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        基于SOA的云計算模型框架研究

        2017-10-21 06:55:20肖越肖成龍孫威
        電腦知識與技術(shù) 2017年20期
        關(guān)鍵詞:云計算

        肖越+肖成龍+孫威

        摘要:由于當(dāng)前云計算技術(shù)的廣泛應(yīng)用,越來越多的用戶選擇在云服務(wù)上構(gòu)建更加豐富的功能,因此如何合理擴展與整合云服務(wù)成為下一步亟待解決的問題。面向服務(wù)的架構(gòu)(SOA)以其松耦合、服務(wù)按需集成等特性,為云計算系統(tǒng)的優(yōu)化提供了新思路。該文結(jié)合云計算與SOA特性,介紹一種云計算模型框架,以達到高效整合云服務(wù)、保證云服務(wù)質(zhì)量的目的。

        關(guān)鍵詞:云計算;SOA;云計算框架模型

        1概述

        近年興起的云計算技術(shù),因其高可靠性、高可擴展性及通用性等特點,實現(xiàn)了互聯(lián)網(wǎng)的動態(tài)擴展、互聯(lián)網(wǎng)整合、網(wǎng)絡(luò)服務(wù)、實用計算等多方面的應(yīng)用。云計算的優(yōu)勢逐漸在眾多領(lǐng)域顯現(xiàn)出來。

        云計算是將網(wǎng)格計算、服務(wù)計算、虛擬化計算、效用計算等一系列的分布計算技術(shù)進行融合和發(fā)展而形成的一種新型計算模式。其是一種基于互聯(lián)網(wǎng)的計算,提供硬件的各種互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用服務(wù)、平臺服務(wù)、基礎(chǔ)設(shè)施服務(wù)、軟件服務(wù)和存儲服務(wù)的系統(tǒng)。它利用虛擬化技術(shù),將數(shù)據(jù)資源、計算資源、軟件應(yīng)用資源等以服務(wù)的形式,借由互聯(lián)網(wǎng)提供給用戶使用,而用戶完全不必擔(dān)心實際軟硬件資源的出處。各種計算資源被云計算聚集起來,并通過軟件進行自管理,資源可被用戶動態(tài)申請,以用來支持各項應(yīng)用的正常運轉(zhuǎn)。

        面向服務(wù)的架構(gòu)(SOA)是一個組件模型,應(yīng)用程序被它通過服務(wù)之間的接口和契約聯(lián)系起來,從而形成可以通過統(tǒng)一和通用的方式進行交互的系統(tǒng)。

        因此,在云計算中引入面向服務(wù)的架構(gòu)策略,將SOA的通用性、透明性、松耦合性、靈活性等特點應(yīng)用于云計算技術(shù)中,必將進一步促進云計算技術(shù)為廣大使用者提供更優(yōu)質(zhì)的服務(wù)。

        2云計算概念及分類

        2.1云計算概念

        云計算是在并行計算和分布式計算之后產(chǎn)生的一種新型的計算模式,其是大數(shù)據(jù)時代的產(chǎn)物。網(wǎng)絡(luò)中的云端由計算資源組成,相應(yīng)的計算任務(wù)被云計算通過網(wǎng)絡(luò)分配到云端,用戶根據(jù)自身需求申請云端的計算資源,即通過網(wǎng)絡(luò)來獲取遠程的存儲資源,借助其他的計算機完成計算任務(wù)。下面是美國國家標準計算研究所(National Institute of Standards and Technology,NIST)的信息技術(shù)實驗室給出的云計算定義:云計算是一種無處不在的、方便的模式,按需網(wǎng)絡(luò)訪問可配置的計算資源共享池(例如,網(wǎng)絡(luò)、服務(wù)器、存儲、應(yīng)用和服務(wù)),可以通過最少的管理工作或服務(wù)供應(yīng)商的互動來快速配置和發(fā)布。根據(jù)以上論述可以得出云計算一些本質(zhì)特征:分布式存儲與計算、地域無關(guān)性、高擴展性、按時按需付款等。

        2.2云計算分類

        云計算技術(shù)按照服務(wù)模式可以分成三類:

