云计算网络架构主要包括(云计算网络架构主要包括哪些)
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本文目录一览:
云计算主要包括硬件平台、云平台和什么
云计算体系结构主要分为
1、物理***层
2、***池层
3、管理中间件层
4、SOA构建层
通用的云计算体系结构组成
1、私有云:部署在用户的数据中心中,针对效能和成本进行过优化的、以服务为导向的环境。私有云的实现***用了一系列服务器产品(包括windowsserver和systemcenter系列产品),可与现有的应用程序兼容。
2、公有云:公有云是由服务供应商提供,可为客户提供部署和应用服务的能力。在这一类别中,azure?是一种具有高度扩展性的服务平台,可提供“随需随付”的灵活性。
按照云计算服务提供的***所在的层次
可以分为IaaS(基础设施即服务),即桌面云、PaaS(平台即服务)和SaaS(软件即服务)
云计算基础架构
云计算不仅是技术,更是服务模式的创新。云计算之所以能够为用户带来更高的效率、灵活性和可扩展性,是基于对整个IT领域的变革,其技术和应用涉及硬件系统、软件系统、应用系统、运维管理、服务模式等各个方面。
IaaS(基础架构即服务)作为云计算的三大部分之一,将基础架构进行云化,从而更好的为应用系统的上线、部署和运维提供支撑,提升效率,降低 TCO。同时,由于IaaS包含各种类型的硬件和软件系统,因此在向云迁移过程中也面临前所未有的复杂性和挑战。那么,云基础架构包含哪些组件?主要面临 哪些问题?有哪些主要的解决方法呢?
一、云基础架构
如图1所示,传统的IT部署架构是“烟囱式”的,或者叫做“专机专用”系统。
在这种架构中,新的应用系统上线的时候需要分析该应用系统的***需求,确定基础架构所需的计算、存储、网络等设备规格和数量,这种部署模式主要存在的问题有以下两点:
硬件高配低用。考虑到应用系统未来3~5年的业务发展,以及业务突发的需求,为满足应用系统的性能、容量承载需求,往往在选择计算、存储和网络 等硬件设备的配置时会留有一定比例的余量。但硬件***上线后,应用系统在一定时间内的负载并不会太高,使得较高配置的硬件设备利用率不高。
整合困难。用户在实际使用中也注意到了***利用率不高的情形,当需要上线新的应用系统时,会优先考虑部署在既有的基础架构上。但因为不同的应用 系统所需的运行环境、对***的抢占会有很大的差异,更重要的是考虑到可靠性、稳定性、运维管理问题,将新、旧应用系统整合在一套基础架构上的难度非常大, 更多的用户往往选择新增与应用系统配套的计算、存储和网络等硬件设备。
这种部署模式,造成了每套硬件与所承载应用系统的“专机专用”,多套硬件和应用系统构成了“烟囱式”部署架构,使得整体***利用率不高,占用过多的机房空间和能源,随着应用系统的增多,IT***的效率、扩展性、可管理性都面临很大的挑战。
云基础架构的引入有效解决了传统基础架构的问题(如图2所示)。
云基础架构在传统基础架构计算、存储、网络硬件层的基础上,增加了虚拟化层、云层:
虚拟化层:大多数云基础架构都广泛***用虚拟化技术,包括计算虚拟化、存储虚拟化、网络虚拟化等。通过虚拟化层,屏蔽了硬件层自身的差异和复杂度,向上呈现为标准化、可灵活扩展和收缩、弹性的虚拟化***池;
云层:对***池进行调配、组合,根据应用系统的需要自动生成、扩展所需的硬件***,将更多的应用系统通过流程化、自动化部署和管理,提升IT效率。
相对于传统基础架构,云基础架构通过虚拟化整合与自动化,应用系统共享基础架构***池,实现高利用率、高可用性、低成本、低能耗,并且通过云平台层的自动化管理,实现快速部署、易于扩展、智能管理,帮助用户构建IaaS(基础架构即服务)云业务模式。
二、云基础架构融合
云基础架构***池使得计算、存储、网络以及对应虚拟化单个产品和技术本身不再是核心,重要的是这些***的整合,形成一个有机的、可灵活调度和扩展的***池,面向云应用实现自动化的部署、监控、管理和运维。
