云计算中平台即服务的参考架构研究

云计算中平台即服务的参考架构研究

1平台即服务的参考架构云计算中讨论的服务包括基础设施即服务（ias）、平台即服务（paas）和软件层面的服务（saas）。平台即服务（paas）是云计算的重要组成部分，为开发者提供云计算应用的平台服务，并通过云计算平台可以显著提高开发者的效率，开发丰富的应用。这类云计算方法被认为是云计算的主要趋势之一。然而，从目前的情况来看，云计算在国内外的发展并不平衡。云计算产品和案例主要集中在saas层和ias层之间，而不是saas层。目前,主要的几个IT厂商和电信运营商都从各自立场提出了PaaS层的框架模型.但是,目前平台即服务(PaaS)还没有一个成熟的标准,业界对其定义和描述也不尽相同.本文在分析目前国内外著名公司的PaaS产品架构的基础上,结合PaaS平台的作用和定位,最后提出了一种平台即服务的参考架构,并对参考模型的各个模块的功能进行了概要设计.为平台即服务(PaaS)平台的普及和发展提供一个参考的架构模型.2saas层的框架模型.云计算是当前信息技术研究的重要领域,广义云计算指服务的交付和使用模式,通过网络以按需、易扩展的方式获得所需服务.云计算中讨论的服务包括三个层次的服务.IaaS层解决了业务应用和物理硬件设施之间的解耦,目前已经有成熟的产品和广泛的案例,IaaS的作用定位和技术架构也已经非常成熟.SaaS层是基于互联网提供软件服务的软件应用模式,经过短短几年的发展,SaaS应用已经具备了一定的规模,技术和产品都逐渐成熟和稳定.PaaS层需要解决应用开发平台和应用运行平台,通过集成企业内部和外部的基础公共服务,可以快速高效地开发企业级应用.主流的IT硬件厂商、互联网企业、SaaS软件商、电信设备厂商和运营商等都从各自立场提出了PaaS层的框架模型.通过对现有PaaS平台的调查和分析,目前主要有四类PaaS厂商:SaaS层演进型、IaaS层演进型、企业能力开放平台型、企业级应用开发平台型.PaaS平台下面对四类PaaS平台产品进行分析,简要介绍典型厂商的PaaS产品.2.1saasos对应用程序的支持随着SaaS的快速发展,最迫切的问题是要引入一个完整的应用开发平台,该平台能够支持各行业、各企业、各业务模式的各种应用要求.平台即服务(PaaS)的延伸模式应运而生,它扩展了按需服务,并实现了客户可根据需要自定制应用程序,成为改变应用程序开发的一个途径,延续SaaS继续对应用程序交付方式进行着变革.八百客是SaaS(软件即服务)市场和技术领导者,是中国首家提供大型企业级CRM(客户关系管理)的托管商.八百客PaaS平台于2006年发布,使用者可直接在互联网上创建和运行新的应用程序而无需安装任何辅助软件,并将企业应用拓展,能够支持所有类型的业务,业务所有环节的应用.而且800PaaS平台使用者可直接利用800APP.CRM后台的核心技术来开发应用程序.Salesforce是目前世界上最成功的在线CRM解决方案提供商,从2007年开始将用于SaaS的系统架构对外公开,用F这个名称进入PaaS业务.他所提供的PaaS服务里采用Java类似的语言Apex以及Eclipse开发平台,直观的拖放设计加快了开发速度,API则使连接其他应用程序变得轻而易举.每个应用程序都具有内置的社交和移动功能.2.2应用市场总体架构随着IaaS的快速发展,很多企业都建设了公有云和私有云,解决了计算能力、存储能力、网络能力等基础设施的虚拟化问题.国外的Google、Amazon,国内的新浪、盛大、百度、淘宝等公司都相继建立了公有云计算平台.这些公有云平台提供了一系列分布式计算、存储服务供开发者使用,这些服务大大地降低了开发者的开发成本.Amazon公司把最初为了自己公司运营用的构筑起来的系统平台进行出租,用户可以自由选择操作系统和中间软件,以这样的方式提供硬件以及软件平台作为服务.从2006年开始,AmazonEC2和AmazonS3开始作为服务推向市场.Amazon的PaaS服务为用户的自由组合提供了更多的自由度.Google以搜索引擎以及新的广告模式而闻名.2008年4月发表了PaaS服务GoogleAppEngine.客户的网络应用程序能够在Google的基础架构上运行.使用GoogleAppEngine将不再需要维护服务器,同时GoogleAppEngine应用程序易于构建和维护,并可根据您的访问量和数据存储需要的增长轻松扩展.