《电子商务云计算》-第 2 章

2.1业务成本模式改革2.1.1企业需要在快速变化的市场下运行在迫不得已情况下，绝大部分企业可以通过一些极端的处理方法来换取运营成本在一年之内下降25%～30%，但这这种方法不能长期使用，因为它肯定会毁掉一家企业的内部结构。通过研究发现，只有产品的需求和价格在一年之内的变化维持在5%～15%时，企业才可以长期运行。当然，这也是保证企业营业额不受影响的可变范围。几十年前，采取这种极端方法的企业很普遍，而现如今像这样的企业还存在多少？现在的潮流趋势又是怎样的？如果企业能够在不带来损失的情况下很容易地降低运营成本，或者通过加大投入来增加产量，那企业会怎样发展呢？下一页返回2.1业务成本模式改革在企业采取的运营模式中，如果可变成本占总成本的一半或者更多，那企业又将如何发展呢？也许有些企业会在不稳定的市场中很好地幸存下来并发展壮大，甚至能更好地适应21世纪的新商业环境。许多企业曾对工业化的20世纪具有很高期望，认为只要道路一马平川，其发展就应该像赛车一样一路加速赢得最后的胜利。但当道路百转千回，或者遇到有风的山丘或山谷时，仅仅靠速度是不能取胜的。在21世纪，不论是取胜的赛车手还是取胜的企业家，他们都必须具有极佳的操控能力和极高的响应能力，他们需将企业发展的重心从速度转移到灵活性上来。上一页下一页返回2.1业务成本模式改革2.1.2企业运营与信息技术的融合多年以前，企业运营依靠的还是电话、传真、笔和纸，计算机系统大多都被用于支持企业的后台办公管理，而不是用于解决前台顾客面临的问题及企业日常的运营活动。现在，电话本身就是一台计算机；传真已成为众多服务工具中的一种；笔和纸的功能已经可以被现代的数字通讯工具取代。如今的企业，从成立之初到成长为国际型大公司，都要依赖计算机系统，计算机系统永不停歇地帮助企业处理它所遇到的前台和后台的所有事务。由于大多的日常商业活动都由实时系统支持，因此这种支持系统一旦停止，企业的运营也就会停下来。上一页下一页返回2.1业务成本模式改革而且如果没有新应用系统的支持，企业无法开发新的产品和服务，也无法重新设计内部的运营方案。事实上，开发新系统要花费大量的时间与金钱，这也是企业不愿意开发新产品和重新设计运营方式的原因。开发一项新的业务往往会带来一笔昂贵的费用支出和太多的麻烦，所以这些企业更愿意坚持其原有的产品运营方案。最新的研究数据表明，企业用以研发或购买信息技术、维护系统与数据中心及聘用相关技术人员等的费用平均只占企业业务运营费的6%。信息技术已称为企业提高其灵敏性和反应性的关键要素，这6%的业务运营预算会对整个企业的商业利润起决定性的杠杆作用。上一页下一页返回2.1业务成本模式改革但具有讽刺意味的现象却是大多企业在信息技术方面的预算有70%～80%都用在了维护现有系统和数据中心的运营上，这使得它们没有足够的资金用于开发和设计新的系统。那么，能否将不属于企业核心竞争力但需要高投入、操作复杂的信息系统研发转包给外部商家？那些专注运营的外部商家又能否以其专业化和规模化的优势在降低客户企业投入成本的同时持续提供高水平的服务呢？企业又能否将信息技术上的大部分花费转移到开发新的系统上来，以促使其不断地进步并生产更加现代化的产品呢？上一页下一页返回2.1业务成本模式改革如果企业把94%的运营预算都投放在了非信息技术和货物运输上，在此基础上的新产品的推广能够给企业带来它们所需要的敏捷性与高回报吗？这可以使企业转变为熟练、敏捷和最能适应21世纪的“经济竞技赛道”吗？上一页返回2.2信息技术实用化2.2.1转向公用电网20世纪初期，那些负责摩天大楼运作的企业开始考虑由外部商家来为他们提供电力，同时也对开发新电网是否合理一事展开了讨论。从节约成本的角度出发，建筑商看到了废除地下室发电机的好处，既可以不再使用煤，也不必再雇用员工来搬运煤。同时，雇用机械师和电气工程师的费用也可以节省下来。但从安全角度出发。仍然有许多人对新电网的可靠性表示担忧。他们会说：“我们的建筑已经可以自行运转了，为什么还要去冒险开发新电网呢？”然而金融学家和财会专家认为，这种新的电力系统与室内发电机相比，每度电所产生的成本更低。