn)機(jī)制還有基于計(jì)算資源使用量付費(fèi)的效用計(jì)算機(jī)制、用一個(gè)實(shí)例可以同時(shí)處理多個(gè)用戶請(qǐng)求的多租戶軟件開(kāi)發(fā)架構(gòu)等等，正是這許許多多的IT新技術(shù)及實(shí)現(xiàn)機(jī)制托起了云計(jì)算這朵“瑞彩祥云”。
4 結(jié)語(yǔ)
云計(jì)算在當(dāng)前炙手可熱，回首2010，微軟Azure平臺(tái)正式商用并開(kāi)始收費(fèi)，Intel全面涉足云計(jì)算，中國(guó)云計(jì)算技術(shù)與產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟正式成立，工信部啟動(dòng)五城市云計(jì)算創(chuàng)新試點(diǎn)示范工作，北京建成國(guó)內(nèi)最大工業(yè)云計(jì)算平臺(tái)，云計(jì)算之熱仍在不斷升溫。
也有許多人對(duì)云計(jì)算不以為然，他們指出，云計(jì)算的標(biāo)準(zhǔn)很難達(dá)成共識(shí)，云計(jì)算的安全問(wèn)題不容忽視，當(dāng)前云計(jì)算被夸大宣傳，實(shí)際上仍在測(cè)試階段，結(jié)果并不可靠，最重要的，云計(jì)算將引發(fā)人類歷史上最嚴(yán)重的隱私難題。
但是，云計(jì)算是繼PC、互聯(lián)網(wǎng)后的第三次革新浪潮，它是信息技術(shù)和信息社會(huì)發(fā)展到一定階段的必然結(jié)果，它將給社會(huì)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展帶來(lái)深刻的影響。因而，云計(jì)算“即便是泡沫，也要踩破了向前走”。
核心關(guān)注：拓步ERP系統(tǒng)平臺(tái)是覆蓋了眾多的業(yè)務(wù)領(lǐng)域、行業(yè)應(yīng)用，蘊(yùn)涵了豐富的ERP管理思想，集成了ERP軟件業(yè)務(wù)管理理念，功能涉及供應(yīng)鏈、成本、制造、CRM、HR等眾多業(yè)務(wù)領(lǐng)域的管理，全面涵蓋了企業(yè)關(guān)注ERP管理系統(tǒng)的核心領(lǐng)域，是眾多中小企業(yè)信息化建設(shè)首選的ERP管理軟件信賴品牌。
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本文標(biāo)題：云計(jì)算的目標(biāo)、架構(gòu)和實(shí)現(xiàn)機(jī)制的梳理與解析
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