云基础架构***的整合,对计算、存储、网络虚拟化提出了新的挑战,并带动了一系列网络、虚拟化技术的变革。传统模式下,服务器、网络和存储是基 于物理设备连接的,因此,针对服务器、存储的访问控制、QoS带宽、流量监控等策略基于物理端口进行部署,管理界面清晰,并且设备及对应的策略是静态、固 定的。云基础架构模式下,服务器、网络、存储、安全***用了虚拟化技术,***池使得设备及对应的策略是动态变化的(如图3所示)。
由于部署了虚拟化,一***立的物理服务器变成了多个虚拟机,并且这些虚拟机是动态的,随着应用系统、数据中心环境的变化而迁移、增加、减少。例 如图3中的Server1,由于某种原因(例如Server1负载过高),其中的某个虚拟机VM1迁移到同一集群中的Server2。此时如果要保持 VM1的业务访问不会中断,需要实现VM1的访问策略能够从Port1随着迁移到Port2,这就需要交换机能够感知到虚拟机的状态变化,并自动更新迁移 前后端口上的策略。
这是一种简单的计算虚拟化与网络融合联动的例子。最新的EVB(以太网虚拟桥接)标准VEPA(虚拟以太网端口聚合,802.1Qbg)即是实 现这种融合联动方案的技术标准,其包括了VDP虚拟机发现和关联、CDCP 虚拟机多通道转发等协议,通过标准化的主机与网络之间虚拟化信息的关联控制,实现虚拟化环境向物理环境的映射,使得虚拟机的服务变更可以通过网络的感知来 自动化响应。
事实上,云基础架构融合的关键在于网络。目前计算虚拟化、存储虚拟化的技术已经相对成熟并自成体系,但就整个IT基础架构来说,网络是将计算资 源池、存储***池、用户连接组一起的纽带,只有网络能够充分感知到计算***池、存储***池和用户访问的动态变化,才能进行动态响应,维护网络连通性的同 时,保障网络策略的一致性。否则,通过人工干预和手工配置,会大大降低云基础架构的灵活性、可扩展性和可管理性。
三、云基础架构融合方案
如图4所示,云基础架构分为三个层次的融合。
硬件层的融合
例如上文提到的VEPA技术和方案,则是将计算虚拟化与网络设备和网络虚拟化进行融合,实现虚拟机与虚拟网络之间的关联。此外,还有FCoE技术和方案,将存储与网络进行融合;以及横向虚拟化、纵向虚拟化实现网络设备自身的融合。
业务层的融合
典型的方案是云安全解决方案。通过虚拟防火墙与虚拟机之间的融合,可以实现虚拟防火墙对虚拟机的感知、关联,确保虚拟机迁移、新增或减少时,防 火墙策略也能够自动关联。此外,还有虚拟机与LB负载均衡之间的联动。当业务突发***不足时,传统方案需要人工发现虚拟机***不足,再手工创建虚拟机,并 配置访问策略,响应速度很慢,而且非常的费时费力。通过自动探测某个业务虚拟机的用户访问和***利用率情况,在业务突发时,自动按需增加相应数量的虚拟 机,与LB联动进行业务负载分担;同时,当业务突发减小时,可以自动减少相应数量的虚拟机,节省***。不仅有效解决虚拟化环境中面临的业务突发问题,而且 大大提升了业务响应的效率和智能化。
管理层的融合
云基础架构通过虚拟化技术与管理层的融合,提升了IT系统的可靠性。例如,虚拟化平台可与网络管理、计算管理、存储管理联动,当设备出现故障影 响虚拟机业务时,可自动迁移虚拟机,保障业务正常访问;此外,对于设备正常、操作系统正常、但某个业务系统无法访问的情况,虚拟化平台还可以与应用管理联 动,探测应用系统的状态,例如Web、APP、DB等响应速度,当某个应用无***常提供访问时,自动重启虚拟机,恢复业务正常访问。
四、结束语
数据中心由传统基础架构向云基础架构的转变,极大提升了基础架构融合的必要性和可行性。通过***池的云网融合,构建统一、融合、联动的基础架构系统,不仅提升了应用系统部署的可靠性、灵活性、可扩展性和可管理性,而且也促进了云计算的应用和实践。
目前人民检察院的信息化系统也将从传统的数据中心架构向云基础架构演进,满足检察院信息系统的快速批量部署、系统性能优化、降低管理维护工作量的需求,适应侦查信息化和装备现代化的科技强检需求,实现侦查方式战略转变、推动犯罪侦查工作和检务管理工作科学发展。
