下载文档原格式
云计算的体系结构引言随着互联网技术的不断发展，云计算作为一种新兴的计算模式，已经逐渐成为企业和个人所依赖的重要技术之一。
它将计算任务分配给多个服务器组成的资源池，以提供按需、弹性的服务。
这种技术不仅可以提高资源的利用率，还能降低成本，提高系统的可靠性。
本文将详细介绍云计算的体系结构，包括其组成部分、层次关系以及优势等方面。
概述云计算是一种以服务为基础的计算模式，它将计算任务、数据存储和应用程序等资源通过互联网进行分配和调度。
其体系结构包括三个主要组成部分：基础设施层、平台层和应用层。
这三个层次各自承担着不同的角色，共同完成云计算的任务。
基础设施层基础设施层是云计算体系结构的最底层，主要负责硬件资源和虚拟化技术的管理。
该层包括计算资源、存储资源、网络资源等基础设施，通过虚拟化技术将这些资源转化为虚拟的资源池。
这些资源池可以根据需要进行动态分配和管理，从而提高资源的利用率和系统的可靠性。
平台层平台层是云计算体系结构的中间层，主要负责应用程序的开发、部署和管理。
该层提供了一系列应用程序开发工具、运行环境和操作系统，使得开发者可以基于云计算平台开发出高效、可靠的应用程序。
同时，平台层还可以对应用程序进行管理和监控，确保系统的稳定性和安全性。
应用层应用层是云计算体系结构的最高层，主要负责为用户提供具体的应用服务。
该层根据用户的需求提供各种应用程序和服务，比如云存储服务、云安全服务、云数据分析服务等。
用户可以通过这些服务进行数据存储、备份、分析和处理等操作，从而更加方便地进行工作和生活。
云计算的架构云计算的架构可以分为三个层次：平台层、服务层和应用层。
其中，平台层主要面向开发者，提供应用程序的开发、部署和管理工具；服务层主要面向用户，提供各种云服务；应用层则主要负责将用户与具体的业务场景进行对接。
这三个层次之间通过API接口进行通信，共同完成云计算的任务。
云计算的优势云计算作为一种新兴的技术，具有多方面的优势。
云计算的体系结构云计算的体系结构⒈介绍⑴定义云计算是一种基于互联网的计算模式，通过共享的计算资源（包括网络、服务器、存储、应用等），提供灵活的、可扩展的和经济高效的计算服务。
⑵目标云计算的目标是提供按需、可扩展、可靠、安全的计算资源，以满足不同用户的需求。
⒉云计算的组成部分⑴基础设施层基础设施层提供硬件资源，包括服务器、存储设备、网络设备等。
⑵平台层平台层提供运行环境和开发工具，包括操作系统、数据库、开发框架等。
⑶应用层应用层提供具体的应用服务，包括电子邮件服务、数据存储服务、虚拟机服务等。
⒊云计算的体系结构模型⑴公有云公有云是由云服务提供商提供的基础设施和应用服务，可以被多个组织和个人共享使用。
⑵私有云私有云是由单个组织或个人专属使用的云计算环境，建立在私有网络上，并提供与公有云相似的服务。
⑶混合云混合云是将公有云和私有云相互关联的一种云计算模式，可以根据需求灵活地调整使用公有云和私有云的比例。
⑷社区云社区云是一个由共同利益的组织共同使用和维护的云计算环境，可以提供特定行业或共同需求的服务。
⒋云计算中的关键技术⑴虚拟化技术虚拟化技术可以将物理资源（如服务器、存储设备）抽象为虚拟资源，实现资源的灵活调度和共享。
⑵自动化管理自动化管理技术可以通过自动化流程和工具实现对云计算环境的自动配置、部署、监控和维护。
⑶多租户隔离多租户隔离技术可以实现在一个云计算环境中，多个租户共享资源但彼此独立，保证安全性和性能。
⑷弹性扩展弹性扩展技术可以根据业务需求，自动调整云计算环境的资源，提供灵活的扩容和收缩。
⒌云计算的优势和挑战⑴优势- 灵活性：云计算提供按需分配和弹性扩展的计算资源，可以根据需求灵活调整。
- 经济效益：云计算可以大幅降低计算成本，避免不必要的硬件和维护开销。
- 高可用性：云计算通过分布式架构和冗余设计，提供高可靠性和容灾能力。
