云计算的基本架构篇1
自新千年IT业引入云计算概念以来，通过广大的市场需求及雄厚的技术支持，大规模云计算系统已成为当今IT业发展的主流。实现云计算的基础是实现云计算系统基础架构。一个云计算系统的优秀与否，关键在于其基础架构是否能够稳定、高效地完成各项任务。本文试图结合相关资料，对云基础架构及其效能进行分析、定义及具体阐述，为下一步研究提供有力参考。
2.云计算简介
云计算的迅猛发展与广大的市场需求和强大的技术支撑密切相关。首先，随着IT业的迅猛发展，各IT运营商都形成了各自庞大的服务器集群。如何实现现有集群的重新整合以降低运维成本，提高效率成为运营商考虑的首要问题；另外，IT市场的迅猛发展也要求各运营商提供更加稳定、快捷的服务。其次，分布式系统、虚拟化技术的不断发展完善，使得服务集群性能的快速提升成为可能。所以，在上述两方面原因的相互作用下，云计算得到了前所未有的发展。
目前，不同公司对云计算有着不同的理解和实现方式。通过对现有云计算系统的分析及对相关资料的研究[1—5]，本文认为云计算是以商业需要为出发点，将数量庞大的服务器集群整合成为分布式的资源池，通过虚拟化技术、Web2.0技术将资源池强大的计算能力、存储能力和构建在其基础之上的各类应用以按需计费的形式从不同的层次（Infrastructure、Platform、Application）租赁给用户的一种新型网络运营模式。
由上述定义可得到云计算体系结构如图1。
由图可知，云计算基础架构位于云计算系统的底层，它为云计算系统的出色运营提供了有力的支持。
3.云计算基础架构
3.1 云计算基础架构的定义
目前，业界及学术界对云计算基础架构还没有一个统一的定义利标准。各IT运营商均根据自身的实际情况，以各自的理解定义和实现云计算基础架构的部署。理工大学教授刘鹏在其著作《云计算》中提出：云基础架构及管理层由数据中心与云基础架构、安全产品、基础架构和运营管理三大部分组成[3]。作为虚拟化技术的龙头，Vmware公司在谈到其云基础架构层产品时说道：云计算基础架构是指通过虚拟化技术将传统数据中心转变为云基础架构并在其之上创建云，将IT基础架构作为服务交付给客户使用[6]。Lenk等人在其文章谈及云计算基础设施层时也指出：云基础架构可划分为基础设施服务和资源集两大部分，其中资源集可分为虚拟资源集和物力资源集；而基础设施服务又分为高级基础设施服务、基本基础设施服务、计算服务、存储服务和网络服务[7]。
通过对现有云基础架构以及对相关文献资料的研究，本文认为云计算基础架构是指由硬件资源（PC服务器、磁盘阵列、路由器、交换机及相关配套设备）组成，通过虚拟化技术、分布式并行技术整合形成的用以直接对外提供存储、计算服务或作为基础设施为上层云计算应用提供存储、计算能力支撑的一种高效、可靠并且具有良好扩展性的底层分布式系统。
3.2 云计算基础架构的分类
通过分析研究现有云计算系统及相关[8—12]，本文认为云基础架构按照服务的对象可分为基础型云基础架构和外向型云基础架构：基础型云基础架构指主要向运系统上层提供计算、存储资源服务的云基础架构，基础型云基础架构的代表系统有：TFS、GFS、Cassandra、KIDC；外向型云基础架构指直接向用户提供计算、存储资源服务的云基础架构，外向型云基础架构的代表系统有：IBM Ensembles、Amazon EC2、Amazon S3、HyperCloud、Megastore。
3.3 云基础架构的结构体系
通过对当前业界主流云基础架构系统的分析和对相关学术成果的研究，可以看出云基础架构的作用是通过将物理资源转化为虚拟资源池，实现对资源的监控、调度和管理以达到为上层应用和用户提供弹性的计算和存储资源的目的。云基础架构结构框架如图2。
由此本文将云基础架构分为以下五个层次：
1）物理层是指搭建、部署云基础架构所需的物理设备和配套环境。起作用时为云基础架构提供基本的物力资源，并保持物理设备的可靠性。
2）虚拟层是指通过虚拟化技术解除实现方式、地理位置或底层物理配置对计算机资源的限制，打破上层与物力资源之间的耦合关系，形成统一的虚拟资源。虚拟层的作用是为上层提供可靠且能够灵活按需分配的虚拟资源。虚拟层由虚拟计算资源、虚拟存储资源和虚拟网络资源组成。
3）数据层是指对云基础架构内运行的客户数据进行基本操作和管理的层次。数据层主要包含两个部分，既数据处理与数据管理。
4）管理层是整个云基础架构中的一个抽象层次。它对云基础架构的各类资源进行监控，根据实际负载状况对资源进行管理和调度并且根据上层需求对资源进行快速部署，以保证云基础架构高效运行。云基础架构管理层主要由资源监控、负载管理、资源部署和安全管理四个部分组成。
5）服务层是指为上层云计算应用调用云基础架构计算、存储资源预留的接口和对用户使用云基础架构计算、存储资源提供的交互界面。服务层对云基础架构效能的影响体现在服务层各类接口的通用性上。因为服务层接口与上层的松耦合性能够减小底层云基础架构对上层应用的限制，从而提高云基础架构自身的可用性。
3.4 云基础架构实现的主要技术
3.4.1 虚拟化技术
虚拟化是表示计算机资源的一种抽象方法。通过虚拟化，可以简化基础设施、系统和软件等计算机资源的表示、访问和管理，并为这些资源提供标准的接口来接受输入和提供输出[2]。通过虚拟化技术，可以实现在一台服务器上运行多个虚拟机，从而提供服务器的效率。由于绝大部分PC产品均属于X86架构，所以本文论述的虚拟化技术主要指X86架构的虚拟化技术。当前X86虚拟化技术的主流产品是VMware的VMware vSphere。
vSphere主要用于服务器的虚拟化，即在一台物理服务器上运行多台虚拟机，以次达到服务器整合和优化的目的。vSphere的核心是ESX架构，它可分为两部分：Service Console和VMKernel。其中前者提供管理服务，后者提供虚拟化能力。
随着虚拟化技术在云计算中发展中的作用越来越重要，对虚拟化技术的研究也成为热点。对虚拟资源的管理便是热点之一，[13]提出将VM模型集成到资源管理框架里，利用两极调度将VM的管理集成至批调度器里，以次为用户提供调度服务。
当前如Amazon EC2等云计算产品大多是以虚拟机的形式为用户提供计算能力，但对于虚拟机的具体配置，需要用户手动完成，因此虚拟化技术在自适应方面还需要进一步研究。
3.4.2 分布式存储系统
随着IT业的发展，网上交易、网上检索等系统所要处理的数据量越来越大。如何利用最低的资源成本创造最高的运行效率成为各大运营商考虑的首要问题。因此研发人员开发完成了一系列分布式存储系统，为云计算提供了强有力的后盾。
分布式存储系统研发目的是为云基础架构提供高效、海量的数据存储能力。各大运营商在搭建自己的云基础架构前都会开发自己的分布式存储系统如Google的GFS分布式文件系统。Google的GFS（Google File System）[14]是Google研发完成的作用于底层的分布式文件系统。GFS的作用是为大规模分布式应用系统提供强大的数据存储服务。GFS的核心设计思路是将系统故障当作一种常态来处理，实现这一思路的技术主要是提供多个副本进行操作。在接口方面GFS除提供基本的Creat、Delete、Open、Close、Read、Write外还提供Snapshot和记录追加两项操作。Snapshot以最低的开销创建一个文件或目录副本，记录追加则保证多客户同时对文件进行数据追加时的原子性和正确性。
GFS含有一个主控服务器（Master）和多个块服务器（Chunk Server）。一份文件由设备经接口，会被分为有限个数据块（每个数据块64MB）。此外，每个数据块都会产生一个元数据（
当前分布式存储系统已成为云基础架构重要组成之一。在学术界，对分布式存储系统的研究逐渐成为热点。[11]提出并实现了一种对等结构分布式存储系统NDSS，该系统取消了类似GFS中主控服务器的中心节点，而是利用分布式共享内存（DSM，Distributed Shared Memory）实现了数据一致性模块，利用分布式共享位图（DSB，Distributed Shared Bitmap）限制了多个节点对信息的同时访问，解决了同步访问控制问题。以此在对等节点中完成了中心节点的主要功能。从测试结果看，NDSS系统的整体性能优于有中心节点的YNS系统[10]。
目前，云基础架构中著名的分布式存储系统还有Google的Bigtable分布式存储系统和Amazon的Dynamo分布式数据存储中心[11]等。它们虽然为云基础架构提供了强大的动力，但仍有改进之处。
3.4.3 并行编程模型
并行编程模型是云计算中的一个重要概念。它是指系统为高效并行处理海量数据而设定的一组数据处理规则。研发人员为了解决输入数据的并行计算、分发数据等问题提出了并行编程模型的概念。
MapReduce是Google公司开发的一种新的抽象模型，也是当前起主导作用的编程模型。它的设计思路来源于函数式编程语言的映射和简化操作[1]。MapReduce的核心思想是将数据逻辑列表通过Map函数处理成为键值对集（），经过排序将具有相同Key值的键值对放在一起后通过Reduce函数将具有相同Key值的键值对的Value值进行合并。
当前对并行编程模型的研究大多以在MapReduce的基础上提出改进方案为主。在文献[15]中。Zaharia等人根据MapReduce建立在系统同构的假设基础上，提出了LATE（Longest Approximate Time to End）调度算法。通过新型调度算法的改进使得MapReduce在异构环境下运行。
虽然现行并行编程模型为云计算提供了强大的技术支持，在某些具体情况的适用性上还需进一步的完善。
4.结论与展望
当前对云基础架构的研究主要集中在业界IT运营商，在学术界对云计算基础架构的研究主要集中在单个技术性能的改进与提高上，明确提出云计算基础架构概念，并进行整体性理论分析研究相对较少。本文通过分析研究现有云计算基础架构实例及相关文献资料，提出了云计算基础架构定义，指出：云计算基础架构是指由硬件资源（PC服务器、磁盘阵列、路由器、交换机及相关配套设备）组成，通过虚拟化技术、分布式并行技术整合形成的用以直接对外提供存储、计算服务或作为基础设施为上层云计算应用提供存储、计算能力支撑的一种高效、可靠并且具有良好扩展性的底层分布式系统。根据云计算基础架构定义，预计在今后的一段时间内，对云计算基础架构的研究会朝着以下几个方面进行：
1）更加高效的数据交互体验。云计算基础架构为上层应用提供存储与计算能力，在此过程中必然会存在基于请求的数据交互过程。而数据交互的速度会直接影响用户对云计算应用的操作体验。所以对高效的数据交互地研究会成为未来云计算基础架构的研究重点。
2）更稳定的系统运行过程。云计算基础架构位于云计算系统的底层，其运行的稳定与否直接关系到整个云计算系统的运作。尽管当前已有多种技术手段（资源监控技术、同步复制技术，心跳检测技术等）来确保云计算基础架构的稳定性。但是这些技术手段任然存在自身消耗资源过大、检测周期与负载变化不适应等问题。而这些问题也会在今后的云计算基础架构的研究中得到解决。所以系统的稳定性也将是云计算基础架构研究的重点之一。
3）更灵活的系统扩展。随着数据量的增加，云计算基础架构不得不面临系统扩展的问题。而实时变化的数据交互量，使得云计算基础架构在扩展的同时更加注重扩展的灵活性。系统的扩展意味着资源的扩充，而系统扩展后的资源合理分配是体现灵活系统扩展的重要部分。当前尽管各类云基础架构都在努力统一和规范各自系统扩展接口并改进资源分配方式，但资源分配是否能够与负载变化同步依然是问题的实质和仍未解决的问题。而这也是云计算发展的基本出发点和立足点。所以，灵活的系统扩展能力是云计算基础架构未来的重要研究方向。
综上所述，云计算基础架构是一个具有现实意义并充满挑战的新兴领域，它的发展将对云计算发展产生巨大的推进作用，而云计算基础架构也会在未来的发展中扮演越来越重要的角色。
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云计算的基本架构篇2
