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云计算并不是传统的数据中心的复制,而是一种全新的IT服务提供模式,它颠覆了传统的用户使用计算资源的方式,通过简单的用户交互门户,实现IT资源的自主申请,系统自动化布署;
同时可以提供足够的按需可扩展的计算容量资源和能力;
通过虚拟化技术实现全新的应用服务。
同时云计算对普通使用者而言又是简单而方便的,通过B/S访问方式获取资源,无需任何专门的技术培训,可用的服务又是多样的,不需要单独购买所需硬件及软件,不需要系统管理与维护,可以直接从云平台中获得服务(应用)。
从外部看,云计算只是将计算和存储资源从原有的服务器迁出,并迁入到云中。
用户定义资源(系统、网络、存储、应用等)需求,云计算从它的基础设施中虚拟地装配这些组件形成特定应用。
2.1云计算的定义
从狭义上看,云计算是指IT基础设施的交付和使用模式,用户可以通过网络以按需、易扩展的方式获得所需的资源(硬件、平台、软件)。
提供资源的网络环境被称为“云计算”。
“云计算”中的资源在使用者看来是可以无限扩展的,并且可以随时获取,按需使用,随时扩展,按使用付费。
这就好比是从古老的单台发电机模式转向了电厂集中供电的模式。
它意味着计算能力也可以作为一种商品进行流通,就像煤气、水电一样,取用方便,费用低廉。
最大的不同在于,它是通过互联网进行传输的。
从广义上看,云计算是指服务的交付和使用模式,用户可以通过网络以按需、易扩展的方式获得所需的服务。
这种服务可以是IT资源和软件、互联网相关的,也可以是任意其他的服务。
NIST(美国国家标准及技术研究所)已经给出了云计算的概念和主要特征及部署形式,按NIST的定义,云计算应该包括五个特征,三种服务模式,四种部署形式。
五个特征包括:
●按需自服务特征
用户可以按需自己部署计算资源(服务器、网络、存储等),而不需要服务提供者干预。
●足够的网络访问能力
具有足够的网络访问带宽能力,支持广泛的终端类型(如PC、无盘工作站、手持终端等)。
●共享资源池
服务提供者把计算资源形成资源池服务于多个用户及多种服务模式,物理资源和虚拟资源可以动态分配和共享及再分配。
用户不用关心具体使用资源的物理位置。
●弹性快速部署特征
不像传统应用的安装方式,云计算可以实现灵活快速的部署应用的特征,以硬件模板、系统模板、应用模板等方式任意组合为应用需求,并且在几分钟内完成资源的部署。
●服务可计量的特征
云计算系统能够控制并测量用户使用服务的相关信息,如用户使用硬件大小,软件、应用类型、网络流量及使用时间等,从而可计算出用户使用资源的情况统计。
三种服务模式:
●SaaS(软件即服务)
SaaS(SoftwareasaService)是云计算的一种子集,这种类型的云计算常常是通过浏览器把程序传给用户。
在使用者看来,这样会省去在服务器硬件和软件及应用授权上的开支;
从云平台维护者角度来看,只需要维持一个应用就可以了,减少了投资成本和管理维护成本。
最终用户不必购买软件,不需要管理任何架构和软件,只需按需使用云计算平台提供的服务(如CRM、ERP、MessagesCollaboration等)。
●PaaS平台即服务
PaaS(PlatformasaService)是云计算的另一种服务形式,可描述为一个完整的虚拟平台,它包括一个或多个服务器(在一组物理服务器上虚拟而成)、操作系统以及特定的应用程序或接口(例如用于基于Web的应用程序的Apache和MySQL、应用服务器JBossApplicationServer),用户可以开发、创建、部署、管理自己的应用,但不需要管理架构相关的内容。
●IaaS架构即服务
IaaS(InfrastructureasaService)是云计算中常见的第三种服务形式,是以服务的形式交付计算机基础设施(CPU、Memory、Network、Storage),用户可以在申请到的虚拟基础资源平台中部署和运行任意的软件和应用,具有完全控制自己资源的能力。
四种部署形式:
●私有云(单一组织私有)
●社区云(多个组织或社区共享)
●公共云(单一组织创建,服务于公众)