- 共享资源：云计算通过虚拟化和多租户隔离，实现资源共享，提高资源利用率。
云计算体系架构与关键技术解析云计算是一种新型的信息技术，具有灵活的服务，资源池，计费服务，按需服务和无泛在接入等特点。
云计算架构主要分为三层，包括服务管理，核心服务和用户访问接口，它们对应不同的服务功能。
同时，为了进一步满足不同用户的实际使用需求，云计算广泛应用了虚拟化技术，数据中心节能技术等关键技术。
标签：云计算；基本概念；体系架构；关键技术；发展前景1 引言云计算具有广阔的发展前景，系统体系结构等相关的关键技术不断完善和进步，现代业务处理和软件应用的信息化、全球化和自动化，将为云计算的发展和应用前景提供广阔的市場。
云计算具有超大规模、高可用性、高可靠性、虚拟化、按需服务和低成本等特点。
近年来，随着许多关键技术的成熟和成功应用，正在迅速普及。
2 云计算的基本概念和特点2.1 云计算的定义云计算主旨是对大的程序进行分解，写结成每个小部分然后再加以处理，最终传回给用户。
而如今，业界对云计算的定义各有不同，当前云计算的定义美国则是根据标准局对云计算的定义是云计算是一种根据用户使用量来进行收费的模式，这种模式可以进入可配置的计算资源共享池，这些资源能够呗快速的提供给用户，只需投入很少的工作。
2.2 云计算的特点从商业角度看，云计算是一种全新的用户体验和商业模式，它提供标准化、自助服务，支持快速的服务交付和基于使用的交付；从专业技术角度看，云计算是一种新的IT基础设施管理模式，它是物理资本源合成资源池，应用虚拟化资源，进行弹性扩展，动态部署。
3 云计算体系架构3.1 核心服务层云计算系统的核心服务层可分为基础设施服务层、软件服务层和平台服务层。
基础设施服务层为云计算系统提供硬件基础设施部署服务，可根据用户需求提供虚拟或实体计算、存储和网络信息资源。
在用户使用基础设施服务层之前，他们需要向服务提供者提供与基础设施相关的配置信息、运行基础设施的程序代码和相关的用户数据。
虚拟化技术的引入使基础设施服务层大大提高了服务的规模和可靠性。
云计算体系结构云计算是一种基于互联网的计算方式，通过将计算资源、存储和应用程序等服务提供给用户，实现根据需求按需使用的计算模式。
在云计算中，体系结构的设计和构建是关键，它决定了云计算系统的可靠性、可扩展性和性能。
一、云计算体系结构概述云计算体系结构是指云计算系统各个组件和模块之间的关系和交互方式。
一个完善的云计算体系结构应该包含以下几个关键组件：客户端、虚拟化层、资源管理与调度层、存储层、网络层和应用层。
这些组件相互配合，共同构成了一个高效可用的云计算平台。
1. 客户端客户端是云计算服务的使用者，通常是一个终端设备，例如个人电脑、智能手机、平板电脑等。
客户端通过网络连接到云计算平台，向平台请求所需的计算资源和服务，同时接收来自云计算平台返回的处理结果。
客户端可以通过云计算平台提供的接口和工具，实现对云资源的管理和监控。
2. 虚拟化层虚拟化层是云计算体系结构中的核心组成部分，它负责将物理的计算资源（服务器、存储设备等）进行虚拟化，以提供更灵活、可扩展的计算环境。
虚拟化技术可以将物理资源划分为多个虚拟资源，每个虚拟资源可以独立运行不同的操作系统和应用程序，实现资源的合理利用和隔离。
3. 资源管理与调度层资源管理与调度层是负责管理和分配云计算中的各种资源，包括虚拟机、存储空间、网络带宽等。
资源管理与调度层根据用户的需求和优先级，动态地对资源进行分配和调度，确保资源的高效利用和平衡。
同时，资源管理与调度层还需要监控资源的使用情况，及时调整资源分配策略，以应对不同的负载和访问需求。
4. 存储层存储层是云计算体系结构中的重要组成部分，它负责存储用户的数据和应用程序。
存储层可以使用分布式文件系统或对象存储来实现数据的存储和管理。
同时，存储层还需要提供高可用和数据备份机制，以确保数据的安全性和可靠性。
