時(shí)間：2023-09-11 17:25:51
序論：在您撰寫(xiě)云計(jì)算的基本架構(gòu)時(shí)，參考他人的優(yōu)秀作品可以開(kāi)闊視野，小編為您整理的7篇范文，希望這些建議能夠激發(fā)您的創(chuàng)作熱情，引導(dǎo)您走向新的創(chuàng)作高度。
關(guān)鍵詞：云計(jì)算；虛擬化；VMware;VMware vSphere；架構(gòu)
中圖分類(lèi)號(hào)：TP303文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：16727800（2012）008000602
作者簡(jiǎn)介：連鴻鵬(1987-)，福建師范大學(xué)協(xié)和學(xué)院初級(jí)網(wǎng)絡(luò)工程師，研究方向?yàn)樵朴?jì)算。
0引言
虛擬化技術(shù)是伴隨著計(jì)算機(jī)的產(chǎn)生而發(fā)展的，虛擬化意味著對(duì)計(jì)算機(jī)資源的抽象。虛擬化技術(shù)實(shí)現(xiàn)了物理資源的邏輯抽象和統(tǒng)一表示，通過(guò)它可以提高資源利用率，并能夠根據(jù)用戶業(yè)務(wù)需求的變化，快速、靈活地進(jìn)行資源部署，因此，虛擬化技術(shù)已經(jīng)成為構(gòu)建云計(jì)算環(huán)境的一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)。
VMware 云基礎(chǔ)架構(gòu)能夠讓現(xiàn)有的用戶從虛擬化中獲益，加速了現(xiàn)有數(shù)據(jù)中心云計(jì)算的轉(zhuǎn)移，與公共云基礎(chǔ)兼容，鋪平了向混合云模式前進(jìn)的道路，成為云計(jì)算的新里程碑。
本文主要討論作為X86體系結(jié)構(gòu)虛擬化技術(shù)的代表，VMware公司基于已有的虛擬化技術(shù)和優(yōu)勢(shì)，提供了云基礎(chǔ)架構(gòu)及管理、云應(yīng)用平臺(tái)和終端用戶計(jì)算等多個(gè)層次上的解決方案，主要支持企業(yè)級(jí)組織機(jī)構(gòu)利用服務(wù)器虛擬化技術(shù)，實(shí)現(xiàn)從目前的數(shù)據(jù)中心向云計(jì)算環(huán)境轉(zhuǎn)變方面的架構(gòu)分析。
1VMware vSphere 簡(jiǎn)介
VMware vSphere是在原來(lái)的VI3基礎(chǔ)上推出的系統(tǒng)，被成為業(yè)界首款云計(jì)算操作系統(tǒng)。vSphere將應(yīng)用程序和操作系統(tǒng)從底層硬件分離出來(lái)，從而簡(jiǎn)化了 IT 操作?，F(xiàn)有的應(yīng)用程序可以看到專(zhuān)有資源，而服務(wù)器則可以作為資源池進(jìn)行管理。vSphere以原生架構(gòu)的ESX/ESXi Server為基礎(chǔ)，讓多臺(tái)ESX Server能并發(fā)負(fù)擔(dān)更多個(gè)虛擬機(jī)。主要包括3部分：一是虛擬化管理器VMM部分的VMware ESX 4，VMware ESX Server主要是用于調(diào)配物理服務(wù)器中內(nèi)存、CPU、存儲(chǔ)及網(wǎng)絡(luò)各種硬件資源，運(yùn)行在物理服務(wù)器上的一個(gè)虛擬層并根據(jù)預(yù)定好的策略將這些資源分配到運(yùn)行在其中的各虛擬機(jī)中，這些虛擬機(jī)以安全獨(dú)立的模式并行運(yùn)行；二是用于整合和管理VMM的VMware vCenter，提高在虛擬基礎(chǔ)架構(gòu)每個(gè)級(jí)別上的集中控制和可見(jiàn)性，通過(guò)主動(dòng)管理發(fā)揮 vSphere 潛能，是一個(gè)具有廣泛合作伙伴體系支持的可伸縮、可擴(kuò)展平臺(tái)；三是用于管理客戶端的軟件VMware Infrastructure Client。
VMware vSphere 主要通過(guò)虛擬化技術(shù)將數(shù)據(jù)中心轉(zhuǎn)變?yōu)樵朴?jì)算基礎(chǔ)架構(gòu)，通過(guò)虛擬化提供自助部署和調(diào)配的功能，將IT基礎(chǔ)架構(gòu)作為服務(wù)來(lái)交付使用。vSphere是一個(gè)整體架構(gòu)而非單個(gè)產(chǎn)品，基本架構(gòu)如圖1。
圖1VMware vSphere 的基本架構(gòu)
2.1vSphere的云端部分
vSphere所謂的云端是指平臺(tái)及架構(gòu)部分（PaaS和IaaS）,可以分為內(nèi)部和外部云端。內(nèi)部云端由各種硬件資源組成，并有vSphere負(fù)責(zé)統(tǒng)合云端資源，在IaaS及PaaS中，資源為硬件及OS資源。外部云端vSphere可以將這些第三方提供的資源集成到企業(yè)的IT架構(gòu)中。
2.2vSphere的底層：架構(gòu)服務(wù)（Infrastructure Service）
有了硬件資源之后，就需要一個(gè)Hypervisor將資源集成，然后ESX和ESXi服務(wù)器將負(fù)責(zé)硬件資源虛擬化。Infrastructure Service主要可以分為運(yùn)算部分的vCompute、存儲(chǔ)部分的vStorage以及網(wǎng)絡(luò)部分的vNetwork。
（1）vCompute部分。vCompute包括了ESX/ESXi以及DRS。ESX/ESXi主要實(shí)現(xiàn)服務(wù)器整合、提供高性能并擔(dān)保服務(wù)品質(zhì)、流水式測(cè)試和部署及可伸縮的軟硬件架構(gòu)。DRS確保按需調(diào)整資源配置，根據(jù)需要和優(yōu)先級(jí)壓縮和增加應(yīng)用系統(tǒng)的資源，動(dòng)態(tài)的響應(yīng)負(fù)載平衡。
（2）vStorage部分。vStorage包括VM所在硬盤(pán)的文件系統(tǒng)VMFS以及動(dòng)態(tài)分配大小的Thin Provisioning，提供多種存儲(chǔ)虛擬連接選擇，通過(guò)vStorage VMotion減少或消除計(jì)劃內(nèi)停機(jī)，通過(guò)精簡(jiǎn)部署降低虛擬環(huán)境的存儲(chǔ)要求，通過(guò)vStorage API簡(jiǎn)化管理并提高存儲(chǔ)操作的效率。VMFS是專(zhuān)門(mén)為虛擬機(jī)設(shè)計(jì)的高性能集群文件系統(tǒng)，該系統(tǒng)可以在VMware虛擬機(jī)的VMware虛擬數(shù)據(jù)中心環(huán)境中訪問(wèn)共享存儲(chǔ)。
（3）vNetwork部分。VMware的網(wǎng)絡(luò)虛擬化技術(shù)主要通過(guò)VMware vSphere 中的vNetwork網(wǎng)絡(luò)元素實(shí)現(xiàn)。通過(guò)這些元素，部署在數(shù)據(jù)中心物理主機(jī)上的虛擬機(jī)可以像物理環(huán)境一樣進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)互連。vNetwork的組件主要包括虛擬網(wǎng)絡(luò)接口卡Vnic、vNetwork標(biāo)準(zhǔn)交換機(jī)vSwitch和vNetwork分布式交換機(jī)dvSwitch。vSphere提供了一個(gè)Distributed Network的架構(gòu)，不但有完整的Bridged/NAT/Host only架構(gòu)，更和Cisco合作推出一個(gè)專(zhuān)門(mén)安裝在vSphere上的分布式網(wǎng)絡(luò)。
2.3vSphere的Application Service
關(guān)鍵詞：云計(jì)算技術(shù)；計(jì)算機(jī)應(yīng)用大賽；應(yīng)用
如今的計(jì)算機(jī)已經(jīng)越來(lái)越趨向智能化發(fā)展，為信息的查找、儲(chǔ)存和計(jì)算帶來(lái)了便利條件。在時(shí)展的影響下，人們需要存儲(chǔ)和查找的信息越來(lái)越多，對(duì)計(jì)算機(jī)也更加依賴(lài)，云計(jì)算技術(shù)就是在這樣的背景下產(chǎn)生的，云計(jì)算技術(shù)的出現(xiàn)與現(xiàn)代人的需求非常吻合，得到很快的發(fā)展。那么云計(jì)算技術(shù)是什么，它是如何在大學(xué)計(jì)算機(jī)大賽中應(yīng)用的，下面就讓我們帶著這些疑問(wèn)一起走進(jìn)下面的內(nèi)容。
一、云計(jì)算技術(shù)是什么
