云@@计算@@的六种架构浅析@@

 

　　云@@计算@@架构分为服务@@和管理两大部分@@。在@@服务@@方面@@，主要以@@提供用户基于云@@的各种服务@@为主@@，共包含@@3个层次@@@@：基础设施即服务@@@@IaaS、平台@@即服务@@@@PaaS、软件即服务@@@@SaaS。在@@管理方面@@，主要以@@云@@的管理层为主@@，它的功能是确保整个云@@计算@@中心能够安全@@、稳定地运行@@，并且能够被有效管理@@。其总体架构如下图@@。

 

　　根据长城电子公司多@@年的经验@@，为满足云@@计算@@服务@@弹性的需要@@，云@@计算@@机房采用@@标准化@@、模块化的机房设计架构@@。模块化机房包括集装箱模块化机房和楼宇模块化机房@@。集装箱模块化机房在@@室外无机房场景下应用@@，减轻了建设方在@@机房选址方面的压力@@，帮助建设方将原来半年的建设周期缩短到两个月@@，而能耗仅为传统机房的@@50％，可适应沙漠炎热干旱地区和极地严寒地区的极端恶劣环境@@。楼宇模块化机房采用@@冷热风道隔离@@、精确送风@@、室外冷源等领先制冷技术@@，可适用于大中型数据中心的积木化建设和扩展@@。

 

　　网络系统@@总体结构@@规划应坚持区域化@@、层次@@化@@、模块化的设计理念@@，使网络层次@@更加清楚@@、功能更加明确@@。数据中心网络根据业务性质或网络设备的作用进行区域划分@@，可从以@@下几方面的内容进行规划@@。

 

　　1）按照传送数据业务性质和面向用户的不同@@，网络系统@@可以@@划分为内部核心网@@、远程业务专网@@、公众服务@@网等区域@@。

 

　　2）按照网络结构@@中设备作用的不同@@，网络系统@@可以@@划分为核心层@@、汇聚层@@、接入层@@。

 

　　3）从网络服务@@的数据应用业务的独立性@@、各业务的互访关系及业务的安全隔离需求综合考虑@@，网络系统@@在@@逻辑上可以@@划分为存储区@@、应用业务区@@、前置区@@、系统@@管理区@@、托管区@@、外联网络接入区@@、内部网络接入区等@@。

 

　　此外@@，还有一种@@Fabric的网络架构@@。在@@数据中心部署云@@计算@@之后@@，传统的网络结构@@有可能使网络延时问题成为一大瓶颈@@，这就使得低延迟的服务@@器间通信和更高的双向带宽需要变得更加迫切@@。这就需要网络架构向扁平化方向发展@@，最终的目标是在@@任意两点之间尽量减少网络架构的数目@@。Fabric网络结构@@的关键之一就是消除网络层级的概念@@，Fabric网络架构可以@@利用阵列技术来扁平化网络@@，可以@@将传统的三层结构@@压缩为二层@@，并最终转变为一层@@，通过实现任意点之间的连接来消除复杂性和网络延迟@@。不过@@，Fabric这个新技术目前仍未有统一的标准@@，其推广应用还有待更多@@@@的实践@@。

 

　　云@@计算@@核心是计算力的集中和规模性突破@@，云@@计算@@中心对外提供的计算类型决定了云@@计算@@中心的硬件基础架构@@。从云@@端客户需求看@@，云@@计算@@中心通常需要规模化的提供以@@下几种类型的计算力@@，其服务@@器系统@@可采用@@三@@（多@@）层架构@@，一是高性能的@@、稳定可靠的高端计算@@，主要处理紧耦合计算任务@@，这类计算不仅包括对外的数据库@@、商务智能数据挖掘等关键服务@@@@，也包括自身账户@@、计费等核心系统@@@@，通常由企业级大型服务@@器提供@@；二是面向众多@@普通应用的通用型计算@@，用于提供低成本计算解决方案@@，这种计算对硬件要求较低@@，一般采用@@高密度@@、低成本的超密度集成@@服务@@器@@，以@@有效降低数据中心的运营成本和终端用户的使用成本@@；三是面向科学计算@@、生物工程等业务@@，提供百万亿@@、千万亿次@@计算能力的高性能计算@@，其硬件基础是高性能集群@@。

 

　　云@@计算@@采用@@数据统一集中存储的模式@@，在@@云@@计算@@平台@@中@@，数据如何放置是一个非常重要的问题@@，在@@实际使用的过程中@@，需要将数据分配到多@@个节点的多@@个磁盘当中@@。而能够达到这一目的的存储技术趋势当前有两种方式@@，一种是使用类似于@@Google File System的集群文件系统@@@@，另外一种是基于块设备的存储区域网络@@SAN系统@@。GFS是由@@ Google公司设计并实现的一种分布式文件系统@@@@，基于大量安装有@@Linux操作系统@@的普通@@PC构成@@的集群系统@@@@，整个集群系统@@由一台@@Master和若干台@@ChunkServer构成@@。、在@@SAN连接方式上@@，可以@@有多@@种选择@@。一种选择是使用光纤网络@@，能够操作快速的光纤磁盘@@，适合于对性能与可靠性要求比较高的场所@@。另外一种选择是使用以@@太网@@，采取@@iSCSI协议@@，能够运行在@@普通的局域网环境下@@，从而降低成本@@。采用@@SAN结构@@，服务@@器到共享存储@@

 

　　设备的大量数据传输是通过@@SAN网络进行的@@，局域网只承担各服务@@器之间的通信任务@@，这种分工使得存储设备@@、服务@@器和局域网资源得到更有效的利用@@，使存储系统@@的速度更快@@，扩展性@@和可靠性更好@@。

 

　　云@@计算@@应用平台@@采用@@面向服务@@架构@@SOA的方式@@，应用平台@@为部署和运行应用系统@@提供所需的基础设施资源应用基础设施@@，所以@@应用开发人员无需关心应用的底层硬件和应用基础设施@@，并且可以@@根据应用需求动态扩展应用系统@@需的资源@@。完整的应用平台@@提供如下功能架构@@。

 

　　1）应用运行环境@@

 

　　分布式运行环境@@

 

　　多@@种类型的数据存储@@

 

　　动态资源伸缩@@

 

　　2）应用全生命周期支持@@

 

　　提供开发@@SDK、IDE等加快应用的开发@@、测试和部署@@。

 

　　公共服务@@@@：以@@API形式提供公共服务@@@@@@，如队列服务@@@@、存储服务@@和缓存服务@@等@@。

 

　　监控@@、管理和计量@@：提供资源池@@、应用系统@@的管理和监控@@功能@@，精确计量@@。应用使用所消耗的计算资源@@。

 

　　3）集成@@、复合应用构建能力@@

 

　　除了提供应用运行环境@@外@@，还需要提供连通性服务@@@@、整合服务@@@@、消息服务@@和流程服务@@等用于构建@@SOA架构风格的复合应用@@。

 

　　以@@上是对云@@计算@@数据中心架构的一些剖析@@。云@@计算@@之所以@@称为@@“云@@”，是因为它在@@某些方面具有现实中云@@的特征@@：云@@一般都较大@@；云@@的规模可以@@动态伸缩@@，它的边界是模糊的@@。云@@计算@@的商业模式给用户提供的是一种@@IT服务@@，其内容也是随时间变化@@、动态弹性的@@。因此@@，云@@计算@@数据中心的架构也会随着社会的进步不断调整和优化@@。