下一页返回2.2信息技术实用化支持室内电力供应的人们则指出，依靠外部发电会在供电的稳定性和安全性方面存在风险。如何证明这种新的电力系统可以提供可靠的电能？电力系统如何为商业提供持续的能源？由于外部电力是通过暴露在外面的电线来输送的，如果有人切断了输送电线，该怎么办？如何来保证这种外部电力供应的安全性？上述这些担忧都是可以理解的，但是这些私人大楼一直靠自己供电也不是长久之计，因此新电网的发展是大势所趋。随后，电力公共设施变得越来越可靠，并在市场中占有了一席之地。电力的安全性问题已经得到了很好的解决，但维护电力的可靠性与降低电网断电的次数仍是电力行业亟待解决的重要问题。上一页下一页返回2.2信息技术实用化到了20世纪30年代，关于依靠室内发电还是依靠电力系统的室外发电的争论已平息下来，最终效益赢得了这场辩论。现如今，人们对于外部电力系统正日复一日、年复一年的为摩天大楼提供持续、稳定的电力已经习以为常。因此，当生产效率和安全性产生冲突的时候，获胜的往往是生产效率（当然，一小部分特殊的和被清晰界定的情形除外）。随着20世纪科学技术的不断进步，所有企业都已不再关心发电的固定成本了。无论是早期的电网支持者还是反对者，企业和大楼的所有者都义无反顾地使用由电力系统提供的公用电网，将曾经花费在发电上的资金转移到可以为他们的投资带来更多回报的项目上。上一页下一页返回2.2信息技术实用化2.2.2快速前进的一百年当前，是否将计算服务外包给计算中心是现代企业和电网面对的共同问题。其论点和关注点在很多方面与20世纪关于电力的讨论有相似之处，仅仅将电力替换为计算力就完全可以进行对比分析。每家企业一定要建立庞大的数据中心、并为此配备相应的技术人员及设备吗？数据重点服务提供商又该如何让购买其服务的企业信服呢？这些争论在许多领域依旧延续，但这丝毫不会影响到IT服务商大力发展效用计算与云计算的热情（许多组织正在探索基于这种大规模集群上计算的利用）。同时，几乎整个IT行业都在关注诸如服务形式、节点时效、数据安全等方面与现有模式存在争议的新模式。上一页下一页返回2.2信息技术实用化而这又是每家企业都必须面临的一个基本问题，即企业的主营业务是什么？如果某企业既不必担心数据中心的建设和维护，也不必担心各种财务问题，该企业是否会将更多的注意力放到主营业务上呢？随着经济衰退期的到来和经济预算的持续走停，首席财务官（ChiefFinancialOfficer，CFO）对资本支出产生的疑问越来越多，同时企业在市场调研及部署计算力方面所面临的挑战也越来越大。企业及企业内部的IT部门应该以何种方式来调整自己的结构？他们应该关注何种商业活动？这都取决于那些外部服务提供商所提供的服务是否能够满足以下3个方面：①能否提供可信的计算机力；②能否应对客户不断拓展的业务需求；③能否提供合理的价格。上一页返回2.3可变成本——IT业务的灵活性2.3.1案例引入2008年，全美国的企业收入和运营费用相抵后就没有什么利润了。因此，大多数企业开始寻找减少运营成本的方法。由于许多企业的信息技术成本占运营成本的大部分，企业领导自然会消减这部分成本。霍华德·鲁宾博士注意到，当企业没能实现敏捷的IT经济并让其价值高度透明化时，技术支出就会与当今经济状况发生冲突，压力就集中到减少IT费用上了。减少成本和优化成本是有很大区别的，然而许多企业却将这两个概念混淆了。下一页返回2.3可变成本——IT业务的灵活性企业往往将所有IT支出归结为一类开销，而有相当一部分IT费用并不是真正的IT开销，很多的IT支出事实上用在了增加收入和减少运营成本的相关操作上。霍华德·鲁宾博士的研究显示，大多企业的IT财务模式中仅有30%～35%的可变成本，剩下的IT预算是由购买IT基础设施和运营这些基础设施所使用的费用组成的固定成本。减少成本的传统做法是裁员、重新制定商品买卖条款或推迟新的项目等，但这些策略产生的效果并不令人满意。相反，如果企业可以降低IT基础设施的固定成本，那么经营状况会越来越好。上一页下一页返回2.3可变成本——IT业务的灵活性在霍华德·鲁宾模式的“ITCommons”理念下，靠减少无用的IT基础设施而达到降低IT费用的目标大有希望。“ITCommons”理念是指，如果企业有60%以上的IT运营资金是可流动的话，那么就可以将资金主要用于开发新的、更现金的系统，而不是在维护原有的系统上追加投资。