●混合云(上面三种云的组合)
2.2云计算优势
●超大规模:
“云”具有相当的规模,Google云计算已经拥有100多万台服务器,Amazon、Yahoo等的“云”均拥有几十万台服务器。
企业私有云一般拥有数百上千台服务器。
“云”能赋予用户前所未有的计算能力。
●扩展性:
可以将复杂的工作负载分解成小块的工作,并将工作分配到可逐渐扩展的云计算中心;
而需要增加的管理费用几乎为零。
云的规模可以动态伸缩,能够满足用户不断增长的应用和用户需求。
●自动性:
“云”计算平台具有自动化管理功能,用户可以通过用户门户,自主申请计算资源和应用,按需要建立自己的资源环境,而整个过程是不需云平台管理员的干预,云平台只需自动记录用户使用资源的相关信息(如硬件大小、软件信息、应用信息等)和使用资源的时间等。
●有效性:
基于服务为导向的架构,可以动态地分配和部署共享的计算资源。
●灵活性:
可以支持各种计算机应用类型,且同时支持消费者应用和商业应用。
在云的支撑下,可以支持并实现各种应用。
●高可靠性:
“云”使用了数据多副本容错、计算节点同构可互换等措施来保障服务的高可靠性,使用云计算比使用本地计算机更可靠。
●动态性:
能够监控计算资源,并根据已定义的规则自动地平衡资源的分配。
●虚拟性:
用户从“云”中获取计算资源,申请的资源不是固定的、有形的实体,计算资源的物理位置及底层的基础架构对于用户来说是透明和不相关的,用户通过简单的界面使用资源,并感觉自己独享资源。
云计算平台,对于提供信息服务、降低IT管理复杂性、促进创新,实现绿色IT,节省能源消耗,提供SLAQoS以及通过实时工作负载均衡来提高响应能力而言,是一种经济有效的模型。
它能迅速发布应用程序,也能随需扩展应用程序,使得瞬间在成千上万台服务器上扩展应用程序成为可能。
另外,云计算平台大量采用虚拟机技术,可以在几分钟内快速完成系统和应用的部署。
具有无比的优越性和先进性。
3RedHat云计算案例简介
3.1亚马逊云计算(AmazonElasticCloudComputing)
RedHat公司是最早涉入云计算领域的软件和服务提供商,早在2007年,就和AmazonWebService(AWS)部门合作,和Amazon共同构建基于RedHat企业Linux操作系统为基础EC2云计算平台,经过3年多的与Amazon合作,已经形成了自己完整的云计算平台软件解决方案。
Amazon弹性计算云也被称为"
EC2"
,是一套商业web服务,它能够让付费客户租用计算机资源来运行计算机应用。
EC2能够实现可伸缩的应用部署,因为它提供了一套web服务接口,客户能够通过该接口请求任意数量的虚拟机,即服务器实例。
客户可以在这些机器上加载他们所选择的任何软件。
当前用户可以根据需要创建、发起以及终止服务器实例,因此产生了“弹性”一词。
Amazon实施能够使服务器实例创建于与相关故障隔绝的区域中。
EC2是A在总括术语AmazonWebServices(AWS)之下提供的若干Web服务之一。
EC2采用红帽虚拟化技术。
每台虚拟机被称为一个实例,是一台虚拟服务器,可以采用各种规模大小资源置。
实例的规模根据EC2计算单元来确定,相当于物理硬件中的计算容量。
RedHat虚拟化技术与AmazonAWS的结合改变了计算经济学,它能够让客户只为他们实际使用的基础架构软件服务和容量付费。
面向云计算的RedHatEnterpriseLinux使得您能够很方便地在虚拟计算环境开发、部署和管理您新的及现有的应用。
计算容量可以根据需要进行伸缩,以满足不断变化的负载及业务需求。
在AmazonEC2上的RedHatEnterpriseLinux能够让客户在几分钟之内增减容量,而无需再过量购买软件及硬件容量,只把它们用作应付周期性峰值需求的资源。
RedHat网络(RHN)提供了一套通用的管理及自动化工具,它们跨越了办公场所部署与AmazonEC2云计算环境。
RedHat将为AmazonEC2及其上运行的RedHatEnterpriseLinux提供技术支持和维护。
这是AmazonEC2上第一套得到商业支持的操作系统。