5. 网络层网络层是连接云计算平台各个组件和服务的基础设施。
网络层需要提供高速、可靠的网络环境，以支持用户的数据传输和通信需求。
云计算的基本框架主要包括基础设施即服务（IaaS）、平台即服务（PaaS）、软件即服务（SaaS）、云安全和云计算管理等方面。
1.基础设施即服务（IaaS）：这是云计算的基础，提供计算资源、存储和网络等基础设施服务。
用
户可以根据需要自由配置和管理资源。
2.平台即服务（PaaS）：提供应用程序开发和部署等平台服务，用户只需关注应用程序本身，而不
必关心底层的基础设施。
3.软件即服务（SaaS）：提供应用程序和服务，用户可以通过Web浏览器或移动客户端等方式使
用。
4.云安全：确保整个云计算中心能够安全、稳定地运行，并且能够被有效管理。
5.云计算管理：主要用于管理云的所有资源和应用程序，以确保它们能够可靠、高效地运行。
此外，云计算的体系结构是SOA（面向服务的体系结构）和EDA（事件驱动的体系结构）的结合。
前端是指云计算系统的客户端，包含客户端用来访问云计算服务/资源的所有用户界面和应用程序。
后端则包含资源以及管理资源并提供安全机制。
以上内容仅供参考，如需更多信息，建议查阅云计算领域的专业书籍或咨询该领域的专家。
云计算体系结构的负责
云计算体系结构的负责主要包括以下几个方面：
1. 负责构建和维护云计算基础设施：云计算体系结构负责设计、构建和维护云计算基础设施，包括云服务器、网络设备、存储设备等。
这些基础设施需要具备高可靠性、高可扩展性和高性能，以支持大规模的云计算服务。
2. 负责提供云计算平台和服务：云计算体系结构负责提供云计算平台和服务，包括云操作系统、云数据库、云存储、云网络等。
这些平台和服务可以满足用户的各种需求，如计算、存储、网络等。
3. 负责管理和调度云资源：云计算体系结构负责管理和调度云资源，包括虚拟机、存储空间、带宽等。
通过使用虚拟化技术和资源管理算法，可以实现对云资源的高效管理和利用，提高资源利用率和性能。
4. 负责监控和安全云环境：云计算体系结构负责监控和安全云环境，包括监控云资源的使用情况、性能指标等，以及保护云环境的安全，包括防止入侵、数据泄露等。
通过使用监控系统和安全系统，可以及时发现和解决云环境中的问题。
5. 负责提供云计算服务的接口和标准：云计算体系结构负责定义和提供云计算服务的接口和标准，以便用户和应用程序可以方便地使用云计算服务。
这些接口和标准可以提供统一的访问方式和数据格
式，使得不同的云计算服务可以互相兼容和集成。
云计算体系结构的负责是为用户提供可靠、高效、安全和易用的云计算服务，以满足他们的各种需求。
云计算的体系结构云计算的体系结构：一、引言1.1 背景1.2 目的1.3 范围二、云计算基础2.1 云计算概述2.2 云计算的特点2.3 云计算的部署模式2.3.1 公有云2.3.2 私有云2.3.3 混合云2.4 云计算的服务模式2.4.1 基础设施即服务(IaaS)2.4.2 平台即服务(PaaS)2.4.3 软件即服务(SaaS)三、云计算体系结构设计3.1 云计算架构概述3.2 前端和后端3.2.1 前端3.2.2 后端3.3 设备管理与自动化3.3.1 物理设备管理3.3.2 虚拟设备管理3.4 资源池管理3.4.1 虚拟机管理3.4.2 存储管理3.4.3 网络管理3.5 服务编排与调度3.5.1 服务编排3.5.2 任务调度3.6 数据安全与隐私保护3.6.1 访问控制3.6.2 数据加密3.7 监控与管理3.7.1 性能监控3.7.2 故障管理3.7.3 自动化运维四、云计算实施及管理4.1 云计算实施步骤4.2 云计算的管理策略 4.2.1 成本管理4.2.2 性能管理4.2.3 安全管理4.2.4 用户管理4.3 云计算的监控与优化 4.3.1 监控指标4.3.2 优化方法五、云计算的发展与趋势5.1 云计算的发展历程5.2 云计算的未来趋势5.2.1 边缘计算5.2.2 容器化技术5.2.3 与机器学习六、附件附件一、云计算体系结构示意图附件二、云计算实施流程图附件三、云计算管理策略表格法律名词及注释：1、云计算：一种通过网络提供可按需访问的共享计算资源的模式。
