隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展,越來越多的應(yīng)用面向云計算。云計算是網(wǎng)絡(luò)計算、分布式計算、并行計算、效用計算、網(wǎng)絡(luò)存儲、虛擬化、負(fù)載均衡等傳統(tǒng)計算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展融合的產(chǎn)物。云計算的核心思想,是將大量用網(wǎng)絡(luò)連接的計算資源統(tǒng)一管理和調(diào)度,構(gòu)成一個計算資源池為用戶按需服務(wù)。云計算是IT服務(wù)提供方式的一種改變,它在對數(shù)據(jù)中心呈幾何倍數(shù)增長的情況下,有望顯著提高效率和靈活性。許多云計算部署依賴于計算機(jī)集群,包括計算、網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)、存儲等。下圖是云計算基本體系拓?fù)鋱D:
云計算系統(tǒng)解決方案拓?fù)鋱D:
1.1 節(jié)點系統(tǒng)
云計算核心是計算能力的集中和規(guī)模性突破,云計算中心對外提供的計算類型決定了云計算中心的硬件基礎(chǔ)架構(gòu)。從云端客戶需求看,云計算中心通常需要規(guī);奶峁┮韵聨追N類型的計算能力:
大型服務(wù)器
一是高性能的、穩(wěn)定可靠的高端計算,主要處理緊耦合計算任務(wù),這類計算不僅包括對外的數(shù)據(jù)庫、商務(wù)智能數(shù)據(jù)挖掘等關(guān)鍵服務(wù),也包括自身賬戶、計費(fèi)等核心系統(tǒng),通常由8路以上的大服務(wù)器提供。描述了這種情況的一個云計算應(yīng)用的拓?fù)洌?br style="margin: 0px auto; padding: 0px; list-style-type: none;" />
高密度服務(wù)器
二是面向眾多普通應(yīng)用的通用型計算,用于提供低成本計算解決方案,這種計算對硬件要求較低,一般采用高密度、低成本的超密度集成服務(wù)器,以有效降低數(shù)據(jù)中心運(yùn)營商的運(yùn)營成本和終端用戶的使用成本;
高性能計算HPC
三是面向科學(xué)計算、生物工程等業(yè)務(wù),提供百萬億、千萬億次計算能力的高性能計算,其硬件基礎(chǔ)是高性能集群。
1.2 網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)
網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)技術(shù)是云計算中的關(guān)鍵因素,需要滿足5個關(guān)鍵因素對網(wǎng)絡(luò)的需求:
- 高帶寬/低延遲
- 整合型以太網(wǎng)
- 支持多種類作業(yè)任務(wù)
- 擴(kuò)展性和可管理性
- 綠色/低能耗
對于支持云計算的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu),解決方案應(yīng)該是開放的,支持各廠商產(chǎn)品;采用"逐步擴(kuò)展"式的布置,避免一次性淘汰更換。
1.3 存儲系統(tǒng)
不論是商業(yè)計算、普通應(yīng)用,或是科學(xué)計算,在硬件架構(gòu)層,影響云計算能力的除了計算能力以外,最重要的一個環(huán)節(jié)就是存儲。云計算采用數(shù)據(jù)統(tǒng)一集中存儲的模式,存儲的數(shù)據(jù)規(guī)模通?梢赃_(dá)到TB乃至PB級別,計算平臺處理的海量并發(fā)必然會帶來海量的并發(fā)讀寫。由于數(shù)據(jù)量非常大,讀寫并發(fā)高,普通存儲設(shè)備不可能滿足數(shù)據(jù)處理中對性能、穩(wěn)定性和可用性方面的要求。并且傳統(tǒng)的存儲和文件系統(tǒng)在設(shè)計時并沒有考慮到大規(guī)模需求以及全球內(nèi)容分發(fā)。存儲多達(dá)數(shù)十億的文件會占用千兆字節(jié)的空間,要確保這些文件能夠在多個數(shù)據(jù)中心之間快速、高效的共享,傳統(tǒng)解決方案的部署復(fù)雜、很難管理、不易擴(kuò)展,且費(fèi)用高昂。
1.4 應(yīng)用軟件
搭建云計算平臺,需要軟件技術(shù)的支持,這些軟件包括:
應(yīng)用軟件:
提供云計算平臺服務(wù)的應(yīng)用軟件,如網(wǎng)絡(luò)加速、任務(wù)調(diào)度、高性能計算軟件、安全、存儲、系統(tǒng)優(yōu)化等軟件。
虛擬化軟件
虛擬化技術(shù)主要分為以下幾個大類 :
- 平臺虛擬化(Platform Virtualization)
- 資源虛擬化(Resource Virtualization)
- 應(yīng)用程序虛擬化(Application Virtualization)
網(wǎng)絡(luò)、集群管理軟件
網(wǎng)絡(luò)、集群管理軟件可幫助搭建和管理"云系統(tǒng)"。集群計算系統(tǒng)是云計算系統(tǒng)的核心。集群管理軟件通過提供監(jiān)控、告警、報表、控制、統(tǒng)籌管理機(jī)制等功能,提高了集群運(yùn)作性能,保證了集群整體安全,方便了用戶使用和管理。
分布式計算軟件
分布式軟件充分利用分布式資源,通過將計算過程分解,由多臺服務(wù)器并行處理,計算結(jié)果綜合起來得到最終結(jié)果的方式,使計算量巨大的處理可以再在更短時間內(nèi)完成。分布式軟件通過綜合調(diào)度、并行處理的方式,使分布式系統(tǒng)資源充分利用,各節(jié)點協(xié)同工作,以低成本達(dá)到類似一臺大型機(jī)的運(yùn)算效果。