【摘 要】隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展，計(jì)算機(jī)體系架構(gòu)與關(guān)鍵技術(shù)越來(lái)越受到人們的關(guān)注。云計(jì)算是在互聯(lián)網(wǎng)、分布式計(jì)算、大規(guī)模數(shù)據(jù)管理等技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的一種計(jì)算模式，可以將共享的數(shù)據(jù)信息、軟硬件資源按需提供給計(jì)算機(jī)和其他設(shè)備。本文主要是探討在云計(jì)算概念的基礎(chǔ)上，結(jié)合各種云計(jì)算參考體系架構(gòu)，進(jìn)而給出了一種云計(jì)算具有代表性的體系架構(gòu)與關(guān)鍵技術(shù)，以便于促進(jìn)人們對(duì)系統(tǒng)架構(gòu)與關(guān)鍵技術(shù)的了解。

【關(guān)鍵詞】體系架構(gòu) 關(guān)鍵技術(shù) 探討

近年來(lái)，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展，電子商務(wù)、社交網(wǎng)絡(luò)、搜索引擎、在線視頻等新一代大規(guī)模互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用平臺(tái)發(fā)展迅猛。這些新興的應(yīng)用具有業(yè)務(wù)增長(zhǎng)速度快、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)量大等特點(diǎn)。此外，傳統(tǒng)企業(yè)的軟硬件維護(hù)成本高昂，數(shù)據(jù)體系架構(gòu)平臺(tái)難以正常運(yùn)作，因而有許多企業(yè)都不重視體系架構(gòu)的建設(shè)，在企業(yè)的IT 投入中，僅有20% 的投入用于軟硬件更新與商業(yè)價(jià)值的提升，而80% 的投入則用于系統(tǒng)維護(hù)。

一、云計(jì)算體系架構(gòu)分析

云計(jì)算主要包括服務(wù)管理、基礎(chǔ)服務(wù)、用戶訪問(wèn)接口以及安全策略等服務(wù)組成，結(jié)合當(dāng)前國(guó)內(nèi)外對(duì)云計(jì)算的研究，云計(jì)算可以按需提供彈性資源，綜合了云計(jì)算安全聯(lián)盟（CAS）及NIST 對(duì)云計(jì)算體系架構(gòu)的描述，如下圖一為云計(jì)算體系架構(gòu)。

平臺(tái)即服務(wù)（PaaS），該平臺(tái)服務(wù)范圍非常廣，幾乎包括了軟件生命周期的整個(gè)過(guò)程，著重從軟件分析設(shè)計(jì)到軟件部署。軟件測(cè)試者和開(kāi)發(fā)者是IaaS平臺(tái)即服務(wù)的主要潛在用戶，這兩類用戶在工作過(guò)程中只需要應(yīng)用底層的基礎(chǔ)設(shè)施，而又不需要嚴(yán)格的控制它們。

作為處于整個(gè)云計(jì)算體系架構(gòu)的最底層基礎(chǔ)設(shè)施——服務(wù)（IaaS），所涉及的領(lǐng)域非常廣泛，包括了整個(gè)構(gòu)建云計(jì)算環(huán)境的所有的虛擬和物理的資源。因?yàn)?，云?jì)算基礎(chǔ)設(shè)施服務(wù)是基于虛擬平臺(tái)的，該平臺(tái)所能提供給用戶的是通過(guò)繳費(fèi)來(lái)使用的軟件、物理資源和存儲(chǔ)空間等服務(wù)，并通過(guò)虛擬專用的服務(wù)器技術(shù)演化而來(lái)。通過(guò)這種方式，基礎(chǔ)設(shè)施即服務(wù)可以不用經(jīng)歷從容量規(guī)劃、采購(gòu)、整體構(gòu)架分析，安裝到配置硬件環(huán)境這整個(gè)過(guò)程，這樣將會(huì)極大地提高設(shè)計(jì)效率和成本。

二、云計(jì)算關(guān)鍵技術(shù)

（一）分布式海量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)技術(shù)