2.3.2调整、放弃、优化“ITCommons”理念现已得到Amazon、Google、惠普、IBM、微软及其他正在建造大型数据中心或为客户提供计算力、按需服务的企业的认可。这些企业提供的基于规模经济的服务价格，最终将会降低整个IT服务的成本。上一页下一页返回2.3可变成本——IT业务的灵活性对企业来讲，“ITCommons”概念的机会在于利用好计算机市场和IT服务快速市场化的优势，非战略性的业务主要表现在运行数据中心和电子邮件、人力资源信息系统、企业资源计划系统、顾客关系管理系统等标准应用方面。如果某个供应商可以做得更好或更有成效，那么企业就可以交给他们来做。除此之外，现代企业还应该参加一些虚拟化服务、虚拟桌面、云计算和SaaS模式这些变革性的IT活动。虽然IT成本所占企业总运营成本的比例会上升，但是对于利用规模经济的优势来降低IT运营成本的企业而言，通过参与这些变革性活动，IT成本与企业上升的收益相比就不算什么了。上一页下一页返回2.3可变成本——IT业务的灵活性这就是优化IT支出和简单减少IT成本这两者之间的区别。最终，理解如何优化IT支出的企业就会实现更加敏捷的业务模式。在这个快速变化的时代，没有理解这个概念而执着地采取迂腐的、传统模式的企业就会经历重重困难。2.3.3新IT架构特征在当前的经济形势下，很多企业都在寻找降低IT支出的方法。但是，真正找出统筹管理整个企业成本的办法才是正解，这样就可以对业务运营的需求进行跟踪。在IT预算上节省10%、20%或利用IT技术使企业的收益增加10%，与在整个运营开销上节省10%相比，后者会更有效。上一页下一页返回2.3可变成本——IT业务的灵活性对于有机会从传统固定成本的IT运营模式（图2-1）转向可变成本模式（图2-2）的现金技术企业，可以让带有以下3种运营特征的IT架构来支持商业运营。这3种特征包括：①低资本支出；②可变运营成本；③可升级的计算平台。由于收益不佳、信用市场紧缩、难以获得借贷等问题的日益凸显，企业每天都需要降低日常开销，这样用于投资的资金自然也会越来越少。我们正处在一个技术发展日新月异的时代，在技术上的投资必定会面临很多风险，并且现有技术的淘汰速度也远远超出了我们的想象。上一页下一页返回2.3可变成本——IT业务的灵活性因此，聪明的决策者会努力寻找适合自己企业发展的方法，而不是一开始便进行大量投资。他们正尝试着把建设数据中心的投资转移到提高新业务运营能力中去。对于企业来讲，选择可变成本运营模式是非常明智的，它可以保证企业的现金流。在按需付费运营的模式下，如果企业的业务增多，其运营开销也会增多；如果企业的业务量减少或者比预期增长的要慢，其运营成本增长速度也会减少或放慢。换句话说，付出的多就收获的多，付出的少收获的也少。如今经济的发展越来越不可预测，企业要在不断实践中寻找机会，因此这种可变成本运营模式成了当前规避财务风险的最佳方式。上一页下一页返回2.3可变成本——IT业务的灵活性可升级系统架构不仅能让企业享受更多的利益，而且能让企业“从大处着眼，小处入手，快速发展”。企业高层可以采取一些具备潜在价值的策略，通过小规模的测试来验证其是否值得进行长远地投资。例如，可以先从找到80%的技术难题的解决方案着手，然后进行相关的基础设施建设，并且随着业务需求和不断上升的收益来优化这些设施的性能。上一页返回2.4典型云计算平台2.4.1GAE1．GAE概述Google最大的IT优势在于其能创建出既富有性价比(并非廉价)又能承受极高负载的高性能系统。GAE是Google公司提供的云计算平台，用户可以在Google的基础架构上运行自己的网络应用程序。用户可以免费使用一定的资源，也支付额外的费用获得应用程序所需的更多的存储空间、带宽或CPU负载。用户不需要担心运行应用程序所需要花费的各种软硬件资源,而且可自动在线升级应用服务.用户只需要通过使用它提供的相应地API就可以访问相应的Web应用程序。下一页返回2.4典型云计算平台使用GAE的试用版本期间，只可以使用免费账户，一段时间过后也能够购买其他的计算资源。GAE提供了一个Web应用运行的框架，其应用程序易于运行、部署和扩展。