另外，云计算除了三层架构之外，从横向范畴来说，云还可以划分为公有云、私有云、社区云和混合云等。公有云是指第三方提供商为用户提供的能够使用的云，可在整个开放的公有网络中提供服务。在公有云中，云服务提供商通过自己的基础设施直接向外部用户提供服务，外部用户通过互联网访问服务，并不拥有云计算资源。私有云是为一个客户单独使用而构建的，该客户拥有基础设施，并可以控制在此基础设施上部署应用程序的方式。私有云可由公司自己的IT机构，也可由云服务提供商进行构建，可部署在企业数据中心的防火墙内，也可部署在一个安全的主机托管场所。社区云是由几个组织共享的云端基础设施，支持特定的社区。混合云由两个或者更多云端系统组成云端基础设施，这些云端系统中可能包含公有云、私有云、社区云等，这些系统保有独立性，但借由标准化或封闭式专属技术相互结合，可确保资料与应用程序的可携性。
2)SOA架构长期以来企业面临的关键问题是如何解决已形成的烟囱式的企业计算环境，SOA的出现就是为了解决独立系统间的整合问题，或者说系统架构的问题。SOA作为一种面向服务的架构，是一种软件架构设计的模型和方法论。SOA将异构平台上的应用程序拆分为不同的功能单元（服务），服务之间通过定义良好的接口和规范以松耦合的方式整合在一起。接口是采用中立的方式进行定义的，它独立于实现服务的硬件平台、操作系统和编程语言，这使得构建在各种系统中的服务可以使用一种统一和通用的方式进行交互。从业务角度来看，SOA利用企业现有的各种软件体系，重新整合并构建起一套新的软件架构。这套软件架构能够随着业务的变化，随时灵活地结合现有服务，组成新软件，共同服务于整个企业的业务体系。我们可以把SOA看作是模块化的组件，每个模块都可以实现独立功能，而不同模块之间的结合则可以提供不同的服务，模块之间的接口遵循统一准，可以实现低成本的重构和重组。在SOA的技术框架下，可以把杂乱无章的庞大系统整合成一个全面有序的系统，从而增加企业在业务发展过程中应用系统的灵活性，实现最大的IT资产利用率。
2云架构与SOA架构各自的优缺点
从上两节云架构和SOA架构的概念来看，它们的出现也是为了解决不同的问题，但它们都是企业或政务信息化实施的架构，在业界看来属于竞争关系，甚至有些学者认为云计算可以取代SOA成为新的架构风格。实质上，云计算和SOA架构应用在企业或政务信息化中，各有优势，也有自己的局限性。从发展至今，云计算主要有处理能力强大、应用高度集成、用户成本低、大规模数据存储等优势。但云计算还处于发展初期，局限性也有明显。云的安全性是企业或政府需要考虑的首要问题。另外，现在不同云服务之间的交互能力非常弱，混合云架构缺乏成熟的技术支撑。同时网络带宽的限制也会给云的部署和实施带来一定影响。SOA的优势主要有模块的重用性、模块之间的交互能力以及快速应变能力。SOA方法从服务提供者和服务消费者的角度对功能方面涉及的对象、数据、组件、业务流程、界面等进行层次化，为所有服务提取安全架构、数据架构、集成架构、服务质量管理等中的共用部分。SOA架构契合了企业信息化建设过程中业务创新的需要，同时也可以达到业务重用的效果，充分降低了企业的成本。但是SOA在企业信息化实施过程中仍有一些不足。目前SOA最好的实现方式是web服务，但web服务本身也有不成熟的地方，比如在可靠消息传递、web事务处理等方面的标准还有待完善。另外，如何快速组装服务以及控制服务颗粒度这两方面，还有待进一步研究，而服务颗粒大小问题在某种程度上决定了整个系统的灵活性和效率。
3云架构与SOA架构的交叉与结合
上一节提到云架构与SOA架构在信息化建设中各有优缺点，但其实它们之间除了竞争之外，还有着比较复杂的关系。我们认为，云架构和SOA架构之间可以取长补短，在一定程度上结合起来形成新的架构来更好地支撑复杂的信息化建设。首先，从云计算的架构和SOA的概念来看，SOA在云计算中最广泛使用的地方是PaaS平台的中间件组件。PaaS的中间件包含事务型中间件、消息中间件、远程过程/对象调用中间件、应用服务器、数据库服务器、ESB、BPM等多种类型，SOA架构本身即是一种组件模型，可以组合异构平台中的各种应用程序，而目前PaaS平台的能力还尚未成熟，PaaS架构中正是需要这种标准化的组件模型，来支持其平台中应用程序的开发及部署。同时，SOA架构的特性决定了它可用于包括PaaS在内的任何云服务（包括基础设施服务IaaS和软件服务SaaS）的创建与交付中。其次，云计算对于SOA有着良好的促进作用。由于SOA架构是一个好的架构方法，使用SOA架构建成的信息系统间的运行与协作更加方便、标准化。为了获得云计算的优势，企业用户需要通过接口和架构延展出去连接到云计算资源。
为了更好的使用云计算的资源，企业内部需要一定的架构在核心企业信息系统和云计算资源之间建立链接，而这正是SOA可以做到的。另外，市场上云的类型很多，私有云、公有云、社区云将长时间在市场上共存，形成混合云架构。在这种情况下，SOA架构可以很好的支持混合云的发展，利用模块化架构既可以更好地将模块迁移到云，同时还可帮助云端的应用程序进行整合。SOA在企业应用与混合云架构中的作用大致如图2所示。如图2所示，企业内部应用可通过SOA与混合云中某种云的应用进行互相迁移，同时混合云中不同平台的应用及服务也可通过SOA来进行整合或迁移。总的来说，云计算的发展对于SOA架构在网络、基础架构上的应用都造成一定的影响，它们并不是排斥的关系，相反云计算的发展不仅对SOA不是一种取代关系，而是有显著的促进作用，同时云计算中也需要SOA架构的应用，有效地部署云计算服务需要SOA方法。云计算时代的到来，给SOA架构带来了更大的发展空间。
4发展趋势
通过对云计算和SOA架构之间关系的分析，可以看出两者之间的关系比较复杂，并不是简单的替代关系。上一节最后也提到，SOA与云计算架构是密不可分的，对于将来的发展趋势来说，由于两种架构各自的优势，更实际的方式是将两种架构结合应用。将两种架构结合起来有两种方式，一种是在SOA架构中引入云计算，另一种是在云计算架构中引入SOA，两种方式各有偏重，主要区别是解决问题的出发点和侧重点不一致，而实现的途径基本一致。1)在SOA中引入云计算在SOA架构中引入云计算，主要目的还是为了更好的集成软件服务，包括企业内部信息系统与外部服务的集成，如SaaS和IaaS。有研究表示，使用SOA整合SaaS是可以实现的。通过SOA来整合SaaS服务，可以将较小粒度的SaaS服务集成到一起，提供更抽象、粗粒度的软件服务。SOA平台中的ESB总线可以将云计算中的分布式计算模块、云存储等以服务的方式接入。同时SOA平台需要的IT硬件基础设施，可以直接使用云计算中IaaS层的虚拟化的计算能力单元和存储能力单元，均以服务的方式接入到ESB总线上。前文中提到了，SOA中的中间件平台类似于云计算中的PaaS平台，SOA中所包含的ESB总线、流程引擎、规则引擎等都可以发展为PaaS平台的能力。2)在云计算中引入SOA在云计算中引入SOA，主要是为了解决云计算中不同云服务之间的交互能力弱的问题。如图2所示，混合云架构中不同云服务之间通常很难进行整合和迁移，将SOA应用到此处将有益于解决此问题。同时，通过引入SOA中的ESB总线，还可实现云计算中SaaS、PaaS、IaaS三层架构之间的集成。另外，PaaS层可以将SOA中的数据、业务、流程、展现服务均纳入，提供给在线开发环境中应用，这些服务在线进行服务编排和组装可借助SOA本身已有的流程引擎和规则引擎来完成。
云计算的基本架构篇3
互联网的快速发展使人们的生活更加便利，传统门户网已经无法满足人们的需求，而对高业务量的互联网服务需求与日俱增。随着计算机存储信息及硬件设备、数据库建设及维护等方面的相对成本逐渐上升，利用新的平台及调度机制以进行高效的数据处理显得尤为重要。近多年来，云计算成为国际上业界学者进行相关研究的热潮，是信息产业较大的一项创新。云计算是基于互联网的一种动态的能够伸缩虚拟化的新型计算模式，为用户提供了包括计算能力、存储能力、交互能力等多种计算资源的服务。云计算不同于传统方式下采用桌面计算资源的模式，其新型的资源管理模式使计算资源成为提供大众服务的一项社会基础设施。随着云计算的不断发展和深入，更多的应用逐步迁移到云计算。不过，云计算在发展过程中也存在着一些非常关键的问题，最突出的莫过于数据的安全性问题，这也是限制云计算发展的首要因素。只有对云计算所存在的众多问题进行全面正确的分析，才能够使其在众多组织、企业中被普遍的应用，将自身的数据资源安心的存放到云计算所提供的服务中以便进行企业的管理。因此，提出一种能够安全可靠的进行数据访问的方案对用户来说至关重要。
1 云计算的基本概念
云计算逐渐的被大众认可，其概念与相关技术也被普遍的提及并得到大量的研究，但是并没有出台世界范围内认可的标准。根据我国云计算网所给出的定义，云计算在分布式计算（Distributed Computing）、并行计算（Parallel Computing）及网格计算（Grid Comouting）的基础上发展而来，是较为新型的一种商业性计算模型。云计算的基本特性有分布式计算、存储特性、较高的扩展性以及良好的管理等。该技术的特征：云计算系统提供服务的实现机制是透明的，不需要用户作具体的了解便可方便的获取所需服务；云计算系统利用软件即数据冗余及分布式存储的方式降低系统的出错率，确保数据可靠；云计算具有海量存储及高效的计算性能而为用户提供更好的服务，具有较高的可用性；云计算系统采用高层次的编程模型方便用户根据自身的数据特点编写满足自身需求的云计算程序；服务多样且具有良好的经济性。
2 基于云计算平台的软件架构
2.1 云计算的软件架构层
通过对现有的关于云计算产品及其系统架构的分析和总结，可以将云计算的架构分为三层，它们分别是核心服务层、服务管理层和用户访问接口层。核心服务层作为架构层的主体，其主要作用是将系统的硬件基础设施、软件运行环境及应用程序整合成面向用户的，具有高可靠性、多样化及适应能力强的应用服务。而服务管理层则主要是对核心服务层的活动进行管理和控制，以确保其始终安全稳定的提供面向用户的服务。用户访问接口层的作用是为用户端与云系统之间提供访问和交流的通道。
2.1.1 核心服务层
一般来说，云计算的核心服务层又可以分为3个子层：基础设施即服务层（IaaS）、平台即服务层（PaaS）和软件即服务层（SaaS）。其中IaaS主要是为用户按需提供实体或虚拟的计算、存储和网络资源等基础设施部署服务。在这个过程中，用户需要向供应商提供相关的配置信息及个人数据。而PaaS是为云计算应用程序部署及其管理提供服务。通过基于该层的软件工具和开发语言，软件开发者可以绕过底层网络、系统和存储的限制，很方便的使用云计算平台进行软件架构。SaaS是一种基于云计算基础平台所开发的应用程序。对于企业来说，通过该层可以建立自己的电子邮件服务系统。而对于普通用户来说，SaaS可以实现对云系统应用程序的泛在访问。
2.1.2 服务管理层
服务管理层主要是面向核心服务层，它能为核心服务层的安全稳定及可靠运行提供保障。其服务内容包括服务质量保障和安全管理等。由于云计算系统结构庞大、服务繁杂，用户很难直接找到自己所需的资源。因此，通过服务质量保障协议，云计算服务提供商就能根据用户的具体需求，提供相应的服务，保障其面向每一个用户的服务质量。而用户在获取云数据和云服务时，确保信息交流的安全性是非常重要的。通过安全管理协议，可以对云系统采取数据隔离、隐私保护和访问控制等安全保护措施，确保核心服务层的安全稳定运行。
2.1.3 用户访问接口层
用户访问接口层能够实现用户对云系统程序的泛在访问。其表现形式一般包括命令行、Web服务和Web门户等。其中命令行和Web服务作为一种直接的访问云系统的工具，能够实现多种服务方式的组合。而Web门户则是将用户端与云系统连接起来的通道和平台。通过它，用户可以将本地的应用程序转移到云系统中。这样用户只要能连接到云系统服务器，就可以随时随地的访问其本地的数据和程序。这显然可以极大的释放本地服务器的压力，提高用户的办公效率。
2.2 云计算软件架构关键技术
云计算是以数据为中心的一种数据密集型的超级计算方式。在数据的存储、管理及编程模式方面都采用特有的多种先进技术，其中主要的关键性技术包括海量数据存储与处理、编程模型及虚拟化技术。
2.2.1 海量数据存储与处理技术
云计算系统以数据冗余和分布式方式进行大数据集的分析、处理以保证高可用性和经济性。为及时满足海量用户的不同需求，并行提供各种服务，云计算所采用的数据存储技术必然具备高传输率、高吞吐率的能力。未来的发展方向会集中于高效的数据定位及超大规模的数据存储、加密、安全可靠性和持续提高I/O速率等方面。
