云计算总体架构及其商业模式探讨

云计算,是一种可用于商业化运作的技术架构,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,利用富裕的已存在的高性能资源,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。本文通过对云计算架构中功能模块的解析,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探讨。

云计算架构分析

云计算经过初期的摸索,架构渐渐清晰,主流分为两部分:服务和管理。

服务分为3层:SaaS层、PaaS层和IaaS层

SaaS是出现最早且现在应用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,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:

  • 超文本标记语言(HTML)。现在主流的Web页面标准技术HTML4正逐步过渡至HTML5,视频的高品质需求体验是其推动力。
  • 物件导向语言(JavaScript)。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。
  • 级联样式表(CSS)。控制Web页面的外观,例如,链接文字的变化(页面的内容和表现的形式相互独立。
  • 另外还有富联网应用(RIA)的技术,动画和矢量表示工具(Flash)和微软富联网应用(Sliverlight),这里不做叙述。

PaaS是目前出现最晚但潜力较大的云计算服务,提供软件开发和部署应用平台给应用软件的开发人员。平台包括软件开发工具(开发部署和测试环境,具有高整合率,支持上万的应用软件。平台的高经济型,使得开发人员省去服务器软硬件和网络搭建的高投入。PaaS包含以下常见技术:

  • 表述性状态迁移(representational state transfer,REST),响应服务调用的技术,将中间件层所支撑的部分服务提供给调用者。
  • 多租户。一对多的服务,一个应用实例对应多个组织,具有高经济性。
  • 并行处理。应对于海量数据处理,服务器集群规模大,面向科研及统计分析机构。
  • 应用服务器。处理Web响应的呼叫。
  • 分布式缓存。降低后台服务器的高负荷压力,提升响应速率,使服务器保持较好的数据处理能力。

不同的PaaS平台,对以上技术的选取也是不同的。应用服务器和分布式缓存是必需的。REST用于对外的接口。多租户技术用于SaaS应用的后台,对于有些公司的 PaaS平台,SaaS的用户编程接口(API)是依赖 PaaS的API。并行服务的特殊性决定了其作为单独服务推出。

IaaS是底层技术的云计算服务,面向大中型企业,这类服务的需求是企业级的。其常见技术如下:

  • 虚拟化技术。在物理服务器上虚拟多个虚拟机,类似电脑中存在多个操作系统。服务器的购置成本和维护成本将大大降低。
  • 分布式存储。将海量数据分配至多台服务器上进行存储和管理。
  • 关系型数据库。利用改良的事物关系表达抽象数据库结构模型以适应云服务的应用。
  • 非关系型数据库(NoSQL)。对关系型数据库的补充,应对非关系型数据库和海量数据管理的需求。

虽然不同IaaS平台对以上技术的选取是不同的,但虚拟化技术是必需的。数据库技术和分布式存储技术则应根据不同IaaS云计算服务企业所投放的服务灵活选取。

管理同样分3层:客户层、管理功能层和监控层

客户层,面向使用云计算服务的客户,通过以下4个功能模块为客户提供优质服务:

  • 客户管理。客户管理包含3个方面,账号管理、登陆管理和客户配置管理。账号管理对客户的身份及访问权限进行有效管理,当然也包括用户组。登陆管理,这个在云服务登陆中显得很特别,对于云中所有可登陆的系统,只需一次登陆成功,就能访问所有能登陆的系统。客户配置管理,针对每个客户,配置的不同性能和应用都要进行记录、管理和追踪,实现资源的合理和合法使用。
  • 客户支持。客户支持是增强客户体验的重要手段,在遇到云服务使用困难时,能得到及时有效的解决,客户支持系统显得很关键。客户系统应体现差异化服务,针对不同重要级别的客户,能提供不同的客户支持服务,客户体验的效果会很明显。
  • 计费管理。利用监控层采集的数据,对用户使用的资源和服务进行精确收费,并能提供详细的费用清单。
  • 服务管理。云服务中的特殊功能模块,云是基于面向服务的体系结构(SOA)架构,系统是松耦合的,应用可以拆分为多个服务,服务可以通过接口进行连接,既能整合成流程,提高运行效率,又能支持扩展修改。云中存在许多服务,这使得服务管理对于云服务的提供显得很重要。