2、公有云：由第三方服务提供商管理和维护的云计算基础设施，可供公众使用。
3、私有云：由单个组织或实体拥有和控制的云计算基础设施，仅对内部用户开放。
4、混合云：混合了公有云和私有云，允许组织根据需求将工作负载分配到合适的环境中。
5、基础设施即服务(IaaS)：提供基础计算资源的服务模式，如虚拟机、存储和网络。
6、平台即服务(PaaS)：提供开发、运行和管理应用程序的平台，无需担心基础设施层面的管理。
云计算的体系结构由5部分组成，分别为应用层，平台层，资源层，用户访问层和管理层，云计算的本质是通过网络提供服务，所以其体系结构以服务为核心。
如下图：1，资源层资源池层是指基础架构屋面的云计算服务，这些服务可以提供虚拟化的资源，从而隐藏物理资源的复杂性。
物理资源指的是物理设备，如服务器等。
服务器服务指的是操作系统的环境，如linux集群等。
网络服务指的是提供的网络处理能力，如防火墙，VLAN，负载等。
存储服务为用户提供存储能力。
2，平台层平台层为用户提供对资源层服务的封装，使用户可以构建自己的应用。
数据库服务提供可扩展的数据库处理的能力。
中间件服务为用户提供可扩展的消息中间件或事务处理中间件等服务。
3，应用层应用层提供软件服务企业应用是指面向企业的用户，如财务管理，客户关系管理，商业智能等。
个人应用指面向个人用户的服务，如电子邮件，文本处理，个人信息存储等。
4，用户访问层用户访问层是方便用户使用云计算服务所需的各种支撑服务，针对每个层次的云计算服务都需要提供相应的访问接口。
服务目录是一个服务列表，用户可以从中选择需要使用的云计算服务。
订阅管理是提供给用户的管理功能，用户可以查阅自己订阅的服务，或者终止订阅的服务。
服务访问是针对每种层次的云计算服务提供的访问接口，针对资源层的访问可能是远程桌面或者xwindo ws，针对应用层的访问，提供的接口可能是web。
4，管理层管理层是提供对所有层次云计算服务的管理功能：安全管理提供对服务的授权控制，用户认证，审计，一致性检查等功能。
服务组合提供对自己有云计算服务进行组合的功能，使得新的服务可以基于已有服务创建时间。
服务目录管理服务提供服务目录和服务本身的管理功能，管理员可以增加新的服务，或者从服务目录中除去服务。
服务使用计量对用户的使用情况进行统计，并以此为依据对用户进行计费。
服务质量管理提供对服务的性能，可靠性，可扩展性进行管理。
部署管理提供对服务实例的自动化部署和配置，当用户通过订阅管理增加新的服务订阅后，部署管理模块自动为用户准备服务实例。
云计算的架构和组成云计算已经成为了现代信息技术领域的重要组成部分。
它能够提供强大的计算能力和存储空间，并且使应用程序可以方便地访问和管理数据。
为了实现这一切，云计算采用了特定的架构和组成部分。
本文将探讨云计算的主要架构和组成要素，以便更好地理解和应用云计算技术。
一、云计算的三层架构云计算通常采用三层架构，包括基础设施层、平台层和应用层。
这三层相互组合，形成了完整的云计算体系结构。
1. 基础设施层（Infrastructure as a Service, IaaS）基础设施层提供了云计算所需的物理资源，包括服务器、网络设备和存储设备等。
通过虚拟化技术，基础设施层能够将资源进行隔离并以虚拟的形式提供给上层应用程序使用。
用户可以根据需要弹性地调整资源规模，实现按需分配和管理。
2. 平台层（Platform as a Service, PaaS）平台层建立在基础设施层之上，为开发者提供了一个完整的开发环境。
