云计算架构及其相关技术

云计算架构及其相关技术

胡经国

资料显示，架构是一个计算机术语，通常是指软件架构，是有关软件整体结构与组件的抽象描述，用于指导大型软件系统各个方面的设计。随着，云计算架构呼之欲出。云计算架构包括显示层、中间件层、基础设施层和管理层4层。

一、显示层及其相关技术要的内容和服务体验；并且会利用到下面中间件层提供的多种服务。与显示层相关的技术主要有以下5种技术：

1、HTML

HTML是标准的Web页面技术。现在主要以HTML4为主。但是，将要推出的HTML5，会在很多方面推动Web页面技术的发展，比如在视频和本地存储等方面。

HTML（HyperTextMarkupLanguage，超文本标记语言），是标准通用标记语言下的一个应用。

2、JavaScript

JavaScript是一种用于Web页面的动态语言。通过JavaScript，能够极大地丰富Web页面的功能。并且，能够用以JavaScript为基础的AJAX创建更具交互性的动态页面。

AJAXAsynchronousJavascriptAndXML，异步JavaScript和XML），是指一种创建交互式网页应用的网页开发技术。AJAX，即异步JavaScript和XML。XMLExtensibleMarkupLanguage，可扩展标记语言）标准通用标记语言的子集。

3、CSS

CSS主要用于控制Web页面的外观；而且能使页面的内容与其表现形式之间优雅地进行分离。

CSS（CascadingStyleSheets，层叠样式表），是一种用来表现HTML（标准通用标记语言的一个应用）或XML（标准通用标记语言的一个子集）等文件样式的计算机语言。

4、Flash

这是业界最常用的RIA（RichInternetApplications，丰富互联网程序）技术。能够在现阶段提供HTML等技术所无法提供的基于Web的富应用；而且在用户体验方面非常不错。

Flash的中文名称为固态存储器与动画编辑器，属于动画创作软件。

5、MicrosoftSilverlight

MicrosoftSilverlight（微软银光）是来自微软的RIA技术。由于它可以使用C#来进行编程，因而对开发者非常友好。

MicrosoftSilverlight（微软银光）是一个跨浏览器、跨平台的插件，为网络带来下一代基于.NETFramework的媒体体验和丰富的交互式应用程序。Silverlight提供灵活的编程模型，并可以很方便地集成到现有的网络应用程序中。Silverlight可以对运行在Mac和Windows上的主流浏览器提供高质量视频信息的快速、低成本的传递。

RIA（RichInternetApplications，丰富互联网程序），具有高度互动性、丰富用户体验以及功能强大的客户端。RIA最突出的特点为“Rich”，同时RIA最核心的部分也体现在“Rich”中。“Rich”包含了两层含义：丰富的数据模型和丰富的界面元素。

二、中间件层及其相关技术REST服务等。而且，这些服务既可用于支撑显示层，也可以直接让用户调用。与中间件层相关的主要有以下5种技术：

1、REST

通过REST技术，能够非常方便和优雅地将中间件层所支撑的部分服务提供给调用者。

REST（RepresentationalStateTransfer，表述性状态传递）是RoyFielding博士在2000年他的博士论文中提出来的一种软件架构风格。它是一种针对网络应用的设计和开发方式，可以降低开发的复杂性，提高系统的可伸缩性。

目前，在三种主流的Web服务实现方案中，由于REST模式的Web服务，与复杂模式的Web服务相比，明显地更加简洁，因而越来越多的Web服务开始采用REST风格设计和实现。

2、多租户

3、并行处理

为了处理海量数据，需要利用庞大的x86集群，进行规模巨大的并行处理。MapReduce是这方面的代表之作。

x86是一种复杂指令集，用于控制芯片的运行的程序。现在x86已经广泛运用到了家用PC领域。

MapReduce是一种编程模型，用于大规模数据集（大于1TB）的并行运算。

4、应用服务器

在原有应用服务器基础上云计算做了一定程度的优化，Jetty应用服务器。

Jetty是一个开源的Servlet容器和应用服务器。它极度轻量级、高便携性、功能强大、灵活和扩展性好，而且支持各种技术。Jetty对于开发来说非常便利，也已经广泛应用于生产环境。