物美價(jià)廉是云計(jì)算技術(shù)的最大優(yōu)勢(shì)。成本低得原因在于云計(jì)算技術(shù)本身是由眾多實(shí)用性強(qiáng)、性?xún)r(jià)比高，同時(shí)又物美價(jià)廉的服務(wù)器組合而成，虛擬化技術(shù)是這種組合的媒介。雖然這種組合比較松散，技術(shù)含量也不是很高，但是它卻可以最終構(gòu)成一個(gè)非常龐大的存儲(chǔ)系統(tǒng)，這個(gè)系統(tǒng)中包含的信息可謂不計(jì)其數(shù)。在此基礎(chǔ)上，該系統(tǒng)還具有將計(jì)算機(jī)中心進(jìn)行大范圍擴(kuò)展的功能。因?yàn)槭褂谜咴谥Ц督痤~時(shí)可以根據(jù)自身的信息存儲(chǔ)來(lái)進(jìn)行，所以該系統(tǒng)還具有為互聯(lián)網(wǎng)付費(fèi)的業(yè)務(wù)。用戶在支付費(fèi)用之前可以對(duì)自己需要的資源數(shù)量進(jìn)行估算，然后進(jìn)行購(gòu)買(mǎi)支付，這樣的付費(fèi)流程可謂簡(jiǎn)單快捷，又省時(shí)省力。
大學(xué)計(jì)算機(jī)應(yīng)用大賽需要對(duì)大賽每一位參與者的作品和參與信息進(jìn)行存儲(chǔ)，所以需要的信息量是非常大的，所以專(zhuān)門(mén)在大學(xué)計(jì)算機(jī)應(yīng)用大賽中應(yīng)用到的系統(tǒng)是有別于其他系統(tǒng)的，它本身存在著一定的專(zhuān)業(yè)性與特殊性，因?yàn)橛脩籼峤簧蟻?lái)的東西一般只是作品的代碼，這就是這個(gè)系統(tǒng)的特別之處。如果利用傳統(tǒng)的軟件，就要用戶通過(guò)郵箱將作品上交，經(jīng)過(guò)評(píng)委進(jìn)行審核。在云計(jì)算技術(shù)的幫助下，一個(gè)在線交流與審核作品的平臺(tái)形成了，通過(guò)這樣的流程對(duì)作品進(jìn)行審核，省卻了很多復(fù)雜的程序，節(jié)約了人力與時(shí)間資源。
二、云計(jì)算技術(shù)是如何在大學(xué)計(jì)算機(jī)應(yīng)用大賽中應(yīng)用的
（一）云計(jì)算技術(shù)針對(duì)大學(xué)計(jì)算機(jī)應(yīng)用大賽的應(yīng)用架構(gòu)
云計(jì)算技術(shù)在花費(fèi)少的基礎(chǔ)上還具有擴(kuò)展功能、服務(wù)、計(jì)算機(jī)功能以及很多隱性?xún)r(jià)值，其主要特點(diǎn)是用互聯(lián)網(wǎng)、用服務(wù)和使用量做基礎(chǔ)。云計(jì)算技術(shù)的核心主要有虛擬化技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)計(jì)算、網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)等等。云計(jì)算技術(shù)的基本架構(gòu)可以分為三個(gè)方面：基礎(chǔ)設(shè)施、應(yīng)用程序和應(yīng)用平臺(tái)，他們分別為使用者提供互聯(lián)網(wǎng)資源、存儲(chǔ)資源和計(jì)算機(jī)資源，資源的全面性不可小覷。
1.云計(jì)算技術(shù)的基本架構(gòu)――基礎(chǔ)設(shè)施
云計(jì)算技術(shù)在大學(xué)計(jì)算機(jī)大賽中的應(yīng)用主要表現(xiàn)在為參賽者和評(píng)委之間搭建交流的平臺(tái)。這個(gè)平臺(tái)式利用硬件服務(wù)來(lái)完成的，換一種說(shuō)法就是，它運(yùn)用的是由眾多服務(wù)器組合而成的存儲(chǔ)資源池和內(nèi)存資源地。所以可以為平臺(tái)服務(wù)和存儲(chǔ)空間提供不同的等級(jí)，云計(jì)算技術(shù)可以針對(duì)與計(jì)算及應(yīng)用競(jìng)賽相關(guān)的重要數(shù)據(jù)進(jìn)行適當(dāng)?shù)奶幚?，服?wù)方便并且快捷。
2.云計(jì)算技術(shù)的基本架構(gòu)――應(yīng)用程序
應(yīng)用程序主要由參賽團(tuán)隊(duì)對(duì)作品進(jìn)行布置，在最短的時(shí)間內(nèi)完成遠(yuǎn)程調(diào)試的工作，這樣才能在最大的程度上對(duì)大賽服務(wù)系統(tǒng)和評(píng)審系統(tǒng)進(jìn)行服務(wù)。
3.云計(jì)算技術(shù)的基本架構(gòu)――應(yīng)用平臺(tái)
應(yīng)用平臺(tái)的最重要功能就是為操作系統(tǒng)和圍繞特定應(yīng)用提供重要服務(wù)。換句話說(shuō)，利用虛擬化技術(shù)提供IOS操作系統(tǒng)和Linus操作系統(tǒng)以及相應(yīng)的操作模板。還可以為計(jì)算機(jī)競(jìng)賽提供專(zhuān)門(mén)制定的七大移動(dòng)開(kāi)發(fā)平臺(tái)，比如Apple、Android等。
（二）針對(duì)計(jì)算機(jī)應(yīng)用競(jìng)賽的云計(jì)算應(yīng)用得以實(shí)現(xiàn)
云計(jì)算技術(shù)在計(jì)算機(jī)競(jìng)賽中主要的責(zé)任范圍就是為參賽團(tuán)和參賽者提供計(jì)算資源。資源量的提供與實(shí)際的需求應(yīng)該達(dá)到吻合的狀態(tài)。還有，大學(xué)生計(jì)算機(jī)應(yīng)用大賽的規(guī)模通常都比較大，而且對(duì)參賽者和參賽團(tuán)的地域沒(méi)有任何限制。這樣，云計(jì)算就應(yīng)該發(fā)揮平臺(tái)作用，為評(píng)委提供跨區(qū)域的評(píng)審環(huán)境。選手可以通過(guò)網(wǎng)址對(duì)云端開(kāi)發(fā)環(huán)境隨時(shí)隨地的進(jìn)行瀏覽以及訪問(wèn)。
云計(jì)算平臺(tái)的主要技術(shù)有網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)和負(fù)載均衡技術(shù)，有了這兩大技術(shù)的幫忙，云計(jì)算平臺(tái)無(wú)論是數(shù)據(jù)的訪問(wèn)速度還是硬件的支撐能力都得到了大幅度的提高，從而使系統(tǒng)的應(yīng)用性和安全性得到了提高。
云計(jì)算平臺(tái)對(duì)云計(jì)算帶來(lái)的負(fù)載和失衡問(wèn)題都能夠得到有效的解決。云平臺(tái)應(yīng)該做到服務(wù)的安全性，所以無(wú)論是著眼于網(wǎng)絡(luò)安全、數(shù)據(jù)安全還是虛擬化安全云安全都是最佳選擇。為了保護(hù)數(shù)據(jù)的安全，云安全將數(shù)據(jù)進(jìn)行備份，如果真的不慎發(fā)生數(shù)據(jù)丟失的現(xiàn)象，只需要短短的一個(gè)小時(shí)，數(shù)據(jù)就可以得到復(fù)原。為了給來(lái)自互聯(lián)網(wǎng)的威脅做保障，云計(jì)算還很好的引用了虛擬技術(shù)。
（三）云計(jì)算技術(shù)的具體應(yīng)用過(guò)程
首先參賽者或參賽團(tuán)需要向資源平臺(tái)提出資源請(qǐng)求，可供選擇的平臺(tái)有多個(gè)，選擇后只要付費(fèi)就可使用。由云平臺(tái)提供的資源的用處是多方位的，可以將各開(kāi)發(fā)環(huán)境和版本進(jìn)行備份，還可以建立并維護(hù)快照。在整個(gè)競(jìng)賽過(guò)程中使參賽者和參賽團(tuán)體之間和睦的展開(kāi)工作，工作效率也得到了提高。
大學(xué)計(jì)算機(jī)應(yīng)用大賽規(guī)模非常大，參賽者、參賽團(tuán)體甚至評(píng)委都是來(lái)自五湖四海的人，這時(shí)是很難建立起集中的現(xiàn)場(chǎng)評(píng)審模式的。云計(jì)算平臺(tái)在這時(shí)充分發(fā)揮出它的作用：評(píng)委只需要進(jìn)入網(wǎng)址，登陸云計(jì)算平臺(tái)，就可以對(duì)參賽團(tuán)隊(duì)的作品代碼進(jìn)行查看，最后對(duì)作品進(jìn)行公平公正的評(píng)判。
結(jié)語(yǔ)：
基于以上論述，云計(jì)算技術(shù)在大學(xué)計(jì)算機(jī)應(yīng)用大賽中進(jìn)行應(yīng)用可謂勢(shì)在必行，云計(jì)算技術(shù)的應(yīng)用不僅使異地評(píng)審得以實(shí)現(xiàn)，而且省時(shí)省力，最大程度上保障了參賽團(tuán)體數(shù)據(jù)的安全性。并且，云計(jì)算技術(shù)還具有使用簡(jiǎn)單、價(jià)格低廉等特點(diǎn)，隨著技術(shù)的不斷完善，云計(jì)算技術(shù)一定會(huì)為更多計(jì)算機(jī)競(jìng)賽所應(yīng)用。
參考文獻(xiàn)：
[1]牛愛(ài)芳，杜煜，鐘麗，楊沛. 基于云技術(shù)開(kāi)展大學(xué)生計(jì)算機(jī)應(yīng)用大賽的研究[J]. 實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理，2013（9）.
[2]薛永獻(xiàn). 云計(jì)算技術(shù)在大學(xué)計(jì)算機(jī)應(yīng)用大賽中的應(yīng)用[J]. 電子測(cè)試，2013（13）.
[3]張可. 云計(jì)算技術(shù)在企業(yè)信息工作中的應(yīng)用研究[J]. 科技致富向?qū)В?013（27）.