开发者可以在平台层上构建、部署和管理应用程序，无需关注底层资源的细节。
平台层还提供了各种开发工具和服务，如数据库、消息队列和身份验证等，以便开发者能够更高效地进行应用程序开发。
3. 应用层（Software as a Service, SaaS）应用层是云计算的最顶层，为最终用户提供各种各样的应用服务。
用户通过云服务提供商提供的界面或应用程序访问和使用这些服务。
常见的SaaS应用包括电子邮件、在线办公套件和客户关系管理等。
二、云计算的组成要素除了三层架构外，云计算还包含许多重要的组成要素，这些要素共同构成了云计算体系结构的核心。
1. 虚拟化技术虚拟化技术是云计算的基础。
它可以将物理资源（如服务器、存储设备）划分为多个虚拟资源，并使它们能够独立地被应用程序使用。
虚拟化技术使资源的使用更加高效，也为云计算的弹性和可扩展性提供了基础。
2. 大数据技术云计算需要处理和存储大量的数据。
为了满足这一需求，大数据技术成为了云计算的重要组成部分。
习题2一、选择题1.云计算按照提供的服务类型进行分类，包括IaaS、PaaS和（）A. SaaSB. DockerC. XenD.KVM2.存储虚拟化通过对存储系统或存储服务的内部功能进行抽象、隐藏或隔离，从而实现（）和存储的独立管理。
A.数据B.应用C.IOD.服务器3.大数据技术的战略意义不在于掌握庞大的数据信息，而在于对这些含有意义的数据进行（）A.数据信息B.专业化处理C.速度处理D.内容处理二、简答题1.简要描述云计算的体系结构。
2.云计算与大数据的关系如何？谈谈你的理解。
一.选择题A B B二、简答题1.简要描述云计算的体系结构。
云计算的体系结构由5部分组成，分别为应用层，平台层，资源层，用户访问层和管理层，云计算的本质是通过网络提供服务，所以其体系结构以服务为核心。
2.云计算与大数据的关系如何？谈谈你的理解。
本质上，云计算与大数据的关系是静与动的关系：云计算强调的是计算，这是动的概念;而数据则是计算的对象，是静的概念。
如果结合实际的应用,前者强调的是计算能力，或者看中的是存储能力。
但是这样说，并不意味着两个概念就如此泾渭分明。
大数据需要处理大数据的能力，其实就是强大的计算能力；另一方面，云计算的动也是相对而言，比如基础设施即服务中的存储设备提供的主要是数据存储能力，所以可谓是动中有静。
如果数据是财富，那么大数据就是宝藏，而云计算就是挖掘和利用宝藏的利器！从技术上来看，大数据和云计算的关系就像一枚硬币的正反面一样密不可分。
大数据必然无法用单台的计算机进行处理，必须采用分布式架构。
它的特色在于对海量数据进行分布式数据挖掘，但它必须依托云计算的分布式处理、分布式数据库和云存储、虚拟化技术等。
从应用角度上讲，云计算给大数据提供信息化的基础设施，更有效利用资源；从产业发展的角度上讲，运用云平台，每天可以处理大批量的数据，并对这些数据进行科学，快速，智能检索。
云计算服务体系结构云计算服务体系结构是指构成云计算服务的各个组成部分及其相互关系。
它包括基础设施层、平台层和应用层三个主要组成部分。
基础设施层是云计算服务体系结构中的基础。
它提供了计算资源、存储资源和网络资源等基本设施，用于支持云计算服务的运行。
在基础设施层中，常见的技术包括虚拟化技术、分布式存储技术和网络技术等。
虚拟化技术可以将物理资源虚拟化为多个虚拟资源，提高资源利用率和灵活性；分布式存储技术可以将数据分散存储在多个节点上，提高数据的可靠性和访问速度；网络技术可以实现资源的远程访问和互联互通，支持用户随时随地访问云计算服务。
平台层是云计算服务体系结构中的中间层，用于提供支持开发、部署和运行应用程序的平台环境。
在平台层中，常见的技术包括容器技术、数据库技术和开发框架等。
