google云計(jì)算原理

1、1 1第2章 Google云計(jì)算原理第 1 章 緒論 章 緒論很少有一種技術(shù)能夠像“云計(jì)算”這樣，在短短的兩年間就產(chǎn)生巨大的影響力 。Google、亞馬遜、IBM 和微軟等 IT 巨頭們以前所未有的速度和規(guī)模推動云計(jì)算技術(shù)和產(chǎn)品的普及，一些學(xué)術(shù)活動迅速將云計(jì)算提上議事日程，支持和反對的聲音不絕于耳。那么 ，云計(jì)算到底是什么？發(fā)展現(xiàn)狀如何？它的實(shí)現(xiàn)機(jī)制是什么？它與網(wǎng)格計(jì)算是什么關(guān)系？。本章將分析這些問題，目的是幫助讀者對云計(jì)算形成一

2、個初步認(rèn)識。1.1 云計(jì)算的概念云計(jì)算（Cloud Computing）是在 2007 年第 3 季度才誕生的新名詞，但僅僅過了半年多，其受到關(guān)注的程度就超過了網(wǎng)格計(jì)算（Grid Computing），如圖 1-1 所示。EMBED Word.Picture.8云計(jì)算 網(wǎng)格計(jì)算 搜索量指數(shù) Google Tronds 圖 1-1 云計(jì)算和網(wǎng)格計(jì)算在 Google 中的搜索趨勢然而，對于到底什么是云計(jì)算，至少可以找到 100 種解釋

3、，目前還沒有公認(rèn)的定義。本書給出一種定義，供讀者參考。云計(jì)算是一種商業(yè)計(jì)算模型，它將計(jì)算任務(wù)分布在大量計(jì)算機(jī)構(gòu)成的資源池上，使用戶能夠按需獲取計(jì)算力、存儲空間和信息服務(wù)。這種資源池稱為“云”?！霸啤笔且恍┛梢宰晕揖S護(hù)和管理的虛擬計(jì)算資源，通常是一些大型服務(wù)器集群，包括計(jì)算服務(wù)器、存儲服務(wù)器和寬帶資源等。云計(jì)算將計(jì)算資源集中起來，并通過專門軟件實(shí)現(xiàn)自動管理，無需人為參與。用戶可以動態(tài)申請部分資源，支持各種應(yīng)用程序的運(yùn)轉(zhuǎn)，無需為煩瑣的細(xì)節(jié)而

4、煩惱，能夠更加專注于自己的業(yè)務(wù)，有利于提高效率、降低成本和技術(shù)創(chuàng)新。云計(jì)算的核心理念是資源池，這與早在 2002 年就提出的網(wǎng)格計(jì)算池（Computing Pool）的概念非常相似[3][4]。網(wǎng)格計(jì)算池將計(jì)算和存儲資源虛擬成為一個可以任意組合分配的集合，池的規(guī)?？梢詣討B(tài)擴(kuò)展，分配給用戶的處理能力可以動態(tài)回收重用。這種模式能夠大大提高資源的利用率，提升平臺的服務(wù)質(zhì)量。之所以稱為“云”，是因?yàn)樗谀承┓矫婢哂鞋F(xiàn)實(shí)中云的特征：云一般都較大；

5、云的規(guī)?？梢詣討B(tài)伸縮，它的邊界是模糊的；云在空中飄忽不定，無法也無需確定它的具體位3 3第2章 Google云計(jì)算原理將軟件作為服務(wù) SaaS（Software as a Service） 如：Salesforce online CRM 專 用 通 用 將平臺作為服務(wù) PaaS（Platform as a Service） 將基礎(chǔ)設(shè)施作為服務(wù) IaaS（Infrastructure as a Service） 如：Google Ap

6、p Engine Microsoft Windows Azure 如：Amazon EC2/S3 圖 1-2 云計(jì)算的服務(wù)類型以做任何想做的事情，但用戶必須考慮如何才能讓多臺機(jī)器協(xié)同工作起來。AWS 提供了在節(jié)點(diǎn)之間互通消息的接口簡單隊(duì)列服務(wù) SQS（Simple Queue Service）。IaaS 最大的優(yōu)勢在于它允許用戶動態(tài)申請或釋放節(jié)點(diǎn)，按使用量計(jì)費(fèi)。運(yùn)行 IaaS 的服務(wù)器規(guī)模達(dá)到幾十萬臺之多，用戶因而可以認(rèn)為能夠申請的資

7、源幾乎是無限的。同時，IaaS 是由公眾共享的因而具有更高的資源使用效率。PaaS 對資源的抽象層次更進(jìn)一步，它提供用戶應(yīng)用程序的運(yùn)行環(huán)境，典型的如Google App Engine。微軟的云計(jì)算操作系統(tǒng) Microsoft Windows Azure 也可大致歸入這一類。PaaS 自身負(fù)責(zé)資源的動態(tài)擴(kuò)展和容錯管理，用戶應(yīng)用程序不必過多考慮節(jié)點(diǎn)間的配合問題。但與此同時，用戶的自主權(quán)降低，必須使用特定的編程環(huán)境并遵照特定的編程模型。這有點(diǎn)

8、像在高性能集群計(jì)算機(jī)里進(jìn)行 MPI 編程，只適用于解決某些特定的計(jì)算問題。例如，Google App Engine 只允許使用 Python 和 Java 語言、基于稱為 Django 的 Web 應(yīng)用框架、調(diào)用 Google App Engine SDK 來開發(fā)在線應(yīng)用服務(wù)。SaaS 的針對性更強(qiáng)，它將某些特定應(yīng)用軟件功能封裝成服務(wù)，如 Salesforce 公司提供的在線客戶關(guān)系管理 CRM（Client Relationship

9、Management）服務(wù)。SaaS 既不像 PaaS 一樣提供計(jì)算或存儲資源類型的服務(wù)，也不像 IaaS 一樣提供運(yùn)行用戶自定義應(yīng)用程序的環(huán)境，它只提供某些專門用途的服務(wù)供應(yīng)用調(diào)用。需要指出的是，隨著云計(jì)算的深化發(fā)展，不同云計(jì)算解決方案之間相互滲透融合，同一種產(chǎn)品往往橫跨兩種以上類型。例如，Amazon Web Services 是以 IaaS 發(fā)展的，但新提供的彈性 MapReduce 服務(wù)模仿了 Google 的 MapReduc

10、e，簡單數(shù)據(jù)庫服務(wù) SimpleDB 模仿了 Google 的 Bigtable，這兩者屬于 PaaS 的范疇，而它新提供的電子商務(wù)服務(wù) FPS 和DevPay 以及網(wǎng)站訪問統(tǒng)計(jì)服務(wù) Alexa Web 服務(wù)，則屬于 SaaS 的范疇。1.2 云計(jì)算發(fā)展現(xiàn)狀由于云計(jì)算是多種技術(shù)混合演進(jìn)的結(jié)果，其成熟度較高，又有大公司推動，發(fā)展極為迅速。Google、亞馬遜、IBM、微軟和 Yahoo 等大公司是云計(jì)算的先行者。云計(jì)算領(lǐng)域的眾多成功公司