[關(guān)鍵詞]VMware vSphere；云平臺(tái)；應(yīng)用技術(shù)
中圖分類(lèi)號(hào)：TP391.9 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-914X（2014）47-0249-01
0 引言
自2006年以來(lái)，云概念的提出受到IT界內(nèi)的很大重視，各大IT公司紛紛研發(fā)相應(yīng)的云產(chǎn)品，為代表的云計(jì)算在全世界內(nèi)得到快速發(fā)展。廣義范圍上，云技術(shù)是通過(guò)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器向客戶提供在線軟件服務(wù)、軟件租借、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)及數(shù)據(jù)挖掘的服務(wù)，涵蓋多種技術(shù)，如虛擬化、分布式計(jì)算、分布式數(shù)據(jù)庫(kù)及分布式存儲(chǔ)等技術(shù)。虛擬化技術(shù)是云計(jì)算技術(shù)的基石，是實(shí)施的關(guān)鍵技術(shù)。利用虛擬化技術(shù)才可實(shí)現(xiàn)軟硬件、操作系統(tǒng)、存儲(chǔ)及網(wǎng)絡(luò)等的虛擬化，最終得以實(shí)現(xiàn)云計(jì)算的目標(biāo)。VMware vSphere作為重要的虛擬技術(shù)，對(duì)于云平臺(tái)的搭建有著不容小視的作用。
1 VMware vSphere系統(tǒng)概述
1.1 虛擬化技術(shù)的含義及地位
當(dāng)今社會(huì)的虛擬化技術(shù)是目前大型的數(shù)字化控制中心進(jìn)行硬件資源的整合及提高價(jià)值的重要 技術(shù)，分為完全虛擬化、部分虛擬化及操作系統(tǒng)層虛擬化三種形式。虛擬化屬于一個(gè)抽象概念，打破了普通物理硬件和操作系統(tǒng)間的物理連接形式。
服務(wù)器虛擬化系統(tǒng)實(shí)質(zhì)是利用虛擬技術(shù)在服務(wù)器里虛擬出許多客戶機(jī)進(jìn)行整合式管理，而這些 客戶機(jī)是能夠相互獨(dú)立且運(yùn)行不同操作系統(tǒng)及應(yīng)用程序。為了成為面向全體用戶的系統(tǒng)，必須要設(shè) 計(jì)一個(gè)擁有簡(jiǎn)潔友好界面的虛擬化客戶應(yīng)用程序，能夠更好滿足對(duì)用戶靈活有效管理與服務(wù)，實(shí)現(xiàn)虛擬化，VMware vSphere就是其中的典型虛擬技術(shù)。虛擬化技術(shù)涉及的范圍十分廣，包含服務(wù)器虛擬化、桌面虛擬化等技術(shù)。
1.2 VMware vSphere虛擬技術(shù)簡(jiǎn)介
VMware vSphere是從原先的VI3基礎(chǔ)之上推出的新系統(tǒng)，被稱(chēng)作信息技術(shù)業(yè)界首款的云計(jì)算操作系統(tǒng)。它將應(yīng)用程序及操作系統(tǒng)從底層的硬件分離出，并通過(guò)此簡(jiǎn)化了IT的操作難度。在現(xiàn)有的應(yīng)用程序中可以看到有專(zhuān)有的資源，其服務(wù)則能夠作為其資源池來(lái)進(jìn)行管理。 系統(tǒng)主要包括三個(gè)部分：首先是虛擬化的管理器VMM處部分的VMware ESX4，Server一般是用于調(diào)配的物理服務(wù)器中相應(yīng)內(nèi)存、CPU、存儲(chǔ)和網(wǎng)絡(luò)之中的各種硬件資源，在物理服務(wù)器上運(yùn)行的一個(gè)虛擬層并通過(guò)由此預(yù)定的策略將這些相關(guān)的資源分配到其中不同虛擬機(jī)的運(yùn)行之中，這些相應(yīng)的虛擬機(jī)憑借安全獨(dú)立的模式進(jìn)行并行運(yùn)行；其次，用來(lái)整合及管理vCenter，在虛擬基礎(chǔ)架構(gòu)所有級(jí)別上集中控制及可見(jiàn)性都需要提高，利用主動(dòng)地管理發(fā)揮其內(nèi)在潛能，成為具有廣泛合作的伙伴體系可支持、可伸縮及可擴(kuò)展的平臺(tái)。
2 云平臺(tái)系統(tǒng)搭建中VMware vSphere的應(yīng)用
2.1 VMware vSphere云計(jì)算應(yīng)用綜述
VMware vSphere系統(tǒng)能夠利用虛擬化技術(shù)將數(shù)據(jù)中心轉(zhuǎn)換為云計(jì)算的基礎(chǔ)架構(gòu)，能使IT行業(yè)擁有提供靈活可靠服務(wù)的機(jī)會(huì)。其兩個(gè)核心組件包括VMware ESXi及VMware vCenter Server。其中ESXi屬于用來(lái)創(chuàng)建及運(yùn)行虛擬機(jī)的中體平臺(tái)。而vCenter Server[2]可以歸類(lèi)于一種服務(wù)，相當(dāng)于連接到網(wǎng)絡(luò)的ESXi系統(tǒng)主機(jī)的主管理員。
vCenter Server可以將多個(gè)主機(jī)資源加入資源池中對(duì)這些資源進(jìn)行。此外，vCenter Server還提供許多額外功能，可以來(lái)監(jiān)控及管理物理及虛擬基礎(chǔ)的架構(gòu)。典型數(shù)據(jù)中心由物理構(gòu)建塊，如x86虛擬化服務(wù)器及存儲(chǔ)器網(wǎng)絡(luò)等。
2.2 可擴(kuò)展VMware vCenter虛擬技術(shù)及其應(yīng)用程序
VMware vCenter常指VMware vCenter Server。VMware vCenter Server提供一個(gè)可伸縮且可擴(kuò)展的平臺(tái)，給虛擬管理奠定基礎(chǔ)。該管理的主機(jī)可以提升虛擬性構(gòu)架的可見(jiàn)性，并能夠?qū)崿F(xiàn)集中化的控制與管理，對(duì)其潛能的充分發(fā)揮具有十分重要的作用。vCenter Client影響到所有VM的創(chuàng)建、管理、運(yùn)行及維護(hù)的水平，可以使管理主機(jī)的服務(wù)器優(yōu)化資源并提高其可用性，從而實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)化遷移、容錯(cuò)率提高，并完成應(yīng)用備份。一般VMware vCenter應(yīng)用程序包含三種，其主要表現(xiàn)如表1所示。
2.3 Mware Data Recovery虛擬備份技術(shù)
VMware Data Recovery技術(shù)能夠創(chuàng)建虛擬機(jī)備份，還可以不會(huì)中斷虛擬機(jī)使用或其數(shù)據(jù)及資料的提供。Data Recovery可以管理現(xiàn)有備份數(shù)據(jù)資料，并且在備份過(guò)時(shí)后及時(shí)將它們刪除。此外，它還可以支持重復(fù)功能用來(lái)刪除其余的數(shù)據(jù)。
Data Recovery是建立在VMware vStorage API for Data Protection基礎(chǔ)上的，與VMware vCenter Server之間集成，可以進(jìn)行集中調(diào)度備份作業(yè)。通過(guò)與vCenter Server之間的集成，還可實(shí)現(xiàn)虛擬機(jī)的備份，也就是使用VMwarev Motion及VMware Distributed Resource Scheduler移動(dòng)該類(lèi)虛擬機(jī)。
Data Recovery可以使用虛擬機(jī)以及客戶端插件來(lái)進(jìn)行管理和還原相應(yīng)的備份數(shù)據(jù)。備份設(shè)備是為了開(kāi)放虛擬化格式而提供的。因此，該插件需要安裝Client，基本可在所有由VMware ESXi支持虛擬磁盤(pán)上的存儲(chǔ)備份。此外，還可以利用存儲(chǔ)區(qū)域網(wǎng)絡(luò)、網(wǎng)絡(luò)附加存儲(chǔ)設(shè)備和基于具體公用文件的系統(tǒng)。
3 總結(jié)
VMware vSphere的應(yīng)用對(duì)于構(gòu)建當(dāng)今信息社會(huì)的云平臺(tái)有不容忽視的作用，它的虛擬化的管理器VMM及用來(lái)整合及管理的vCenter等對(duì)于“云計(jì)算”虛擬管理十分重要。隨著信息時(shí)代的發(fā)展，VMware vSphere、Mware Data Recovery等新虛擬平臺(tái)應(yīng)用將會(huì)越來(lái)越為人們所接受。
參考文獻(xiàn)
關(guān)鍵詞：云計(jì)算；數(shù)字圖書(shū)館；服務(wù)平臺(tái)；架構(gòu)設(shè)計(jì)
中圖分類(lèi)號(hào)：TP391 文獻(xiàn)標(biāo)示碼：A 文章編號(hào)：2095-1302（2014）02-0080-02
0 引 言
云計(jì)算具有超大規(guī)模、虛擬化、高可靠性、易用性、高可擴(kuò)展性、按需服務(wù)、廉價(jià)等優(yōu)點(diǎn)，因此，研究人員已經(jīng)探索將云計(jì)算技術(shù)應(yīng)用到數(shù)字圖書(shū)館服務(wù)共享平臺(tái)建設(shè)中，以提高資源共享度。喻昕、王敬一[1]提出了一種數(shù)字圖書(shū)館云服務(wù)平臺(tái)的架構(gòu)模型，并設(shè)計(jì)了服務(wù)平臺(tái)管理、運(yùn)行機(jī)制。裴紅羅[2]等提出了一種基于云計(jì)算的數(shù)字圖書(shū)館平臺(tái)架構(gòu)，該平臺(tái)架構(gòu)分為模型數(shù)據(jù)庫(kù)、控制算法層和表現(xiàn)應(yīng)用層。陳宮、牛秦洲[3]采用Eucalyptus和Portlet 等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了一種基于云計(jì)算的數(shù)字圖書(shū)館信息服務(wù)平臺(tái)。在我國(guó)，數(shù)字圖書(shū)館建設(shè)主要集中在高校，但目前關(guān)于數(shù)字圖書(shū)館云計(jì)算平臺(tái)架構(gòu)的研究，幾乎都將平臺(tái)定位于學(xué)術(shù)資源共享，而忽視了平臺(tái)可以為數(shù)據(jù)挖掘、基因序列測(cè)定、天文信號(hào)分析等需高性能計(jì)算支撐的工作提供計(jì)算資源，此外，研究都沒(méi)有涉及云計(jì)算平臺(tái)的實(shí)現(xiàn)技術(shù)。因此，本文提出一種基于云計(jì)算的數(shù)字圖書(shū)館服務(wù)平臺(tái)的架構(gòu)及實(shí)現(xiàn)技術(shù)，為高校自主建設(shè)數(shù)字圖書(shū)館云服務(wù)平臺(tái)提供參考。
1 云計(jì)算
1.1 云計(jì)算的基本架構(gòu)