GAE不同于其他方案，它不是网络计算——不能运行任意Response和Request，剩下的运行和部署任务就交给GAE，同时也不需要预留资源，如RAM（RandomAccessMemory，随机存取存储器）、CPU等。GAE的整体架构如图2-3所示。上一页下一页返回2.4典型云计算平台由图2-3可知，GAE的架构可以分成4个部分：①FrontEnd（前端）和StaticFiles（静态文件）负责将请求转发给应用服务器并进行负载均衡和静态文件的传输；②AppServer（应用服务器）则能同时运行多个应用的运行时（Runtime）；③服务器群提供了一些服务，主要有Memcache、Images、URLfetch、Email和DataStore等。GAE有一个应用管理节点，主要负责应用的启停和计费。目前，GAE为每个用户提供了10个App，每个App有500MB免费存储空间，每月500万次PV（PageView，页面浏览量）每个App提供1个免费二级域名，同时也绑定域名。上一页下一页返回2.4典型云计算平台目前只支持Python语言和Java语言，不支持PHP（PHP：HypertextPreprocessor，超文本预处理器）、Perl（PracticalExtractionandReportingLanguage，实际抽取与汇报语言）、ASP（ActiveServerPayes，动态服务器页面）等。域名类型是http://申请的GAE程序名.，地址是。2．GAE环境通过GAE，即使在重载和数据量极大的情况下，也可以轻松构建能安全运行的应用程序。上一页下一页返回2.4典型云计算平台该环境包括以下特性：（1）动态网络服务，提供对常用网络技术的完全支持。（2）持久存储有查询、分类和事务。（3）自动扩展和载荷平衡。（4）用于对用户进行身份验证和使用Google账户发送电子邮件的API。（5）一种功能完整的本地开发环境，可以在计算机上模拟GAE。上一页下一页返回2.4典型云计算平台它是由一个由GFS数据存储服务、Python应用服务器群和BigTable结构化数据分布存储系统组成的平台，为用户提供运行和维护程序所需要的所有平台资源，它允许用户用Python语言在它自己的基础架构上编写Web应用程序。3．GAE服务GAE提供了多种服务，从而使用户可以在管理应用程序的同时执行常规操作。主要提供了以下API以访问这些服务。1）网址获取应用程序可以使用GAE的网址获取服务访问Internet上的资源，如网络服务或其他数据。上一页下一页返回2.4典型云计算平台网址获取服务用于为许多其他Google产品检索网页的高速Google基础架构来检索网络资源。2）邮件应用程序可以使用GAE的邮件服务发送电子邮件。邮件服务使用Google基础架构发送电子邮件。3）MemcacheMemcache服务为用户的应用程序提供了高性能的内存键值缓存，用户可通过应用程序的多个实例访问该缓存。Memcache对于那些不需要数据库的永久性功能和事务功能的数据很有用，例如，临时数据或从数据库复制到缓存以进行高速访问的数据。上一页下一页返回2.4典型云计算平台4）图片操作图片服务使用户的应用程序可以对图片进行操作。使用该API，用户可以对JPEG和PNG格式的图片进行大小调整、剪切、旋转和反转等操作。2.4.2Microsoft云计算平台——WindowsAzurePlatform2008年10月27日，在洛杉矶举行的微软专业程序开发人员技术博览会上，微软宣布了云计算战略及云计算平台——WindowsAzurePlatform。上一页下一页返回2.4典型云计算平台WindowsAzurePlatform是一个Internet级的运行于微软数据中心系统上的云计算服务平台，其提供的操作系统可以为单独或者一起使用的开发者服务。Azure不是一个简单的产品，而是一种灵活和支持互操作的平台，其中包含了多个云计算服务，每个服务都有其特定的功能和使用场景，可以被用来创建云中运行的应用或者通过基于云的特性来加强现有应用。其开放式的架构给开发者提供了Web应用、互联设备的应用、个人电脑、服务器或者提供最优在线复杂解决方案的选择。