容器技术可以将应用程序及其依赖的组件打包成一个独立的运行环境，提供了更加轻量级和灵活的部署方式；数据库技术可以提供数据的持久化存储和高效的数据访问能力，支持应用程序对数据的管理和处理；开发框架可以提供一系列的开发工具和库，简化应用程序的开发过程，提高开发效率和质量。
应用层是云计算服务体系结构中的顶层，用于提供各种不同类型的应用服务。
在应用层中，常见的服务包括软件即服务（SaaS）、平台即服务（PaaS）和基础设施即服务（IaaS）等。
SaaS是指通过云计算平台提供的软件服务，用户可以通过互联网直接访问和使用软件应用，无需安装和维护软件；PaaS是指通过云计算平台提供的开发和部署环境，用户可以在该环境中进行应用程序的开发、测试和部署；IaaS是指通过云计算平台提供的计算、存储和网络等基础设施资源，用户可以根据需要自由选择和组合这些资源，构建自己的云计算环境。
云计算服务体系结构的三个层次相互关联、相互依赖，共同构成了一个完整的云计算服务体系。
基础设施层提供了运行云计算服务所需的基本资源；平台层提供了开发和部署云计算服务所需的平台环境；应用层提供了各种不同类型的云计算服务。
云计算体系结构云计算基本原理云计算是对分布式处理（Distributed Computing）、并行处理（Parallel Computing）和网格计算（Grid Computing）及分布式数据库的改进处理，其前身是利用并行计算解决大型问题的网格计算和将计算资源作为可计量的服务提供的公用计算，在互联网宽带技术和虚拟化技术高速发展后萌生出云计算。
许多云计算公司和研究人员对云计算采用各种方式进行描述和定义，基于云计算的发展和我们对云计算的理解，概括性给出云计算的基本原理为：利用非本地或远程服务器（集群）的分布式计算机为互联网用户提供服务（计算、存储、软硬件等服务）。
这使得用户可以将资源切换到需要的应用上，根据需求访问计算机和存储系统。
云计算可以把普通的服务器或者PC 连接起来以获得超级计算机计算机的计算和存储等功能，但是成本更低。
云计算真正实现了按需计算，从而有效地提高了对软硬件资源的利用效率。
云计算的出现使高性并行计算不再是科学家和专业人士的专利，普通的用户也能通过云计算享受高性能并行计算所带来的便利，使人人都有机会使用并行机，从而大大提高了工作效率和计算资源的利用率。
云计算模式中用户不需要了解服务器在哪里，不用关心内部如何运作，通过高速互联网就可以透明地使用各种资源。
云计算体系结构云计算是全新的基于互联网的超级计算理念和模式，实现云计算需要多种技术结合，并且需要用软件实现将硬件资源进行虚拟化管理和调度，形成一个巨大的虚拟化资源池，把存储于个人电脑、移动设备和其他设备上的大量信息和处理器资源集中在一起，协同工作。
按照最大众化、最通俗理解云计算就是把计算资源都放到互联网上，互联网即是云计算时代的云。
计算资源则包括了计算机硬件资源（如计算机设备、存储设备、服务器集群、硬件服务等）和软件资源（如应用软件、集成开发环境、软件服务）。
云计算体系结构云计算平台是一个强大的“云”网络，连接了大量并发的网络计算和服务，可利用虚拟化技术扩展每一个服务器的能力，将各自的资源通过云计算平台结合起来，提供超级计算和存储能力。
通用的云计算体系结构如下图所示：云计算体系结构云用户端：提供云用户请求服务的交互界面，也是用户使用云的入口，用户通过Web浏览器可以注册、登录及定制服务、配置和管理用户。
打开应用实例与本地操作桌面系统一样。
服务目录：云用户在取得相应权限（付费或其他限制）后可以选择或定制的服务列表，也可以对已有服务进行退订的操作，在云用户端界面生成相应的图标或列表的形式展示相关的服务。
云计算体系结构管理系统和部署工具：提供管理和服务，能管理云用户，能对用户授权、认证、登录进行管理，并可以管理可用计算资源和服务，接收用户发送的请求，根据用户请求并转发到相应的相应程序，调度资源智能地部署资源和应用，动态地部署、配置和回收资源。