采用分布式存儲(chǔ)的方式來(lái)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，在很大程度上保證了云計(jì)算的高可靠性、高可用性和經(jīng)濟(jì)性。此外，通常還輔以冗余存儲(chǔ)的方式來(lái)進(jìn)一步保證數(shù)據(jù)的可靠性，即給數(shù)據(jù)添加多一份安全保障副本。Hadoop 的GFS，Goolge 的GFS和HDFS的開(kāi)源實(shí)現(xiàn)是當(dāng)前云計(jì)算系統(tǒng)中廣泛使用的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)系統(tǒng)。HBase 是Hadoop 創(chuàng)作團(tuán)隊(duì)在Goolge 的BigTable 基礎(chǔ)上開(kāi)源實(shí)現(xiàn)；Goolge 的BigTable是典型的分布式結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)存儲(chǔ)系統(tǒng)，并且在個(gè)人應(yīng)用領(lǐng)域較常見(jiàn)；HDFS 以流式數(shù)據(jù)訪問(wèn)模式來(lái)存儲(chǔ)超大文件，能夠?qū)崿F(xiàn)一次寫入、多次讀取時(shí)最高效的訪問(wèn)模式，在同一時(shí)間段內(nèi)能夠同時(shí)處理的文件非常多，通常運(yùn)行于商用硬件集群上。H。

（二）虛擬化技術(shù)

與其他關(guān)鍵技術(shù)相比，虛擬化技術(shù)具有自己獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)，虛擬技術(shù)包括虛擬網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和虛擬機(jī)技術(shù)。主要體現(xiàn)在能夠?qū)⒉煌膽?yīng)用程序之間虛擬和共享資源實(shí)現(xiàn)虛擬化處理，從而可以把各種設(shè)備的效能發(fā)揮到最大，并減輕主工作站的負(fù)荷。在云計(jì)算環(huán)境中，為了高效地提供給操作系統(tǒng)平臺(tái)或者應(yīng)用程序，三個(gè)服務(wù)器將被共享，或者被虛擬化成一個(gè)服務(wù)器整體，而三個(gè)不同應(yīng)用程序要運(yùn)行在三個(gè)不同服務(wù)器的不同平臺(tái)上，對(duì)虛擬化技術(shù)又有更高的要求。

（三）海量數(shù)據(jù)處理技術(shù)與編程模型

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，人們對(duì)計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)處理能力要求越來(lái)越高，而云計(jì)算是一種處理大規(guī)模密集型數(shù)據(jù)的并行分布式計(jì)算技術(shù)。因此，為了滿足用戶能享受到云計(jì)算帶來(lái)的服務(wù)，通過(guò)編程模型編寫簡(jiǎn)單的程序來(lái)實(shí)現(xiàn)特定的目的。在云計(jì)算編程過(guò)程中，要求其模型比較簡(jiǎn)單，并且保證后臺(tái)任務(wù)調(diào)度向用戶和復(fù)雜的并行執(zhí)行和編程人員透明。目前，并不需要關(guān)心分布式并行處理系統(tǒng)相關(guān)方面的要求，云計(jì)算的終端用戶就可以直接享受云計(jì)算的各種服務(wù)。就目前的情況而言實(shí)現(xiàn)和設(shè)計(jì)新型的適合于云計(jì)算的編程模式具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

三、結(jié)語(yǔ)

綜上所述，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，各領(lǐng)域技術(shù)更新?lián)Q代加快，同時(shí)，人們對(duì)體系架構(gòu)與關(guān)鍵技術(shù)提出了更高的要求。目前，云計(jì)算具有虛擬化、超大規(guī)模、高可靠性、高可用性以及成本低等特點(diǎn)，在許多商務(wù)或個(gè)人領(lǐng)域中已經(jīng)得到很好的應(yīng)用，有著廣闊的發(fā)展前景。因此，云計(jì)算體系構(gòu)架及相關(guān)的各項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)也在不斷發(fā)展，加上現(xiàn)代軟件技術(shù)的飛速發(fā)展以及商務(wù)處理的信息化，這些有利的因素必將為云計(jì)算的研究發(fā)展提供廣泛的市場(chǎng)和應(yīng)用背景。所以，對(duì)云計(jì)算體系架構(gòu)與關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行更深層次的探討，具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

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