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云计算在网络程序应用中作用详解

作者:课课家教育     来源: http://www.kokojia.com点击数:900发布时间: 2017-06-18 08:00:09

标签: 云计算虚拟化桌面技术

  云计算(cloudcomputing)是基于互联网的相关服务的增加、使用和交付模式,通常涉及通过互联网来提供动态易扩展且经常是虚拟化的资源。云是网络、互联网的一种比喻说法。过去在图中往往用云来表示电信网,后来也用来表示互联网和底层基础设施的抽象。因此,云计算甚至可以让你体验每秒10万亿次的运算能力,拥有这么强大的计算能力可以模拟核爆炸、预测气候变化和市场发展趋势。用户通过电脑、笔记本、手机等方式接入数据中心,按自己的需求进行运算。

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  目前,IT支撑系统主要采用“竖井式”的建设方式,这种方式由于缺乏整体规划,系统建设时间长,所以不利于业务的快速实现和系统的有效利用。另外,由于IT支撑系统设备种类繁多,对云计算支撑程度不一,设备较分散,各个服务质量、安全等级都不同,在IT支撑系统中引入云计算将面临着许多难题。因此,如何解决这些难题具有重要的研究意义。

  一、云计算技术的发展现状

  云计算是继个人计算机、互联网变革之后的第三次IT产业革命。信息技术发展的三个阶段如下:一是个人计算机变革阶段:上世纪80到90年代,将只在特定行业中应用的大型主机变成每个人都负担得起的个人电脑,大幅度提高了个人生产效率和企业效率。二是互联网变革阶段:上世纪末,将数以亿万计的信息孤岛汇集成庞大的信息网络,极大的提高了人类沟通,共享和协作的效率,丰富了社交和娱乐生活。三是云计算变革阶段:将IT基础资源和服务转变为像水和煤气一样的社会公用基础设施,让云计算数据中心成为IT资源和服务的提供者。

  二、云计算对IT支撑系统建设的影响

  2.1云计算带来IT系统建设模式的变化

  传统的建设模式:传统IT支撑系统采用自上而下的方式建设,根据业务需求来进行系统软硬件采购和建设,业务需求先于系统建设,最后形成“烟囱式”系统。云计算平台建设模式:云计算平台采用自下而上的方式建设,云计算资源池的建设先于应用系统需求,并不再与具体的业务应用捆绑,而应用系统的建设、扩容、升级以软件开发为主,所需硬件物理资源向资源池申请。

  2.2云计算带来部门工作职能的变化

  传统模式下,IT部门工作职能是在理解业务需求的前提下,提出业务实现方案和系统的建设,并在系统上线前考虑新增设备的安装部署和分配以及系统上线后的设备运营监控;云计算模式下,IT部门专注于资源和服务的运营管理,提出平台扩容方案及平台新增设备资源的安装部署;关注问题主要包括:已经部署的业务应用情况、业务需求的满足程度、业务应用需申请资源、服务质量的保障、资源如何合理调度、资源储备是否满足业务发展需求。

  三、云计算技术在IT支撑系统的应用

  3.1云计算资源池在IT支撑系统的应用

  1、云计算资源池的类型

  根据提供不同的服务类型,云计算可分为IaaS、PaaS和SaaS等三种服务的资源池。IaaS资源池是对外提供虚拟硬件资源,包括虚拟主机/存储/网络等资源。PaaS资源池对外提供应用服务引擎,包括应用编程接口/运行平台等。通过建设虚拟化桌面云系统,将原有访问、计算和存储一体的桌面终端演变为终端只完成接入访问,存储和计算资源迁移到后台资源池进行部署,所有应用也都部署在后台机房。

  2、云计算资源池的应用原理

  通过虚拟化技术,将IT支撑系统的设备组成资源池系统,通过IT软硬件厂商提供的管理工具、管理协议和开放接口,实现对资源池中各种资源及设备的管理,并接收云管理平台的指令,完成资源部署、配置、调度等操作任务,以及上报资源计量信息。单节点的云计算资源池系统的范围通常为一个物理节点,包含的IT资源分布在距离不超过数百米的同一个机楼内;跨物理地域的跨域云资源池系统的范围可以是一个物理地区,包含的IT资源可分布于跨地域的不同城市,内部可划分多个逻辑数据中心/逻辑资源池,可对应一类专业的业务系统或用户。