        將基礎(chǔ)設(shè)施作為服務(wù)(Infrastructure as a Service,IaaS),即將基礎(chǔ)的硬件資源封裝成服務(wù)供用戶使用(根據(jù)使用需求付費),例如Amazon云計算AWS的彈性計算云EC2和簡單存儲服務(wù)S3。這種硬件云最大的優(yōu)點就是允許用戶按需進行動態(tài)申請或釋放節(jié)點,并根據(jù)使用量計費。而對于用戶來說,IaaS是供公眾共享的,當(dāng)前運行IaaS的服務(wù)器高達幾十萬臺,因而擁有豐富的資源供用戶進行申請和利用。

        將平臺作為服務(wù)(Platform as a Service,PaaS),其是對資源的進一步虛擬化,為用戶應(yīng)用程序提供運行環(huán)境,例如GoogleApp Engine。它將用戶進行應(yīng)用開發(fā)所需的運行及開發(fā)環(huán)境以服務(wù)的形式提供。用戶可以直接在平臺服務(wù)層進行開發(fā),而無需因繁雜的平臺搭建問題而煩惱。

        將軟件作為服務(wù)(software as a Service,SaaS),其將具有某些特定功能的軟件封裝成服務(wù)供用戶通過互聯(lián)網(wǎng)獲取使用。通過SaaS,用戶可以通過互聯(lián)網(wǎng)使用提供商在云端提供的軟件服務(wù),且軟件的更新及維護均由軟件供應(yīng)商承擔(dān),由此大大降低了企業(yè)用戶的設(shè)施維護費用及相應(yīng)的資金投入。

        3基于服務(wù)的架構(gòu)

        面向服務(wù)的架構(gòu)(Service Oriented Architecture,SOA)實際上是一種軟件模式,被用來應(yīng)對復(fù)雜和異構(gòu)環(huán)境下的技術(shù)整合問題,它將應(yīng)用程序的不同功能單元(稱為服務(wù))通過這些服務(wù)之間定義良好的接口和契約聯(lián)系起來。這使得構(gòu)建在各種這樣的系統(tǒng)中的服務(wù)可以以一種統(tǒng)一和通用的方式進行交互。(http://www.cloudcomputing-china.cn)

        SOA的服務(wù)設(shè)計原則有:規(guī)范化的服務(wù)契約,松散耦合性,服務(wù)抽象性,服務(wù)重用性,服務(wù)自治性。這些原則是不可或缺的,自治性、松散耦合、抽象以及規(guī)范化的契約視為形成SOA根本基礎(chǔ)的核心原則。

        SOA以服務(wù)為核心,由服務(wù)中心,服務(wù)提供者,服務(wù)消費者組成。服務(wù)彼此之間以模塊化的形式相互獨立,外部應(yīng)用通過既定的方式向服務(wù)提出申請,并解析獲取的服務(wù)反饋,就可以正常使用服務(wù)功能。這種架構(gòu)策略無疑在很多方面為我們提供了優(yōu)化的思路,例如:將SOA引入數(shù)據(jù)共享與平臺中,將SOA引入Web服務(wù)會話交互,將SOA引入虛擬蜜網(wǎng)防御系統(tǒng)等。以上等方面的研究,為接下來基于SOA的云計算模型框架的提出,提供了豐富的理論基礎(chǔ)及新思路。

        4基于SoA的云計算模型框架

        類似于SOA框架中的服務(wù)角色,基于SOA的云計算模型框架中的服務(wù)由服務(wù)提供者、服務(wù)消費者、服務(wù)中心構(gòu)成。

        1)服務(wù)提供者:服務(wù)提供者扮演著為云平臺提供服務(wù)和功能的角色,是為消費者提供云服務(wù)的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點。服務(wù)提供者提供訪問服務(wù)給軟件服務(wù)的接口,提供了對于子系統(tǒng)、組件和業(yè)務(wù)系統(tǒng)的訪問服務(wù)。由于服務(wù)提供者通過網(wǎng)絡(luò)提供服務(wù),并可能同時為多個服務(wù)消費者服務(wù),故要求服務(wù)提供者具有很強的計算能力和處理能力,因此其采用云結(jié)構(gòu)提供對外服務(wù)?;赟OA的云計算模型框架中服務(wù)提供者由云計算應(yīng)用程序接口層、云計算管理層、云計算虛擬層、云計算服務(wù)物理層組成。