云计算系统已经在***、教育、大企业、运营商等行业得到越来越多的成熟应用,涌现出一批国内外的具有完善解决方案的云基础架构供应商,包括华 三、VMware、微软、亚马逊等公司,尤其是国内的华三公司还可以提供集计算、存储、网络、虚拟化和云管理于一体的整体式交付的UIS统一基础架构系 统,可以显著简化检务云基础架构的部署和运维成本,而且凭借丰富的工程实施经验提供专业快捷的运维保障,将云基础架构系统的部署时间缩短70%以上。
云架构是什么
云架构一般指云计算架构。
云计算,至少作为虚拟化的一种延伸,影响范围已经越来越大。但是,云计算还不能支持复杂的企业环境。因此云计算架构呼之欲出,经验表明,在云计算走向成熟之前,我们更应该关注系统云计算架构的细节。基于对现有的一些云计算产品的分析和个人一些经验,总结出一套云计算架构,云计算架构主要可分为四层。
编辑
一般来说,大家比较公认的云架构是划分为基础设施层、平台层和软件服务层三个层次的。对应名称为IaaS,PaaS和SaaS。IaaS, Infrastructure as a Service,中文名为基础设施即服务,有点拗口,大家习惯了就好。
IaaS主要包括计算机服务器、通信设备、存储设备等,能够按需向用户提供的计算能力、存储能力或网络能力等IT基础设施类服务,也就是能在基础设施层面提供的服务。IaaS能够得到成熟应用的核心在于虚拟化技术,通过虚拟化技术可以将形形***计算设备统一虚拟化为虚拟***池中的计算***,将存储设备统一虚拟化为虚拟***池中的存储***,将网络设备统一虚拟化为虚拟***池中的网络***。当用户订购这些***时,数据中心管理者直接将订购的份额打包提供给用户,从而实现了IaaS。
PaaS, Platform as a Service,中文名为平台即服务。如果以传统计算机架构中“硬件+操作系统/开发工具+应用软件”的观点来看待,那么云计算的平台层应该提供类似操作系统和开发工具的功能。实际上也的确如此,PaaS定位于通过互联网为用户提供一整套开发、运行和运营应用软件的支撑平台。就像在个人计算机软件开发模式下,程序员可能会在一台装有Windows或Linux操作系统的计算机上使用开发工具开发并部署应用软件一样。微软公司的Windows Azure和谷歌公司的GAE,可以算是PaaS平台中最为知名的两个产品了。
通用的云计算体系结构是由哪些部分组成的
云计算的体系结构由5部分组成,分别为应用层,平台层,***层,用户访问层和管理层,云计算的本质是通过网络提供服务,所以其体系结构以服务为核心。
1,***层
***池层是指基础架构屋面的云计算服务,这些服务可以提供虚拟化的***,从而隐藏物理***的复杂性。
物理***指的是物理设备,如服务器等。
服务器服务指的是操作系统的环境,如linux集群等。
网络服务指的是提供的网络处理能力,如防火墙,VLAN,负载等。
存储服务为用户提供存储能力。
2,平台层
平台层为用户提供对***层服务的封装,使用户可以构建自己的应用。
数据库服务提供可扩展的数据库处理的能力。
中间件服务为用户提供可扩展的消息中间件或事务处理中间件等服务。
3,应用层
应用层提供软件服务
企业应用是指面向企业的用户,如财务管理,客户关系管理,商业智能等。
个人应用指面向个人用户的服务,如电子邮件,文本处理,个人信息存储等。
4,用户访问层
用户访问层是方便用户使用云计算服务所需的各种支撑服务,针对每个层次的云计算服务都需要提供相应的访问接口。
服务目录是一个服务列表,用户可以从中选择需要使用的云计算服务。
订阅管理是提供给用户的管理功能,用户可以查阅自己订阅的服务,或者终止订阅的服务。
服务访问是针对每种层次的云计算服务提供的访问接口,针对***层的访问可能是远程桌面或者xwindows,针对应用层的访问,提供的接口可能是web。
什么是云计算网络?
