基于云計算的企業信息化

　　1 云計算的目標特性

　　云計算是這兩年興起的一種新型技術架構，其目標特性有：

　　(1)具有標準的、可擴展的和安全的提供動態計算的硬件基礎架構;

　　(2)是以服務為中心的;

　　(3)能夠實現基于使用模式的自助式服務;

　　(4)能夠實現資源的自動分配和回收，以及資源的配置、管理和審計;

　　(5)能夠提供可靠、安全的數據存儲中心，并實現不同設備間的數據與應用共享;

　　(6)能夠實現數據的安全訪問;

　　(7)能夠提供不同數據庫和不同開發語言的通用接口;

　　(8)能夠提供資源的性能監控和安全監控;

　　(9)可以將復雜的工作負載分解成小塊的工作，并將工作分配到可逐漸擴展的架構中

　　2 云計算的主要技術

　　目前，幾大信息公司通過一些研究項目和開源項目研發出了部分云計算產品，還沒有一家公司能夠提供完整的云計算架構。已采用的主流技術有：

　　(1)虛擬化。虛擬化是云架構的一種基礎性設計技術，它允許將服務器、存儲設備和其他硬件視為一個資源池，而不是離散系統，可以根據需要分配這些資源，通過快速提供虛擬機器或物理機器，迅速部署和增加工作負載。除服務器和存儲整合之外，還提供整合系統架構，包括應用程序基礎設施、數據和數據庫、接口、網絡、桌面系統甚至業務流程，通過把多個虛擬系統整合到較少物理系統上，緩解空間壓力。云計算提供資源的微分區能力，例如CPU資源可以細化為一個物理CPU的1/10，通過監控CPU需求，并利用業務策略來確定為每個業務請求分配多少CPU資源。

　　虛擬化是目前Amazon、SUN和IBM公司在云計算中使用的主要方法。

　　(2)負載均衡技術。負載均衡技術通過虛擬IP地址把多個服務器和服務組合起來。根據資源情況調度服務器和服務，并在節點失敗時自動進行故障轉移。通過負載均衡技術，可以將云計算基礎資源設計成虛擬專用數據中心，配置一組不同的系統角色以及這些角色之間的邏輯互連接。

　　(3)分布式協同運算。目前Google公司在分布式協同運算方面的研發較為成熟。其實現技術為：

　　主節點將任務進行分割，并將輸入數據劃分后分配給下層計算節點，在計算節點上，開發者定義函數來處理“鍵/值”對，并生成“鍵/值”對集合形式的中間結果，之后主節點根據開發者的函數定義將所有中間結果進行合并，完成任務的處理。實現分布式計算構建在海量存儲能力之上的數據處理。

　　分布式協同運算通常會伴隨著一個可擴展、結構化的容錯性好的分布式文件系統實現海量的數據讀寫操作和一個分布式的文件庫作為存儲系統。分布式文件系統可以根據特定需求來控制文件在磁盤不同區塊的讀寫。通常由一個控制中心、多個數據服務器以及客戶端組成，系統中的文件被分隔成固定大小的數據塊，存放于數據服務器中，數據塊創建時被系統賦予的全局唯一的ID來進行識別，并被復制為至少3份存放在不同的數據服務器之上。控制中心管理著數據務器與客戶端的數據流動，并且負責系統負載均衡，數據塊分配和定位以及數據服務器狀態監控等。

　　3 企業云計算體系的構建

　　企業云計算體系包含了網絡、存儲、硬件、操作系統、數據庫、應用、安全、監控和管理等幾個方面。

　　(1)網絡：是云計算的環境基礎，使用云計算的網絡將更加重要。有幾個方面的問題需要考慮：

　　一是由于網上傳輸的數據急劇增長會需要更多的帶寬，應考慮云環境自身以及云環境和內部部署環境之間的數據密集型通信，通常帶寬利用率平均不超過75%，

　　二是數據傳輸距離長會帶來延遲問題，如果用戶接入的云環境數據中心遠在千里之外，可能也會出現性能減弱的問題，延遲的計算：

　　時間=字節數*8/帶寬

　　一般來說，云環境為用戶提供的數據中心距離用戶接入不應超過1 km。

　　三是鏈路冗余的重要性完全不亞于額外帶寬，應作好故障切換方面的規劃。

　　四是要對應用和網絡進行流量的評估分析，有些應用程序要求高性能、低延遲，不但需要云環境數據中心，還應考慮組建內容分發網絡。

　　五是云環境應提供緩存服務，保障數據的安全傳輸。

　　(2)云存儲：軟件解決方案實現了從傳統的旨在解決HPC(高性能計算、超級運算)問題的緊耦合對稱架構到旨在解決云部署的大容量存儲需求的集中元數據和控制操作的松藕合非對稱架構的轉變。云存儲中的存儲節點(storage node)負責存放文件，可以使用不同的硬件CPU和存儲配置，控制節點(control node)則是作為文件索引，并負責監控存儲節點間容量及負載的均衡，用戶可以通過利用硬件性能或虛擬化實例來調整云存儲。用戶存儲數據時，看到的是一個相對“固定的”虛擬的服務器，以指針的形式指向云中劃分串來的虛擬空間。

　　企業云存儲在設計時通常考慮以下幾點：

　　一是容量、帶寬的擴容是否簡便，因為擴容不能停機，需要自動將新的存儲節點容量納入原來的存儲池，不做繁復的設定。

　　二是帶寬是否線形增長，訪問速率和磁盤處理數據的速度是否滿足要求，云存儲設計的飽和點必須考慮。

　　三是易于管理，需要存儲設備管理系統，可以實現存儲設備的邏輯虛擬化管理，多鏈路冗余管理，以及硬件設備的狀態監控和故障維護，用戶可以根據硬件狀態和數據情況判斷是否需要擴充存儲。

　　四是備份，需要在接入的云存儲中保存數據，同時在云存儲的其他位置至少保存2份數據，實現數據的容災備份，如果一臺機器崩潰了，數據能夠被復制到云中的其他機器上。

　　五是陳舊數據的處理。

　　(3)硬件資源：云計算可以根據需要動態地提供、配置、重新配置以及取消提供服務器。“云”中的服務器可以是物理機器，也可以是虛擬機器。高級的“云”通常包括其他計算資源，如存儲區域網絡(SAN)、網絡裝置、防火墻及其他安全設備。云計算使計算分布在大量的分布式計算機上，而非本地計算機或遠程服務器中，使得企業可以將資源切換到需要的應用上，實現按需訪問硬件資源。同時，云計算使用了數據多副本容錯、計算節點同構可互換等措施來保障服務的高可靠性。硬件資源從提高單一服務器運算能力的垂直式擴充改為采用增加服務器的水平式擴充，其規模可以動態伸縮，滿足應用和用戶規模增長的需要，同時提高系統容錯能力。

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