监控：监控和计量云系统资源的使用情况，以便做出迅速反应，完成节点同步配置、负载均衡配置和资源监控，确保资源能顺利分配给合适的用户。
服务器集群：虚拟的或物理的服务器，由管理系统管理，负责高并发量的用户请求处理、大运算量计算处理、用户Web应用服务，云数据存储时采用相应数据切割算法采用并行方式上传和下载大容量数据。
用户可通过云用户端从列表中选择所需的服务，其请求通过管理系统调度相应的资源，并通过部署工具分发请求、配置Web应用。
云计算体系结构云计算服务层次在云计算中，根据其服务集合所提供的服务类型，整个云计算服务集合被划分成4个层次：应用层、平台层、基础设施层和虚拟化层。
这4个层次每一层都对应着一个子服务集合，为云计算服务层次如下图所示：云计算体系结构云计算的服务层次是根据服务类型即服务集合来划分，与大家熟悉的计算机网络体系结构中层次的划分不同。
在计算机网络中每个层次都实现一定的功能，层与层之间有一定关联。
而云计算体系结构中的层次是可以分割的，即某一层次可以单独完成一项用户的请求而不需要其他层次为其提供必要的服务和支持。
在云计算服务体系结构中各层次与相关云产品对应。
应用层对应SaaS软件即服务如：Google APPS、SoftWare+Services；平台层对应PaaS平台即服务如：IBM IT Factory、Google APPEngine、；基础设施层对应IaaS基础设施即服务如：Amazo Ec2、IBM Blue Cloud、Sun Grid；虚拟化层对应硬件即服务结合Paas提供硬件服务，包括服务器集群及硬件检测等服务。
云计算体系结构云计算技术层次云计算技术层次和云计算服务层次不是一个概念，后者从服务的角度来划分云的层次，主要突出了云服务能给我带来什么。
而云计算的技术层次主要从系统属性和设计思想角度来说明云，是对软硬件资源在云计算技术中所充当角色的说明。
从云计算技术角度来分，云计算大约有4部分构成：物理资源、虚拟化资源、中间件管理部分和服务接口，如下图所示：服务接口：统一规定了在云计算时代使用计算机的各种规范、云计算服务的各种标准等，用户端与云端交互操作的入口，可以完成用户或服务注册，对服务的定制和使用。
云计算体系结构云计算体系结构服务管理中间件：在云计算技术中，中间件位于服务和服务器集群之间，提供管理和服务即云计算体系结构中的管理系统。
对标识、认证、授权、目录、安全性等服务进行标准化和操作，为应用提供统一的标准化程序接口和协议，隐藏底层硬件、操作系统和网络的异构性，统一管理网络资源。
其用户管理包括用户身份验证、用户许可、用户定制管理；资源管理包括负载均衡、资源监控、故障检测等；安全管理包括身份验证、访问授权、安全审计、综合防护等；映像管理包括映像创建、部署、管理等。
虚拟化资源：指一些可以实现一定操作具有一定功能，但其本身是虚拟而不是真实的资源，如计算池，存储池和网络池、数据库资源等，通过软件技术来实现相关的虚拟化功能包括虚拟环境、虚拟系统、虚拟平台。
物理资源：主要指能支持计算机正常运行的一些硬件设备及技术，可以是价格低廉的PC，也可以是价格昂贵的服务器及磁盘阵列等设备，可以通过现有网络技术和并行技术、分布式技术将分散的计算机组成一个能提供超强功能的集群用于计算和存储等云计算操作。
在云计算时代，本地计算机可能不再像传统计算机那样需要空间足够的硬盘、大功率的处理器和大容量的内存，只需要一些必要的硬件设备如网络设备和基本的输入输出设备等。
云计算体系结构典型云计算平台云计算的研究吸引了不同技术领域巨头，因此对云计算理论及实现架构也有所不同。
如亚马逊利用虚拟化技术提供云计算服务，推出S3（Simple Storage Service）提供可靠、快速、可扩展的网络存储服务，而弹性可扩展的云计算服务器EC2（Elastic Compute Cloud）采用Xen虚拟化技术，提供一个虚拟的执行环境（虚拟机器），让用户通过互联网来执行自己的应用程序。