2.2.2 编程模型
为了让用户可以利用编程模型根据自身需要编写简单的程序而更加轻松的获得云计算带来的服务，所采用的编程模型须非常简单。同时要保证后台的并行执行及任务调度对用户及编程人员的透明化。改进现有的编程模式以便程序员可以方便的进行紧耦合程序的编写，实现运行过程中的高效调度和任务的执行，是将来MapReduce发展的主要方向。
2.2.3 虚拟化技术
虚拟化的实质是将整合之后的资源用和物理量没有关联的方式进行调用，是一种由物理资源转变为服务形态的过程。虚拟化的应用使硬件的容量增大同时使软件的管理维护过程得到简化，提高了资源的灵活性和使用率，实现了物理资源的复用，是未来实现资源的自动协调和配置的基础。虚拟化技术把操作系统和物理硬件相隔离，允许多个操作系统不相同的虚拟机在一个物理机上独立运行。不管所采用的物理硬件是否相同，操作系统均把它们看作是一致的标准化硬件。
2.3 云计算的软件架构应用
软件系统框架有架构元件、联结器及任务流三个元素，为提高软件的安全可靠性及扩展能力需要对软件架构进行设计。三层架构设计是软件框架设计的一种重要结构，它将系统在应用逻辑上分成数据服务层、业务逻辑层及表示层。表示层主要用于用户与系统的交互，通常指的是系统的操作界面。业务逻辑层的功能是数据的格式及其是否有效进行验证，用户的合法性验证等以保证系统能够健壮的运行。数据服务层专用于数据库的交互并执行数据的修改、增删、显示等操作。目前的软件系统大都采用基于C/S技术的三层架构，数据的存储一般采用DBMS或者XML文档的方式易使服务器发生不可修复的错误后产生数据丢失的可能。
软件的设计开发随着云计算技术的迅猛发展而面临挑战，三层架构模式能够完全迁移至云计算中的SaaS服务模式中。不过SaaS服务模式也存在一些较为突出的问题，包括与云计算服务供应商之间的信任，以及软件对云计算服务过于依赖的问题。此外，在云计算服务正常时，网络状况也会对软件的使用产生影响。基于云计算技术目前的发展情况，为降低软件对云计算和网络性能的依赖程度，下面提出一种较为可行的基于云计算平台的软件架构模式
与传统的三层架构模式相比，基于云计算平台的软件架构在表示层及业务逻辑层并不发生变化，只是在数据服务层提供包括本地数据及云数据的两种数据服务。本地数据服务不需安装DBMS软件而只采用XML文档存储数据，从而使服务器的性能得到提升。不论是选择本地服务器的XML文档或是云计算服务中的数据服务，软件均能够一次读取数据到内存中，在完成数据处理以后再把数据处理结果传回数据服务并长久储存，有效的提高了系统的工作效率。
基于云计算平台的软件架构新增了同步服务层，它不仅使本地服务器XML文档与云计算服务中的数据实现同步，也能够监测数据服务的运行状态。在软件系统将数据信息一次读入内存之后，用户在内存中进行各种数据操作。数据同步服务可以利用时间控件在用户不使用软件系统的时间终止业务逻辑层的相关服务，同时把放入内存的数据更新到本地服务器的XML文档及云计算服务中，完成同步操作以后就可以重新进行业务逻辑层的服务，提高了网络宽带的使用率。同步服务监测软件可以保证在发现数据服务问题后立刻启动新的数据服务，使其不再依赖云计算。
在基于云计算平台的软件架构中，系统中的数据同时备份在本地服务器的XML文档及云计算服务中的数据服务中。即使出现云计算服务障碍，软件依旧保存相对应的数据备份。在本地服务器发生故障而导致数据的丢失时，云计算服务保留数据备份，从而使软件系统中的数据具有双重备份而得到保障。此外，这种软件架构模式具有不产生孤岛信息、不需涉及数据迁移等优点。
从软件架构的数据流图中能够看到本地数据及云数据是通过数据缓存实现同步的。在用户需要获取系统中的数据信息时，会把被访问的数据表存入到缓存区域以方便用户能够进行再次访问。用户进行数据的再次访问时不需反复的读取数据库而只是从内存中对系统的数据进行操作。这样就在很大程度上缩短了系统响应的时间，从而有效的提升了运行的效率。
3 结束语
上述基于云计算平台的软件架构模型提高了云计算条件下数据的安全可靠性。随着云计算的广泛应用，为提高系统的运行效率，系统架构的升级有待进一步的研究。
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云计算的基本架构篇4
中国电信行业进过2008年重组之后，宣布进入了全业务时代，之后，全业务运营被各个运营商所采用。传统的服务类型性竞争也不在是重点，各运营商要向个性化服务、差异化运营、快速的提供业务以及精准化管理方向发展。
二、云计算架构
云计算架构包括基础架构和服务架构，基础云架构提供一个能实现快速部署和灵活扩展的云平台，而服务云架构在基础云架构的基础上提供各种云服务。这两个架构又可以合并为三个层次：基础层、平台层和应用层。
基础云架构的组成为服务流程一体化、管理自动化、硬件设备资源虚拟化、软件版本标准化，用户可以接收到平台带来了一定水平的服务。基础云构架由四个子层组成，分别为企业云计算管理平台、以服务为中心的IT管治、端到端服务请求管理平台以及基础架构。
基础资源网络、存储资源池、SAN以及服务池组成了灵活的基础架构，并利用虚拟化技术实现物理设备内部资源的动态调配和共享；云计算管理平台可以实现资源的管理和自由部署，它能够执行IT资源的管理、回收以及自动分配；复杂协调企业内部各个部门合作问题的是服务请求平台，他利用工作隐情实现端到端的流程管理，从而达到提高管理效率的目的。
云计算的服务模式划分方法较多，但最终都可以归纳为三类基本服务：基础设施即服务、平台即服务、软件即服务。
基础设施即服务：是一种将存储和计算能力等基础IT资源作为标准化服务提供给终端用户的手段。各种基础IT资源和其他系统协作处理特定类型的工作负载。
PaaS即为平台服务，它由两个封装组成，分别是服务负载和开发环境的抽象，服务平台具有很大的灵活性，但是因为供应商的能力制约，服务会受到一定影响。软件服务是一个完整的应用程序，它包含多重租用。那么，什么是多重租用呢，是指运行于基础层基础设施上的平台层软件实例，可为多个客户提供服务。
三、基于云平台业务网的提出
传统的业务网模式重用性差、业务开放能力也不好，因为管理以及投资费用会随着系统业务规模的扩张而扩大，所以，在推荐新产品的周期上往往因为重复建设而加强。业务网也不能很好的将全业务融合，不适合运营。在各运营商中，中国移动首先了SDA业务网架构，该架构能够解决部分平台开放能力、管理的统一性问题以及平台定位问题，但是，在融合业务指导建设方面很缺乏。
2009年，IT行业最热议的问题就是云计算，随着计算水平的发展，IT行业推出各种各样的云计算产品，同时也按照理解不同定义了云计算的概念。那么，什么是云计算呢？其实云计算是一种资源使用模式、计算模式和资源交付，它不是一种技术。在云计算模式下，用户可以通过网络接收到资源的应用、服务方式以及数据。
四、业务网建设
各种资源的随需分配和共享是云计算所强调的，应用层、平台层和基础层组成了云计算架构。业务接入层、应用层以及业务能楼层组成了SDA架构，快速服务交付和能力开放是业务网架构所强调的。SDA架构的各层强调的平台和能力，在实现上都是逻辑的概念，因此SDA架构的三层实际只对应于云计算架构的平台层（即逻辑实现层），SDA架构中缺乏基础层和应用层，虽然SDA也存在应用层，但更关注应用层的平台和能力，而非应用层上的应用本身。将云计算模式融入到全业务网，将全面拓展业务网架构，并丰富全业务网的内涵。
基于云计算的全业务网架构仍然参照基础层、平台层和应用层的三层设计思路。
1.基础层。提供基础软、硬件资源，实现资源共享、动态配置、资源管理与流程管理等功能，可以为各类平台提供服务。它通过虚拟化技术整合全业务网基础层的IT资源。除服务器和存储整合之外，虚拟化整合系统架构、应用程序基础设施、数据和数据库、接口、网络、桌面系统甚至业务流程，因而可以有效节约成本和提高效率。流程管理包括业务流程和策略流程管理，业务流程管理主要用于指导业务流程创建，调用服务；策略流程管理用于调度平台资源，实现安全性和QoS。
在全业务网架构中继续利用WebServices技术将不同的业务能力构造成SOA中的服务。SOA服务不限于各种具体的业务功能模块，还包括数据、统一的业务控制和触发机制以及基本管理功能和基本运营支撑功能等，通过向SDA的展现域与支撑域开放WebServices接口，将促进整个SDA网络向SOA方向的演进。
2.平台层。各种平台能力的提供在平台层得以实现，根据业务网需求的功能，利用SOA方法将业务网功能构架重构，各种平台能力被整合，最终可以将平台调用、平台申请以及平台能力实现。
SOA方法是基于云计算业务网构架平台层的方法，服务能力的注册平台是将现有SDA控制域融合而成的，将注册平台作为其他服务能力调用和的中心，所构成的业务逻辑处理在每个重点平台之间转移。在基于云计算的业务网中，注册平台和提供服务者和服务需求者是不能直接联系的，它们之间可以通过SDA接口连接，这种方式的优点是方便对流程和访问进行很好的控制。
SOA的服务包括两种类型。公共服务：包括鉴权、认证、计费、用户管理、公共数据库、公共操作维护、统一控制等，由全业务网架构平台层的注册平台来承载公共服务能力，并向公共服务引擎开放WebServices接口。专业业务能力：实现某种特定的业务特征，包括OS定义中的各种业务能力、IMS定义的各种业务能力以及其它非OMA业务的业务能力，不同的业务能力由不同的平台承载，并通过各自的业务引擎向注册平台其业务能力。WebServices技术最大的优势就在于它并不标准化执行平台，而是标准化互操作消息机制，任何一个平台既可作为服务请求者申请其他业务能力，也可以作为服务提供者自身的业务能力。
3.应用层。它能够提供平台服务，提供给客户最终的应用，也就是说，应用层可以根据客户的需求将服务平台中对应的业务系统应用提供给客户。将应用快速融合起来是业务网架构应用层最大的特点。
五、结论
考虑到移动集团对业务网的规范、架构要求，分两个方向对业务网进行升级改造，一是对现有的省内二三类业务系统按照SDA三层三域架构对系统应用和能力进行分离，虚拟化整合存储及计算资源，为中、后期整合进云平台做准备，最终整合进云平台。二是新建云种子平台，先将新建立的小业务系统直接按照云平台的要求构建在云平台上，其次将可经过简单系统应用和能力进行分离的现有小型系统整合进云平台。
参考文献：
云计算的基本架构篇5
近年来，全球云计算产业蓬勃发展。我国云计算产业兴起于 20 世纪90 年代，云计算产业已经形成了竞争性的产业发展态势，以展览展示、网络游戏、远程教育、数字电视内容制作以及各种影视动画制作为主流的云计算消费市场日渐成熟，但传统互联网云计算也存在对应的问题，需要对之加以完善。
1 发展基于云平台服务云建设产业的历史机遇
1.1 云计算——第四次IT产业革命
作为新一代信息技术产业的重要组成部分，云计算被称为是继大型计算机、个人计算机、互联网之后的第四次IT产业革命，也是未来3～5年全球范围内最值得期待的技术革命，将可能引发信息产业商业模式的根本性改变。因此，传统IT巨头把云计算看作为未来决定成败的“必争高地”，纷纷向云计算模式转型，推出自己的云战略。
如今，云计算已逐渐渗透进了众多行业，对于我国经济发展日趋起到重要的影响和推动作用。作为战略性新兴产业中的“重头戏”，云计算无疑成为了“十二五”期间我国政府的发展重点。
1.2 政策力挺“十二五”云计算发展
日前，国家发改委、工信部、科技部等多部委共同参与的《加快发展高技术服务业的指导意见》已进入起草阶段，其中，云计算产业将被作为未来高技术服务业的主角。“十二五”规划纲要及《国务院关于加快培育和发展战略性新兴产业的决定》，均把“云计算”作为新一代信息技术产业的重要部分来强调。
为了加快应用和落地，推进云计算产业的切实发展，2010年10月18日，工业和信息化部圈定北京、上海、深圳、杭州、无锡等5个城市先行开展云计算服务创新发展试点示范工作，试点内容涵盖了平台搭建、产业联盟、核心技术研发和产业化以及标准和安全管理规范的研究制定等。今年，多个政企合作的云计算应用项目有望落地。
1.3 云计算引发商业模式发生巨大变革