通过虚拟化技术,将IT支撑系统的设备组成资源池系统,通过IT软硬件厂商提供的管理工具、管理协议和开放接口,实现对资源池中各种资源及设备的管理,并接收云管理平台的指令,完成资源部署、配置、调度等操作任务,以及上报资源计量信息。单节点的云计算资源池系统的范围通常为一个物理节点,包含的IT资源分布在距离不超过数百米的同一个机楼内;跨物理地域的跨域云资源池系统的范围可以是一个物理地区,包含的IT资源可分布于跨地域的不同城市,内部可划分多个逻辑数据中心/逻辑资源池,可对应一类专业的业务系统或用户。

  3、云资源池的组网

  结合业务应用特性以及机房装机面积等因素,资源池的组网可分为单节点和扩域两种。

  (1)云资源池单节点组网。云计算平台组网对比传统数据中心网络,增加了虚拟网络、虚拟计算、虚拟存储层,同时应用了大量云计算相关新型技术。其中网络资源层可应用虚拟交换、万兆以太网、统一交换、增强二层、大二层、虚拟防火墙等技术。(2)云资源池跨域组网。跨域数据中心的技术要求如下:第一,两节点的IP和存储网络互联设备、存储虚拟化设备同构;第二,两节点IP和存储网络延时小于5ms,支持实现资源跨域扩展、业务系统跨域热迁移、双活数据中心等业务场景;第三,两节点IP和存储网络延时大于5ms,支持实现主备数据中心等业务场景。

  3.2云计算云桌面技术在IT支撑系统的应用

  1、云桌面技术概述

  基于瘦终端的桌面云将原有访问、计算和存储一体的桌面终端演变为终端只完成接入访问,存储和计算资源迁移到后台资源池进行部署,所有应用也都部署在后台机房,传统分布式桌面与云桌面比较见图2。

  传统分布式桌面与云桌面的特点如下:(1)分布式桌面终端:终端设备包含访问、计算和存储等部件;并在终端需部署操作系统、应用软件等个人配置。(2)云桌面终端:前台瘦终端设备实现访问接入,后台机房部署计算和存储设备。在后台服务器统一部署操作系统、应用软件等个人配置。

  2、云桌面的实现方式

  云桌面的虚拟化方式可分为桌面虚拟化和应用虚拟化;其中,桌面虚拟化又可分为虚拟桌面和远程桌面两种,各种虚拟化技术比较如下:

  (1)虚拟桌面:后端服务器采用虚拟化产品实现主机虚拟化,终端用户可以从瘦客户机通过远程访问协议访问各自的桌面工作环境。用户具有独立的操作系统,个性化定制能力强;每个虚机可独享CPU及内存资源,各虚机间独立性强;采用统一资源池的容错技术保证高可用性;(2)远程桌面:后端服务器采用远程桌面架构,瘦客户机通过远程访问协议登录到后端服务器。每用户具有基于同一操作系统的不同桌面,用户共享CPU资源,用户隔离性差;如果不同用户需同时访问同一操作系统上的某一应用程序,该程序需支持多实例;当出现操作系统错误或物理服务器故障时,该服务器上承载的大量用户及业务将不可用。(3)应用虚拟化:用户的本地客户端呈现出来的是某个应用程序的用户界面而非整个桌面,资源开销最低;不同用户需同时访问同一操作系统上的某一应用程序,该程序需支持多实例;但同一用户访问的不同应用可能部署于不同的操作系统上,应用之间无法实现数据交互。

  3、云桌面的应用及技术选型

  (1)云桌面的应用场景。云桌面可广泛地应用于坐席,解决传统分布式桌面终端的诸多问题:一是安全存在隐患客户信息泄露;二是电脑分散管理造成维护更新困难;三是高能耗和噪音。(2)应用技术选型。对于坐席的应用场景,三种不同的实现方式选型如下:一是远程桌面。当操作系统崩溃或出现服务器硬件故障时,无法实现业务动态迁移,大量用户同时出现业务中断;不适合在业务连续性保障要求较高的客服中心推广使用。二是桌面虚拟化。底层完全实现虚拟化,可以实现虚拟化软件高可靠性、资源自动调配等高级功能;虚拟桌面可以提供比虚拟应用更好的、多样的桌面体验,适合客服中心推广使用。三是应用虚拟化。客服人员桌面存在多应用程序间协作及大量数据交互的情况,不适合客服中心推广使用。通过比较,推荐选择桌面虚拟化的实现方式。