Servlet（ServerApplet）是JavaServlet的简称，是了小服务程序或服务连接器而用Java编写的服务器端程序主要功能在于交互式地浏览和修改数据，生成动态Web内容。

5、分布式缓存

通过分布式缓存技术，不仅能有效地降低对后台服务器的压力，而且还能加快相应的反应速度。最著名的分布式缓存例子莫过于Memcached。

Memcached是一个高性能的分布式内存对象缓存系统，用于动态Web应用以减轻数据库负载。它通过在内存中缓存数据和对象来减少读取数据库的次数，从而提高动态数据库驱动网站的速度。

三、基础设施层及其相关技术与基础设施层相关的主要有以下4种技术：

1、虚拟化

虚拟化也可以理解为基础设施层的“多租户”。因为，通过虚拟化技术，能够在一个物理服务器上生成多个虚拟机；并且能在这些虚拟机之间实现全面的隔离。这样，不仅能减低服务器的购置成本云计算架构图，而且还能同时降低服务器的运维成本。成熟的x86虚拟化技术，有VMware的ESX和开源的Xen。

ESX是VMware的企业级虚拟化产品，可以视为虚拟化的平台基础，部署于实体服务器上。

Xen是一个开放源代码虚拟机监视器，由剑桥大学开发。它打算在单个计算机上运行多达100个满特征的操作系统。操作系统必须进行显式地修改（“移植”）以在Xen上运行（但是提供对用户应用的兼容性）。这使得Xen无需特殊硬件支持，就能达到高性能的虚拟化。

2、分布式存储

3、关系型数据库上是在原有关系型数据库的基础上，做了扩展和管理等方面的优化，使其在云中更适应。

4、NoSQL

为了满足一些关系型数据库所无法满足的目标，比如支撑海量数据等，一些公司特地设计出了一批不是基于关系模型的数据库——非关系型数据库。及其相关技术

纵向的管理层是为横向的3层（显示层、中间件层和基础设施层）服务的，并给这3层提供多种管理和维护等方面的技术。与管理层相关的主要有下面6个方面：

1、帐号管理

2、SLA监控

对各个层次运行的虚拟机、服务和应用等进行性能方面的监控，以便使它们都能在满足预先设定的SLA（ServiceLevelAgreement，服务等级协议）的情况下运行。

SLA是关于网络服务供应商和客户间的一份合同，其中定义了服务类型、服务质量和客户付款等术语。

3、计费管理以准确地向用户索取费用。

4、安全管理IT资源，采取全面保护，使其免受犯罪分子和恶意程序的侵害。

5、负载均衡

通过将流量分发给一个应用或者服务的多个实例来应对突发情况。

负载均衡（LoadBalance），其意思就是将负载分摊到多个操作单元上进行执行，例如Web服务器、FTP服务器、企业关键应用服务器和其它关键任务服务器等，从而共同完成工作任务。

负载均衡建立在现有网络结构之上。它提供了一种廉价有效透明的方法扩展网络设备和服务器的带宽，增加吞吐量，加强网络数据处理能力，提高网络的灵活性和可用性。

6、运维管理

主要是使运维操作尽可能地专业化和自动化，从而降低云计算中心的运维成本。

在云计算架构中，有3层是横向的，分别是显示层、中间件层和基础设施层。通过这3层技术，能够提供非常丰富的云计算能力和友好的用户界面。在云计算架构中，还有1层是纵向的，称为管理层。它是为了更好地管理和维护横向的3层而存在的。

2017年7月9日编写于重庆21年11月6日修改于重庆

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（编辑：开发网_商丘站长网）

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