云计算与负载均衡分析

1、云计算定义云计算起源及发展云计算产业结构云计算带来的技术变革云OS云计算（Cloud Computing）是网格计算（Grid Computing ）、分布式计算（DistributedComputing）、并行计算（Parallel Computing）、效用计算（Utility Computing）、网络存储（Network Storage Technologies）、虚拟化（Virtualization）、负载均衡（Load Balance）等传统计算机和网络技术发展融合的产物。狭义云计算指IT基础设施的交付和使用模式，指通过网络以按需、易扩展的方式获得所需资源；广义云计算指服务的交付和

2、使用模式，指通过网络以按需、易扩展的方式获得所需服务。1983年，太阳电脑（Sun Microsystems）提出“网络是电脑”（“The Network is the computer”）。2006年3月，亚马逊（Amazon）推出弹性计算云（Elastic Compute Cloud；EC2）服务。2006年8月9日，Google首席执行官埃里克施密特（Eric Schmidt）在搜索引擎大会（SES San Jose 2006）首次提出“云计算”（Cloud Computing）的概念。Google“云端计算”源于Google工程师克里斯托弗比希利亚所做的“Google 101”项目。2

3、007年10月，Google与IBM开始在美国大学校园，包括卡内基美隆大学、麻省理工学院、斯坦福大学、加州大学柏克莱分校及马里兰大学等，推广云计算的计划，这项计划希望能降低分布式计算技术在学术研究方面的成本，并为这些大学提供相关的软硬件设备及技术支持（包括数百台个人电脑及BladeCenter与System x服务器，这些计算平台将提供1600个处理器，支持包括Linux、Xen、Hadoop等开放源代码平台）。而学生则可以通过网络开发各项以大规模计算为基础的研究计划。2008年1月30日，Google宣布在台湾启动“云计算学术计划”，将与台湾台大、交大等学校合作，将这种先进的大规模、快速计算

4、技术推广到校园。2008年8月3日，美国专利商标局网站信息显示，戴尔正在申请“云计算”（Cloud Computing）商标，此举旨在加强对这一未来可能重塑技术架构的术语的控制权。戴尔在申请文件中称，云计算是“在数据中心和巨型规模的计算环境中，为他人提供计算机硬件定制制造”。 2010年3月5日，Novell与云安全联盟（CSA）共同宣布一项供应商中立计划，名为“可信任云计算计划（Trusted Cloud Initiative）”。2010年7月，美国国家航空航天局和包括Rackspace、AMD、Intel、戴尔等支持厂商共同宣布“OpenStack”开放源代码计划， 微软在2010年10

5、月表示支持OpenStack与Windows Server 2008 R2的集成；而Ubuntu已把OpenStack加至11.04版本中。2011年2月，思科系统正式加入OpenStack，重点研制OpenStack的网络服务。云计算的产业三级分层：云软件、云平台、云设备。上层分级：云软件Software as a Service (SaaS)中层分级：云平台Platform as a Service (PaaS)下层分级：云设备Infrastructure as a Service (IaaS)云安全云物联云教育云游戏物联网中的感知识别设物联网中的感知识别设备（如传感器、备（如传感器、RF

6、ID等）等）生成的大量信息如果不生成的大量信息如果不能有效地整合与利用，能有效地整合与利用，那无异于入宝山而空返，那无异于入宝山而空返，望望“数据的海洋数据的海洋”而兴而兴叹。云计算架构可以用叹。云计算架构可以用来解决数据如何存储、来解决数据如何存储、如何检索、如何使用、如何检索、如何使用、如何不被滥用等关键问如何不被滥用等关键问题。题。云计算操作系统，又称云计算中心操作系统、云OS，是云计算后台数据中心的整体管理运营系统。它是指构架于服务器、存储、网络等基础硬件资源和单机操作系统、中间件、数据库等基础 软件管理的海量的基础硬件、软资源之上的云平台综合管理系统。云计算操作系统有以下几个作用，一