上一页下一页返回2.4典型云计算平台目前WindowsAzurePlatform包含4大功能，分别为MicrasoftAzure、SQL（StucturedQueryLanguage，结构化查询语言）Azure、WindowsAzureAppFabric和WindowsAzureConnect。1．MicrasoftAzureMicrasoftAzure部分主要提供了分布式可扩展的计算和存储功能。在提供计算能力的同时，还提供了存储服务。主要包含以下3个方面：①TableStorage，非关系型的，存储结构化数据库的服务；②BLOBStorage，存储二进制文件的服务；③QueueStorage，持久化的分布式队列服务。上一页下一页返回2.4典型云计算平台在MicrasoftAzure数据中心，计算节点和存储节点分别负责MicrasoftAzure的计算和存储服务。如图2-4所示。2．SQLAzureSQLAzure是目前世界上第一个商用的云关系型数据库服务。相对于熟悉的SQLServer，SQLAzure具有如下特点：①自我管理；②伸缩性和扩展性；③开发一致性。SQLAzure架构在数据中心可分为3个部分：①服务提供层（ServiceLayer）；②平台提供层（PlatformLayer）；③基础建设层（InfrastructureLayer）。上一页下一页返回2.4典型云计算平台3．WindowsAzureAppFabricWindowsAzureAppFabric是一套全面的云端中间件，服务于开发、部署和管理WindowsAzure平台应用。其在MicrasoftAzure开发模型上提供一套PaaS层面的服务，从而提供了开发效率。同时，其可以提供安全的通道来跨越网络和地理位置的界限，将已有的应用程序接入到云端，并且维持了MicrasoftAzure和WindowsServer上一致的开发模型。4．WindowsAzureConnect上一页下一页返回2.4典型云计算平台基于WindowsAzureConnect，使用者可以通过DevelperPortal来实现企业内的计算机与MicrasoftAzure中虚拟机之间的IP级别连接。其利用密码安全服务来保证通信的安全性。由于这种连接是在IP级别实现的，因此可以在WindowsAzureConnect建立连接的企业内部计算机和WindowsAzure虚拟机之间进行很多的共享操作。WindowsAzurePlatform属于PaaS模式，它向用户提供了操作系统，是一种灵活的、支持互操作的平台。由于其开放式架构，开发者可以进行Web应用、个人电脑、服务器或者提供最优的在线解决方案。上一页下一页返回2.4典型云计算平台AzurePlatform能够提供资助的托管服务，它最大的特点是为运行于本地和企业服务器而设计的，方便了应用程序的测试，是的应用程序既可以运行于公司内部也可以运行于外部。和GAE类似，WindowsAzurePlatform为开发人员提供了一组接口服务，例如动态CRM、SQL、.NET、SharePoint服务等，通过使用这些服务，开发人员可以方便地构建自己的应用程序。上一页下一页返回2.4典型云计算平台WindowsAzurePlatform除了支持HTTP（HyperTextTransferProtocol，超文本传输协议）协议外，还支持REST（RepresentationalStateTransfer，表述性状态传递）、SOAP（SimpleObjectAccessProtocol，简单对象访问协议）和XML（ExtensibleMarkupLanguage，可扩展标记语言），方便用户的互操作。MicrosoftAzure主要有3部分：计算、存储和交换结构。用户不需要了解内部是如何工作的，就能够任意使用WindowsAzurePlatform提供的多种服务。2.4.3Amazon云计算平台——AmazonEC2上一页下一页返回2.4典型云计算平台1．AmazonEC2概述AmazonEC2是美国Amazon公司推出的一项支持弹性计算的Web服务，是Amazon云的“心脏”。