Voorsluys等[5]介紹了多個(gè)云計(jì)算架構(gòu)，其中普遍被認(rèn)可的云計(jì)算通用基本架構(gòu)如圖1所示。其中：IaaS（Infrastructure as a service）表示基礎(chǔ)設(shè)施即服務(wù)，基礎(chǔ)設(shè)施由虛擬機(jī)、服務(wù)器、存儲(chǔ)設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、負(fù)載均衡設(shè)備等組成；PaaS（Platform as a service）表示平臺(tái)即服務(wù)，PaaS層包括數(shù)據(jù)庫(kù)、Web服務(wù)器和開(kāi)發(fā)工具集等；SaaS （Software as a service）譯為軟件即服務(wù)，SaaS層屬于應(yīng)用層，為云用戶提供各種軟件服務(wù)。例如，Google APPEngine實(shí)際上提供了PaaS服務(wù)；Amazon的云服務(wù)包括：EC2、S3存儲(chǔ)服務(wù)和Elastic Beanstalk，從技術(shù)架構(gòu)來(lái)看，前兩者屬于IaaS，而Elastic Beanstalk則屬于PaaS。
圖1 云計(jì)算的基本架構(gòu)
1.2 云計(jì)算平臺(tái)發(fā)展趨勢(shì)
Google、Amazon等公司提供的云計(jì)算平臺(tái)無(wú)法滿足不同用戶的特定需求，所以，很多機(jī)構(gòu)（如美國(guó)國(guó)防部）開(kāi)始構(gòu)建私有內(nèi)部云。一些小公司也致力于幫助客戶構(gòu)建云，如3Tera公司聲稱(chēng)能夠提供許多Amazon沒(méi)有的管理服務(wù)，自主建設(shè)私有云已經(jīng)成為一種潮流。Xen等開(kāi)源平臺(tái)及軟件的出現(xiàn)，使得學(xué)術(shù)界、中小企業(yè)自主搭建中小型云平臺(tái)成為可能[6]，也為自主建設(shè)數(shù)字圖書(shū)館云服務(wù)平臺(tái)提供了一種更加貼近實(shí)際需求的選擇。
2 基于云計(jì)算的數(shù)字圖書(shū)館服務(wù)平臺(tái)架構(gòu)
本文提出的基于云計(jì)算的數(shù)字圖書(shū)館服務(wù)平臺(tái)架構(gòu)如圖2所示，平臺(tái)由物理資源層、虛擬化資源層、數(shù)據(jù)層、服務(wù)層和用戶層組成，可以滿足用戶對(duì)于存儲(chǔ)資源、計(jì)算資源和網(wǎng)絡(luò)資源的需求。
用戶層 服務(wù)匯總、服務(wù)個(gè)性化定制、不同訪問(wèn)設(shè)備兼容
服務(wù)層 用戶管理、安全管理、資源管理、借閱、檢索、書(shū)刊推薦、專(zhuān)題訂閱等
數(shù)據(jù)層 異構(gòu)數(shù)據(jù)庫(kù)及數(shù)據(jù)庫(kù)訪問(wèn)模塊
虛擬化資源層 存儲(chǔ)資源、計(jì)算資源、網(wǎng)絡(luò)資源
物理資源層 服務(wù)器、存儲(chǔ)器、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備等
圖2 基于云計(jì)算的數(shù)字圖書(shū)館服務(wù)平臺(tái)架構(gòu)
2.1 物理資源層
最底層的物理資源主要包括服務(wù)器、存儲(chǔ)器、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備等。物理資源的規(guī)模與結(jié)構(gòu)相對(duì)固定，難以支持多變的服務(wù)需求，需要通過(guò)虛擬化方式將其整合，以便為上層服務(wù)。
2.2 虛擬化資源層
利用虛擬化技術(shù)將各種物理資源整合（或劃分）并轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的虛擬化資源，為云計(jì)算平臺(tái)提供了資源調(diào)配上的靈活性，提高了資源利用率。虛擬化資源層包括存儲(chǔ)資源、計(jì)算資源、網(wǎng)絡(luò)資源等。存儲(chǔ)資源通常由網(wǎng)絡(luò)文件系統(tǒng)和分布式存儲(chǔ)技術(shù)實(shí)現(xiàn)。計(jì)算資源主要包含 CPU 資源和內(nèi)存資源。網(wǎng)絡(luò)資源虛擬化抽象隔離了網(wǎng)絡(luò)中的路由器、交換機(jī)、網(wǎng)絡(luò)端口以及其他物理元素的網(wǎng)絡(luò)流量，將每個(gè)物理元素用虛擬表示形式代替，虛擬網(wǎng)絡(luò)元素配置靈活，能夠滿足特定需求。
物理資源層和虛擬化資源層共同組成了基礎(chǔ)設(shè)施層。為降低建設(shè)成本，可以采用開(kāi)源技術(shù)構(gòu)建基礎(chǔ)設(shè)施層，從功能、虛擬化技術(shù)支持程度和商用評(píng)估三個(gè)方面綜合來(lái)看，OpenStack是構(gòu)建基礎(chǔ)設(shè)施層的理想選擇[7]。作為開(kāi)源云端運(yùn)算軟件的典型代表，OpenStack具有良好的靈活性、擴(kuò)展性和兼容性，采用分布式和異步的體系結(jié)構(gòu)，支持多種局域網(wǎng)管理方式、虛擬機(jī)鏡像和實(shí)例管理、iSCSI 存儲(chǔ)容器管理等，能幫助用戶快速構(gòu)建云基礎(chǔ)設(shè)施，已有超過(guò) 100 多個(gè)全球領(lǐng)先的 IT 公司參與了OpenStack項(xiàng)目。
2.3 數(shù)據(jù)層
數(shù)據(jù)層包含各種異構(gòu)數(shù)據(jù)庫(kù)和數(shù)據(jù)庫(kù)訪問(wèn)模塊。數(shù)據(jù)庫(kù)軟件種類(lèi)繁多，既有商業(yè)化的數(shù)據(jù)庫(kù)軟件，也有開(kāi)源的數(shù)據(jù)庫(kù)軟件，不同的數(shù)據(jù)庫(kù)軟件依賴(lài)于不同的操作系統(tǒng)，如SQL Server只能運(yùn)行在Windows平臺(tái)上，無(wú)法與Unix兼容。在云計(jì)算環(huán)境下，各數(shù)字圖書(shū)館組成聯(lián)盟有利于資源最大程度的共享，作為網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的數(shù)字圖書(shū)館，其節(jié)點(diǎn)異構(gòu)性是不可避免的。數(shù)據(jù)庫(kù)訪問(wèn)模塊（也稱(chēng)為信息集成模塊）用于屏蔽各種數(shù)據(jù)庫(kù)的差異性，并提供訪問(wèn)接口，便于上層服務(wù)完成對(duì)異構(gòu)數(shù)據(jù)庫(kù)的操作，可以利用Java持久化API等技術(shù)實(shí)現(xiàn)這個(gè)模塊。Java持久化API簡(jiǎn)稱(chēng)JPA是Java EE 5規(guī)范中用于對(duì)象/關(guān)系映射的一組API，它使得對(duì)象（構(gòu)成上層服務(wù)的基本組件）持久化更加規(guī)范和容易實(shí)現(xiàn)。
2.4 服務(wù)層
服務(wù)層由用戶管理服務(wù)、安全管理服務(wù)、資源管理服務(wù)、借閱服務(wù)、檢索服務(wù)、書(shū)刊推薦、專(zhuān)題訂閱等模塊組成。用戶管理服務(wù)實(shí)現(xiàn)用戶的增加、刪除、修改、查詢(xún)，并通過(guò)角色劃分賦予各用戶以不同的權(quán)限。安全管理服務(wù)完成用戶身份認(rèn)證，按角色來(lái)區(qū)分訪問(wèn)控制。資源管理服務(wù)負(fù)責(zé)存儲(chǔ)資源、計(jì)算資源和網(wǎng)絡(luò)資源的管理，包括調(diào)度、動(dòng)態(tài)部署、配置和回收。借閱服務(wù)實(shí)現(xiàn)紙質(zhì)圖書(shū)資料的管理。檢索服務(wù)滿足學(xué)術(shù)資源的檢索、下載，書(shū)刊推薦和專(zhuān)題訂閱等則實(shí)現(xiàn)個(gè)性化服務(wù)。
服務(wù)層的實(shí)現(xiàn)可采用J2EE平臺(tái)。J2EE是當(dāng)前的主流平臺(tái)之一，具有支持異構(gòu)環(huán)境、可伸縮性強(qiáng)、采用多層的分布式服務(wù)模型等優(yōu)點(diǎn)，開(kāi)發(fā)J2EE的工具很多（如Eclipse），這些工具通常都提供向?qū)?、上下文幫助、可視化工具及代碼自動(dòng)生成等功能，可避免不必要的重復(fù)編碼，幫助開(kāi)發(fā)人員快速構(gòu)建應(yīng)用程序。
2.5 用戶層
用戶通過(guò)門(mén)戶訪問(wèn)云服務(wù)，而訪問(wèn)方式卻各不相同，可以分Web服務(wù)、Web應(yīng)用、外部服務(wù)和非Web應(yīng)用等，因此，需要實(shí)現(xiàn)內(nèi)外部服務(wù)的匯總、服務(wù)個(gè)性化定制以及針對(duì)計(jì)算機(jī)、手機(jī)、平板電腦等不同設(shè)備的顯示。實(shí)現(xiàn)技術(shù)可以采用JSF（JavaServer Faces），JSF提供了一種以組件為中心的用戶界面（UI）構(gòu)建方法，采用基于組件和事件驅(qū)動(dòng)的開(kāi)發(fā)模式，為Java Web應(yīng)用程序開(kāi)發(fā)帶來(lái)了極大的便利，使得開(kāi)發(fā)人員可以專(zhuān)注于業(yè)務(wù)邏輯，加速Web應(yīng)用程序的構(gòu)建。
3 結(jié) 語(yǔ)
作為圖書(shū)館的主要依托單位，各高校應(yīng)該將最新的云計(jì)算技術(shù)應(yīng)用于數(shù)字圖書(shū)館或聯(lián)盟的建設(shè)，構(gòu)建云服務(wù)平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)資源大范圍共享，減少重復(fù)建設(shè)。在經(jīng)費(fèi)有限的情況下，高?？梢猿浞掷醚邪l(fā)人員優(yōu)勢(shì)，自主建設(shè)云服務(wù)平臺(tái)。本文分析了高校對(duì)于云服務(wù)平臺(tái)的主要需求，提出了基于云計(jì)算的數(shù)字圖書(shū)館服務(wù)平臺(tái)架構(gòu)模型，詳細(xì)說(shuō)明了架構(gòu)模型每層的構(gòu)成及功能，在研究主流開(kāi)發(fā)技術(shù)的基礎(chǔ)上，介紹了架構(gòu)的實(shí)現(xiàn)技術(shù)，選用的技術(shù)具有成熟度高、兼容性強(qiáng)、研發(fā)難度低等特點(diǎn)，適合于快速構(gòu)建云服務(wù)平臺(tái)，可以為今后的建設(shè)工作提供參考和借鑒。
參 考 文 獻(xiàn)
[1] 喻昕，王敬一. 基于云計(jì)算技術(shù)的數(shù)字圖書(shū)館云服務(wù)平臺(tái)架構(gòu)研究[J]. 情報(bào)科學(xué)， 2011， 29（7）：1049-1053.
[2] 裴紅羅，王運(yùn)圣，江洪濤，等. 基于云計(jì)算的數(shù)字圖書(shū)館平臺(tái)架構(gòu)設(shè)計(jì)[J]. 中國(guó)農(nóng)業(yè)科技導(dǎo)報(bào)， 2010， 12（6）：126-129.
[3] 陳宮，牛秦洲. 基于云計(jì)算的數(shù)字圖書(shū)館信息服務(wù)平臺(tái)[J]. 情報(bào)科學(xué)， 2012，30（5）：684-687.
[4] 倪煜佳. 基于云計(jì)算的圖書(shū)館聯(lián)盟服務(wù)平臺(tái)構(gòu)建研究[D]. 長(zhǎng)春：東北師范大學(xué)， 2012.
[5] VOORSLUYS W， BROBERG J， BUYYA R. Introduction to Cloud Computing [M]. New York， USA： Wiley Press， 2011.
[6] 丘群業(yè). 企業(yè)私有云計(jì)算基礎(chǔ)架構(gòu)研究與設(shè)計(jì)[D]. 廣州：華南理工大學(xué)， 2012.