3.2NTT通信公司商务云服务
2010年4月,日本NTT通过RedHat云计算技术构建5000多台物理服务器规模的BizHosting面向企业的主机租用服务。
NTT通信公司是提供全球客户广泛的网络、管理、IT服务公司,公司是提供高质量、高可靠、高安全的主机、语音、视频、数据、IP服务著称,尤其是IPV6的技术领导者。
随着云计算技术的快速发展与推广,NTT通信公司凭着自己做为服务运营商的优势网络和广泛的全球用户,也提出了建立云计算平台并提供商业云计算主机租用服务。
NTT通信公司很早就是红帽的长期合作伙伴,并且是红帽虚拟化技术KVM的测试客户,所以在构建初期就考虑通过采用开源的虚拟化化技术为基础的底层技术,所以就选择基于红帽虚拟化产品RHEV作为开发云计算服务门户和技术接口,通过与红帽合作开发,对外提供了基于RHEV虚拟化技术为基础架构的Biz-Hosting云计算服务。
同时在云计算平台中提供以红帽企业Linux为操作系统的云服务。
红帽企业虚拟化采用独特且创新的虚拟化技术KVM(基于内核的虚拟化技术),将红帽企业Linux内核转化为虚拟化平台。
红帽企业虚拟化继承了红帽企业Linux的所有企业级特征,包括行业领先的性能、扩展能力、安全性,以及最全面的硬件和企业级应用支持能力,从而领先于其它虚拟化平台。
对于现实世界的企业工作负载,例如SAP、Oracle和Exchange,与裸机应用运行相比,可达95%的性能,单台主机每秒处理超过一百万条消息时只出现近200微秒的延时,而且具有企业级工作负载的600多台虚拟机在单台服务器上实现最高的整合率,因此,红帽企业虚拟化允许对要求最苛刻的应用工作负载实现虚拟化。
红帽企业虚拟化采用与美国政府联合开发的SELinux安全技术,提供了最高等级的虚拟机与主机以及虚拟机与虚拟机之间的安全隔离,并为企业开展大规模虚拟化项目以及部署内部/专有云计算系统提供了理想的平台。
红帽企业虚拟化服务器管理平台允许企业集中管理整个虚拟环境–虚拟数据中心、集群、主机、虚拟服务器、网络和存储系统。
借助先进的功能,例如高可用性、实时迁移和系统调度,红帽企业虚拟化可帮助企业显著降低IT运作成本和资本支出。
正是基于红帽虚拟化技术的上述特性,越来越多的云计算服务提供商选择红帽企业虚拟化做为其私有云、公共云的基础数据中心平台。
NTT通信公司也是在充分测试和验证红帽企业虚拟化产品的基础上,利用红帽虚拟化开源技术及开发接口,开发自己商务云计算服务平台,并于2010年四月正式推出biz-hosting云服务向全球用户提供公共云服务。
“红帽企业虚拟化提供了高可用性、可靠性、安全性和可扩展性,能为我们新开展的云服务提供基础保障”,NTT业务网络服务部执行经理MasatoMinamisawa说,“我们坚信红帽企业虚拟化技术是最有效的虚拟化产品完全能够满足我们企业用户对云计算服务工作量和吞吐量的需求”。
通过biz-hosting业务,NTT提供了云计算服务的巨大优势:
●快速部署和最小的前期投资成本:
客户可以从任何地点在NTT云计算平台上快速进行服务器设计、安装和操作
●有效、灵活的资源控制:
通过NTT全球高质量的网络,可以方便全球客户快速访问biz-hosting服务,客户可以根据需要,增加/减少服务器资源,最大化成本有效性
●一站式门户服务:
通过在线门户,用户可以管理虚拟服务状态,如开/关服务器,实现更有效的操作
●集成的服务:
根据业务应用需求提供集成的云服务,如E-Mail,Web、协作,最大化体验虚拟化技术带来的优势。
3.3VerizoneBussinessCaaS云计算服务
2009年6月,VerizoneBussiness联手RedHat公司部署自己的云计算平台,提供computingasaservice解决方案。
3.4贝特斯曼SaaS电子商务云计算平台
2009年9月,贝特斯曼旗下欧唯特公司和RedHat公司合作,推出自己的基于SaaS电子商务平台。
3.5广东(南海)云计算平台
2009年8月,RedHat协助佛山南海信息中心构建南海云计算中心。