云计算技术将从概念层面逐渐走向应用。许多研发公司已经将云计算作为新的战略核心，并探索其企业级、社会级的应用。云计算的技术实现手段并不是新生事物，从技术上讲已趋于成熟，但还缺乏成熟的商业模式。
云计算作为IT领域的一场变革，对于现有的公司是一种挑战也是一种威胁。云计算会推动新一代云存储、云网络、云安全的巨大需求和服务模式的创新，同时也会产生新的产业和商业模式。
根据IDC最新的报告预测，全球用于云计算服务上的支出在接下来的5年时间可能会出现3倍的增长，其增长速度将是传统IT行业增长率的6倍。到2012年，云计算将达到420亿美元的市场规模，占据IT支出增长总量中25%的份额。从2009年底到2013年底，云计算能为中国带来超过1.1万亿元的净业务收入。
可以说，国内云计算万亿市场启动在即。赛迪顾问IT系统产业研究中心总经理孙会峰对记者表示，云计算是提高生产效率的一个有效手段，是可以改变IT现状的应用模式，是一种可以更加高效、更加低成本、更加可持续发展的方法。
同时，他还指出，云计算等新兴技术将成为促进中国经济转型升级的新引擎。对于产业来讲，新兴技术将会带动传统产业的升级改造，调整经济结构，带动产业转型，还将孵化出一些新的产业。传统IT企业向云计算方向转型将会成为必然和根本所在，同时，其商业模式也可能发生变化。
2 传统互联网云计算存在的主要问题
首先，云计算企业规模相对普遍较小，云计算资源相对匮乏，难以与内容供应商有效合作，无法形成云计算创新产业链。
其次，科技投入不足，缺乏风险投资环境，缺乏在线运营经验和收费渠道，难以形成规模经济，总体反映出中小型 服务商进入门槛较高。
再次，大型云计算服务商都拥有自己的数据中心，分散、高耗能、成本高，互联网接入的数据缺乏一致性，少数大的数据中心需要进一步整合。
最后，在综合布局上，各区之间缺少横向交流，难于实现联动和错位竞争，形成云计算产业链；数据搭设和服务相互割裂，各自为政，资源无法实现共享，运营商的内部资源使用效率较低。
基于以上考虑，主要从下面这样几个方面对云平台的服务云建设进行完善。云计算云平台最终的目标用户定位为中小云计算服务商。通过云计算服务云的搭建，实现如下的建设目标：
通过搭建可靠的基础架构云（主要包括虚拟节点资源、存储资源、网络资源）将基础架构资源进行整合，采用最新的云平台技术达到减少物理资源及能源的使用成本，提高资源利用率。
1）搭建服务云的平台基础，包括管理平台和运营平台，提供多项基础的SDK接口，具备为中小型 服务商接入云计算云平台的能力。
2）引导中小型云计算服务商接入云计算云平台，从初期的“提供内容服务资源”，最终过渡到“提供完整云计算云应用运营平台”的分阶段建设。
3）最终目标是将现有的各类运营系统纳入到云计算云平台中来，搭建业务运营模式完整的云计算资源运营平台；利用现有的计费模块及无线互联网相关的成熟模块建立新的业务运营模式，以实现多渠道、全方位的增值服务。实现运营商、 服务商以及内容提供商共赢的运营模式。
基于以上的研究目标，需要从以下几个层次逐级展开研究工作：
1）高灵活性、高可用性的基础架构云（IAAS）建设实验和研究；
2）基于基础架构云的PAAS解决方案的研究；
3）面一站式SAAS平台对于 商广泛商用的可行性研究；
4）整体盈利模式及行业领先前景展望。
3 云计算服务云平台整体规划的研究
3.1 基础架构云（IAAS）
基础架构云在物理资源基础上搭建虚拟化资源池，包括硬件资源、虚拟资源、云计算内容（中国音像著作权集体管理协会协助认证）的资源池，云计算服务商可按照运营模式租用资源池内的各类资源。基础架构云通过IAAS的相关服务提供虚拟资源的统一管理与使用。IAAS架构如下图：
3.2 平台服务云（PAAS）
平台服务云以云计算数据管理和成熟运营模式为基础，提供各类服务接口，提供运营商的服务管理门户和云计算服务商的接入门户。平台服务云是整个云计算云平台的核心管理与运营平台，除了需要提供面向 服务商的各类服务接口之外，还要支持对各类资源管理、申请、分配、监控等相关的业务应用。平台服务云分为两个部分：管理运营平台和服务接口平台，整个平台服务云由统一的安全管理机制保证系统安全。
管理运营平台为运营商提供基础架构云及资源运营管理支持，运营人员可以通过管理运营平成虚拟资源管控、资源管理、服务资源管理、运营管理、数字版权管理、统计分析等功能。
服务平台为服务商提供接入服务，服务商可以通过此平成如下工作：
其一，服务资源、产品的订单申请、内容检索、资源监控等管理功能；其二，服务商应用（SAAS）可直接访问资源服务接口，为最终用户提供资源服务；其三，服务商可以选购运营商的非常成熟的运营服务接口，并将其引入到自建的应用中，这些运营服务接口包括但不限于如下内容：其一，转码接口：以适应服务商的应用平台可以更容易的覆盖传统互联网与移动互联网用户，通过对用户的差异化服务；其二，广告管理接口：服务商可以选择运营商提供的广告打包服务，也可以通过接口直接在用户访问的流中增加广告数据；其三，短信、彩信、位置、计费等运营接口：这些接口在移动互联网领域已经有了非常成熟的运营模式，服务商可以通过这些接口实现建立更加灵活、高效的运营模式。比如：移动服务的包月服务、订阅服务、流量计费；同时也可以将移动互联网领域的运营模式扩展到传统互联网领域。其四，服务商可以通过服务平台申请基础架构云中的虚拟资源并将自有的应用（SAAS）部署到运营商的基础架构云中。
3.3 应用云（SAAS）
应用云（SAAS）的建设初衷是搭建以提供云计算内容服务为主的服务平台云，为中小型服务商提供基于传统互联网和移动互联网的内容服务。应用云由云计算服务商自行建设和管理，利用平台服务云提供的各类接口为最终用户服务，远期目标可以由运营商完成应用云的建设。应用云（SAAS）的建设有三种方式：
1）通过SDK、API、Web Service等多种通用接口与平台服务云（PAAS）中的服务、运营服务接口进行应用整合。
2）服务商的SAAS也可以到基础架构云中，为服务商提供更低成本、更高效率的“云”服务。
3）平台服务云也会逐步提供各种增值应用服务，将整个云平善为一个从基础架构云（IAAS）到应用云（SAAS）的完整的云计算应用云平台，为各种不同规模的服务商提供更加多样的、差异化的云平台服务。差异化服务可以为运营商建立起更加稳定。
4 高灵活性、高可用性的基础架构云（IAAS）建设实验和研究
4.1 基础架构云（IAAS）业务需求分析
4.1.1 核心架构需求分析
1）方便的资源申请：IAAS应该允许用户方便的请求各种资源如CPU，存储，内存，网络等，而不需要考虑实际的计算能力，带宽，存储等物理资源的具体配置、位置等信息。如用户在申请虚拟机实例的时候就可以方便的指定CPU的规模，内存的大小，存储的大小，网络的基本设置，甚至针对运营商的网络带宽限制条件，可以在用户选择资源的时候直接选择带宽的性质（独占或共享）和带宽的大小。
2）集中的管理、统一的调度和维护：有了IAAS平台后，资源都统一的放置在资源池中，这样CPU、存储、内存、网络等资源应该全部由基础架构云来管理；并通过统一的调度平台进行资源的合理化弹性调度；由于已经把硬件资源统一的进行了管理，自然，将由运维团队对硬件资源进行统一的维护。
3）兼容性：作为基础架构云平台，应该满足两方面的兼容性，即软件和硬件，软件方面要保持和国际云计算的兼容，硬件方面要能够支持多样化，即不同型号、品牌的服务器都可以纳入资源池进行统一资源管理。
4）云计算数据源：在基础架构云平台的存储控制器上增加对云计算数据源的管理调度。云计算数据使用分布式存储技术存储在云的存储池中，而管理员平时则无需知晓最终数据的最终存放位置，这部分工作由基础架构云的存储控制器角色完成。而PAAS（服务云）则可以直接通过相应接口调用相关数据。
4.1.2 可扩展性需求分析
基础架构云（IAAS）必须是分层的可扩展的基础架构，以便未来可灵活扩展基础架构云的规模或部署模型。这样我们可以在计算资源不足时，可以很方便的实现资源池的扩容。
4.1.3 安全性需求分析
所有基础架构云的管理节点都必须容灾，以保证虚拟机可以移动到其他节点，确保操作任务不会丢失。
4.1.4 网络与数据安全
基础架构云必须保证在网络层面上的安全性。必须有访问控制功能。数据安全的主要工作在于：保证基础架构云底层操作系统安全；保证基础架构云上的虚拟机安全；保证用户权限的合理分配与管理。
4.2 方案整体概述
在此方案中我们采用国内最先进的云产品构建基础架构云（IAAS）。
产品特点主要体现在弹性、自助和标准化三个主要方面：
4.2.1 弹性资源伸缩。可智能调度管理从数台到数千台的物理服务器，依据贪婪模式、省电模式等资源调度策略进行自动化管理。并可将计算、存储以及网络能力进行开放让普通应用系统也可具备像水电一样，获得即开即用能力。
4.2.2 自助式服务。提供了一个友好的web界面可供使用，使用者可依据被分配的资源配额（资源是指虚拟机、存储、IP、负载均衡、防火墙等云资源），快速的创建资源，监控资源使用情况，关联资源（关联资源是指虚拟机挂接存储、为多个虚拟机创建负载均衡等云资源之间的关联操作），自动化部署应用系统等工作。
通过自助式服务，将会把运营商IT运维人员从繁杂的工作中解脱出来，简易的操作界面，可以使最终用户方便的利用Step By Step方式的操作很快的申请到资源，进而事业虚拟机、存储及网络资源。
4.2.3 标准化平台。使用开放式云计算标准接口与技术，与现有大多数基础架构云平台相兼容，可实现在不同厂家的云平台产品之间进行自由穿梭；不做技术绑架，用户可自由选择已经购买的虚拟化产品、服务器（需要支持Intel或AMD的虚拟化技术）、存储及网络设备提高资产利用率，避免不必要的投资。
4.2.4 逻辑拓扑概述。云平台采用多层架构，可有效提升整个云平台的可扩展性。采用控制器横向堆叠的方式，可将云基础架构的规模提高至一个新的层次，如下图：
当需要扩展集群规模时，在现有集群中添加节点即可。当需要扩展整个云的规模时，可创建新的群集。
云中的主要角色和服务：
1）云控制器。云控制器（Cloud controller＼CLC）可以管理调度底层的一个或多个集群控制器（CC）的计算资源和网络资源，也可以管理调度底层的一个或多个存储控制器（SC）的存储资源。
2）集群控制器。集群控制器（Cluster controller＼CC）
是下属节点控制器（NC）所组成的计算群集的前端（Front—end）桥头堡和管理者，它包括虚拟机镜像、节点群集调度、虚拟网络管理等功能。
3）存储控制器。存储控制器（Storage controller＼SC）
是基于网络的块存储（按照Amazon的称呼，称为EBS，弹性块存储）实现，一个块存储被节点上运行实例的操作系统认为一个块设备，但其实它是一个通过网络连接到存储控制器的设备。支持通过iSCSI、AOE、FC SAN等存储适配器来访问各种存储设备。
4）节点控制器。节点控制器（Node controller＼NC）可以是虚拟机的计算宿主，也可以是组成分布式冗余存储系统的存储节点或者存储目录节点。如果节点是计算宿主，也就是实例的运行载体，它将根据上层的集群控制器的指令来负责执行、监控、终止、善后处理实例，同时还需要及时将目前的可用资源通知集群控制器。
4.3 产品功能架构
以下是云的产品架构示意图，我们基于Erlang OTP，使用Eucalyptus框架，兼容AmazonEC2标准。
主要分为四层：系统核心层、接口调用层、实用工具层、应用服务层。
1）系统核心层。其主要功能是操作系统的主体内容，负责将计算机分布式群集中的各种资源管理、调度和监控。对应的具体功能如下：实例管理；存储管理；网络管理；资源监控；运行支撑。
云计算的基本架构篇6