購(gòu)買(mǎi)推薦
圖書(shū)分析師龐敏麗認(rèn)為該書(shū)云計(jì)算研發(fā)人員和愛(ài)好者的學(xué)習(xí)和參考資料。通過(guò)對(duì)生意寶旗下比購(gòu)寶(Boogle.cn)——“網(wǎng)絡(luò)購(gòu)物第一站”收錄的博庫(kù)書(shū)城、淘寶網(wǎng)、京東商城、卓越亞馬遜、當(dāng)當(dāng)網(wǎng)、拍拍網(wǎng)、文軒網(wǎng)、中國(guó)互動(dòng)出版網(wǎng)、99網(wǎng)上書(shū)城等眾多含圖書(shū)銷(xiāo)售的網(wǎng)站，價(jià)格搜索顯示，目前，京東商城該書(shū)為最低價(jià)，推薦購(gòu)買(mǎi)。
目 錄
第1章 緒論
1.1 云計(jì)算的概念
1.2 云計(jì)算發(fā)展現(xiàn)狀
1.3 云計(jì)算實(shí)現(xiàn)機(jī)制
1.4 網(wǎng)格計(jì)算與云計(jì)算
1.5 云計(jì)算的發(fā)展環(huán)境
1.5.1 云計(jì)算與3G
1.5.2 云計(jì)算與物聯(lián)網(wǎng)
1.5.3 云計(jì)算與移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)
1.5.4 云計(jì)算與三網(wǎng)融合
1.6 云計(jì)算壓倒性的成本優(yōu)勢(shì)
習(xí)題
參考文獻(xiàn)
第2章 Google云計(jì)算原理與應(yīng)用
2.1 Google文件系統(tǒng)GFS
2.1.1 系統(tǒng)架構(gòu)
2.1.2 容錯(cuò)機(jī)制
2.1.3 系統(tǒng)管理技術(shù)
2.2 分布式數(shù)據(jù)處理MapReduce
2.2.1 產(chǎn)生背景
2.2.2 編程模型
2.2.3 實(shí)現(xiàn)機(jī)制
2.2.4 案例分析
2.3 分布式鎖服務(wù)Chubby
2.3.1 Paxos算法
2.3.2 Chubby系統(tǒng)設(shè)計(jì)
2.3.3 Chubby中的Paxos
2.3.4 Chubby文件系統(tǒng)
2.3.5 通信協(xié)議
2.3.6 正確性與性能
2.4 分布式結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)表Bigtable
2.4.1 設(shè)計(jì)動(dòng)機(jī)與目標(biāo)
2.4.2 數(shù)據(jù)模型
2.4.3 系統(tǒng)架構(gòu)
2.4.4 主服務(wù)器
2.4.5 子表服務(wù)器
2.4.6 性能優(yōu)化
2.5 分布式存儲(chǔ)系統(tǒng)Megastore
2.5.1 設(shè)計(jì)目標(biāo)及方案選擇
2.5.2 Megastore數(shù)據(jù)模型
2.5.3 Megastore中的事務(wù)及并發(fā)控制
2.5.4 Megastore基本架構(gòu)
2.5.5 核心技術(shù)——復(fù)制
2.5.6 產(chǎn)品性能及控制措施
2.6 大規(guī)模分布式系統(tǒng)的監(jiān)控基礎(chǔ)架構(gòu)Dapper
2.6.1 基本設(shè)計(jì)目標(biāo)
2.6.2 Dapper監(jiān)控系統(tǒng)簡(jiǎn)介
2.6.3 關(guān)鍵性技術(shù)
2.6.4 常用Dapper工具
2.6.5 Dapper使用經(jīng)驗(yàn)
2.7 Google應(yīng)用程序引擎
2.7.1 Google App Engine簡(jiǎn)介
2.7.2 應(yīng)用程序環(huán)境
2.7.3 Google App Engine服務(wù)
2.7.4 Google App Engine編程實(shí)踐
習(xí)題
參考文獻(xiàn)
第3章 Amazon云計(jì)算AWS
3.1 Amazon平臺(tái)基礎(chǔ)存儲(chǔ)架構(gòu)：Dynamo
3.1.1 Dynamo在Amazon服務(wù)平臺(tái)的地位
3.1.2 Dynamo架構(gòu)的主要技術(shù)
3.2 彈性計(jì)算云EC2
3.2.1 EC2的主要特性
3.2.2 EC2基本架構(gòu)及主要概念
3.2.3 EC2的關(guān)鍵技術(shù)
3.3.4 EC2安全及容錯(cuò)機(jī)制
3.3 簡(jiǎn)單存儲(chǔ)服務(wù)S3
3.3.1 基本概念和操作
3.3.2 數(shù)據(jù)一致性模型
3.3.3 S3安全措施
3.4 簡(jiǎn)單隊(duì)列服務(wù)SQS
3.4.1 SQS基本模型
3.4.2 兩個(gè)重要概念
3.4.3 消息
3.4.4 身份認(rèn)證
3.5 簡(jiǎn)單數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)Simple DB
3.5.1 重要概念
3.5.2 存在的問(wèn)題及解決辦法
3.5.3 Simple DB和其他AWS的結(jié)合使用
3.6 關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)RDS
3.6.1 SQL和NoSQL數(shù)據(jù)庫(kù)的對(duì)比
3.6.2 RDS數(shù)據(jù)庫(kù)原理
3.6.3 RDS的使用
3.7 內(nèi)容推送服務(wù)CloudFront
3.7.1 內(nèi)容推送網(wǎng)絡(luò)CDN
3.7.2 云內(nèi)容推送CloudFront
3.8 其他Amazon云計(jì)算服務(wù)
3.8.1 快速應(yīng)用部署Elastic Beanstalk和服務(wù)模板CloudFormation
3.8.2 云中的DNS服務(wù) Router
3.8.3 虛擬私有云VPC
3.8.4 簡(jiǎn)單通知服務(wù)SNS和簡(jiǎn)單郵件服務(wù)SES
3.8.5 彈性MapReduce服務(wù)
3.8.6 電子商務(wù)服務(wù)DevPay、FPS和Simple Pay
3.8.7 Amazon執(zhí)行網(wǎng)絡(luò)服務(wù)
3.8.8 土耳其機(jī)器人
3.8.9 Alexa Web服務(wù)
3.9 AWS應(yīng)用實(shí)例
3.9.1 在線照片存儲(chǔ)共享網(wǎng)站SmugMug
3.9.2 在線視頻制作網(wǎng)站Animoto
3.10 小結(jié)
習(xí)題
參考文獻(xiàn)
第4章 微軟云計(jì)算Windows Azure
4.1 微軟云計(jì)算平臺(tái)
4.2 微軟云操作系統(tǒng)Windows Azure
4.2.1 Windows Azure概述
4.2.2 Windows Azure計(jì)算服務(wù)
4.2.3 Windows Azure存儲(chǔ)服務(wù)
4.2.4 Windows Azure Connect
4.2.5 Windows Azure CDN
4.2.6 Fabric控制器
4.2.7 Windows Azure應(yīng)用場(chǎng)景
4.3 微軟云關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)SQL Azure
4.3.1 SQL Azure概述
4.3.2 SQL Azure關(guān)鍵技術(shù)
4.3.3 SQL Azure應(yīng)用場(chǎng)景
4.3.4 SQL Azure和SQL Server對(duì)比
4.4 Windows Azure AppFabric
4.4.1 AppFabric概述
4.4.2 AppFabric關(guān)鍵技術(shù)
4.5 Windows Azure Marketplace
4.6 微軟云計(jì)算編程實(shí)踐
4.6.1 利用Visual Studio2010開(kāi)發(fā)簡(jiǎn)單的云應(yīng)用程序
4.6.2 向Windows Azure平臺(tái)應(yīng)用程序
習(xí)題
參考文獻(xiàn)
第5章 VMware云計(jì)算
5.1 VMware云產(chǎn)品簡(jiǎn)介
5.1.1 VMware云戰(zhàn)略三層架構(gòu)
5.1.2 VMware vSphere架構(gòu)
5.1.3 云操作系統(tǒng)vSphere
5.1.4 底層架構(gòu)服務(wù)vCloud Service Director
5.1.5 虛擬桌面產(chǎn)品VMware View
5.2 云管理平臺(tái) vCenter
5.2.1 虛擬機(jī)遷移工具
5.2.2 虛擬機(jī)數(shù)據(jù)備份恢復(fù)工具
5.2.3 虛擬機(jī)安全工具
5.2.4 可靠性組件FT和HA
5.3 云架構(gòu)服務(wù)提供平臺(tái)vCloud Service Director
5.3.1 創(chuàng)建虛擬數(shù)據(jù)中心和組織
5.3.2 網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)
5.3.3 目錄管理
5.3.4 計(jì)費(fèi)功能
5.4 VMware的網(wǎng)絡(luò)和存儲(chǔ)虛擬化
5.4.1 網(wǎng)絡(luò)虛擬化
5.4.2 存儲(chǔ)虛擬化
習(xí)題
參考文獻(xiàn)
第6章 Hadoop：Google云計(jì)算的開(kāi)源實(shí)現(xiàn)
6.1 Hadoop簡(jiǎn)介
6.2 Hadoop分布式文件系統(tǒng)HDFS
6.2.1 設(shè)計(jì)前提與目標(biāo)
6.2.2 體系結(jié)構(gòu)
6.2.3 保障可靠性的措施
6.2.4 提升性能的措施
6.2.5 訪問(wèn)接口
6.3 分布式數(shù)據(jù)處理MapReduce
6.3.1 邏輯模型
6.3.2 實(shí)現(xiàn)機(jī)制
6.4 分布式結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)表HBase
6.4.1 邏輯模型
6.4.2 物理模型
6.4.3 子表服務(wù)器
6.4.4 主服務(wù)器
6.4.5 元數(shù)據(jù)表
6.5 Hadoop安裝
6.5.1 在Linux系統(tǒng)中安裝Hadoop
6.5.2 在Windows系統(tǒng)中安裝Hadoop
6.6 HDFS使用
6.6.1 HDFS 常用命令
6.6.2 HDFS 基準(zhǔn)測(cè)試
6.7 HBase安裝使用
6.7.1 HBase的安裝配置
6.7.2 HBase的執(zhí)行
6.7.3 Hbase編程實(shí)例
6.8 MapReduce編程
6.8.1 矩陣相乘算法設(shè)計(jì)
6.8.2 編程實(shí)現(xiàn)
習(xí)題
參考文獻(xiàn)
第7章 Eucalyptus：Amazon云計(jì)算的開(kāi)源實(shí)現(xiàn)
7.1 Eucalyptus簡(jiǎn)介
7.2 Eucalyptus技術(shù)實(shí)現(xiàn)
7.2.1 體系結(jié)構(gòu)
7.2.2 主要構(gòu)件
7.2.3 訪問(wèn)接口
7.2.4 服務(wù)等級(jí)協(xié)議
7.2.5 虛擬組網(wǎng)
7.3 Eucalyptus安裝與使用
7.3.1 在Linux系統(tǒng)中安裝Eucalyptus
7.3.2 Eucalyptus配置和管理
7.3.3 Eucalyptus常用命令的示例和說(shuō)明
習(xí)題
參考文獻(xiàn)
第8章 其他開(kāi)源云計(jì)算系統(tǒng)
8.1 簡(jiǎn)介
8.1.1 Cassandra
8.1.2 Hive
8.1.3 VoltDB
8.1.4 Enomaly ECP
8.1.5 Nimbus
8.1.6 Sector and Sphere
8.1.7 abiquo
8.1.8 MongoDB
8.2 Cassandra
8.2.1 體系結(jié)構(gòu)
8.2.2 數(shù)據(jù)模型
8.2.3 存儲(chǔ)機(jī)制
8.2.4 讀/寫(xiě)刪過(guò)程
8.3 Hive