广东(南海)云计算中心利用先进的计算机技术,为软件研发、数字创新、创意设计和企业信息化提供优质支持服务,并将通过培育本地化的新型软件服务模式,促进南海乃至珠三角地区产业转型升级和自主技术创新,加速信息化与工业化的融合,进一步巩固和提升本地的产业集群优势,推动珠三角现代信息服务业发展。
通过云计算平台服务中心提供面向各种企业及电子政务系统的云计算服务,大大节省了企业IT的投资成本及运营成本,同时也提现了政府服务于企业的领导职能作用。
广东(南海)云计算架构图
3.6广州大学云计算数字化校园系统
广州大学主要是在一期工程的基础上,构建一个完整、统一的校园云计算平台,实现对整个平台中计算资源的动态分配、管理与共享,全面展开电子校务系统建设,基本建成以电子校务系统为核心、教学服务系统为辅助,面向教学、科研和管理的服务型学校。
通过云计算平台的建设,实现了:
●计算资源的整合,提高设备的利用效率;
●降低复杂性,实现计算资源和存储资源的共享;
●提高IT生产力,如节约能源,降低能耗;
●提高系统可靠性和可用性,实现零宕机和灾难恢复。
●实现了按需部署、自动监控、负载均衡、动态迁移
性能对比图
4广东商学院数字化校园云计算建设背景
随着云计算的技术热点的出现及其给数据中心带来的具大优势与资源灵活应用与整合的特点,越来越多的数据中心都在向云计算方向改造和发展,广东商学院也在充分调研并通过对现有应用分析与统计的基础上,也提出了向云计算平台发展的总体建设思路。
通过云计算技术,既可以实现整体平台硬件与应用整合,又能适应未来新的硬件扩展与应用的增加,达到一个无限的大统一硬件资源池(服务器、网络、存储等),在资源池中灵活的分配和调度应用资源的需求,满足应用SLA服务质量的保证。
同时还可以节省大量的软、硬件的投资成本,提高管理效率,增加应用的灵活性。
通过多次的调研与沟通,依据目前行业的趋势与发展发向,结合应用特点,我们提出广东商学院数字化校园建设云计算的实施计划与方案。
根据广东商学院的实际需要,云计算建设主要以实现内部使用的私有云,未来如有需要可以扩展为对外提供服务的公共云计算平台。
4.1广东商学院数字化校园云计算平台拓朴图
根据硬件环境及云计算平台建设规划,下图列出广东商学院数字化校园云计算平台拓朴图。
下面分别描述云计算平台中各核心组成部分。
4.1.1云计算平台核心组成
云计算服务器系统云(核心应用系统):
是云计算平台中主要运行虚拟机及应用的核心计算资源的组成,它是由一组刀片服务器(机架式服务器)组成,形成统一的资源池,包括cpu、内存、网络资源池,配合存储系统部分的存储池,构成一个统一的可分配置的资源池,广东商学院规划中的核心十几个应用及未来的应用都会从资源池中获得资源分配并运行在其上,通过其高级的功能资源平衡调度、虚拟机高可用性、虚拟机的在线迁移、电源节省等可以更有效地、灵活地分配和调整应用的资源,实现高效、可靠、稳定、灵活、快速、方便、易扩展等的特点。
云计算存储系统(云):
是云计算平台中主要应用数据和虚拟机存储池统称,是实现服务器系统云的核心数据支撑系统,在规划中,存储系统(云)从存放数据内容不同可分为三部分:
虚拟机映像数据区、应用程序数据区、应用模板区。
云计算平台管理中心:
实现对整个云计算平台的管理,主要完成数据中心、网络、虚拟主机及集群管理、计算资源管理、虚拟机分配、资源调度、高可用性集群管理、虚拟机在线迁移、虚拟主机维护、存储池管理、电源管理等高级特性,主完成云计算平台功能核心管理中心,同时还包括用户自主服务门户系统,完成不同用户的资源使用监控、统计、报表与云资源申请等功能。
云计算平台统一身份认证系统:
主要完成云计算平台用户身份统一认证的管理。
云计算平台网络子系统:
由两个以太网交换机构成双路冗余的链路配置方式。
云计算平台IO子系统:
由两个光纤交换机构成IO双链路冗余IO子系统。
4.1.2VPN服务器子系统
由专门的VPN服务器设备构成,同时RedHat云计算软件支持与其无缝连接,同步云计算平台中用户身份信息与VPN服务器用户身份信息,主要实现校园网外用户对云计算和应用的访问。
4.1.3云计算平台备份子系统
由相对廉价的存储组成整个云计算平台的备份系统,包括云计算平台中应用的备份及数据库数据备份和云计算管理平台的备份。