  云计算是通过使计算分布在大量的分布式计算机上,而非本地计算机或远程服务器中,企业数据中心的运行将与互联网更相似。这使得企业能够将资源切换到需要的应用上,根据需求访问计算机和存储系统。

  好比是从古老的单台发电机模式转向了电厂集中供电的模式。它意味着计算能力也可以作为一种商品进行流通,就像煤气、水电一样,取用方便,费用低廉。最大的不同在于,它是通过互联网进行传输的。

  被普遍接受的云计算特点如下:

  (1)超大规模

  “云”具有相当的规模,Google云计算已经拥有100多万台服务器,Amazon、IBM、微软、Yahoo等的“云”均拥有几十万台服务器。企业私有云一般拥有数百上千台服务器。“云”能赋予用户前所未有的计算能力。

  (2)虚拟化

  云计算支持用户在任意位置、使用各种终端获取应用服务。所请求的资源来自“云”,而不是固定的有形的实体。应用在“云”中某处运行,但实际上用户无需了解、也不用担心应用运行的具体位置。只需要一台笔记本或者一个手机,就可以通过网络服务来实现我们需要的一切,甚至包括超级计算这样的任务。

  (3)高可靠性

  “云”使用了数据多副本容错、计算节点同构可互换等措施来保障服务的高可靠性,使用云计算比使用本地计算机可靠。

  (4)通用性

  云计算不针对特定的应用,在“云”的支撑下可以构造出千变万化的应用,同一个“云”可以同时支撑不同的应用运行。

  (5)高可扩展性

  “云”的规模可以动态伸缩,满足应用和用户规模增长的需要。

  (6)按需服务

  “云”是一个庞大的资源池,你按需购买;云可以像自来水,电,煤气那样计费。

  (7)极其廉价

  由于“云”的特殊容错措施可以采用极其廉价的节点来构成云,“云”的自动化集中式管理使大量企业无需负担日益高昂的数据中心管理成本,“云”的通用性使资源的利用率较之传统系统大幅提升,因此用户可以充分享受“云”的低成本优势,经常只要花费几百美元、几天时间就能完成以前需要数万美元、数月时间才能完成的任务。

  云计算可以彻底改变人们未来的生活,但同时也要重视环境问题,这样才能真正为人类进步做贡献,而不是简单的技术提升。

  (8)潜在的危险性

  云计算服务除了提供计算服务外,还必然提供了存储服务。但是云计算服务当前垄断在私人机构(企业)手中,而他们仅仅能够提供商业信用。对于政府机构、商业机构(特别像银行这样持有敏感数据的商业机构)对于选择云计算服务应保持足够的警惕。一旦商业用户大规模使用私人机构提供的云计算服务,无论其技术优势有多强,都不可避免地让这些私人机构以“数据(信息)”的重要性挟制整个社会。对于信息社会而言,“信息”是至关重要的。另一方面,云计算中的数据对于数据所有者以外的其他用户云计算用户是保密的,但是对于提供云计算的商业机构而言确实毫无秘密可言。所有这些潜在的危险,是商业机构和政府机构选择云计算服务、特别是国外机构提供的云计算服务时,不得不考虑的一个重要的前提。

  四、结论

  在IT支撑系统的建设中引入云计算技术,是信息技术发展的大势所趋,而如何最大化云计算应用的效果,除了选择合适的技术选型之外,还需要各专业进行配合与调整。本文主要对云计算技术在IT支撑系统应用做了简单的描述,以供后期的应用实践提供参考。

在IT支撑系统的建设中引入云计算技术,是信息技术发展的大势所趋,而如何最大化云计算应用的效果,除了选择合适的技术选型之外,还需要各专业进行配合与调整。本文主要对云计算技术在IT支撑系统应用做了简单的描述,以供后期的应用实践提供参考。

  云计算环境下,软件技术、架构将发生显著变化。首先,所开发的软件必须与云相适应,能够与虚拟化为核心的云平台有机结合,适应运算能力、存储能力的动态变化;二是要能够满足大量用户的使用,包括数据存储结构、处理能力;三是要互联网化,基于互联网提供软件的应用;四是安全性要求更高,可以抗攻击,并能保护私有信息,五是可工作于移动终端、手机、网络计算机等各种环境。

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