8.3.1 整體構(gòu)架
8.3.2 數(shù)據(jù)模型
8.3.3 HQL語(yǔ)言
8.3.4 環(huán)境搭建
8.4 VoltDB
8.4.1 整體架構(gòu)
8.4.2 自動(dòng)數(shù)據(jù)分片技術(shù)
習(xí)題
參考文獻(xiàn)
第9章 云計(jì)算仿真器CloudSim
9.1 CloudSim簡(jiǎn)介
9.2 CloudSim體系結(jié)構(gòu)
9.2.1 CloudSim核心模擬引擎
9.2.2 CloudSim層
9.2.3 用戶代碼層
9.3 CloudSim技術(shù)實(shí)現(xiàn)
9.4 CloudSim的使用方法
9.4.1 環(huán)境配置
9.4.2 運(yùn)行樣例程序
9.5 CloudSim的擴(kuò)展
9.5.1 調(diào)度策略的擴(kuò)展
9.5.2 仿真核心代碼
9.5.3 平臺(tái)重編譯
習(xí)題
參考文獻(xiàn)
第10章 云計(jì)算研究熱點(diǎn)
10.1 云計(jì)算體系結(jié)構(gòu)研究
10.1.1 Youseff劃分方法
10.1.2 Lenk劃分方法
10.2 云計(jì)算關(guān)鍵技術(shù)研究
10.2.1 虛擬化技術(shù)
10.2.2 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)技術(shù)
10.2.3 資源管理技術(shù)
10.2.4 能耗管理技術(shù)
10.2.5 云監(jiān)測(cè)技術(shù)
10.3 編程模型研究
10.3.1 All-Pairs編程模型
10.3.2 GridBatch編程模型
10.3.3 其他編程模型
10.4 支撐平臺(tái)研究
10.4.1 Cumulus：數(shù)據(jù)中心科學(xué)云
10.4.2 CARMEN：e-Science云計(jì)算
10.4.3 RESERVOIR：云服務(wù)融合平臺(tái)
10.4.4 TPlatform：Hadoop的變種
10.4.5 P2P環(huán)境的MapReduce
10.4.6 Yahoo云計(jì)算平臺(tái)
10.4.7 微軟的Dryad框架
10.4.8 Neptune框架
10.5 應(yīng)用研究
10.5.1 語(yǔ)義分析應(yīng)用
10.5.2 生物學(xué)應(yīng)用
10.5.3 數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用
10.5.4 地理信息應(yīng)用
10.5.5 商業(yè)應(yīng)用
10.5.6 醫(yī)學(xué)應(yīng)用
10.5.7 社會(huì)智能應(yīng)用
10.6 云安全研究
10.6.1 Anti-Spam Grid：反垃圾郵件網(wǎng)格
10.6.2 CloudAV：終端惡意軟件檢測(cè)
10.6.3 AMSDS：惡意軟件簽名自動(dòng)檢測(cè)
10.6.4 CloudSEC：協(xié)作安全服務(wù)體系結(jié)構(gòu)
習(xí)題
參考文獻(xiàn)
第11章 總結(jié)與展望
11.1 主流商業(yè)云計(jì)算解決方案比較
11.1.1 應(yīng)用場(chǎng)景
11.1.2 使用流程
11.1.3 體系結(jié)構(gòu)
11.1.4 實(shí)現(xiàn)技術(shù)
11.1.5 核心業(yè)務(wù)
11.2 主流開(kāi)源云計(jì)算系統(tǒng)比較
11.2.1 開(kāi)發(fā)目的
11.2.2 體系結(jié)構(gòu)
11.2.3 實(shí)現(xiàn)技術(shù)
11.2.4 核心服務(wù)
11.3 國(guó)內(nèi)代表性云計(jì)算平臺(tái)比較
11.3.1 中國(guó)移動(dòng)“大云”
11.3.2 阿里巴巴“阿里云”
11.3.3 “大云”與“阿里云”的比較
11.4 云計(jì)算的歷史坐標(biāo)與發(fā)展方向
11.4.1 互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的階段劃分
11.4.2 云格（Gloud）——云計(jì)算的未來(lái)
【關(guān)鍵詞】 SDN 網(wǎng)絡(luò)架構(gòu) 可靠性 可用性 策略
一、背景
隨著互聯(lián)網(wǎng)和移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的高速發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)的靈活性和敏捷性要求更高，現(xiàn)有的傳統(tǒng)分布式IP網(wǎng)絡(luò)的局限性日益突顯，主要表現(xiàn)為：
1.網(wǎng)絡(luò)剛性。網(wǎng)絡(luò)設(shè)備大量由單一功能的專(zhuān)用設(shè)備構(gòu)成，造成網(wǎng)絡(luò)復(fù)雜、無(wú)法協(xié)同、缺乏靈活性等弊端。
2.網(wǎng)元封閉。硬件和軟件一體化的封閉結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致設(shè)備擴(kuò)展性差、價(jià)格昂貴、不同廠家的網(wǎng)元互通困難。
3.業(yè)務(wù)僵硬。不同廠家的網(wǎng)元設(shè)備功能單一封閉，新業(yè)務(wù)開(kāi)發(fā)周期長(zhǎng)、成本高，難以滿足快速靈活提供業(yè)務(wù)的要求。
4.運(yùn)營(yíng)復(fù)雜。大量廠家的各類(lèi)專(zhuān)用設(shè)備以及相關(guān)的協(xié)議眾多，網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃復(fù)雜，整合難度高，運(yùn)營(yíng)復(fù)雜，造成運(yùn)營(yíng)成本居高不下。
多年來(lái)積累的問(wèn)題已經(jīng)使得今天的IP網(wǎng)絡(luò)患有“動(dòng)脈硬化癥”，網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)重構(gòu)迫在眉睫。2006年，SDN概念于是應(yīng)運(yùn)而生。
SDN（Software Defined Network）即軟件定義網(wǎng)絡(luò)，是一種開(kāi)放靈活和可持續(xù)演進(jìn)的新型網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，采用軟件化、虛擬化的“分離”方法，將現(xiàn)有傳統(tǒng)的分布式網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)進(jìn)行重構(gòu)，讓網(wǎng)絡(luò)中的控制面和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)面進(jìn)行分離，由傳統(tǒng)分布控制向集中控制的網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)變。
關(guān)于SDN網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，不同的組織有不同的定義，當(dāng)前較為主流的是開(kāi)放網(wǎng)絡(luò)基金會(huì)ONF（Open Networking Foundation）對(duì)SDN分層架構(gòu)的定義，如圖1所示。
該分層架構(gòu)模型得到了產(chǎn)業(yè)界的廣泛認(rèn)可和推廣使用。
SDN的核心是“S”即軟件，也就是網(wǎng)絡(luò)不再是“硬”的，固化封閉的，難以擴(kuò)展的，而是可以通過(guò)軟件程序?qū)崿F(xiàn)靈活的新I務(wù)開(kāi)發(fā)和部署，網(wǎng)絡(luò)資源可以靈活調(diào)度，使得網(wǎng)絡(luò)作為一個(gè)管道變得更加智能和彈性可用，較好地解決運(yùn)營(yíng)商現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)的痛點(diǎn)，因此，SDN概念一經(jīng)提出，就受到了運(yùn)營(yíng)商的青睞和積極響應(yīng)。2014年以來(lái)，隨著SDN技術(shù)的逐步成熟，國(guó)內(nèi)運(yùn)營(yíng)商開(kāi)始進(jìn)行局部試點(diǎn)商用。
二、傳統(tǒng)分布式IP網(wǎng)絡(luò)和SDN網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)分析
SDN是對(duì)運(yùn)營(yíng)商現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)進(jìn)行重構(gòu)，重構(gòu)后的網(wǎng)絡(luò)是否能夠穩(wěn)定運(yùn)行，是否出了故障能及時(shí)恢復(fù)，是否能達(dá)到或接近傳統(tǒng)分布式IP網(wǎng)絡(luò)的可靠性可用性要求，是運(yùn)營(yíng)商關(guān)注的重點(diǎn)之一。
2.1可靠性、可用性
網(wǎng)絡(luò)的可靠性使用網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行階段平均業(yè)務(wù)失效故障間隔時(shí)間來(lái)描述，用無(wú)故障運(yùn)行時(shí)間來(lái)衡量。網(wǎng)絡(luò)的可用性使用網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定不出現(xiàn)故障的時(shí)間與總的時(shí)間的百分比來(lái)表示。
從通俗的角度來(lái)理解，可靠性高是指網(wǎng)絡(luò)持續(xù)一段較長(zhǎng)時(shí)間（如一年或兩年）運(yùn)行穩(wěn)定，不出現(xiàn)業(yè)務(wù)失效的故障；可用性高是指網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定運(yùn)行不易出現(xiàn)故障，并且一旦出現(xiàn)故障能夠快速恢復(fù)。
要提升網(wǎng)絡(luò)的可靠性和可用性，通常采用冗錯(cuò)技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)，也就是在網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)中增加冗余資源，避免單點(diǎn)故障造成業(yè)務(wù)失效。
2.2傳統(tǒng)分布式IP網(wǎng)絡(luò)基本架構(gòu)分析
傳統(tǒng)分布式IP網(wǎng)絡(luò)的基本架構(gòu)如圖2所示，分為管理平面、控制平面和數(shù)據(jù)平面。管理平面為網(wǎng)管系統(tǒng)，負(fù)責(zé)網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控和業(yè)務(wù)配置，當(dāng)業(yè)務(wù)配置下發(fā)后即使脫網(wǎng)也不影響網(wǎng)絡(luò)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)?？刂破矫婧蛿?shù)據(jù)平面由路由器等設(shè)備組成，路由器負(fù)責(zé)按路由表轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包，采用IGP和BGP兩種核心分布式動(dòng)態(tài)路由協(xié)議，當(dāng)網(wǎng)管把業(yè)務(wù)配置上傳到路由器后，如果網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)發(fā)生變化，控制平面即路由器會(huì)在網(wǎng)絡(luò)中自動(dòng)擴(kuò)散這些變化，各自根據(jù)新的狀態(tài)自動(dòng)重新計(jì)算路由，全網(wǎng)采用冗余路由技術(shù)和路由快速收斂技術(shù)，當(dāng)故障發(fā)生時(shí)能夠在秒級(jí)時(shí)間內(nèi)使受到影響的業(yè)務(wù)得以恢復(fù)，網(wǎng)絡(luò)具有故障快速自愈能力。
