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雲計算解決方案

隨著互聯網技術的發展,越來越多的應用麵向雲計算。雲計算是網絡計算、分布式計算、並行計算、效用計算、網絡存儲、虛擬化、負載均衡等傳統計算機和網絡技術發展融合的產物。雲計算的核心思想,是將大量用網絡連接的計算資源統一管理和調度,構成一個計算資源池為用戶按需服務。雲計算是IT服務提供方式的一種改變,它在對數據中心呈幾何倍數增長的情況下,有望顯著提高效率和靈活性。許多雲計算部署依賴於計算機集群,包括計算、網絡互聯、存儲等。下圖是雲計算基本體係拓撲圖:

雲計算係統解決方案拓撲圖:

1.1 節點係統
雲計算核心是計算能力的集中和規模性突破,雲計算中心對外提供的計算類型決定了雲計算中心的硬件基礎架構。從雲端客戶需求看,雲計算中心通常需要規模化的提供以下幾種類型的計算能力:
大型服務器
一是高性能的、穩定可靠的高端計算,主要處理緊耦合計算任務,這類計算不僅包括對外的數據庫、商務智能數據挖掘等關鍵服務,也包括自身賬戶、計費等核心係統,通常由8路以上的大服務器提供。描述了這種情況的一個雲計算應用的拓撲;
高密度服務器
二是麵向眾多普通應用的通用型計算,用於提供低成本計算解決方案,這種計算對硬件要求較低,一般采用高密度、低成本的超密度集成服務器,以有效降低數據中心運營商的運營成本和終端用戶的使用成本;
高性能計算HPC
三是麵向科學計算、生物工程等業務,提供百萬億、千萬億次計算能力的高性能計算,其硬件基礎是高性能集群。

1.2 網絡係統
網絡互聯技術是雲計算中的關鍵因素,需要滿足5個關鍵因素對網絡的需求:
- 高帶寬/低延遲
- 整合型以太網
- 支持多種類作業任務
- 擴展性和可管理性
- 綠色/低能耗
對於支持雲計算的網絡架構,解決方案應該是開放的,支持各廠商產品;采用"逐步擴展"式的布置,避免一次性淘汰更換。

1.3 存儲係統
不論是商業計算、普通應用,或是科學計算,在硬件架構層,影響雲計算能力的除了計算能力以外,最重要的一個環節就是存儲。雲計算采用數據統一集中存儲的模式,存儲的數據規模通常可以達到TB乃至PB級別,計算平台處理的海量並發必然會帶來海量的並發讀寫。由於數據量非常大,讀寫並發高,普通存儲設備不可能滿足數據處理中對性能、穩定性和可用性方麵的要求。並且傳統的存儲和文件係統在設計時並沒有考慮到大規模需求以及全球內容分發。存儲多達數十億的文件會占用千兆字節的空間,要確保這些文件能夠在多個數據中心之間快速、高效的共享,傳統解決方案的部署複雜、很難管理、不易擴展,且費用高昂。

1.4 應用軟件
搭建雲計算平台,需要軟件技術的支持,這些軟件包括:
應用軟件:
提供雲計算平台服務的應用軟件,如網絡加速、任務調度、高性能計算軟件、安全、存儲、係統優化等軟件。
虛擬化軟件
虛擬化技術主要分為以下幾個大類 :
- 平台虛擬化(Platform Virtualization)
- 資源虛擬化(Resource Virtualization)
- 應用程序虛擬化(Application Virtualization)
網絡、集群管理軟件
網絡、集群管理軟件可幫助搭建和管理"雲係統"。集群計算係統是雲計算係統的核心。集群管理軟件通過提供監控、告警、報表、控製、統籌管理機製等功能,提高了集群運作性能,保證了集群整體安全,方便了用戶使用和管理。
分布式計算軟件
分布式軟件充分利用分布式資源,通過將計算過程分解,由多台服務器並行處理,計算結果綜合起來得到最終結果的方式,使計算量巨大的處理可以再在更短時間內完成。分布式軟件通過綜合調度、並行處理的方式,使分布式係統資源充分利用,各節點協同工作,以低成本達到類似一台大型機的運算效果。

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