云计算的网络架构

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云计算的架构及核心技术

作者：薛慧丽

来源：《智能计算机与应用》2014年第04期

摘要：云计算的核心技术主要包括云架构体系、云核心技术、云的未来走向等三各方面，其中云架构体系部分，主要包括SaaS、PaaS、IaaS在内的云服务层，以及包括用户层、机制层、检测层在内的云管理层。云核心技术主要包括MAP-Reduce编程模型、海量数据分存技术、海量数据管理技术、虚拟化技术、云计算平台管理技术等五大内容。“云计算”的未来走向目前仍存在着挑战与机遇。

关键词：云计算； 架构体系； 核心技术

中图分类号：TP308 文献标识码：A文章编号：2095-2163（2014）04-0063-05

Abstract：The architecture of the system and its core technology of cloud computing are

introduced and analyzed in the paper. Cloud architecture system is divided into two parts： cloud

services， including SaaS， PaaS， IaaS layer and cloud management， including user layer，

mechanism layer， detection layer. After that， the paper clarifies the top five core technologies of

cloud computing， which are respectively： MAP-reduce programming model， mass data storage

technology， massive data management technology， virtualization technology and cloud computing

云计算将如何影响网络基础架构

2005年Jeffery发布Mapreduce全新计算架构文章，2006年亚马逊推出EC2业务，随后Google首次推出云计算概念，到2009年，云计算被主流分析机构认为是战略IT技术之首。云计算成为未来业务提供模式也得到广泛的认同，围绕着云计算的许多新技术创新以及新模式，不断推动云计算从试点和构想阶段，进入到优化和实用阶段。在该阶段，云计算的网络基础架构如何结合新的趋势，更好地支撑云计算从试点到实用阶段的转型，显得尤为关键。

云计算趋势:持续整合与优化IT架构，向云计算迁移

近几年来， 各企业和政府机构都在持续整合和优化其IT架构，目前效果开始显现。以IBM为例，其已将200多个数据中心整合为12个，并利用虚拟化进一步整合资源，减少了93%的软件license费用，通过数据中心和IT架构的整合为IBM带来了41亿美元的效益。再如华为，一直在推动虚拟化以及桌面云的应用，到目前为止已有几百台服务器实施了虚拟化，有效提高了业务提供的可靠性;其上海研究所1万多台PC桌面云的成功应用开始向其它研究所推广，深圳、北京、西安 等都规模部署桌面云，有效提高了员工的工作效率，节约了公司的信息化成本。

与此同时，企业也在积极将其IT业务逐步向云计算平台迁移。根据IDC的报告，2011年有80%的企业应用是在云平台上开发的，到2014年，将有30%的企业应用费用花在云计算供应的业务上。

影响：由于整合以及虚拟化应用使服务器的密度以及利用率提升，云计算网络将对设备性能和端口密度提出较高要求。

云计算业务流量和大数据快速增长

预计2015年将有150亿个终端和超过30亿用户接入互联网，全球数据中心IP流量年平均增长率为33%;同时2016年数据将增长到 4.8ZB。互联网业务爆发式发展，尤其是社交网络、电子商务等快速发展以及移动终端的智能化，推动互联网数字化信息的快速增长，同时企业信息化进程和物联网的兴起也正在推动企业信息的爆发。据IDC预计，2011年全球的信息总量达到1.8ZB，下一个10年，全球存储数据的服务器数量将增加10倍，有 待管理的数据量将增加50倍。

云计算数据中心整体建设方案V2

随着科技发展和信息化越来越重要，更多企业正在转向云计算及其数据中心，这也需要确保安全和完整性的整体建设方案。下面，将会介绍一个云计算数据中心整体建设方案V2。

一、架构以及总体规划

首先，必须评估云计算所需的基础设施，包括硬件、软件和网络，并构建根据这些需求制定的可满足设计的总体规划。此外，也需要考虑有关位置、数据安全性等方面的考虑。

二、网络架构

其次，云计算中的网络架构是极为重要的，应该设计出符合企业需求的交换机和路由器等网络设备，建立网络安全策略，以及流量防火墙和合适的vpn应用，确保网络安全和完整性，并且可保证性能和可扩展性。