2.3 SDN網(wǎng)絡(luò)基本架構(gòu)分析
SDN網(wǎng)絡(luò)的基本架構(gòu)如下圖3所示，分為應(yīng)用層、控制層、基礎(chǔ)設(shè)施層。應(yīng)用層由各類(lèi)商業(yè)應(yīng)用軟件程序組成，通過(guò)北向接口向控制器提交各種網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用；控制層由SDN控制器組成，它是整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的控制中心和指揮中心，是整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的“大腦”，擁有全局網(wǎng)絡(luò)視圖，負(fù)責(zé)實(shí)時(shí)采集全網(wǎng)設(shè)備狀態(tài)、網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浜透麈溌妨髁?，生成流表并通過(guò)南向接口下發(fā)給網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，同時(shí)根據(jù)網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)變化或應(yīng)用層提交的功能更改重新生成流表并下發(fā)；基礎(chǔ)設(shè)施層由網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和線路組成，一方面負(fù)責(zé)接收控制器下發(fā)的流表并按之進(jìn)行數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)，另一方面負(fù)責(zé)將網(wǎng)絡(luò)資源信息和狀態(tài)上報(bào)給SDN控制器，是執(zhí)行單元，本身不做決策。
從SDN網(wǎng)絡(luò)的架構(gòu)來(lái)看，SDN控制器作為網(wǎng)絡(luò)的“大腦”是關(guān)鍵部位，成為單點(diǎn)故障引發(fā)全網(wǎng)故障的風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)。
2.4兩種架構(gòu)的可靠性可用性比較
從傳統(tǒng)分布式IP網(wǎng)絡(luò)和SDN網(wǎng)絡(luò)的基本架構(gòu)來(lái)看，傳統(tǒng)分布式IP網(wǎng)絡(luò)的控制功能是分布式的，任何一個(gè)單點(diǎn)故障發(fā)生時(shí)網(wǎng)絡(luò)具有快速自愈能力，而SDN網(wǎng)絡(luò)的控制功能全部集中在SDN控制器，有單點(diǎn)故障引發(fā)所有業(yè)務(wù)失效風(fēng)險(xiǎn)，因此，傳統(tǒng)分布式IP網(wǎng)絡(luò)的可靠性和可用性較高，但是，SDN具有簡(jiǎn)化網(wǎng)絡(luò)、快速業(yè)務(wù)開(kāi)發(fā)和部署、低成本等核心價(jià)值，值得研究對(duì)策，讓SDN網(wǎng)絡(luò)可用。
三、提升SDN網(wǎng)絡(luò)可靠性可用性的策略
可靠性和可用性是基于網(wǎng)絡(luò)故障來(lái)考慮的，如果能夠識(shí)別出各層可能發(fā)生的故障及對(duì)網(wǎng)絡(luò)的影響程度，拿出應(yīng)對(duì)策略，避免網(wǎng)絡(luò)因單點(diǎn)故障而癱瘓。
從SDN網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)來(lái)看，各層可能出現(xiàn)的故障如下：
應(yīng)用層
設(shè)備方面：服務(wù)器故障、應(yīng)用程序故障、服務(wù)器所在機(jī)房出現(xiàn)斷電等故障。
鏈路方面：服務(wù)器與SDN控制器的通信鏈路故障。
安全方面：非法侵入等。
控制層
設(shè)備方面：服務(wù)器故障、SDN控制器軟件故障、服務(wù)器所在機(jī)樓出現(xiàn)坍塌等故障。
鏈路方面：SDN控制器和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備之間的鏈路故障。
安全方面：非法接入或受DDOS攻擊等。
基礎(chǔ)設(shè)施層
設(shè)備方面：網(wǎng)絡(luò)設(shè)備故障。
鏈路方面：網(wǎng)絡(luò)設(shè)備之間的鏈路故障。
安全方面：非法侵入等。
針對(duì)以上各層可能出現(xiàn)的故障，以及各層在網(wǎng)絡(luò)中的重要程度，權(quán)衡成本投入以及可接受的可靠性、可用性等因素采取以下的應(yīng)對(duì)策略：
3.1應(yīng)用層的應(yīng)對(duì)策略
應(yīng)用層的設(shè)備方面故障對(duì)網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行影響并不大，當(dāng)應(yīng)用需求通過(guò)北向接口提交給控制器，由控制器生成相關(guān)的業(yè)務(wù)邏輯變成相關(guān)流表下發(fā)給網(wǎng)絡(luò)設(shè)備執(zhí)行，此后，應(yīng)用程序的服務(wù)器即使出現(xiàn)脫網(wǎng)等故障也暫時(shí)不會(huì)影響網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行。因此，用層的服務(wù)器、應(yīng)用程序采用冷備份冗余設(shè)計(jì)，考慮到機(jī)房安全問(wèn)題，在異地機(jī)樓部署冷備份系統(tǒng)。當(dāng)主用系統(tǒng)出現(xiàn)異常時(shí)切換到冷備份系統(tǒng)上運(yùn)行。
防范鏈路方面的故障，可采用一條主鏈路和一條備用鏈路。由于與應(yīng)用程序通信的外部設(shè)備是可知的，因此，防范安全方面造成的故障，采取對(duì)連接的設(shè)備進(jìn)行白名單設(shè)置并進(jìn)行嚴(yán)格的身份認(rèn)證。
3.2控制層的應(yīng)對(duì)策略
SDN控制器是網(wǎng)絡(luò)的控制中心和指揮中心，一旦SDN控制器無(wú)法提供服務(wù)，假設(shè)基礎(chǔ)設(shè)施層的網(wǎng)絡(luò)沒(méi)有發(fā)生變化，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備仍按原有的流表進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)，不影響網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行，但是此時(shí)基礎(chǔ)設(shè)施層的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)淙绻l(fā)生變化，沒(méi)有SDN控制器重新計(jì)算路由生成新的轉(zhuǎn)發(fā)流表，對(duì)網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行就會(huì)造成重大影響。因此，控制層健壯性設(shè)計(jì)非常關(guān)鍵。
防范設(shè)備方面的故障，采取SDN控制器異地機(jī)樓的熱備份設(shè)計(jì)顯得尤為重要，承載SDN控制器軟件的服務(wù)器采用云化虛擬機(jī)集群，這些虛擬機(jī)獨(dú)占物理設(shè)備不與其他用戶分享，軟件采用分布式部署，主用控制器和備份控制器同時(shí)運(yùn)行，都在處理業(yè)務(wù)，是負(fù)載均擔(dān)關(guān)系，因此具有超強(qiáng)的自愈能力來(lái)應(yīng)對(duì)單臺(tái)或多臺(tái)服務(wù)器故障，冗余保護(hù)措施在故障情況下自動(dòng)生效，對(duì)外服務(wù)不中斷，故障服務(wù)器修復(fù)后重新上線，系統(tǒng)自動(dòng)平衡工作負(fù)載。
控制器和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備之間的通信鏈路如果中斷導(dǎo)致控制器無(wú)法控制網(wǎng)絡(luò)，會(huì)造成重大影響，為了防范鏈路故障的影響，應(yīng)采用控制器通過(guò)多條鏈路連接到網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，采取帶外專(zhuān)門(mén)的鏈路通道，輔以帶內(nèi)控制通道作為冗余鏈路，使得任何一條鏈路故障，都不影響控制器與網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的通信。
為防范非法接入或受DDOS攻擊，應(yīng)采取在SDN控制器和網(wǎng)絡(luò)邊界處部署防火墻、入侵檢測(cè)設(shè)備以及流量清洗系統(tǒng)。通過(guò)防火墻和入侵檢測(cè)設(shè)備進(jìn)行訪問(wèn)控制、病毒木馬防治、非法入侵檢測(cè)、安全漏洞掃描等，采取只對(duì)特定的IP地址提供服務(wù)并按需開(kāi)放端口原則，阻斷非法IP接入或攻擊；通過(guò)清洗系統(tǒng)對(duì)進(jìn)出控制器的流量進(jìn)行分析，一旦發(fā)現(xiàn)非法攻擊流量，立即引導(dǎo)非法流量到清洗部件。
3.3基礎(chǔ)設(shè)施層的應(yīng)對(duì)策略
基礎(chǔ)設(shè)施層的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備或鏈路故障，會(huì)造成部分業(yè)務(wù)中斷，故障發(fā)生后，SDN控制器會(huì)根據(jù)網(wǎng)絡(luò)變化情況，重新進(jìn)行路由計(jì)算并生成新的流表下發(fā)給在線運(yùn)行的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)收斂。在設(shè)計(jì)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)時(shí)采用傳統(tǒng)的設(shè)備冗余、鏈路冗余技術(shù)，部署IP FRR快速重路由，一旦節(jié)點(diǎn)故障發(fā)生，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備在沒(méi)有控制器控制下也能自動(dòng)完成路徑切換。適當(dāng)加大資源冗余度，以輕載為主，鏈路帶寬利用率控制在50%以下。防范非法侵入網(wǎng)絡(luò)設(shè)備產(chǎn)生的故障，采取管理控制網(wǎng)絡(luò)與公網(wǎng)隔離，對(duì)遠(yuǎn)程登錄進(jìn)行嚴(yán)格設(shè)置和身份認(rèn)證。
四、SDN可靠性可用性策略在實(shí)際網(wǎng)絡(luò)部署中的應(yīng)用
中國(guó)電信廣西公司從2014年以來(lái)，積極推進(jìn)SDN網(wǎng)絡(luò)的試點(diǎn)工作，在實(shí)際SDN試點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)部署中綜合考慮以上可靠性可用性策略，采用如圖4的方式部署：
應(yīng)用層和控制層的軟件使用云資源池分配的虛擬機(jī)來(lái)承載，同時(shí)在異地機(jī)樓云資源池上部署備用系統(tǒng)。應(yīng)用層和控制層的虛擬機(jī)各自獨(dú)占一個(gè)VLAN與云資源池中的其它網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行隔離。這些虛擬機(jī)獨(dú)占物理設(shè)備不與其他用戶分享。SDN控制器采用熱備份部署。