管理功能层,保障云整体环境的安全性及管理自动化,分为以下4个模块:

  • 运维管理。运维管理体现在3个方面:预防维护、能源管理和告警性能管理。预防维护是建立在告警性能管理之上的,对潜在故障隐患进行预警,对已发生的故障采取冗余或重启硬件操作。能源管理是对闲置能源进行关闭,能根据设备负荷对相关耗能硬件进行调节,也能根据机房温度和能耗统计进行能源的精益管理。告警和性能管理,对云中发生的事件进行捕捉、记录和上报。
  • 资源管理。资源管理面向云中的物理设备,首先是将云中物理资源进行虚拟化,类似于建水池,集中建造一个资源池;然后,制订规则,建立资源使用流程,自动部署资源的使用;最后,进行资源调度使用,使其能均衡资源于各种应用。
  • 安全管理。安全管理是云服务的重点,对数据、应用和账号都要实施安全保障。云安全涉及7个方面:一是对安全进行全面检测,梳理漏洞;二是物理隔离;三是利用网络技术实施隔离;四是对数据进行加密;五是实施不同的安全策略并制订不同的安全规则;六是按责任划分权限;七是做好数据备份,避免数据因人为或管理上的漏洞而丢失。
  • 冗余支持。数据中心要建立冗余,主数据中心发生毁坏时,云仍能依靠备用数据中心进行运行。主备之间要能实时同步,主备能实现自动和快速的倒换。对于物理节点,其失效是正常的,可以屏蔽掉故障节点或恢复它正常工作,但前提是不影响云服务的正常运行。

监测层,主要涉及3个方面的监测:一是对物理资源运行状况的监测,例如CPU使用率等;二是对虚拟资源运行状况的监测;三是服务质量的监测,记录其请求响应的相关技术指标,以判断是否满足差异化服务。

云商业模式

虽然云技术架构是统一的,但技术开发的目的是为了商业运作,因客户需求,就会演变为不同的云模式,大致分为以下4种:

1、公有云:面向公共普通用户,客户群庞大,容易形成规模效益,其成本会变低。公有云可由云服务提供商或综合型信息服务提供商进行运营,为公共用户提供各种IT资源。云服务提供商提供软件环境、应用、物理等各种资源的管理和维护。使用公共云服务,用户按需付费即可。云中的资源对于用户而言是透明的,不过资源存放的位置是未知的,正是基于此,云服务提供商能保证设施和资源的安全性,能满足安全上的需求。

2、私有云:面向企业级用户,特别是IT经费充足的企业。企业对数据有很高的安全需求,希望数据在企业内部,而不是在公有云中。私有云就是将云放置在企业的防火墙内,企业IT人员能对数据安全性和服务进行有效控制。

3、混合云:面向企业级用户,适合既对数据安全有一定要求,IT经费又不足的企业。具体思路是,将企业重要的数据和应用放至企业防火墙内,将相对次要的数据和应用放至公有云中。

4、行业云:这是未来很重要的一种云模式。云行业应用和物联网行业应用将在此进行结合,存在巨大的商业价值。行业云将一个行业的数据和应用放至专门的云中,能实现资源的共享和重复使用,降低行业内企业的开发成本,例如游戏行业。

当然,商业模式离不开需求,云服务提供商应着眼于市场用户需求,通过移动终端(应用服务平台(基础通信设施(基础IT设施和服务提供合作伙伴的整合联动,结合自身优势有选择性地开展云计算服务经营。成功的商业模式一定是可持续的,可复制的,潜在用户价值的不断挖掘伴随着产品运作应用的不断丰富。

结束语

云,技术价值和商业价值巨大,将给社会生产和社会生活带来巨大的变革,使产业布局得到优化,云计算产业链将带动一大批企业发展,实现规模化效益。云计算构架的解析和商业模式探讨,对向云计算靠拢的企业提供了一些产品和运营选择上的思路,乘云而上,望企业在云中实现更快的成长和更好的发展。

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