首先我们先来谈谈使用最普遍的x86架构，廉价、开放、标准化、简单易用，x86所具备的这些优点使其成为了众多云计算用户的最佳构架选择。目前，决大多数的大规模云的构建也都是基于x86架构的，例如亚马逊、微软、Google、百度、阿里巴巴等。但是，使用最多就是最好的吗？也不尽然，x86在人才资源、总体成本上是有优势，但一旦大规模部署后，由于单台服务器的性能问题，只能依靠大规模来实现计算能力和存储扩展，这样相应的就会带来一些管理和稳定性方面的问题。由于x86架构服务器系统的稳定性不如小型机系统，因此还需要有完善的备份和容错方案。这些都是x86在云计算架构中不可避免的问题，而这些问题的解决方式只能依靠第三方来进行。作为x86架构的忠实拥趸，VMware或许是能解决这些问题的最好方式。毕竟在x86平台虚拟化市场上，VMware的占有率超过了85%，而作为VMware虚拟化和云计算的核心系统平台，vSphere已经成为虚拟化平台的一个事实上的标准。2012年7月13日，VMware正式云基础架构套件，这标志着VMware从虚拟化向云计算的全面转型，其中的VMware vShield安全解决方案对云计算环境提供了全面的保护方案，但能否实现预期的效果，还有待市场的检验。总之，x86平台对于缺少更多技术支持的部门而言是不错的选择，首先平台搭建相对快捷简单、易于维护，其次又可以保持构架的灵活性和可扩展性。
相对分布式的x86架构而言，以IBM的Power架构为首的集中式构架方式在关键性核心业务上有着更大的可靠性及稳定性优势。很多人认为，政府部门没有那么多像很多大型企业那样的对计算性能和技术支持要求较高的业务，Power架构的优势有时候得不到体现。其实不然，随着政务信息化的推进，这几年很多大规模的政府部门应用系统陆续上线，这些业务应用系统涉及的人员范围、地域范围都很大，影响面也很广，而且业务也相对单一，对于这类重点业务，Power架构将是不错的选择，它能更好的满足业务的RAS（可靠性、可用性、稳定性）要求。Power架构所提供的虚拟化环境所使用的是IBM自己的PowerVM虚拟化软件，这在系统稳定性方面就有先天的优势，其先进的自动化管理功能，可以使资源池达到良好的利用，最终形成自适应、自服务的云计算基础架构。除了这些关键性业务，对数据库领域而言Power架构也具有更大的I/O吞吐量和稳定优势，尤其是基于关系型数据库的关键应用。如果我们在x86架构的横向扩展出现瓶颈时，再考虑向Power上进行迁移，迁移所付出代价恐怕不止是新建一套Power虚拟机那么简单了。当然，Power架构对云计算人才的要求是很高的，但是相对于那种大规模的x86云平台，维护它所需要的人力资源却少很多。就好比用一个在AIx系统及虚拟化方面技术很强的人维护1台Power计算机和用10个技术一般的人维护10台x86服务器一样，到底那种方式更节约成本，更能很好的实现管理就只能靠自己判断了。
我们都知道，云计算的最终目的是整合IT资源及应用，使其发挥更大的效能。在政府部门也一样，庞大的IT资源不仅耗资耗能巨大，对其很好的管理也是一个麻烦的问题。就笔者所在的单位而言，光服务器设备就有80多台，加上为之服务的网络及存储设备就足足填满了一个200平方的机房。 在进行虚拟化改造建设之前，我们就单位信息化应用的现状分析，发现服务器架构存着机器部分老化，故障率偏高；系统可用性、兼容性差；系统结构复杂；运行成本高；电力资源紧张；维护工作量大等等问题。
为了解决以上问题，我们决定使用虚拟化技术打造单位的云平台。考虑到单位这种已经存在大量业务应用的情况，我们在建设云计算平台过程中采取了循序渐进，避开关键业务，在不断探索过程中逐步推进的方式。根据如今政府的情况，一般都是自购服务器、各自有自己的信息中心负责运维。很多部门为了保证业务的正常运行，都花费很大的资金在容灾备份之上，这当中存在着诸多的浪费，很多高端的服务器及存储设备其实只用到了很少一部分的硬件系统资源，为了提高服务器的利用率，利用这部分高端硬件搭建云计算环境是对资源充分利用的一个好办法。比如我们先可以利用原有的IT资源，搭建相对简单的x86的云架构，在这个过程中会遇到一些无法绕过的问题，比如数据迁移、数据的隔离和控制等等，通过一些具体实践，我们可以同时积累部分云计算的人才和经验，为今后全面推行云计算打下基础。在关键性业务上， 我们可以直接部署IBM Power架构，其实Power并不像很多人想象的那么高深，IBM为了帮助用户快速构架基于Power的云平台，推出了从应用出发的解决方案以提升用户在应用部署、日常维护方面的易操作性。不过，不能否认的是，相比x86，Power平台在后期维护、管理上还是要更难一些，需要更加专业的管理人员。我们的数据库系统就是利用两台IBM小机进行Power架构的部署，实施期间，AIX系统及Power虚拟化软件确实让人头疼不已，但一旦部署成功，其I/O大吞吐量，高稳定性的特点也确实为用户带来了全新的体验。
对于云计算基础架构，套用一句老话：没有最好，只有最合适。这点在政府机构也同样适用。不管是x86还是Power架构，其实通用才是云平台最核心的要求，只有满足了能够将软件部署在不同的硬件和系统上的要求，这才是真正意义上的云计算平台。
云计算的基本架构篇7
传统的IT架构始终有一个80/20困境，即80%的精力成本在建设和维护，20%的精力成本在使用和优化。长久以来企业把IT建设的精力过多的放在IT基础设施本身，而不是IT所能提供的根本价值（即企业的应用和服务）。
随着云计算技术的不断发展，在银行业数据中心建设中各银行均逐步引入云计算架构。金融业云计算数据中心作为支撑银行云服务的基础设施，能够通过自动化、虚拟化、资源整合以及能源管理等技术的应用，解决目前数据中心普遍存在的成本快速增加、管理日益复杂等尖锐的问题，实现对业务服务的敏捷响应和按需供应。
二、金融私有云理论研究
（一）云计算概念
云计算是从互联网行业发展起来的新技术和新商务模式，它依托网络，整合IT资源、配置加工成服务，以新的形式（IaaS、PaaS、SaaS）交付给用户。云计算安全联盟在“Security Guideance for Critical Areas of Focus In Cloud Computing v3.0”中比较精确的说明了云计算的本质：“云计算的本质是一种服务提供模型，通过这种模型可以随时、随地、按需地通过网络访问共享资源池的资源，这个资源池的内容包括计算资源、网络资源、存储资源等，这些资源能够被动态地分配和调整，在不同用户之间灵活的划分。凡是符合这些特征的IT服务都可以称为云计算服务。”
（二）云计算特征及部署模式
一个标准的云计算需要具备五个基本元素，分别包括：通过网络分发服务、自助服务、可衡量的服务、资源的灵活调度、和资源池化。云计算按照服务类型划分，可以分为Iaas、Paas、Saas三种服务类型，而按照部署模式则可以分为公有云、私有云、混合云以及社区云四种模式。
（三）金融行业云计算整体概况
从云计算的定义上可以看出，并没有对个别行业做出云计算的定义，但在云计算的发展上，与各种业务结合以后，渐渐的就衍生成了各行业别的云计算。事实上是云计算的定义没变，只是加上了行业在IT上原有的合规性。如金融行业一般需要遵守的ISO27001，PCI 3.0等规范，就成了所谓的金融云平台。
从以上对云计算现状的调研可以看出，虽然云计算概念由来已久，但一直以来最大的用户群体仍然是网站、移动终端、游戏类应用，对IT环境复杂、安全性、合规化要求高的银行核心业务进行云化的进展一直缓慢，这也是金融银行开始进行云计算建设所面临的最大问题。业内一直在致力于推动银行各级业务向更适于云计算的方式转型，比如采用分布式应用架构，但与互联网企业不同，银行系统有更苛刻的合规化要求和较大历史负担，注定这种应用架构的转型会是一个漫长的过程。
三、开行金融私有云网络架构实践
云计算的一个重要特征即通过网络分发服务。所以数据中心网络直接作为云计算服务的底层支撑系统，具有非常重要的作用，用户只有通过网络才能访问云服务。作为连接用户和云计算系统的通道，它直接决定了最终用户体验的好坏。
国家开发银行（下简称“开行”）为了适应业务的快速发展，实现应用系统的快速、灵活部署，积极尝试采用云计算、软件定义网络等新产品、新技术。为了实现从传统网络架构过渡到支持云数据中心的网络架构，开行进行了对整体网络内容分发网络、跨数据中心间大二层网络、新一代数据中心网络规划设计进行了研究与实践，主要内容如下：
（一）双多活应用系统架构
开行网银系统通过全局负载均衡及本地负载均衡的调度，率先实现了应用系统双活，实现了长安街数据中心、阜外数据中心、怀柔数据中心三地的流量负载均衡，同时对外提供服务，极大地提高了系统可靠性，有力地支撑了开行网银业务的开展。其中三个数据中心的流量按照8：1：1的流量进行负载，保证了业务的高可用及灵活调度。
同时，开行对整体网络的内容分发、智能DNS、负载均衡系统进行重新的设计与改造，目前绝大多数系统通过域名的方式进行访问，能够实现后台资源的灵活调度，保证应用系统能够双多活的架构部署，有力地支撑了全行业务的发展。
（二）“大二层”网络架构实施
为适应IT新技术发展，不断提高IT系统的可靠性，开行自2014年起开展了数据中心多活高可用架构项目群建设，部分重要应用系统将逐步推进跨机房高可用部署。为实现多活应用，数据中心间的网络架构需要进行升级建设，需要在长安街和北丰数据中心节点之间实现业务VLAN的二层打通。
传统数据中心网络架构为数据中心间通过三层路由互联，数据中心内网络接入层通过二层交换互联。随着虚拟化、云化技术发展，目前数据中心广泛引入虚拟机动态迁移技术，其核心点是各数据中心虚拟机网络处于同一个二层域内，虚拟机迁移前后的IP和MAC地址不变。为提供虚拟机迁移的二层域网络环境，需要在长安街和北丰数据中心间的互联架构中新增二层互联方式，满足虚拟化迁移技术跨数据中心部署要求。
网络大二层互联项目主要建设内容为搭建跨数据中心的二层网络环境，并在此基础上建设高可用文件系统，为ESB（企业服务总线）、ECM（企业内容管理）等应用系统提供跨数据中心、跨机房冗余文件存储服务的基础平台，实现集群服务器间通讯和虚拟机迁移。
后续，开行将进行整网跨数据中心的大二层（DCI数据中心互联）的网络设计，力争实现重要应用系统跨中心双活、自动切换的需求。同时，大二层网络还能够为数据中心间应用系统搬迁、计算资源的动态调度提供支持。
（三）私有云平台的规划及设计
开行的金融云计算系统遵循当今云计算建设的一般规律，先建设IaaS，再逐步构建上层的PaaS/SaaS；先建设比较贴近现有数据中心结构和运维要求的私有云，再向公有云参与的混合云/社区云过度。根据开行现状，数据中心将采用企业私有云的部署方式。未来非核心、可外包应用也可能会部分采用外部云服务的方式。开行私有云的建立力争实现以下三大目标：
>业务目标：通过云计算灵活、敏捷等新技术特性，实现IT服务对业务系统的有利支撑。
>管理目标：以绿色云计算数据中心概念为指引，进一步提升IT管理能力和管理水平
>建设目标：从云的能力发展角度，开行的最终目标全面达到ITIL与IAAS结合的水平
（四）下一代数据中心网络架构设计
按照开行IT的总体规划以及IT基础设施的总体规划，2016年开行将进行稻香湖数据中心的建设工作。建设完成后的稻香湖中心将成为主数据中心，与怀柔同城数据中心，北丰机房以及未来西安异地数据中心形成两地三中心的部署，支撑未来5-10年的业务发展。
考虑到技术的快速发展，为了能实现支撑5-10年业务发展的目标。稻香湖数据中心建设的目标是构建一个可持续发展的、新一代的面向云计算的数据中心架构。将数据中心的IT资源池化，通过智能的业务调度机制、以可计量的方式按需、保质的取用资源，满足业务需求的同时屏蔽底层的复杂性，使用户可以把更多精力投入到IT资源的优化应用上去。
开行稻香湖数据中心将对传统的基础设施架构进行优化及调整，同时大力发展运维自动化，部署开发测试云、生产灾备云。以上的技术发展目标均需要构建强大、健壮、支持云技术的网络架构的支持。
四、总结
金融业云计算数据中心作为支撑银行云服务的基础设施，能够通过自动化、虚拟化、资源整合以及能源管理等技术的应用，解决目前数据中心普遍存在的成本快速增加、管理日益复杂等尖锐的问题，实现对业务服务的敏捷响应和按需供应。
云计算的出现，改变了传统IT基础设施的使用方式和软件部署模式，通过IT即服务的交付模式，大幅提高应用部署速度，促进了创新和成本降低，增强了IT运营的敏捷性，引发了信息技术产业的巨大变革。伴随着云概念的不断升温以及云技术的快速普及，业界正在迎来云计算数据中心的建设高峰。对于高度依赖信息技术的国内外银行也开始逐步积极探索适用于金融业的云计算数据中心的模式、方式、途径。
综合以上论述，要达到新一代数据中心所要求的高可靠性、高服务质量和性能、自动化管理、统一架构、高扩展性、技术先进性和绿色环保，则必须摒弃传统的数据中心设计架构和技术，采用成熟且面向云计算的架构进行技术选型和部署，将架构即服务（IaaS）作为本次私有云计算的基础服务，为将来平台即服务（PaaS）和软件即服务（SaaS）等上层云服务奠定基础。