云计算网络目前定义是使用SDN(软件定义网络)的一种网络架构,使用SDN网络架构可以使云计算***的利用最大化,减少类似于普通网络的管理及引流的问题。
利用SDN网络,可以提升云计算***的使用效率。
云计算数据中心光互连网络架构
数据中心是云计算的核心支持平台,云计算的发展对数据中心网络架构提出了严峻的挑战,传统电互连网络架构难以在带宽、设备开销、能耗、管理复杂度等方面同时满足云应用的要求,因此以低能耗、低开销、高带宽为特点的光互连网络架构出现并受到研究人员的广泛关注。
通过广泛的接入模式、共享的***架构、按需的服务部署及灵活的容量扩展,云计算在近年来获得了广泛的部署和应用。数据中心是云计算的核心支撑平台,随着云应用的广泛部署,数据中心的通信模式和业务需求出现了根本性变化,这些变化具体包括:
(1)数据中心的网络规模和负载出现了指数级增长;
(2)主要的流量模式由传统“南北向流量”转变为“东西向 流 量”;
(3)更 多 时 延 敏 感 和 数 据 密集型业务在数据中心内运行;
(4)一些虚拟化技术,如虚拟机实时迁移,需要网络提供更好的支持,这些变化对数据中心网络架构提出了更高的要求,传统数据中心网络在对分带宽、传输时延、网络可扩展性、容错性、***利用率等方面均无法满足云业务的需求。对此,研究人员提出了新的电互连网络架构, 如Fat Tree、VL2、DCell、BCube、CamCube和Snowflake等。尽管上述架构能够有效满足新的云业务要求并改善数据中心的网络性能,但这些网络架构同时也带来了拓扑结构复杂、线缆开销过大、设备数量过多、网络能耗难以优化等问题。究其根本原因在于,随着网络容量的指数级增长,基于COME的电子元件几乎达到了其带宽的上限,因此,光互连技术得到研究人员的极大关注。与电互连技术相比,光互连技术能够更好地满足云计算数据中心对能耗和带宽的需求,尤其随着绿色计算、GreenCloud等概念的提出,数据中心光互连技术成为网络节能的重要方式。
近年来,结合云计算数据中心的流量模式和新型光交换器件,研究人员提出了多种新的光互连网络架构,实验和仿真表明,这些架构在吞吐、时延、灵活性、能耗等方面优于传统的电互连网络架构,但相对于电互连网络,工业
界和学术领域对于数据中心光互连网络的研究尚处于起步阶段,其中很多技术挑战尚未得到很好的解决,随着云计算的发展,服务、计算、存储、网络将进一步融合为一个整体方案,相对于发展迅速的计算技术和存储技术,网络技术的革新相对缓慢。因此,深入研究数据中心网络,尤其是具有革新性的光互连网络,对于未来网络技术和云计算技术的创新发展都具有重要的意义。
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