新浪SAE(SinaAppEngine)是国内非常成功的公有云计算平台.SAE提供了一系列分布式计算、存储服务供开发者使用,同时SAE提供高可靠性和新浪的品牌保证,大大降低了开发者的运营风险.另外,作为典型的云计算平台,SAE采用“所付即所用,所付仅所用”的计费理念,通过日志和统计中心精确计算每个应用的资源消耗(包括CPU、内存、磁盘等).从AmazonEC2、GoogleGAP和新浪SAE提供的功能来看,PaaS平台和IaaS层提供的服务差异较大.IaaS层提供的是虚拟化的硬件设备,使用者得到的也是虚拟化设备的使用权;而PaaS平台面向的服务,使用者得到的是服务的使用权.3平台的架构从上面四个类型的PaaS平台分析可以看出,PaaS层作为云计算中重要的组成部分,它解决的是业务应用和业务平台解耦的问题,即业务平台能力的资源池化.但是,不同的厂商提出的PaaS平台架构模型差异较大,各有特色,都能够解决应用快速开发的问题,目前业界对PaaS平台还没有统一的架构参考模型.从业界对平台即服务PaaS的定位来看,它主要是解决业务应用和业务平台解耦的问题,即业务平台能力的资源池化.在这个云化的过程中,一方面是我们常说的数据库即服务,中间件即服务,快速高效使用虚拟化资源;另外一个方面是我们一直强调的属于各个应用系统中平台层能力的下沉,即形成企业内部面向企业多个应用的平台层能力.这些能力包括了流程引擎、规则引擎、组织权限、主数据中心等多个方面的内容.PaaS平台的作用不仅仅是产生和提供可复用的能力,对于PaaS平台我们更加强调的是业务系统完全可以在这个平台的基础上开发业务组件和业务应用.PaaS平台提供了通用的数据库服务,中间件服务,业务服务和技术服务,PaaS平台本身遵循标准的开发框架和开发方法,可以满足在PaaS平台上开发的应用完全可以进行自动部署和应用托管.4平台框架的构建4.1基于paas的平台总体架构初步确立根据前面对平台即服务(PaaS)发展现状的调研,结合对国内外各PaaS厂商产品的深入分析,对企业内部私有云和PaaS平台总体架构进行整理,初步考虑PaaS平台总体架构如图2所示.PaaS平台总体架构包括企业内公共服务、互联网公共服务、基础平台、IaaS虚拟资源适配等模块组成.4.2as虚拟资源装配IaaS层实现了业务应用和物理资源的解耦,提供了虚拟化的资源池,但是不负责资源池里面的资源调度和分配.IaaS虚拟资源适配器模块的作用是实现动态调度和分配资源,提供支持托管的开发框架和环境,提供自动部署功能.通过动态调度和应用托管,业务应用能够灵活地去调度IaaS资源池中的资源.IaaS虚拟资源适配器是PaaS平台的核心模块,它能够屏蔽IaaS层的技术差异性,降低业务应用编程的复杂度,从而提高业务应用开发的效率和质量.4.3业务应用平台基础平台又可以细分为应用开发平台、应用运行平台、数据库即服务、服务集成平台、应用中间件平台、流程服务平台等模块.应用开发平台的核心是提供一套集成的应用开发平台,提供集成的应用开发框架和环境、集成的PaaS底层技术能力,提供标准的技术服务(如日志、异常、国际化、安全、规则、缓存等).数据库即服务模块需要提供对底层数据库的统一封装,提供公共的数据访问接口,提供数据库资源池和数据库水平扩展能力,支持分布式数据库,支持非关系型数据库,支持数据库本身的多租户.服务集成平台模块包括数据集成和应用集成多方面的内容,数据集成包括了ETL、ODI等,应用集成重点是ESB企业服务总线,实现企业业务服务的集成,统一的服务目录的提供等功能.应用运行平台模块提供平台资源的运营管理,包括资源的申请、资源的使用、资源的回收、资源的调度、资源的监控等.应用中间件平台包括传统的Weblogic、Jboss、Websphere、Tomcat、IIS等,中间件平台的重点是形成中间件资源池和应用托管容器,这即是可以管理和调度的计算资源和计算单元.流程服务平台是更高层次的集成,包括了BPEL、HWF和BPM业务流程管理.流程即服务提供了流程建模、流程设计、流程执行、流程监控、流程分析的端到端流程管理能力.通过统一流程平台的方式支持各个业务系统实现业务流程管理功能.从上述功能设计中可以清楚地看到“企业级应用开发平台型PaaS平台”包含在PaaS平台基础平台模块中.“SaaS层演进型PaaS平台”一部分也包含在基础平台模块中,本文设计的参考模型中赋予P