（作者单位：国家开发银行）
参考文献：
云计算的基本架构篇8
随着云计算浪潮的涌进，如何能够高效，经济地进行信息资源服务是当今数字图书馆待解决的问题，云计算是一个新兴的名字，它得出现简化了IT架构的实施，对其解释多种多样。著名学者Matrix曾总结云计算定义多达20多种，但是目前公共认为的云计算是一种将分布式计算，网格计算，并行计算以及Internet结合起来的新的IT资源提供服务模式，其核心思想是借助于Internet,通过拆分大型的计算机程序，形成若干个小型的子程序，然后交付给云中心进行分析、计算，其中云环境就是有多部服务器构成的庞大分析系统，最后中心将处理的数据返回给用户。其实它是面对超大规模的分布式环境，其最终目的是能将动态，可伸缩的IT计算资源以服务的方式通过Internet提供给用户。在此基础上人们提出了云计算三层架构体系，作为信息资源中心的数字图书馆目的就是为了更好，更快，更经济地为用户提供服务。下面我们首先先来分析一下云计算三层架构。
二、 云计算三层服务架构
互联网发展进程中三层模型曾作为一般架构出现，IBM大中华区云计算项目总监朱近之女士认为虚拟化技术在现阶段云计算中创造了新的，成熟的三层服务架构体系，认为云架构最底层面是基础架构层;第二层是中间平台;最上面一层是应用和服务层。云计算服务可以按照从底层硬件到顶层应用来进行划分，大致分为三类：基础设施作为服务IaaS、平台作为服务PaaS和软件作为服务SaaS,如图1所示：
从图1中我们可以获知，目前对云计算的解释，我们可以从两个层次上进行分析探讨，狭义上的云计算是指用虚拟化技术构建的虚拟化数据中心，将分布在大量的计算机和存储设备上的计算和存储资源集中起来成为一个虚拟的资源池，以服务方式按需提供给网络用户，这个云计算被称为“基础设施即服务”（IaaS）。Amazon的E2和E3是该模式的典型代表。广义上的云计算还包括软件即服务SaaS，平台即服务PaaS两种服务模式，SaaS通过浏览器把程序传给成千上万的用户，向用户收取服务费。从用户看来，通过互联网使用程序这样会省去在服务器和软件授权上的开支； 从供应商角度来看，这样只需要维持一个程序就够了，如等。SaaS还提供了开放的API，让开发者能够开发更多的互联网应用。PaaS把开发,运行环境作为一种服务来提供，可以使用中间层的设备来开发自己的程序并通过互联网和其服务器供用户使用。这类服务商如Google的应用软件引擎Google AppEngine 等。那么在现阶段云计算比较成熟的云计算三层服务架构下，云计算的三层架构对图书馆的影响，我们通过定位分析，才能观察到未来的数字图书馆的前景到底如何。
三、 数字图书馆在三层架构中的定位分析
目前图书馆运用云计算技术有两方面角色，一方面是作为一个应用机构,可以说是云计算的使用者，另一方面作为向中小型图书馆提供服务的知识供应商，可以说是云服务的提供商。
图书馆可以利用“云”平台，进行数字资源的整合、组织、关联、导航等，从而可以为用户提供服务。对于图书馆界来说，如何确定未来数字图书馆地位战略计划是值得深思的问题，云计算中的三层架构服务即平台即服务（PaaS），软件即服务（SaaS） 基础设施即服务（IaaS)作为平台，未来的数字图书馆界到底在这三层服务架构上有什么作为，是指导未来数字图书馆发展的方向，对于用户来说，我们大可不必知道提供该服务到底是属于哪一层的服务如图2所示：
图书馆本身就是为用户提供知识服务，云计算三层架构对图书馆的影响如何，我们就对未来的数字图书馆在云计算三层架构中进行定位分析，通过定位分析，我们才能看到未来数字图书馆在云计算这个环境之下的作为到底怎么样。
（一） 定位数字图书馆在SaaS层
从图书馆发展史看，几乎每一项新信息技术的出现，都能引起图书馆界的极大关注并推动图书馆的服务升级，未来数字图书馆定位到SaaS层上，中小型图书馆通过互联网使用SaaS层的软件业务模式，不用再购买软件，而改用向大型提供商租用基于Web软件，来管理经营图书馆，且无需对软件进行维护，服务提供商会全权管理和维护软件。
图书馆历来是IT应用的重镇，云时代也不例外，世界最大联机图书馆服务提供商OCLC已经将“基于云”的服务引入了图书馆界。2009年4月23日，该机构宣布即将推出基于WorldCat书目数据的“Web级协作型图书馆管理服务”被公认为是一项云计算服务，其目标是取代各类型图书馆的集成管理系统，这个是图书馆界的第一个云计算服务，作为图书馆领域领头军OCLC应用云计算服务，预示着云计算在图书馆领域广泛应用已经开始进行了。
目前小型图书馆采用在本地安装图书馆自动化系统ILS，类似于像OCLC这样的大型图书中心提供网络服务。客户可以根据馆内实际需求，向提供商租用所需的应用软件服务，按租用的服务类型和时间长短支付费用，并通过互联网获得服务，应用软件由数据中心负责的升级和维护。从而图书馆通过网络浏览器实现业务的自动化管理。可以预料，会有越来越多的图书馆试用云计算，因而降低管理与服务的成本。
（二）定位数字图书馆在PaaS层
所谓PaaS服务架构层，是指大型图书馆引入“云”设施，利用商用的云计算解决方案，架构满足本地应用的”私有云”平台。使用者可以在PaaS供应商的基础设施上创建并开发自己的应用服务程序，然后通过网络直接从供应商的服务器上传递给用户，但是这些服务受制于供应商的设计和能力，但可以预见通过该层服务的效果和方便性。这些应用程序可以运行在云中，也可以运行在更加传统的图书馆数据中心中，其中WorldCat是目前PaaS典型代表之一。
云计算的基本架构篇9
早在上世纪60年代，麦卡锡就提出了计算能力作为一种像水和电一样的公用事业提供给用户的理念，这成为云计算思想的起源。在20世纪80年代网格计算、90年代公用计算、21世纪初虚拟化技术、存储网络、SOA、SaaS[1]应用的支撑下，云计算作为一种新型的资源使用和应用交付模式逐渐成为学界和产业界所认知。所以，云计算是IT（Information Technology，简称IT）资源管理和应用模式的深刻变革[2][3]，也是一种IT基础架构管理和应用的方法论;可使业务、应用和IT资源基于网络，以服务的形式呈现给用户，供用户按需、定量和定制化获取使用。
从技术发展角度看，20世纪90年代，随着Windows的广泛使用及Linux服务器操作系统的出现，奠定了x86服务器的行业标准地位，然而x86服务器部署的增长带来了新的IT基础架构建设和运维困难，包括基础架构利用率低、物理基础架构成本日益攀升、IT管理成本不断提高以及对关键应用故障和灾难保护不足等问题。X86服务器虚拟化技术的出现，通过将x86系统转变成通用的共享硬件基础架构，充分挖掘硬件的潜力，提高硬件的利用效率，降低硬件和运营成本，并且简化运维降低管理成本，最终帮助用户把更多的时间和成本转移到对业务的投入上。
因此，云计算技术是IT行业的第三次变革，是信息技术和应用发展的必然趋势。随着云计算和虚拟化技术向构建新一代数据中心方向发展，关键以虚拟化为基础，实现管理以及业务的集中，对数据中心资源进行动态调整和分配，重点满足企业关键应用向X86系统迁移对于资源高性能、高可靠、安全性和高可适应性上的要求，同时提高基础架构的自动化管理水平，确保满足基础设施快速适应业务的商业敏捷诉求，同时进一步减少企业的IT整体投入。
2.云计算的应用模式
从运营角度看，云计算是网格计算和虚拟化技术的商业化模式，如同水厂和电厂通过管道和电网统一提供水、电资源一样，而通过网络实现信息基础资源（计算、存储、网络等）的统一供给和统一调度管理。按照运营模式可以分为三种，即公共云、私有云和混合云。
（1）公共云：专业运营企业建设，直接向最终用户提供服务，用户通过互联网访问获得资源服务，但并不拥有资源。
（2）私有云：企业自己搭建的基于云计算的数据中心基础架构，面向内部用户或外部客户提供云计算服务。企业拥有基础架构的自，并且可以基于自己的需求改进服务，进行自主创新。
（3）混合云：同时具备公共云和私有云特征，既有自已的云计算基础架构，也使用外部公共云提供的服务。
通常，云计算的资源也可从三个层面以服务的方式提供给使用者。
（1）IaaS基础架构即服务（Infrastruct-ure as a service）：提供的是计算资源、存储资源及网络资源等资源。
（2）PaaS平台即服务（Platform as a ser-vice）：提供的是优化的中间件平台，包括应用服务器、数据库服务器等。
（3）SaaS软件即服务（Software as a ser-vice）：包括应用、流程和信息等服务。
图1
3.云计算的技术特点和应用价值
云计算的核心是虚拟化技术，其原理是资源的逻辑表示，实现形式是在系统中加入一个虚拟化层，将下层的资源抽象成另一形式的资源，提供给上层使用，而不受物理限制的约束。即使基础的服务器、存储、网络等硬件资源形成统一的资源池，上层业务系统可按需取用。
与传统企业IT技术相比，云计算技术对企业信息化建设具有很高的应用价值[4]：
（1）实现动态的、可伸缩的扩展。云的规模根据业务需求是可以动态伸缩的，它可以随时扩展自己的存储和计算容量，满足企业用户对信息资源不断变化的需求。
（2）为业务提供随需即取的基础设施，按需求提供资源。云计算把互联网变成一种全新的计算机平台，所有的资源在物理上以分布式的共享方式存在，在逻辑上以单一整体的形式呈现给用户。
（3）精简IT资源、降低运维成本。利用云平台统一资源管理，统一的运维管理平台，降低维护维护成本，从降成本中贡献净利润。
（4）信息资源的整合度更高。使同一架构的物理资源统一整合，实现资源共享，提高利用效率，解决企业信息孤岛问题。
4.企业信息化应用主要需求
私有云是目前能得到较快接受的应用场景，而且能够满足企业对数据安全性、系统可用性的要求，因此构建私有云是建设数据中心的首选方案。企业业务在快速增长，而企业信息化建设与业务发展之间却存在着较大差距;运营问题、全球化问题、越来越高的 IT 复杂性带来的管理难题、运营成本的不断上升，企业的IT基础架构正面临着巨大挑战：
（1）IT基础架构正向资源共享方向发展。企业力求降低计算成本，众多企业首先对IT基础架构进行了整合，然后又引入资源虚拟化技术。如何进一步提高资源利用率、降低管理和基础架构成本及加快部署周期，如何实现软件、应用、数据和硬件资源的共享成为新的挑战。
（2）企业IT基础架构面临对于业务支撑具有相当灵活度的压力。增加自动化和智能化程度，在有效控制成本的同时，轻松、灵活地应对快速变化的业务需求，是大多数企业对于其IT基础架构的期望。
（3）管理系统和网络的日常开支不断提高。有17%的CIO们深受技术人员平时工作不饱和、出现故障时又不能及时解决这种矛盾的困扰，复杂的IT基础架构带来管理难题。
（4）IT采购模式将发生巨大变化。以往根据项目需求采购设备、部署基础架构的方法，已经不能满足业务变化的要求，新的采购模式应该以有规划的、整体的基础架构升级来适应不断增加的新应用、提高对业务支撑的灵活性。
由此可见，企业正迫切需要一种及时的和节约成本的方法来满足动态改进和日益增长的业务需求。
表1
公有云 虚拟私有云 私有云 混合云
数据安全性 √ √ √
节省前期投入 √ √
高可用性 √ √
对现有IT流程的影响 √
技术成熟性 √
与现有资源的兼容性 √ √
适合小企业使用 √ √
资源利用率和节能减排 √ √ √
图2 企业云计算应用基础架构
5.云计算技术在企业信息化中的应用分析
对于大多数企业来说，信息化系统已经不仅仅是企业的辅助系统和成本中心，而已成为企业的关键生产管理系统和价值中心，更是企业的核心竞争力和持续发展能力的体现，对企业的生存发展至关重要。企业信息化一方面促进了企业生产率和管理水平的提高，另一方面也给企业引入了新的成本，而且随着企业信息化水平的不断提高，信息系统的成本也在不断增长，如果继续采用传统模式建设，必然形成烟囱式的信息孤岛，造成信息基础资源利用率低下、无法共享，难以为企业创造高效价值，反而成为沉重的负担。据统计，在传统模式下，企业每年有三分之二的IT投入都花费在旧系统的运维和管理上。