IBM将包括Xen和PowerVM虚拟的Linux操作系统镜像与Hadoop并行工作负载调度。
下面以Google公司的云计算核心技术和架构作基本讲解。
云计算的先行者Google的云计算平台能实现大规模分布式计算和应用服务程序，平台包括MapReduce分布式处理技术、Hadoop框架、分布式的文件系统GFS、结构化的BigTable存储系统以及Google其他的云计算支撑要素。
现有的云计算通过对资源层、平台层和应用层的虚拟化以及物理上的分布式集成，将庞大的IT资源整合在一起。
更重要的是，云计算不仅仅是资源的简单汇集，它为我们提供了一种管理机制，让整个体系作为一个虚拟的资源池对外提供服务，并赋予开发者透明获取资源、使用资源的自由。
云计算体系结构MapReduce分布式处理技术MapReduce是Google开发的Java、Python、C++编程工具，用于大规模数据集（大于1TB）的并行运算，也是云计算的核心技术，一种分布式运算技术，也是简化的分布式编程模式，适合用来处理大量数据的分布式运算，用于解决问题的程序开发模型，也是开发人员拆解问题的方法。
MapReduce模式的思想是将要执行的问题拆解成Map（映射）和Reduce（化简）的方式，先通过Map程序将数据切割成不相关的区块，分配（调度）给大量计算机处理达到分布运算的效果，再通过Reduce程序将结果汇整，输出开发者需要的结果。
MapReduce的软件实现是指定一个Map（映射）函数，把键值对（key/value）映射成新的键值对（key/value），形成一系列中间形式的key/value对，然后把它们传给Reduce（化简）函数，把具有相同中间形式key的value合并在一起.map和reduce函数具有一定的关联性1.map(k1,v1) ->list(k2,v2)2.reduce(k2,list(v2)) ->list(v2)云计算体系结构其中v1、v2可以是简单数据，也可以是一组数据，对应不同的映射函数规则。
在Map过程中将数据并行，即把数据用映射函数规则分开，而Reduce 则把分开的数据用化简函数规则合在一起，也就是说Map是一个分的过程，Reduce则对应着合。
MapReduce应用广泛，包括简单计算任务、海量输入数据、集群计算环境等，如分布grep、分布排序、单词计数、Web连接图反转、每台机器的词矢量、Web访问日志分析、反向索引构建、文档聚类、机器学习、基于统计的机器翻译等。
云计算体系结构Hadoop架构在Google发表MapReduce后，2004年开源社群用Java搭建出一套Hadoop 框架，用于实现MapReduce算法，能够把应用程序分割成许多很小的工作单元，每个单元可以在任何集群节点上执行或重复执行。
此外，Hadoop还提供一个分布式文件系统GFS（Google file system），是一个可扩展、结构化、具备日志的分布式文件系统，支持大型、分布式大数据量的读写操作，其容错性较强。
而分布式数据库（BigTable）是一个有序、稀疏、多维度的映射表，有良好的伸缩性和高可用性，用来将数据存储或部署到各个计算节点上。
Hadoop 框架具有高容错性及对数据读写的高吞吐率，能自动处理失败节点，如图3-5所示为Google Hadoop架构。
云计算体系结构Google云计算执行过程云计算服务方式多种多样，通过对Google云计算架构及技术的理解，在此我们给出用户将要执行的程序或处理的问题提交云计算的平台Hadoop，其执行过程如下图所示：云计算体系结构如图所示的Google云计算执行过程包括以下步骤。
（1）将要执行的MPI程序复制到Hadoop框架中的Master和每一台Worker 机器中。
（2）Master选择由哪些Worker机器来执行Map程序与Reduce程序。
