開(kāi)源代碼及Linux系統(tǒng)在云計(jì)算中應(yīng)用

云計(jì)算和存儲(chǔ)將物理資源(例如處理器和存儲(chǔ))轉(zhuǎn)換成 Internet 上可伸縮、可共享的資源(“作為服務(wù)”的計(jì)算和存儲(chǔ))。雖然虛擬化不是一個(gè)新概念，但是通過(guò)服務(wù)器虛擬化實(shí)現(xiàn)的物理系統(tǒng)共享，的確能使資源的可伸縮性大得多，效率也高得多。云計(jì)算使用戶可以訪問(wèn)大規(guī)模計(jì)算和存儲(chǔ)資源，而且他們不必知道那些資源的位置及其是如何配置的。正如您預(yù)期的一樣，Linuxreg;在此扮演著極為重要的角色。探索云計(jì)算，了解其中的奧秘。

最近，沒(méi)有哪家技術(shù)性網(wǎng)站不提到所謂的云計(jì)算(cloud computing)的。云計(jì)算其實(shí)就是以服務(wù)的形式提供計(jì)算資源(計(jì)算機(jī)和存儲(chǔ))。這又涉及到以一種簡(jiǎn)單、透明的方式動(dòng)態(tài)地將服務(wù)延伸到更多的計(jì)算機(jī)和存儲(chǔ)的能力。所有這些都類(lèi)似于效用計(jì)算(utility computing)背后的思想。在效用計(jì)算中，計(jì)算資源被看作一種計(jì)量服務(wù)，就像更傳統(tǒng)的公共設(shè)施(例如水或電)一樣。它們的區(qū)別不在于這些思想背后的目標(biāo)，而在于組合到一起、使這些思想成為現(xiàn)實(shí)的現(xiàn)有技術(shù)。

云計(jì)算背后最重要的概念之一就是可伸縮性，而實(shí)現(xiàn)它的關(guān)鍵則是虛擬化(virtualization)。虛擬化在一臺(tái)共享計(jì)算機(jī)上*多個(gè)操作系統(tǒng)和應(yīng)用程序，以便更好地利用服務(wù)器。虛擬化還允許在線遷移，因此，當(dāng)一個(gè)服務(wù)器超載時(shí)，可以將一個(gè)操作系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)例(以及它的應(yīng)用程序)遷移到一個(gè)新的、不那么繁忙的服務(wù)器上。

從外部看，云計(jì)算只是將計(jì)算和存儲(chǔ)資源從企業(yè)遷出，并遷入到云中。用戶定義資源需求(例如計(jì)算和廣域網(wǎng)、帶寬需求)，云提供者在它的基礎(chǔ)設(shè)施中虛擬地裝配這些組件。

云計(jì)算在 Internet 中遷移資源

云計(jì)算的目標(biāo)是使這些資源比您自己所能提供和管理的資源更廉價(jià)。云計(jì)算除了降低成本外，還有更大的靈活性和可伸縮性。云計(jì)算提供者可以輕松地?cái)U(kuò)展虛擬環(huán)境，以通過(guò)提供者的虛擬基礎(chǔ)設(shè)施提供更大的帶寬或計(jì)算資源。

云計(jì)算在環(huán)保方面的優(yōu)勢(shì)是，它可以在不同的應(yīng)用程序之間虛擬化和共享資源，以提高服務(wù)器的利用率。下圖顯示了一個(gè)例子。在這個(gè)例子中，不同的應(yīng)用程序使用了 3個(gè)獨(dú)立的平臺(tái)，每個(gè)應(yīng)用程序都在它自己的服務(wù)器上運(yùn)行。在云中，可以在多個(gè)操作系統(tǒng)和應(yīng)用程序之間共享(虛擬化)服務(wù)器，從而減少服務(wù)器的數(shù)量。更少的服務(wù)器意味著需要更少的空間(減少數(shù)據(jù)中心占用的空間)和更少用于制冷的電力(減少碳足跡)。

虛擬化和資源使用

現(xiàn)在讓我們來(lái)探索一下，Linux 和開(kāi)源社區(qū)如何為云計(jì)算領(lǐng)域做出貢獻(xiàn)。您可能已經(jīng)猜到，Linux 和開(kāi)放源代碼扮演著極其重要的角色。

Software-as-a-Service

SaaS 就是以服務(wù)的形式訪問(wèn) Internet 上的軟件。一種早期的 SaaS 方法是 Application Service Provider(ASP)。ASP 提供對(duì) Internet 上存放或交付的軟件的訂閱。ASP 交付軟件，并根據(jù)軟件的使用收費(fèi)。這樣一來(lái)，您就不必購(gòu)買(mǎi)軟件，只需隨需租用軟件。

SaaS 的另一個(gè)方面是在 Internet 上使用遠(yuǎn)程執(zhí)行的軟件。這種軟件可以是本地應(yīng)用程序所使用的服務(wù)(并定義為 Web服務(wù))，也可以是通過(guò) Web 瀏覽器看到的遠(yuǎn)程應(yīng)用程序。遠(yuǎn)程應(yīng)用程序服務(wù)的一個(gè)例子是 Google Apps，它通過(guò)一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的 Web瀏覽器提供一些企業(yè)應(yīng)用。要遠(yuǎn)程地執(zhí)行應(yīng)用程序，通常需要依賴于一個(gè)應(yīng)用服務(wù)器來(lái)公布所需的服務(wù)。應(yīng)用服務(wù)器 是一個(gè)軟件框架，它公布軟件服務(wù)的API(例如事務(wù)管理或數(shù)據(jù)庫(kù)訪問(wèn))。具體的例子有 Red Hat JBoss Application Server、Apache Geronimo 和 IBMreg; WebSpherereg; Application Server 等。另外還有很多其他的應(yīng)用服務(wù)器，參考資料 小節(jié)給出了一份詳細(xì)的列表。