为保证这些担负着企业生产、管理和运营功能的重要信息应用系统正常运行，必须保证计算、存储、网络设备等硬件平台的可靠运行，还需要进行数据库的建设和管理，同时还要进行用户管理、信息安全控制、业务系统的软硬件升级等工作。为支持信息应用业务的高效、可靠运行，企业需建设专业的数据中心基础设施和平台。随着业务种类和业务量的不断增加和应用需求的增长，数据中心硬件基础设施和平台规模也在日益扩大;因此亟需采用更加先进的云计算模式进行数据中心建设，以解决现有数据中心面临的各种挑战。
对于Email、Web、OA、CRM及ERP等大多数采用x86硬件平台的企业应用来说，利用云计算和虚拟化技术完全可以满足业务的需求;对于企业核心生产业务以及部分高性能数据库业务，在技术上也完全可以采用虚拟机部署，但需要根据业务的实际工作负载进行评估，如果业务本身对物理资源的使用率已超过50%，则不太适合再采用云计算和虚拟化技术。企业在进行云计算建设时，主要可分为两种场景：一种是利旧，企业需对原有信息系统架构进行虚拟化改造，将原来各个独立的信息基础设施整合为可以弹性调度的信息“资源池”，这一过程可由相应的软件系统自动实现，基本不需人为参与;另一种场景就是新建，企业可以完全按照自己的需求进行整体设计和交付，也可采用业界相应的虚拟化一体机产品，本身已实现了软、硬件的整合，这样可以大大减少项目的建设周期和复杂度。两种场景相比，利旧则相对复杂一些，主要是需要评估现有的硬件平台架构及业务系统与新平台的兼容性，一般在建设初期可采用小范围的测试进行验证。
从建设模式来说，私有云是居于企业防火墙内部（也可以将它们部署在一个安全的主机托管场所）的一种更加安全稳定的云计算环境。所以，企业的云计算平台建设主要是采用私有云，私有云即可以满足企业大规模服务、高扩展性、高可靠性、虚拟化和按需服务，实现企业的管控、业务协同、供应链管理、共享服务等，又具有更高的安全特性，内部管理也更加有效。构建私有云从初期来看并不一定会比构建一套传统的架构节约成本，但是从长远来来看，云计算技术减少了人工管理的成本，使企业的信息系统利用率更高，能够更精准地按需提供资源，它带来的方便和快捷能给企业的运营带来无限的价值。
总之，云计算是IT行业的第三次变革，已经成为目前IT系统建设和应用的主要趋势， 同时云计算技术也为企业大数据应用、高性能计算等新兴业务提供了基础平台，可为企业丰富的信息业务创新和发展提供有效支撑。
参考文献
[1]Anderson，Tim.full form of SaaS.The Register.5 May 2011
云计算的基本架构篇10
1 引言
随着科学技术的进步，IT行业所在的环境复杂性与日俱增，更多的IT预算被用于维护基础架构和维持应用程序的正常运行，而不是更好地满足客户的需要。云的出现似乎给人们带来了新的希望，于是有人做出这样的预测――未来云时代。
2 云架构体系设计
2.1 云架构的概念及特点
云架构这一概念是Google在2006年首次提出的，它是为满足按需分配的服务而设计的软件架构。云架构与我们所熟悉的传统计算机体系不同，云架构是一个层结构，整个云架构层分为显示层、中间层、基础设施层和管理层四个层次。显示层主要用于向用户显示所需的内容，并且利用HTML、JavaScript、CSS和Flash等云技术中间件层为用户提供更多的服务。中间层起着过渡作用，它不但为显示层提供支撑，也可以为基础设施层提供资源上的便利，还可以为用户直接使用。中间层主要通过5种云技术实现：REST、多租户、并行处理、应用服务器和分布式缓存。管理层则是为上面三个层服务的，它提供账号管理、SLA监控、安全管理等技术，目的在于更全面地管理和维护三个横向层的稳定。通过上述分析，整个云架构层可用如下框架来表示（见图1）：
图1 云架构层云架构的特点是建立在云架构层的基础上的，它具有如下特点：（1）规模大。“云”系统涵盖大规模的容量，例如IBM、微软、苹果等的“云”具有成千上万台服务器运行，“云”的计算能力和数据容量是一般计算机技术不能媲美的。（2）数据安全性强。云架构层中的管理层对数据、帐号等资源监控和保护，使其免受不必要的侵害；而且管理层可以凭借自身的服务功能应对横向3个层的突况，因此云架构中储存的数据是相当安全的。（3）普适性强。云架构受“云”的支撑，可以对变幻莫测的应用加以控制，一个“云”就可以掌控多种不同的应用程序。（4）伸缩性强。云架构可以根据用户的需要随时改变其最佳容量，达到最优状态。
2.2 云架构的设计
要实现“云”的强大功能，前提是必须要有完整的云架构体系。云架构是一种计算模式架构，它通过“云”把资源、数据和应用等以服务形式提供到用户端。基于前人的研究，云架构主要包括服务控制机群、存储节点机群、计算节点机群、应用节点机群、输入和输出设备这六大部分。前面分析了云架构层的结构，于是可以根据云架构层进行拓展，对整个云架构体系具体设计（见图2）。
冗余度就是指数据的重复度，计算机系统中数据的重复存贮称为数据冗余。数据冗余不但对数据库的完整带来影响，还会浪费存储系统资源。尽可能地降低数据冗余度，是云架构设计的主要目标之一。与关系模式的规范化理论一样，计算机系统处理冗余问题的主要思想就是最小冗余原则。
云计算框架可以更好的管理存储空间，利用云计算的数据冗余处理机制，把数据资料分成若干文件片，分别存储在云层中不同的数据存储设备上，如果有存储设备出现异常，也不会影响到存储资料的完整性。云层中采用节点提取文件特征值，减少数据的重复性，在云层中创建了数据冗余的信息库。
如图2所示，云架构中存在冗余策略，表明在云架构存储中可能存在大量的数据冗余。由于有些关联数据可能需要重复存储，而降低相同数据的储存量，使关联范式达到最优化，是未来云架构所走的毕竟之路。关联数据的局限性体现在数据重复存储，从而产生冗余，加大了云架构的计算量，不仅浪费了存储空间，也减慢了计算机的运行速度。处理能力的受限性表现在对简单信息搜索、对复杂信息屏蔽以及动态信息混乱等。由于产生了数据冗余，使得计算机系统运行速度慢、维护难，达不到顾客的要求，满足不了客户的需要。
由于云存储服务都采用了分布式数据存储方式，通过将冗余数据分散存储在连入云系统的大量存储设备中去，以提高系统的抗摧毁性。在云架构中主要存在副本备份冗余，对于其备份可使用存储文件的不同之处，减少其存储量，处理好云架构中的数据冗余，节省资源，达到系统最优存储。
4 结语
云计算的基本架构篇11
随着信息时代的到来，各个计算领域都需要处理大规模、海量的数据，而目前的孤身奋战的台式计算机远远不能满足当今对计算能力的需求，在这种情况下，云计算的概念被提了出来。云计算是一种在大范围共享资源的新型服务计算模式，是分布式处理、并行处理和网格计算的发展，通过使计算分布在大量的分布式计算机上，使得用户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。而SOA面向服务体系结构框架下的云计算框架模型是一个优势互补的系统。下面，就谈谈面向服务的云计算框架模型的设计与实现。
1 云计算概述
1.1 云计算概念
云是由一系列相互联系并且虚拟化的计算机组成的并行和分布式系统模式，这些虚拟化的计算机动态地提供一种或多种统一化的计算和存储资源，这些资源通过服务提供者和服务消费者之间的协商来流通，基于这样云的计算称为云计算。简单地说，云计算即指基于互联网络的超级计算模式，即把存储于个人电脑、服务器和其他设备上的大量存储器容量和处理器资源集中在一起，统一管理并且协同工作。
1.2 基于服务的架构
面向服务的体系结构（Service-Oriented Architecture，SOA）是一个组件模型，它将应用程序的不同功能单元（称为服务）通过这些服务之间定义良好的接口和契约联系起来。接口是采用中立的方式进行定义的，它应该独立于实现服务的硬件平台、操作系统和编程语言。这使得构建在各种这样系统中的服务可以一种统一和通用的方式进行交互。
SOA设计原则，SOA也是一门方法论，类似于面向对象的设计，它也有自己的一些原则，SOA的服务设计原则有：规范化的服务契约，松散耦合性，服务抽象性，服务重用性，服务自治性。这些原则是不可或缺的，自治性、松散耦合、抽象以及规范化的契约视为形成SOA根本基础的核心原则。
云计算的各部分与企业数据中心的各部分一样，同样包括诸多编程语言、操作系统、数据库、Web服务器、协议和应用编程接口（API）。关键就是确认哪些云服务真正适合自己内部的系统、应用程序和专长技能。而云计算得以推广的根本是必须确保云服务与本企业的基础架构相互集成。这就需要一种易扩展、二次开发费用低的基础架构能够结合两者，而SOA架构刚好弥补了云计算在这些方面的缺点，可以将二者有机的结合起来，从而形成一种更有竞争力的框架模型。
2 基于服务的云计算框架模型设计
基于服务的云计算结构可以分为四层：云计算服务应用层、云计算服务调度层、云计算服务虚拟机层和云计算服务物理层。云计算服务应用层是云计算和终端用户的接口层，云计算服务实现的最终目的是通过云计算服务应用层给用户提供其所需的云计算服务，云计算服务物理层是云计算服务结构模型的最底层，是云计算结构的核心层，是给上层提供云计算服务的基础设施层。本文考虑到QoS需求，基于SOA的云计算框架模型主要包括云用户、云供应商、云服务市场三种角色，如图1所示，且模型中引入了QoS管理机制。
（1）云计算服务应用层
云计算服务应用层的作用是为终端用户消费云计算服务提供统一规范的接口。终端用户通过专用入口通道进入云计算服务中心，订制和消费其所需的服务。
通过云计算服务应用层，终端用户可以在不投入大量资金来改善本地机器性能的情况下，进行远远超过其机器性能上限的高强度计算和大存储容量的工作。
（2）云计算服务调度层
云计算服务调度层是云计算服务请求和响应层。云计算服务调度层也可称为云计算服务决策层，其作用是检测和响应云计算服务应用层提交过来的云计算服务消费请求。
云计算服务调度层一个最重要的特征是实时更新可用资源库，以便不会错误地处理终端用户的云计算服务请求。当接收到云计算服务应用层提交过来的云计算服务消费请求时，云计算服务调度层先检测此请求是否合法，如果不合法，则直接拒绝此请求；如果合法，则再在其资源库中查询是否还有满足此QoS请求所要消费的资源，若不满足，则继续拒绝此请求；若满足，但已分配完毕，则仍拒绝此请求；如还有此资源，则将此请求转交到云计算服务虚拟机层。
（3）云计算服务虚拟机层
该层管理实例和核心实体（VMs、主机、数据中心和应用程序）的执行，这一层能够同时执行和透明的管理数以千计的大规模云基础设施，为基于用户需求、管理应用程序执行和动态监测的主机提供虚拟机也在这层被处理。该层中也定义了关于主机如何在云中分配不同的竞争虚拟机有清晰的界限。
（4）云计算服务物理层
云计算服务物理层是云计算服务的基础设施层，是云计算服务结构的骨干层。其作用是为上层提供可供终端用户消费的云计算资源。云计算服务物理层提供的基本云计算资源包括：CPU资源，数据存储器资源，宽带等资源。该层可以同时共享大量的能够满足用户定义服务质量的应用程序虚拟机。
云用户：云用户向云服务市场提出自己的要求，包括所需完成任务的描述、服务质量要求QoS。用户应用的QoS参数包括时间、成本、可靠性和信任系数等。
云服务市场：云服务市场提供云环境中云用户和云供应商的交易场所，是进行资源管理和交易的基础设施。云服务市场可以联接不同的云，具有服务信息目录、服务发现、服务管理、注册、撤销、订阅、服务交易等管理功能。
云供应商：云供应商可以集成各种资源提供特定的服务，也可以是一个具体的资源。云供应商将资源包装为服务，通过注册，进入云服务市场，退出时从市场撤消注册。
3 面向服务的云计算框架模型的实现
基于以上分析，本文提出了一种面向服务的云计算框架模型的实现模式。
云用户1首先向云服务市场提交服务请求，服务市场在自己的服务范围内查找是否存在该项服务，如果不存在，直接拒绝此项服务申请；如果存在，则需要通过QoS模块，进一步检查是否满足用户QoS需求，若不满足，则继续拒绝此项服务，若满足，则回复消息通知云用户1具体的访问位置。云用户1访问该位置上的服务接口程序，并通过接口调用云服务调度层。云服务调度层接到调用后，查找云资源服务器中的虚拟机，根据用户1提出的资源请求，分配其具体的服务器资源，从而用户1可以使用该云中的服务器资源。云用户2、云用户3……云用户n的服务过程类似。