SDN控制器與網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的通信鏈路，采用帶外管理控制網(wǎng)絡(luò)和帶內(nèi)控制通道相結(jié)合的方式。
基礎(chǔ)設(shè)施層采用設(shè)備、鏈路冗余配置。
在控制層部署防火墻、入侵檢測(cè)設(shè)備和流量清洗系統(tǒng)，保障SDN控制器的安全。
通過(guò)在SDN試點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行了專(zhuān)線業(yè)務(wù)開(kāi)通、業(yè)務(wù)流量?jī)?yōu)化、新業(yè)務(wù)開(kāi)發(fā)和部署、模擬攻擊、設(shè)備主備倒換等一系列實(shí)驗(yàn)，各項(xiàng)業(yè)務(wù)功能達(dá)到了預(yù)期效果，網(wǎng)絡(luò)可靠性可用性也達(dá)到商用的要求。
五、結(jié)束語(yǔ)
SDN網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)具有傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)無(wú)可比擬的優(yōu)勢(shì)，雖然SDN網(wǎng)絡(luò)的可靠性可用性相對(duì)于傳統(tǒng)分布式IP網(wǎng)絡(luò)而言，還有一些差距，但是可以通過(guò)以上的策略來(lái)提升SDN網(wǎng)絡(luò)的可靠性可用性，從而使SDN網(wǎng)絡(luò)達(dá)到可商用的目的。
參 考 文 獻(xiàn)
[1]閆長(zhǎng)江，吳東君，熊怡 .SDN原理解析―轉(zhuǎn)控分離的SDN架構(gòu)[M].北京：人民郵電出版社，2016
[2]劉文懋，裘曉峰，王翔 .軟件定義安全：SDN/NFV新型網(wǎng)絡(luò)的安全揭秘[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2016
摘要：隨著信息技術(shù)的迅速、深入發(fā)展，數(shù)字校園、云計(jì)算、云服務(wù)等概念日益盛行起來(lái)。但在當(dāng)前階段，我國(guó)高校數(shù)字校園建設(shè)總體上仍處于從應(yīng)用集成階段向信息集成階段發(fā)展的過(guò)程中[1]。而對(duì)于云計(jì)算、云服務(wù)的建設(shè)也處于探索階段，本文將對(duì)在數(shù)字校園中建設(shè)基礎(chǔ)設(shè)施云服務(wù)平臺(tái)進(jìn)行有益的探討，期望為數(shù)字校園實(shí)現(xiàn)云服務(wù)提供參考思路。
關(guān)鍵詞：數(shù)字校園；基礎(chǔ)設(shè)施；云計(jì)算；云服務(wù)
中圖分類(lèi)號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2016）50-0069-02
進(jìn)入21世紀(jì)以來(lái)，信息技術(shù)深入到經(jīng)濟(jì)發(fā)展與社會(huì)生活的各個(gè)方面，人們的工作、學(xué)習(xí)及生活方式正在發(fā)生著深刻的變化，針對(duì)教育資源不均衡、全民教育、個(gè)性化學(xué)習(xí)和終身學(xué)習(xí)等問(wèn)題，國(guó)家制定了《教育信息化十年發(fā)展規(guī)劃（2011―2020年）》（簡(jiǎn)稱(chēng)《教育信息化規(guī)劃》），在《教育信息化規(guī)劃》中大力倡導(dǎo)積極開(kāi)展教育信息化建設(shè)，并提出“建設(shè)信息化公共支撐環(huán)境，提升公共服務(wù)能力和水平[2]”的發(fā)展任務(wù)，其中提到了云服務(wù)平臺(tái)、云服務(wù)模式的建設(shè)，而當(dāng)前多數(shù)學(xué)校在數(shù)字校園建設(shè)中尚未上升到云服務(wù)的模式，由此，本文將對(duì)建設(shè)數(shù)字校園基礎(chǔ)設(shè)施云服務(wù)平臺(tái)進(jìn)行探討與闡述。
一、云服務(wù)模式簡(jiǎn)介
目前，云服務(wù)類(lèi)型主要分為基礎(chǔ)設(shè)施即服務(wù)（Infrastructure as a Service，即IaaS）、平臺(tái)即服務(wù)（Platform as a Service，即PaaS）、軟件即服務(wù)（Software as a Service，即SaaS）三種類(lèi)型，這三種類(lèi)型各具特點(diǎn)，又有一定的層次關(guān)系?；A(chǔ)設(shè)施即服務(wù)將計(jì)算、存儲(chǔ)、網(wǎng)絡(luò)等硬件基礎(chǔ)資源，通過(guò)虛擬化等相關(guān)技術(shù)封裝成服務(wù)提供給用戶使用，它最接近物理硬件資源，在服務(wù)層次上屬于最底層服務(wù)，用戶可以利用IaaS提供的處理、存儲(chǔ)、網(wǎng)絡(luò)以及其他硬件資源方面的服務(wù)，部署自己的操作系統(tǒng)，并運(yùn)行自己的軟件。典型的應(yīng)用如亞馬遜彈性計(jì)算云（EC2，Elastic Compute Cloud）。平臺(tái)即服務(wù)是構(gòu)建在基礎(chǔ)設(shè)施即服務(wù)之上的服務(wù)，用戶通過(guò)PaaS提供的軟件工具和開(kāi)發(fā)語(yǔ)言，部署自己需要的軟件運(yùn)行環(huán)境和配置。用戶不必控制底層的網(wǎng)絡(luò)、存儲(chǔ)、操作系統(tǒng)等技術(shù)問(wèn)題，底層服務(wù)對(duì)用戶是透明的，這一層服務(wù)是軟件的開(kāi)發(fā)和運(yùn)行環(huán)境[3]。典型的應(yīng)用有Google公司的Google App Engine。
軟件即服務(wù)是一種通過(guò)Internet提供軟件應(yīng)用的模式，用戶無(wú)須購(gòu)買(mǎi)軟件，而是租用服務(wù)商運(yùn)行在云計(jì)算基礎(chǔ)設(shè)施上的應(yīng)用程序，客戶不需要管理或控制底層的云計(jì)算基礎(chǔ)設(shè)施，包括網(wǎng)絡(luò)、服務(wù)器、操作系統(tǒng)、存儲(chǔ)，甚至單個(gè)應(yīng)用程序的功能[4]。典型的應(yīng)用有GoogleDocs、MicrosoftOfficeOnline。
二、云服務(wù)帶給數(shù)字校園的益處
云計(jì)算（Cloud Computing）是融合了分布式計(jì)算（Distributed Computing）、并行計(jì)算（Parallel Computing）、效用計(jì)算（Utility Computing）、網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)（Network Storage Technologies）、虛擬化（Virtualization）、負(fù)載均衡（Load Balance）、熱備份冗余（High Available）等傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)與存儲(chǔ)技術(shù)的產(chǎn)物，因而，它兼具高可靠性、通用性強(qiáng)、可擴(kuò)展性高等特點(diǎn)。教育信息化推動(dòng)了教育、教學(xué)模式的改革創(chuàng)新，但信息技術(shù)是一門(mén)專(zhuān)業(yè)性強(qiáng)、技術(shù)更新與發(fā)展快的綜合性學(xué)科，因此，學(xué)校通過(guò)搭建云計(jì)算平臺(tái)提供云服務(wù)，將改變學(xué)校信息化建設(shè)、管理與應(yīng)用的模式，綜合起來(lái)有以下幾點(diǎn)突出優(yōu)點(diǎn)。
1.由專(zhuān)業(yè)技術(shù)團(tuán)隊(duì)管理、運(yùn)營(yíng)云服務(wù)平臺(tái)可確保信息技術(shù)運(yùn)用科學(xué)、合理、專(zhuān)業(yè)，用戶無(wú)須具備較高的信息技術(shù)專(zhuān)業(yè)知識(shí)、技能，從而可以將更多的精力投入本職工作。
2.云服務(wù)采用群集服務(wù)器，相比單機(jī)可大幅提高服務(wù)可用性、數(shù)據(jù)可靠性，進(jìn)而提供持續(xù)、穩(wěn)定、可靠的服務(wù)。
3.云服務(wù)采用虛擬技術(shù)能夠充分利用軟、硬件資源，避免重復(fù)投資；同時(shí)，由于云計(jì)算具有較高的靈活性與彈性，從而便于系統(tǒng)升級(jí)、“云”的規(guī)模擴(kuò)充也易于實(shí)現(xiàn)。
三、基礎(chǔ)設(shè)施云服務(wù)平臺(tái)基本架構(gòu)
在構(gòu)建基礎(chǔ)設(shè)施云服務(wù)平臺(tái)時(shí)要秉持開(kāi)放、共享、兼容的原則。開(kāi)放性體現(xiàn)為能夠銜接已有在用的數(shù)字校園應(yīng)用，同時(shí)，也要為其他校園云服務(wù)系統(tǒng)及二次開(kāi)發(fā)預(yù)留接口；共享性表現(xiàn)為能夠?qū)崿F(xiàn)與教育云等外部公共云服務(wù)系統(tǒng)對(duì)接；兼容性要求能夠支持自建系統(tǒng)、開(kāi)源系統(tǒng)和商業(yè)系統(tǒng)等多種形式。針對(duì)學(xué)校中信息技術(shù)力量薄弱、分工明確、教學(xué)為主的特點(diǎn)，為了使廣大教師致力于教學(xué)工作，在學(xué)校中構(gòu)建云服務(wù)平臺(tái)時(shí)，打破IaaS和PaaS間的界限，提出寬泛的基礎(chǔ)設(shè)施概念，將硬件資源（CPU、存儲(chǔ)、網(wǎng)絡(luò)）和軟件資源（操作系統(tǒng)、應(yīng)用軟件、數(shù)據(jù)庫(kù)）通過(guò)虛擬化和云計(jì)算技術(shù)打造成基礎(chǔ)設(shè)施云服務(wù)平臺(tái)，其基本架構(gòu)如圖1所示。
基礎(chǔ)設(shè)施層是基礎(chǔ)設(shè)施云服務(wù)平臺(tái)的最底層，在該層通過(guò)運(yùn)用虛擬化技術(shù)將CPU、存儲(chǔ)、網(wǎng)絡(luò)等硬件和操作系統(tǒng)等軟件抽象為一個(gè)資源池，為上層架構(gòu)提供服務(wù)。中間層作為承上啟下的一層，基于基礎(chǔ)設(shè)施層提供的資源為上層及用戶提供服務(wù)。同時(shí)，作為三層架構(gòu)中的樞紐，負(fù)責(zé)提供訪問(wèn)控制、工作流的管理、API接口及負(fù)載均衡和服務(wù)的高可用性。應(yīng)用層作為架構(gòu)的頂層直接面向用戶，為用戶提供自助服務(wù)，便于用戶申請(qǐng)?jiān)品?wù)、管理應(yīng)用系統(tǒng)；同時(shí)，向用戶展示云服務(wù)平臺(tái)的各種應(yīng)用，供用戶訪問(wèn)。管理層在架構(gòu)中提供針對(duì)架構(gòu)及服務(wù)的管理功能，涵蓋用戶管理、配置管理、計(jì)費(fèi)管理、安全管理、流程管理及運(yùn)行維護(hù)管理等。
四、結(jié)束語(yǔ)
當(dāng)前，數(shù)字校園已成為助力教育信息化的基礎(chǔ)平臺(tái)，信息技術(shù)得到了廣泛應(yīng)用，同時(shí)，伴隨著信息技術(shù)的發(fā)展、教育教學(xué)理念及教學(xué)技術(shù)的不斷創(chuàng)新，云計(jì)算、云服務(wù)的需求日益迫切，因而建設(shè)云服務(wù)體系已成為大勢(shì)所趨。但不應(yīng)盲目照搬商業(yè)模式，應(yīng)根據(jù)自身?xiàng)l件、特點(diǎn)，建設(shè)適合學(xué)校自身的云服務(wù)體系，并遵從立足自身，放眼長(zhǎng)遠(yuǎn)，且要秉持開(kāi)放、共享、兼容的原則建設(shè)云服務(wù)體系。
參考文獻(xiàn)：
[1]蔣東興，付小龍.基于云服務(wù)的高校數(shù)字校園[J].科研信息化技術(shù)與應(yīng)用，2012，（6）.
[2]教育信息化十年發(fā)展規(guī)劃（2011-2020年）[J].中教育信息化，2012，（8）.