7、是治众如治寡，能管理和驱动海量服务器、存储等基础硬件，将一个数据中心的硬件资源逻辑上整合成一台服务器；二是为云应用软件提供统一、标准的接口；三是管理海量的计算任务以及资源调配；负载均衡定义负载均衡技术分类负载均衡策略负载均衡实施要素负载均衡有两方面的含义：首先，大量的并发访问或数据流量分担到多台节点设备上分别处理，减少用户等待响应的时间；其次，单个重负载的运算分担到多台节点设备上做并行处理，每个节点设备处理结束后，将结果汇总，返回给用户，系统处理能力得到大幅度提高。根据负载均衡所采用的设备对象、应用的网络层次（指OSI参考模型）及应用的地理结构等可做以下分类:软/硬件负载均衡网络层次上的负载均

8、衡本地/全局负载均衡负载均衡策略的优劣及其实现的难易程度有两个关键因素：一、负载均衡算法，二、对网络系统状况的检测方式和能力。轮循均衡（Round Robin）权重轮循均衡（Weighted Round Robin）随机均衡（Random）权重随机均衡（Weighted Random）响应速度均衡（Response Time）最少连接数均衡（Least Connection）处理能力均衡DNS响应均衡（Flash DNS）Ping侦测TCP Open侦测HTTP URL侦测性能可扩展性灵活性可靠性易管理性性能的优劣与负载均衡设备的处理能力、采用的均衡策略息息相关，并且有两点需要注意：一、均衡方

9、案对服务器群整体的性能，这是响应客户端连接请求速度的关键;二、负载均衡设备自身的性能，避免有大量连接请求时自身性能不足而成为服务瓶颈。在硬件负载均衡设备上，目前主要有三种管理方式可供选择：一、命令行接口（CLI：Command Line Interface），可通过超级终端连接负载均衡设备串行接口来管理，也能telnet远程登录管理，在初始化配置时，往往要用到前者；二、图形用户接口（GUI：Graphical User Interfaces），有基于普通web页的管理，也有通过Java Applet 进行安全管理，一般都需要管理端安装有某个版本的浏览器；三、SNMP（Simple Networ

10、k Management Protocol，简单网络管理协议）支持，通过第三方网络管理软件对符合SNMP标准的设备进行管理。DNSDNS负载均衡负载均衡 现假设有三台服务器来应对的请求。在采用BIND 8.x DNS服务器的unix系统上实现起来比较简单，只需在该域的数据记录中添加类似下面的结果： www1INA www2INA www3INA wwwINCNAME www1wwwINCNAME www2wwwINCNAME www3NATNAT负载均衡负载均衡NAT（Network Address Translation 网络地址转换）简

11、单地说就是将一个IP地址转换为另一个IP地址，一般用于未经注册的内部地址与合法的、已获注册的Internet IP地址间进行转换。Cisco路由器NAT负载均衡的配置：做好路由器的基本配置，并定义各个接口在做NAT时是内部还是外部接口。 然后定义一个标准访问列表（standard access list），用来标识要转换的合法IP地址。 再定义NAT地址池来标识内部web服务器的本地地址，注意要用到关键字rotary，表明我们要使用轮循（Round Robin）的方式从NAT地址池中取出相应IP地址来转换合法IP报文。 最后，把目标地址为访问表中IP的报文转换成地址池中定义的IP地址。 相应配

12、置文件如下：interface Ethernet0/0ip address 48ip nat inside!interface Serial0/0ip address 48 ip nat outside! ip access-list 1 permit !ip nat pool websrv netmask 48 type rotary ip nat inside destination list 1 pool websrv 反向代理负载均衡反向代理负载均衡反向代理（Reverse Proxy）方式是指以代理服务器来接受internet上的连接请求，然后将请求转发给内部网络上的服务器，并将从服务器上得到的结果返回给internet上请求连接的客户端，此时代理服务器对外就表现为一个服务器。反向代理负载均衡技术是把将来自internet上的连接请求以反向代理的方式动态地转发给内部网络上的多台服务器进行处理，从而达到负载均衡的