模型中引入QoS模块在模型中实现管理QoS管理机制。云市场要实现资源监测、存储、网络、虚拟机、服务迁移和容错性等功能，必然面临QoS问题。服务质量QoS提供了服务性能保证、可用性保证，以及安全性、可靠性等其他方面的服务质量。通过查询QoS模块，实现了资源的最优分配，保证了云服务质量，满足了用户的需求。
结语
云计算提供了一种基于互联网的全新计算模式，受到学术界高度关注。目前云计算框架模型的设计与实现处于起步的阶段，而面向服务的云计算框架模型能使用户从云市场获取所需服务，通过QoS约束保证云服务质量，实现了资源的优化调度，充分体现了云计算与面向服务架构的优势，以此，为将来的企业化应用奠定基础。
云计算的基本架构篇12
（1）随着服务器等基础设施的规模越来越大，机房空间、电力消耗以及管理维护难度越来越大。
（2）传统的、手工方式的环境部署效率较低，难以满足业务服务对环境部署的时效性要求。特别是对于研发测试环境，由于环境搭建及调整一般更为频繁，此方面矛盾也更加突出。
（3）应用系统在业务高峰期或性能压力测试阶段，需要更多的系统资源支持，期望基础架构能够提供弹性的、动态的、自动化的供应手段。
（4）在传统服务器环境中，单台服务器业务空闲时段的资源难以整合，总体资源利用率提升受到限制。以中国工商银行数据中心（北京）为例，用于全行应用系统版本测试的适应性测试环境的服务器数量已超过1000台，每个季度约有30%的环境需要重新搭建，基础架构的日常管理维护压力逐年增加。
二、云计算理念与启示
根据云计算的服务对象范围，云计算可以分为3种部署模式:公用云、私有云和混合云。根据云计算的服务层次和服务类型，可将云分为3个层次：基础架构即服务（IaaS）、平台即服务（PaSS）和软件即服务（SaaS）。不同的层，提供不同的云服务。根据美国国家标准技术研究所（NIST）的定义，云计算一般具有5个基本特征。
（1）按需自助服务。用户可根据需要，直接从云计算供应者处获取服务（如：计算资源、存储资源、网络资源、开发平台及应用软件等），而无需与云计算供应者进行人工交互。目前，一般采用用户在网页上填写申请表单形式获取自助服务。如果数据中心采用此方式供应环境，将可由最终用户直接提交环境部署服务申请，由系统自动调配资源并部署环境，且节省了相关部门间（系统、网络、设备等）的沟通成本，环境部署时效性较传统手工方式有很大提高。
（2）广泛的网络接入。用户可以使用各类客户端平台（笔记本电脑、手机、PDA等），按照一个规范机制（如浏览器），通过各种网络渠道从云计算供应者处获取服务。此特征更多的针对公有云和混合云，而出于安全性等方面考虑，如在金融行业数据中心构建云计算环境，一般首选私有云方式，只需保证用户可以通过网络接入云计算系统即可。
（3）与位置无关的资源池化。云计算供应者的计算资源被集中整合成为一个动态资源池，以多租户模式服务所有用户，不同的物理和虚拟资源可根据用户需求动态分配。服务商需要实现所分配资源的位置无关性，用户一般不需要知道所使用资源的确切位置，但在需要的时候用户可以指定资源位置。通过应用资源池化的管理模式，提升数据中心整体资源使用率。
（4）快速的可伸缩性。云计算供应者提供的服务可以自动、快速、弹性地扩展，也可以自动、快速、弹性地收缩。从用户角度讲，云计算提供的资源是无限的，可以选择在任何时间获取任何数量的资源。通过快速的可伸缩性，在很大程度上提升资源使用效率。另外，如果数据中心系统环境支持快速伸缩，就可满足应用系统在业务高峰期或性能压力测试阶段，其基础架构能够提供弹性的、动态的、自动化的资源供应。
（5）可度量的服务。云计算供应者针对不同的服务类型（CPU时间、存储空间、网络带宽等）来计量资源的使用情况及单位价格，以提高资源的管控能力和促进优化利用。整个系统资源可以通过监控和报表的方式对供应者和用户透明化。对于公有云，资源供应者可以此为依据对提供的服务进行收费。对于私有云（企业云），IT部门可以此作为IT成本核算依据，一旦在企业内部形成相关成本核算机制，还有利于促进资源回收利用，减少空闲资源。笔者认为，短期内将云计算应用于银行数据中心生产环境还需持谨慎态度，但在数据中心研发测试环境环境中，云计算大有可为。特别是开展基础架构云建设，将有助于解决前文提到的基础架构日常运行维护中遇到的各类挑战，实现业务应用环境快速部署、回收、调整以及资源集约化管理水平和快速服务能力。
三、基础架构云建设的关键课题结合我们的实践探索，在银行数据中心建设基础架构云，有如下几项课题需要加以研究解决。
（1）各类资源的池化与差异化资源服务模型。在数据中心，基础架构资源主要包括各类高、中、低端服务器、存储阵列、磁带库以及IP地址等。为实现基础架构云快速供应和弹，实现上述资源的池化管理和统一管理调度机制十分必要。在此基础上，可以通过规划不同资源节点（比如数据库服务器、应用服务器、WEB服务器等）和业务服务环境（比如综合版本测试环境、生产补丁测试环境、压力测试环境和培训环境等）对应的资源使用规则，提供差异化的资源服务。一种可参考的资源服务模型如图1所示。
（2）自服务界面和自动化供应流程。要实现基础架构环境的自动化部署，需要自动化供应流程的支持。与此同时，面向最终用户提供自服务界面也是云计算这一新型计算模式的基本要求。图2是启动一次虚拟机环境供应的自动化流程。当用户在操作界面上启动虚拟机供应任务后，调用后台任务管理器，将任务放入系统的任务运行队列。流程引擎层扫描任务运行队列中的待执行任务，根据任务类型及优先级等，选取待运行任务并调度执行，由调度引擎层调用驱动工具层依次完成虚拟机创建、操作系统部署和数据库部署等一系列操作。待以上步骤执行完成后，返回作业执行结果。在基础架构云建设时，还要充分考虑多用户并发服务处理能力。
（3）各类基础架构资源的“驱动程序”。正如前文所述，基础架构云平台管理的对象主要包括各类服务器、存储阵列和IP资源等。在数据中心传统工作模式下，上述对象往往需要专业技术人员通过手工方式或者使用专门的工具软件进行管理维护，各专业之间的协作配合要求较高，因此维护效率难以得到有效提升。在基础架构云平台建设中，需要实现对上述对象的全自动化维护操作。如果把基础架构云平台看作一套“操作系统”，其下各类资源对象的自动化维护管理功能，不妨看作是操作系统的各类驱动程序。因此要实现云平台的自动化管理，各类基础架构资源的自动化驱动工具研发也是必需解决的关键课题。
四、基础架构云建设实践
云计算的基本架构篇13
一、引言
在云计算大行其道的今天，基于云计算的应用在各行各业中如雨后春笋般涌现。在教育行业，特别是高等职业教育学校中，基本都面临着各个教学、管理系统之间的交流和互操作问题以及机房建设成本过大的问题，提高校内系统的可重用性和硬件资源建设效率已迫在眉睫。基于云计算的数字化校园建设有着非常广阔的应用前景。
二、云计算的相关概念
（一）云计算的定义
由于目前人们对云计算的认识还在不断发展变化，关于云计算的定义有很多种，不同的组织从不同的角度给出不同的定义。
从广义的角度来看，云计算指通过网络以按需服务方式和易扩展的方式获取所需要的各种服务。这些服务可以是信息技术各方面应用、互联网应用等，也可以是任意其他的服务。
从狭义角度来看，云计算是指通过网络方式以按需、易扩展和付费的方式，利用IT基础设施的交付和使用模式，获得所需的资源（硬件、平台、软件等）。提供资源的网络被称为云[1]。
（二）云计算的关键性技术
云计算的产生和发展离不开很多计算机技术的革新，比如说；计算机硬件的高速发展、面向服务架构（SOA）的广泛应用、互联网技术的发展、虚拟化技术的成熟、并行计算的加入和Web2.0技术的流行和广泛接受等。对于云计算来说，其中最关键、最核心的就是虚拟化技术[2]。
（三）云计算的原理
云终端用户通过交互界以互联网为媒介面向“云”，发出计算或存储等服务请求，“云”通过自我智能管理处理用户的服务请求，整个运行和处理过程用户不需任何了解，只需要接收处理结果。整个运行环境的管理与维护也不需要用户参与，由云服务提供商云进行。从技术角度来看，云计算由分布式处理、并行处理和网格计算发展而来，在他们的基础上形成了可商业化运行的系统。
三、基于云计算的数字化校园架构
（一）数字化校园建设思路
随着云技术的发展壮大，整个数字化校园建设的重心将倾向于云平台的接入、应用，减少学校IT硬件方面的投入，形成办公、应用以SOA技术为基础和基础设施接入以云技术为核心的双轨并进体系。而当“城市云”或者更好的云平台的引入以及接入云平台费用的进一步降低，学校大部分的办公、应用系统也可以通过统一接口直接转移到运营商的以SOA为基础的SaaS平台，学校仅保留核心数据系统等的管理，其他绝大部分应用、平台或基础设施都交由云解决，最终形成为学校大部分的信息化资源都转移至利用SOA技术设计的云平台，辅以少量内部核心数据平台的格局。
（二）数字化校园架构设计
根据学校现状和以后建设需求，基于SOA和云计算技术，现对学校数字化校园系统的框架做如下图1所示设计[3]。
信息服务层：本层包括服务展示和服务中心二部分。服务展示部分是各类人员接入数字化校园系统的入口，通过一站式服务中心，不同身份的用户可以接入各自需要的服务；服务中心部分通过SOA技术来设计云服务中的软件即服务SaaS部分，服务中心中的各种流程服务设计是整个系统设计的重点内容。
业务系统层：包括校务管理中心、资源管理中心和文化生活中心三部分。校务管理中心主要负责教务、学生、办公及财务等系统的管理；资源管理中心负责学校学术、教学、图书和档案等资源的管理；文化生活中心主要为教师和学生的文化生活提供例如论坛、微博和短信等服务。
基础服务层：包括校务中心平台、权限认证平台和资源管理平台，还有数据支撑和软件支撑。各类平台的实现可依赖于云计算平台即服务PaaS技术，数据支撑为各类服务提供数据支持服务，软件支撑为系统整体设计提供软件开发平台。
基础设施层：现阶段基础设施层的硬件系统和网络系统包括机房硬件设备、服务器和交换机等，设备主要依靠学校自行投资建设。当云计算的基础设施即服务IaaS技术成熟，可以把硬件及网络支撑移植到云平台。
（三）数字化校园架构实现
基于云计算技术的数字化校园平台可以通过SOA技术和虚拟化技术实现架构设计。
门户访问层
最终用户访问的界面，通过本层，用户获得相应用户接口服务。
业务流程层
本层包含许多具体应用系统，这些应用系统组合成了学校的整体数字化校园系统。每个应用系统包含多个业务流程，而业务流程指由下层的多个服务按照一定顺序组合而成，来完成一系列与业务相关的服务的集合。也就是说，业务流程可以看作更大的服务，它的调用方式也和服务的调用方式相同。
业务服务层
基础服务层是整体结构中最为重要的一层。本层的多个服务都可以被查找并调用。服务使用者可以通过服务接口调用服务。运行时，服务的功能由对象层来实现。服务可以组合成大的服务（业务流程）也可以独立存在，成为具体系统中的某个功能模块。
在现阶段数字化校园系统整体结构中，基础服务层又可以分为三类：第一类，公共服务，这一类的服务由本学校公开给外部用户所使用；第二类，内部服务，这类服务一般完成一个具体的服务操作，可能被公共服务调用，一般不会公开给外部用户直接调用和查询；第三类，技术功能服务，这类服务主要完成一些底层技术功能。
组件层
组件层包含现有系统已经实现的组件和新的组件，这些组件比服务颗粒度更细。SOA可以利用现有的技术并基于服务的集成技术来集成对象，直之成为特定服务的一部分。
信息集成与数据层
这一层也是非常重要的一层。一方面，服务的调用者可以通过服务集成、服务注册、服务来访问特定服务（当服务较多时可以使用ESB）；另一方面，本层还提供服务监控和服务管理，服务监控保证服务的性能和可用性，而服务管理主要保证云服务达到安全的质量标准。
基础设施层
本层主要包含以下内容：1.体系架构所需要的具体技术标准；2.网络操作系统和数据库平台；3.网络通信设备交换机、路由器以及服务器。现阶段主要利用学校现有资源，保证上面各层设计完成。随着云计算技术在高校的应用推广，基础设施层可以利用IaaS技术实现云上托管，也可以利用桌面虚拟化技术实现机房集中式管理。
四、结束语
数字化校园建设是实现高校教育信息化的重要手段，教育信息化是国家信息化的重要组成部分和战略重点，是教育改革发展不可或缺的支撑和推动力。本文针对高校数字化校园建设中存在的问题，利用云计算技术，对高职院校的数字化校园建设提出了架构建设思路。
参考文献：