它提供了在Amazon云中，准备、管理和撤销虚拟服务器的WebServicesAPI。换句话说，Internet上任何地方的任何应用程序，凭借一个简单的WebServices调用，就可以在Amazon云中唤起一台虚拟服务器。AmazonEC2同时允许用户通过使用REST和SOAP协议访问AWS按需要部署服务和应用，允许用户通过使用公开的API或可用的工具和公用程序来启动和管理一个服务实例。上一页下一页返回2.4典型云计算平台EC2服务实例就是指运行在Xen引擎上的虚拟机。用户对EC2实例上的整个软件几乎拥有完全的控制权，而EC2实例本身看起来就像是一个硬件。使用EC2之前，用户需要先创建一个AMI（AmazonMachineImage，亚马逊云机器镜像），该映像包含数据、运行库、应用程序及相关的配置信息。同时，Amazon还提供了S3向用户提供快速安全可靠的存储服务。用户通过付费后将创建好的AMI映像上传至S3之后就可以通过Amazon提供的Web服务来控制映像实例运行。2．EC2的主要特性上一页下一页返回2.4典型云计算平台EC2向用户提供了以下几个非常有价值的特性：1）灵活性2）低成本3）安全性4）易用性5）容错性3．EC2的基本架构EC2的基本架构如图2-5所示。上一页下一页返回2.4典型云计算平台基于AmazonEC2的基本架构图可见，AmazonEC2的各组成部分如下：1）实例EC2的实例是虚拟服务器，克隆自机器镜像，实例上运行何种操作系统取决于机器映像。这就像使用过虚拟机的人利用某个系统ISO（InternationalOrganizationforStandardization，国际标准组织）镜像产生虚拟机中的操作系统一样。2）AMIAMI即Amazon机器映像，它是服务器系统的一份备份，可以用它来启动任意数量的实例。上一页下一页返回2.4典型云计算平台3）弹性IP地址弹性IP地址是分配给用户的静态IP地址。在默认的情况下，每个Amazon实例都有一个动态分配的IP地址，实例消亡后，就会分配给其他用户。而申请了弹性IP地址后，这个IP就会保存下来。因此，对那些必须总是通过相同的静态IP地址来访问的实例来说很有意义。4）存储模块与SAN（StorageAreaNetwork，存储区域网络）在概念上相似，它提供了块级别的存储，能从EC2实例上挂载。上一页下一页返回2.4典型云计算平台5）快照只要用户愿意，任何时候都可以对快存储卷拍“快照”，用于备份和复制。6）安全组安全组定义了谁能与实例通话。7）可用区域可用区域大致相当于数据中心。Amazon保证两个可用性区域不会有任何相同的故障点。还可定义为能启动实例，并能为应用程序创建某种地域冗余的地方。上一页下一页返回2.4典型云计算平台4．EC2的相关技术1）弹性块存储弹性块存储（ElasticBlockStore，EBS）可更好地与EC2配合使用。EBS允许用户创建卷，卷的功能和平常使用的移动硬盘非常类似。Amazon限制每个EBS最多可创建20个卷，每个卷可以作为一个设备挂载在任何一个实例上。挂载以后就可以像使用EC2的一个固有模块一样来使用它。2）地理区域和可用区域区域是EC2中独有的概念。Amazon将区域分为地理区域和可用区域两种。上一页下一页返回2.4典型云计算平台其中，地理区域是按照实际的地理位置划分的，目前Amazon在全世界有5个地理区域，即美国东部地区（北弗吉尼亚州）、美国西部地区（北加利福尼亚州）、欧洲联盟(爱尔兰)和亚太地区(新加坡、东京)。而可用区域的划分则是根据是否有独立供电系统和冷却系统等,这样如果某个可用区域的供电或冷却系统出现错误就不会影响到其他可用区域,一般情况下人们把一个数据中心看作一个可用区域。3）EC2的通信机制在EC2服务中，系统各模块间及系统和外借鉴的信息交互是通过IP地址进行的。EC2的IP地址包括公共IP地址、私有IP地址及弹性IP地址三大类。上一页下一页返回2.4典型云计算平台EC2的实例一旦被创建就会动态地分配两个IP地址，即公共IP地址和私有IP地址。公共IP地址和私有IP地址之间通过网络地址转换技术实现相互之间的转换。