        ①云計算應(yīng)用程序接口層:為通過終端進行訪問的消費者提供統(tǒng)一規(guī)范的訪問接口。云計算應(yīng)用程序接口層是消費者獲取計算服務(wù)和數(shù)據(jù)存儲等服務(wù)的人口通道。endprint

        ②云計算服務(wù)管理層:檢測和反饋云計算應(yīng)用程序接口層遞交的服務(wù)請求。云計算服務(wù)管理層檢測當(dāng)前云計算服務(wù)資源中是否能夠獲取到請求資源,如能夠獲取則進一步查找資源位置,并將位置信息反饋給請求方;如資源已被分配完畢,則拒絕接受資源請求。

        ③云服務(wù)虛擬機層:該層管理實例和核心實體(VMs、主機、數(shù)據(jù)中心和應(yīng)用程序)的執(zhí)行。該層能夠同時管理和運行大量的云基礎(chǔ)設(shè)施,將虛擬機提供給基于用戶需求、動態(tài)監(jiān)測和管理應(yīng)用程序執(zhí)行的主機,并定義了主機如何在云環(huán)境中分配不同的虛擬機。

        ④云計算服務(wù)物理層:該層是云計算服務(wù)的基礎(chǔ)設(shè)施層,是提供云計算服務(wù)的基礎(chǔ)骨干。將可被終端用戶利用的云計算資源提供給上層結(jié)構(gòu)。云計算服務(wù)物理層提供的基本云計算資源有:數(shù)據(jù)存儲資源、CPU資源、寬帶資源等等。

        2)服務(wù)中心:服務(wù)中心是一類較特殊的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點,它存儲多種服務(wù)描述,并可被用來查詢各種服務(wù)。服務(wù)提供者會將自身服務(wù)在服務(wù)中心注冊,消費者通過服務(wù)描述查詢所需服務(wù),查詢成功便可通過中心直接訪問服務(wù)接口并完成綁定。

        3)服務(wù)消費者:服務(wù)消費者也是網(wǎng)絡(luò)節(jié)點,其通過服務(wù)中心查詢自身所需服務(wù),并與提供者進行綁定,從而使用服務(wù)提供者提供的資源或功能。

        綜上所述,基于SOA的云計算模型整體運行流程如圖1所示:

        消費者首先向服務(wù)中心提交所需服務(wù)的請求,服務(wù)中心在服務(wù)提供者發(fā)布的資源內(nèi)查詢提交的服務(wù)請求是否可被獲取,如不可獲取,則直接拒絕請求,如可以,則反饋給消費者服務(wù)地址(訪問位置)。獲取到訪問位置的服務(wù)消費者,需進一步與服務(wù)提供者進行綁定,從而才能正常使用提供者的服務(wù)或資源。通常,服務(wù)消費者需要與多個服務(wù)提供者進行綁定,并將獲取的服務(wù)進行整合才能完成自身業(yè)務(wù)需求。當(dāng)然,一個服務(wù)提供者也可同多個服務(wù)消費者進行綁定,為其提供服務(wù)。

        5結(jié)論

        當(dāng)前,關(guān)于云計算的各方面研究仍在廣泛的進行當(dāng)中,各方面的研究人員都在不同領(lǐng)域內(nèi)提出了多種云計算優(yōu)化策略,眾多廠商提出的云計算服務(wù)模式也獲得了廣泛的應(yīng)用。本文對基于SOA的云計算模型框架進行了相關(guān)論述,介紹了基于面向服務(wù)的云計算模型框架,將SOA中易擴展、松散耦合等特性引人到云計算中,從而形成一種更具競爭力的云計算模型框架。希望通過以上論述,能夠為接下來的云計算研究提供新的想法及思路,推動云計算領(lǐng)域更好更快發(fā)展。endprint

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