5系统软件分布列表
应用
硬件分配
数量
说明
云计算平台管理服务器
高配服务器
2
构建集群的云计算平台管理服务器,包含SQLServer数据库
云计算平台统一身份认证服务器
低配服务器
1或2
主备方式构建集群配置
备份服务器
中配2x4核服务器
1
应用备份系统及云计算平台备份系统
负载均衡服务器
专有硬件
实现应用负载均衡集群配置
vpn服务器
支持外网访问及同步云计算用户身份
其它应用系统(共享数据平台应用、应用身份认证、统一信息门户、统一身份认证数据库、正方现代教务管理系统、教务系统数据库、人力资源管理系统、学工/迎新管理系统、协同办公系统、综合数据库系统、bbs、dns、邮件、评估系统等
高、中、低配服务器
其它所有
由其它所有刀片服务器构建统一虚拟资源池,在资源池上构建相应的虚拟机系统来部署不同的应用(不固定在具体的物理主机上),结合负载均衡器,在资源池中自动实现负载动态扩展和回收功能,通过红帽云计算平台高级功能实现应用的全自动HA集群配置、虚拟主机系统资源自动平衡与调度,电源节省管理,维护在线迁移等功能。
未来还可以扩展提供其它SaaS、PaaS、IaaS等典型云计算应用
6广东商学院数字化校园云计算平台功能简介
采用RedHat云计算技术,广东商学院数字化校园云计算平台可以实现如下主要功能。
6.1SaaS软件即服务功能
软件即服务功能几年前就成为一种流行的基于互联网的服务,用户通过internet可以直接使用软件提供商所提供的功能软件,最常见的SaaS的服务如网上日历、任务调度、消息协作、网上office或CRM客户关系管理、邮件系统等。
用户只需直接使用配置好的应用软件,广东商学院目前十几个应用主要提供的就是SaaS服务,使用者直接象使用传统应用一样方式来访问应用系统,根本感觉不到自己所使用的系统是运行在云计算平台中,不需要仍何专门的培训。
这种方式需要云计算平台运维者只需事先部署好不同功能的应用,为不同需求的用户提供服务。
当某一应用资源不够时可以动态调整硬件资源来扩展应用软件的计算能力,甚至可以复制、快速布署另一相同虚拟机应用软件,满足更高负载的服务质量保证。
6.2IaaS架构即服务功能
通过虚拟化技术,可以在云计算平台上,按需分配相应的虚拟硬件资源(CPU、Memory、Storage、Network)等,在虚拟的硬件资源上安装并运行不同虚拟机系统(linux,windows,OpenSolaris,FreeBSD等),不同的虚拟机系统可以给不同的用户使用,用户拥有root/administrator最高权限和密码,完全可以利用和控制自己的虚拟机系统,用户是感觉不到自己是登录到虚拟机系统上,象使用安装在物理机器上的操作系统一样使用虚拟机系统,用户自己决定运行什么样的应用。
在管理上,云平台管理员可以预先安装好常用的操作系统(linux,windows等)并制作成模板,给用户分配并创建虚拟机资源时不需要从头开始安装系统,只需要选择已经安装好的模板,并选择相应的虚拟机硬件资源,就可以快速构建一个新的虚拟机系统,这个过程大概只需要几分钟时间就可以完成。
完全不同于传统的操作系统安装。
更高级的功能,用户可以自己登录到云计算平台上,通过GUIweb界面自己选择要用的系统模板,并选择希望使用的硬件资源,自己创建虚拟机操作系统,这样就可以大大节省云平台管理员的工作负担。
并实现云计算平台资源自动化申请和创建功能。
同时通过帐单系统,云平台运维中心可以统计每个用户使用云资源的具体状态监控与情况统计(时间、资源模板、网络流量、IO流量等),如果配合支付系统,就可以按标准实现资源收费系统,未来可以上升为对外提供公共服务的商业云计算平台。
6.3Paas平台即服务功能
平台即服务功能就是为IaaS加上各种功能服务器软件,提供一个计算平台的一种功能。
常见的平台即服务的功能服务器如开发服务器,数据库服务器,中间件应用服务器等。
用户不必要自己再安装功能服务器软件,只需直接使用功能服务器设
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