公共IP地址和特定的实例相对应，在某个实例终结或被弹性IP地址替代前，公共IP地址会一直存在，其由动态主机配置协议（DynamicHostConfigurationProtocol，DHCP）分配产生。4）弹性负载平衡弹性负载平衡功能允许EC2实例自动分发应用流量，从而保证工作负载不会超过现有能力，并且在一定程度上支持容错。上一页下一页返回2.4典型云计算平台弹性负载平衡功能可以识别出应用实例的状态，当一个应用运行不佳时，其会自动将流量路由到状态较好的实例资源上，直到前者回复正常才会重新分配流量到其实例上。5）监控服务监控服务时一个Web服务，提供了AWS资源的可视化检测功能，包括EC2实例状态、资源利用率、需求状况、CPU利用率、磁盘读取、写入和网络流量等指标。使用监控服务时，用户只需选择EC2实例，设定监视时间，监控服务就可以自动收集和存储检测数据。6）自动缩放上一页下一页返回2.4典型云计算平台自动缩放可以按照用户自定义的条件，自动调整EC2的计算能力。在需求高时，该功能可确保EC2实例的处理能力无缝增大。在需求低时，该功能会自动缩小EC2实例规模以降低技术。7）服务管理控制台服务管理控制台是一种基于Web的控制环境，可用于启动、管理EC2实例和提供各种管理工具和API接口。2.4.4开源云计算平台——HadoopHadoop作为开源的云计算平台，由Apach创建，起源于Lucene项目。Lucene旨在构建开源的网络搜索引擎，Hadoop为它提供了海量数据分析的基础，它能对海量数据进行并行化处理。上一页下一页返回2.4典型云计算平台Hadoop通过使用非常简易的编程模型处理分布在大规模集群机器上的数据，通过使用廉价的计算机集群可以与高性能的计算机相媲美，以横向扩展取代纵向扩展。Hadoop的主要特点是高可靠性、高扩展性、高效性、高容错性和低成本，它依赖社区服务器，方便任何人的使用。2009年4月Hadoop赢得每分钟排序，即59秒内在1400个节点上排序500GB数据和173分钟内在3400个节点上排序100TB数据。Hadoop采用Java语言作为主要的开发语言，目前一些知名企业和组织都使用Hadoop进行分布式应用程序的开发，如Facebook、Amazon、eBay、中国移动、百度等。上一页下一页返回2.4典型云计算平台常见的应用包括用户日志商业分析、机器学习、大规模网络搜索索引等。Hadoop的核心部分包括HDFS（HadoopDistributedFileSystem，Hadoop分布式文件系统）和MapReduce，是对GFS和Google提出的MapReduce的开源实现。Hadoop项目结构如图2-6所示。Hadoop项目结构中最核心的是HDFS和分布式处理框架MapReduce。1．HDFSHDFS是运行在廉价的服务器集群上的Hadoop的分布式文件系统，它的思想来源于Google的GFS，是GFS的开源实现。上一页下一页返回2.4典型云计算平台HDFS运行在大规模机器集群上，可以实现对超大规模文件的存储和管理，能够允许非常高吞吐量的数据访问。每个Hadoop集群由数台至成千上万台廉价机器组成，可以应对PB（PetaByte）级数据的计算和存储要求。按照GFS的理论，HDFS采用主从式的架构，一个HDFS集群用一台主服务器（Master）和大量的从服务器（ChunkServer）组成，其中，Master被称为NameNode，ChunkServer被称为DataNode。NameNode中存储着HDFS中的集群配置信息、元数据信息和数据块的索引，负责管理文件系统的名称空间和控制外部客户机的访问，如打开、关闭、重命名等操作。上一页下一页返回2.4典型云计算平台NameNode为每个数据块分配大小约为150KB的空间，用于存储文件的基本信息、在DataNode的位置和数据块对文件的映射关系。DataNode存储应用程序数据并且响应来自HDFS客户机的读写请求并且还响应来自NameNode的Creat、Copy和Delete等命令，节点之间使用TCP（TransmissionControlProtocol，传输控制协议）协议进行互相通信。DataNode将定期向NameNode发送本数据节点的块列表，而且用户的数据不会通过NameNode，而是直接写入其他DataNode中。