SaaS 的另一個(gè)最近的例子是 Google 的 Chrome 瀏覽器。這個(gè)瀏覽器是作為新桌面的理想環(huán)境，除了具有傳統(tǒng)的 Web 瀏覽體驗(yàn)外，還可以通過(guò)它來(lái)(以本地或遠(yuǎn)程方式)交付應(yīng)用程序。(要了解更多信息，請(qǐng)參閱 參考資料)。

Platform-as-a-Service

PaaS 可描述為一個(gè)完整的虛擬平臺(tái)，它包括一個(gè)或多個(gè)服務(wù)器(在一組物理服務(wù)器上虛擬而成)、操作系統(tǒng)以及特定的應(yīng)用程序(例如用于基于Web 的應(yīng)用程序的 Apache 和 MySQL)。在某些情況下，這些平臺(tái)可以預(yù)先定義和選擇。而在另一些情況下，可以提供一個(gè) VM鏡像，該鏡像包含所有的特定于用戶的應(yīng)用程序。

PaaS 一個(gè)有趣的例子是 Google App Engine。App Engine 是一個(gè)服務(wù)，通過(guò)它可以在 Google的可伸縮性極佳的架構(gòu)上部署 Web 應(yīng)用程序。App Engine 為可通過(guò) Internet 引用的 Python應(yīng)用程序提供一個(gè)沙盒(將來(lái)還會(huì)支持更多的語(yǔ)言)。除了支持用戶認(rèn)證、鏡像操作和電子郵件發(fā)送外，App Engine 還提供了 PythonAPI，用于持久地存儲(chǔ)和管理數(shù)據(jù)(使用 Google Query Language 或 GQL)。Web應(yīng)用程序運(yùn)行時(shí)所在的沙盒將限制對(duì)底層操作系統(tǒng)的訪問(wèn)。雖然 App Engine 限制了應(yīng)用程序可用的功能，但是它支持有用的 Web服務(wù)的構(gòu)造。請(qǐng)參閱 參考資料 小節(jié)，了解更多信息。

注意： 在一定的帶寬和存儲(chǔ)約束范圍內(nèi)，在 App Engine 中部署應(yīng)用程序是免費(fèi)的。但是，如果要用 App Engine 構(gòu)建生產(chǎn) Web 站點(diǎn)，則需要*估使用費(fèi)。

PaaS 的另一個(gè)例子是 10gen，它既是一個(gè)云平臺(tái)，又是一個(gè)可下載的開(kāi)放源代碼包，可用于創(chuàng)建您自己的私有云。10gen 是類(lèi)似于App Engine 的一個(gè)軟件棧，它提供與 App Engine 類(lèi)似的功能 — 但有一些不同之處。通過(guò) 10gen，可以使用 Python以及 JavaScript. 和 Ruby編程語(yǔ)言開(kāi)發(fā)應(yīng)用程序。該平臺(tái)還使用沙盒概念隔離應(yīng)用程序，并且使用它們自己的應(yīng)用服務(wù)器的許多計(jì)算機(jī)(當(dāng)然，是在 Linux上構(gòu)建)提供一個(gè)可靠的環(huán)境。 Infrastructure-as-a-Service

IaaS 是以服務(wù)的形式交付計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)設(shè)施。這一層與 PaaS 的不同之處在于，只提供虛擬硬件，而沒(méi)有軟件棧?？蛻籼峁┮粋€(gè) VM鏡像，該鏡像在一個(gè)或多個(gè)虛擬服務(wù)器上被調(diào)用。IaaS 是作為服務(wù)的計(jì)算的最原始的形式(除了對(duì)物理基礎(chǔ)設(shè)施的訪問(wèn))。最著名的商業(yè) IaaS提供程序是 Amazon Elastic Compute Cloud(EC2)。在 EC2 中，可以指定一個(gè)特定的VM(操作系統(tǒng)和應(yīng)用程序集)，然后將應(yīng)用程序部署到它上面，或者提供要在服務(wù)器上執(zhí)行的 VM 鏡像。然后，只需根據(jù)計(jì)算時(shí)間、存儲(chǔ)和網(wǎng)絡(luò)帶寬付費(fèi)。

Eucalyptus 項(xiàng)目(Elastic Utility Computing Architecturefor Linking Your Programs To Useful Systems)是 Amazon EC2的一個(gè)開(kāi)源實(shí)現(xiàn)，它與商業(yè)服務(wù)接口兼容。和 EC2 一樣，Eucalyptus 依賴于 Linux 和 Xen進(jìn)行操作系統(tǒng)虛擬化。Eucalyptus 是加利福尼亞大學(xué)(SantaBarbara)為進(jìn)行云計(jì)算研究而開(kāi)發(fā)的。您可以從該大學(xué)的網(wǎng)站上下載它(見(jiàn) 參考資料)，或者通過(guò) Eucalyptus PublicCloud 體驗(yàn)它，不過(guò)后者有一些限制。

另一個(gè) EC2 風(fēng)格的 IaaS 是 Enomalism 云計(jì)算平臺(tái)。Enomalism 是一個(gè)開(kāi)放源代碼項(xiàng)目，它提供了一個(gè)功能類(lèi)似于 EC2 的云計(jì)算框架。Enomalism 基于 Linux，同時(shí)支持 Xen 和 Kernel Virtual Machine(KVM)。與其他純 IaaS 解決方案不同的是，Enomalism 提供了一個(gè)基于 TurboGears Web 應(yīng)用程序框架和 Python 的軟件棧。