计算架构和云计算架构的二维视角
- IT 作为服务：放弃拥有资产；IT资产集中，需要新的技术和新的商业模式支持。
- 一项系统工程：一种针对大规模系统的科学管理办法，应对资源组织和管理过程中各种问题。
- 云数据中心：将所有联网的计算和存储资源聚集起来形成规模效应。
- 云的工作负载模式：时开时停模式，用量迅速增长模式，瞬时暴涨模式，周期性增长模式等。
计算架构及演化
计算机软硬件经历了长时间的演变，计算范式也经过了多次变化：集中式、CS、BS、并行、分布式等
不同的计算范式对应不同的计算架构
- 中央集权架构：计算机刚出现时候的首选，所有计算及计算资源、业务逻辑都集中于一台主机
- 客户机/服务器架构
- 客户端：承载少量计算任务和所有 IO 任务
- 服务端：承载主要计算任务
- 优点：关注点分离，简化软件复杂度、编程模式
- 缺点：持久链接，系统伸缩能力受限
- 中间层架构 – 简化和提升伸缩能力
- 将业务逻辑和数据服务分别放在两个服务器上
- 客户机到中间件为无状态的非持久链接 – 提升架构弹性
- 浏览器/服务器架构
- 对客户机、中间层架构的扩展 – 客户端和中间层均改动
- 客户端：负载进一步缩减，仅显示和运行基于浏览器的脚本程序
- 服务器：Web 服务器层屏蔽各种中间件的差异，提供通用的用户访问界面
- 扩展性高：对客户机性能无要求
- 对网络性能要求高
- C/S 和 B/S 混合架构
- 没有一种架构能够适用于所有场景
- 有些服务需要持久的链接（内部用户）
- 有些仅通过非持久链接即可（外部用户）
- 面向服务的架构（Service-oriented Architecture）
- 每个程序只做本职工作，将服务暴露出来供其他程序使用
- 多个程序通过一个统一的界面协调工作 – 控制复杂性，更容易管理
- 区别于“分布式对象”
- Java：Java 对象，RMI（Remote Method Invocation，远程方法调用）
- CORBA：CORBA 分布式对象，IDL（Interface Definition Language，接口定义语言）
- 通过RPC（Remote Procedure Call，远程过程调用）连接
云计算逻辑架构
- 从不同的角度看，云计算架构的复杂性有一定的差异
- 最易于理解的二维视角：基础设施 + 应用程序；两者分别视为：前端（呈现给用户的界面）+ 后端（云组件）
- 基础架构 – 云内部，后端
- 硬件：服务器、存储器、网络交换机等
- 管理软件：服务的高可用性、可恢复性，数据一致性，应用伸缩性、可预测性，云安全等
- 应用程序 – 云对外，前端
- 并发性、协调性、容错性、开放的 API 格式、开放的数据结构、承载数据密集型计算
基础架构的进一步分层结构
- 虚拟化层：
- 将硬件转换为统一的 IT 资源【可灵活拆分、统一计量、统一管理、软件定义的】
- 可以在不同的抽象层实现：应用层、操作系统层、体系结构层、硬件层等
- Web 服务层
- 将云资源提供给客户的一种最方便的方式，解决大部分客户无法直接使用虚拟机的问题
- 支持面广、对客户端要求低，只需要浏览器就可以访问；所有提供的服务均可以通过 API 访问，该类 API 为“表征状态转移” Representational State Transfer，REST API
- 服务总线层
- 即中间件层，封装计算服务、数据存储、消息传递
- 分离用户与虚拟化层、连接用户与 Web 服务层
- 客户机用户界面
- Web 门户，将各种服务混搭集成在一个页面
- 基于 Ajax、JavaScript，趋势是使用功能完善的组建
- 如 JavaBeans/Applets，Silvedight/.NET 等
- 可下载和安装在客户机上
Note: 有了 Web 服务层其实客户就可以方便快捷的使用云平台提供的服务，服务总线层和客户机用户界面其实是为了更加方便用户的使用，服务总线层可以看作是连接用户和 Web 服务层的，客户机用户界面可以看作是 Web 服务层的一个替代品，用于让用户有更好的体验（无论是从 Terminal or GUI 层面上）。 – 个人看法
云应用程序结构
云应用程序与传统操作系统上的应用程序结构有所不同
- 传统操作系统上的应用程序：进程、线程、服务、Shell（应用程序的控制接口）
- 进程就是最终产品，每一个进程可以运行多个指令序列（线程），一个线程对应一种服务
- 云环境中的应用程序：应用程序本身、应用实例、服务、云命令行界面（控制端）
- 应用程序是云应用最终的样子，由多个同时运行的实例支撑
- 不同的应用实例运行在不同的服务器上，每一个应用实例提供一种或多种服务
- 服务之间是相互独立的（微服务架构）
应用上云并不简单，需要根据云架构的特征调整应用的部署方式
云栈
又称为云平台，是在云上建造的运行环境。它能够支持应用程序的发布、运行、监控、调度、伸缩，并为应用程序提供辅助服务机制，如访问控制、权限管理等。
云体
- 是云计算的物质基础，是云计算使用的资源集合，是构成云计算的软硬件环境，例如网络、服务器、存储器、交换机等。广义的云体包括数据中心机器辅助设施如电力、空调、机架、冷却等系统。
- 目前可以认为：云体 就是 数据中心
云计算技术体系结构
云计算
- 是利用云体和云平台所进行的计算或处理——云计算可以在云体上直接进行，也可以在云平台上进行。无论在哪个层面开展，只要符合“按量计费、资源可伸缩”就是云计算。
- 云存储、云服务、在云上运行自己的软件或者算法，都是云计算
- 云计算是人们利用云体和云平台所从事的活动。