DataNode的数量也决定了集群存储能力的大小，当需要扩大存储容量时，只需要增加DataNode节点，不用人工干预。HDFS的架构如图2-7所示。上一页下一页返回2.4典型云计算平台HDFS中支持按照流式访问写入的大型文件，因为在云计算环境中，大部分时候都是对数据进行顺序存取。为了提高性能，HDFS被设计成适合批量处理数据的，而不是用户交互式的，采用流式访问，HDFS更强调数据的高吞吐量。HDFS数据块的大小通常为64MB，一个文件的数据块会被存储到不同的DataNode中。HDFS中的文件是多次读一次写的，任何只可以有一个写操作，但是可以有多个读操作。当客户端创建一个新文件的请求时，并不会被立即发送到名字节点上而是将数据缓存在本地临时文件。应用程序所请求的写操作将会被系统透明地定向到本地的临时文件上，只有当本地文件达到一个HDFS数据块大小的时候，客户端才会通知NameNode。上一页下一页返回2.4典型云计算平台当执行CloseFile的操作时，本地临时文件中残留的数据就会被传送至DataNode中，然后由Client通知NameNode节点文件已经关闭了。之所以采用这个机制，是充分考虑了网速和系统吞吐量。如果允许客户端直接进行远程文件写操作而不进行数据缓存的话，网速和拥塞就会严重影响到系统的吞吐量。由于HDFS的文件系统元数据和文件块的位置都存储在NameNode的堆内存中，这就直接导致了文件的块数和能够存储的文件总数，所以HDFS不适合存储数目巨大的小规模文件。上一页下一页返回2.4典型云计算平台另外，如果应用程序要求对数据进行低延迟访问，如在毫秒级范围内，那么HDFS会以增加延迟作为代价，同时HDFS始终在文件末端进行写操作，这就使得HDFS不支持多个用户同时进行写操作，不能在文件中任意修改。2．MapReduceMapReduce是云计算的核心计算模式和运算基础，它被设计用于并行处理海量数据，采用分而治之的思想——把大的任务分解为若干较小的任务从而分给各节点来执行，再对各节点的结果进行汇总，形成最终结果。MapReduce实现的应用程序能运行于由成千上万台机器所组成的大型集群上。上一页下一页返回2.4典型云计算平台与网格计算不同，MapReduce计算模式要求并行处理的数据块之间是相互独立的，其屏蔽了底层实现细节，简化了分布式程序设计并减低了编程难度，程序员只需编写Map和Reduce函数然后提交给系统去处理，由Hadoop的作业调度机制自动将任务的Map和Reduce操作交给不同的计算节点进行处理，并把计算结果输出到HDFS上。MapReduce框架模式的数据输入是键值数据对。用户自定义的Map过程通过接收一个输入键值对集，产生一系列临时的键值对，然后通过Shuffle过程把所有具有相同中间键的中间值聚合在一起，输出到Reduce过程，最终的输出依然是键值数据对，根据用户的需要将其输出到HDFS或HBase数据库中。上一页下一页返回2.4典型云计算平台Hadoop集群中的各个数据模块是由各个节点相互独立处理的，待Map任务处理好数据之后，系统要对暂时产生的中间结果进行排序，排序后的结果通过Hadoop的作业调度机制交付给不同Reduce任务去操作处理，输出最终的任务结果。上一页下一页返回2.4典型云计算平台Hadoop项目结构中还包括高效跨语言RPC（RemoteProcedureCallProtocol，远程过程调用协议）和持久化数据存储的序列化系统Avro，为Hadoop子项目提供文件系统、I/O(Input/Output)组件和接口的Common，由Facebook贡献的、类似于Googlechubby功能的分布式锁设施Zookeeper，由雅虎提供的为用户提供多种接口的大数据分析平台Pig，用于监控分析数据收集的系统Chukwa，管理着HDFS中存储的数据并可以使用SQL语言进行查询的分布式数据仓库Hive，基于列存储模型的开源的可伸缩的分布式数据库Base。上一页返回2.5进入云时代的意义2.5.1关注云计算的性能和安全性自云计算被提出以来，人们争论的焦点就集中到是否采用云计算，尤其是对