三、存储架构

存储架构对于云计算来说非常重要，因为这是存储和管理数据的方式。企业应该选择能够满足他们需求的数据存储方式，并保持数据的完整性和保密性。

四、服务器架构

服务器是整个云计算环境中最为关键的基础设施之一。云计算数据中心中的服务器架构通常是根据应用程序和数据库的需求，构建具有大容量存储、高速 CPU 和内存性能的服务器。需要协调与网络和存储之间的协调，确保流畅的集群交互和高效的内部连接。

五、虚拟化架构

虚拟化环境可以最大程度地提高服务器利用率并实现快速动态的服务器创建和灵活的资源部署。通过虚拟化，企业能够在一个服务器上运行多个虚拟计算机。为实现这一目标，需要实现虚拟网络和虚拟存储，以便可以将实体服务器的物理资源分配给虚拟机。虚拟机管理软件确保每个虚拟机的资源都可以得到优化，从而实现最佳性能。

六、安全

奉劝广大云计算数据中心的操作人员必须认识到自己面临的数据中心安全威胁的严重性。因此，针对这些威胁，需要提供多层保护，包括网络和数据安全、访问和身份管理等。

在完成上述步骤之后，企业将能够建立一个高度可靠、灵活、安全和完整的云计算数据中心。这个方案提供了一整套完整的解决方案，保证企业能够实现其主要目标，包括灵活性、可扩展性和高效性。

云计算技术的总体架构

云计算是一种基于互联网的新型计算模式，借助虚拟化技术，将计算、存储、网络、应用等资源集中在云端，通过网络实现按需分配和使用。云计算的最大优势在于其强大的可扩展性和灵活性，可以实现按需增减计算资源，使企业和用户可以充分利用现有资源，更好地满足其需求。

云计算技术的总体架构主要由以下五个方面组成：

1.虚拟化平台

虚拟化平台是云计算的核心技术，通过虚拟化技术可以将计算机的物理资源如CPU、内存、网络、存储等抽象出来，形成一个虚拟资源池，可以分配给不同的运行环境或应用程序。虚拟化平台包括服务器虚拟化、网络虚拟化、存储虚拟化、桌面虚拟化等技术，可以为云计算提供更加高效、灵活和安全的支持。

2.数据中心

数据中心是云计算的物理基础，是云计算服务提供商将虚拟化的资源进行物理实现和管理的地方。数据中心通常包含数千甚至上万台服务器和网络设备，并配备与之匹配的供电和空调等基础设施，以确保数据中心的高可用性、安全性和可靠性。数据中心还包括云计算管理平台，通过管理平台可以对数据中心的资源进行管理和监控，实现对资源池的优化和调度。 3.客户端

客户端是云计算服务提供商向用户提供服务的接口，包括Web服务、移动客户端等。通过客户端用户可以访问云计算平台提供的各种服务，如云存储、云计算、云安全、云应用等。客户端是云计算服务提供商与用户之间的直接接口，其功能不仅包括提供基础服务，还包括提供个性化查询、交互、推荐等更复杂的服务。

4.应用服务

应用服务是基于云计算平台上运行的应用程序，包括云应用、SaaS、PaaS等。应用服务可以帮助企业和用户快速构建和部署应用程序，也可以为企业和用户提供安全、高效、稳定、灵活的应用服务。应用服务还提供了完整的开发、测试、部署、运维等支持，可以为企业和用户提供更加高效的应用开发和管理模式。

5.云安全

云安全是云计算的重要组成部分，包括云数据安全、云网络安全、云应用安全等。云安全可以通过对用户数据和系统文件的加密、备份、还原、防护和监控等方式，为用户提供更加可靠和安全的数据中心服务。云安全技术的发展也是云计算可信度提高的关键因素之一。 总体而言，云计算技术的总体架构可以为企业和用户提供更加高效、稳定、灵活、可靠、可扩展和安全的服务，为数字经济的快速发展提供了新的支持。