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　　2006年3月，Amazon推出Elastic Compute Cloud 服務(wù)。2006年8月，Google提出“云計(jì)算”（Cloud Computing）概念，短短6年時(shí)間，風(fēng)起“云”涌，云計(jì)算風(fēng)靡一時(shí)，帶來了IT行業(yè)的一場變革。特別是近兩年來，云計(jì)算在高校信息化領(lǐng)域也產(chǎn)生了深刻影響，直接促使高校數(shù)據(jù)中心的建設(shè)理念和運(yùn)行模式發(fā)生了改變。

　　在云時(shí)代背景下，武漢大學(xué)于2011年開始建設(shè)共享服務(wù)器群，結(jié)合學(xué)校自身的應(yīng)用需求，在云計(jì)算方面展開了一系列探索和實(shí)踐。

　　云計(jì)算定義

　　目前，雖然對云計(jì)算有多種理解，但業(yè)內(nèi)能夠達(dá)成共識的定義仍然是NIST（National Institute of Standards and Technology）提出的“5 個(gè)本質(zhì)特征、3 種服務(wù)模式、4 種表現(xiàn)模式”。其中五個(gè)本質(zhì)特征（Essential Characteristics）是：

　　1. 按需的用戶自服務(wù)（On-Demand Self Service）；2.支持多種終端通過網(wǎng)絡(luò)訪問（Broad Network Access）；3.可再次分配的池化資源（Resource Pooling）；4. 支持資源快速擴(kuò)展和釋放的彈性能力（Rapid Elasticity）；5. 監(jiān)控、優(yōu)化資源的使用和計(jì)費(fèi)（Measured Service）。

　　三種服務(wù)模式（Service Models）即：SaaS（Software as a Service）、PaaS（Platform as a Service）和IaaS（Infrastructure as a Service），如圖1所示。

圖1 云服務(wù)模式示例圖（NIST_SP_500-291_Jul5A）

　　四種表現(xiàn)模式（Deployment Models）是：

　　1. 私有云（Private Cloud）：一個(gè)組織自用、自管或第三方管理的云；2. 團(tuán)體云（Community Cloud）：多個(gè)組織共用、自管或第三方管理的云；3. 公共云（Public Cloud）：一個(gè)組織或團(tuán)體擁有、向公眾提供有償服務(wù)的云；4. 混合云（Hybrid Cloud）：上述2 種或3 種云的組合。

　　云架構(gòu)的建立

　　前述云的定義中已經(jīng)提到了“資源”，但不夠明確。我們認(rèn)為，構(gòu)建云的資源共5類，分別是網(wǎng)絡(luò)資源、計(jì)算資源、存儲(chǔ)資源、數(shù)據(jù)資源和軟件資源。結(jié)合圖1可以很直觀地看出，如果構(gòu)建云要提供SaaS或PaaS服務(wù)，這5類資源必不可少。

　　這5類資源可以分為“硬”資源和“軟”資源?！坝病辟Y源包括網(wǎng)絡(luò)資源、計(jì)算資源和存儲(chǔ)資源；“軟”資源包括數(shù)據(jù)資源和軟件資源，數(shù)據(jù)資源可以分為管理數(shù)據(jù)、應(yīng)用軟件處理和產(chǎn)生的數(shù)據(jù)，軟件資源可以分為系統(tǒng)軟件、管理與服務(wù)軟件、平臺(tái)與應(yīng)用軟件。

　　因此，可以這樣來理解“云”：云是一個(gè)系統(tǒng)，是由網(wǎng)絡(luò)資源、計(jì)算資源、存儲(chǔ)資源、數(shù)據(jù)資源和軟件資源構(gòu)建的系統(tǒng)，該系統(tǒng)具有5個(gè)本質(zhì)特征、3種服務(wù)模式和4種表現(xiàn)模式。

　　所以，構(gòu)建云的重點(diǎn)在于云管理與服務(wù)軟件，該軟件要能夠?qū)崿F(xiàn)從資源池化到資源管理與優(yōu)化、向云的“消費(fèi)者”提供服務(wù)等系列功能。結(jié)合該軟件的主要功能，可以給出云的層次結(jié)構(gòu)，如圖2所示。

圖2 云的層次結(jié)構(gòu)圖

　　資源層：包括網(wǎng)絡(luò)資源、計(jì)算資源和存儲(chǔ)資源。

　　資源池化層：從目前的技術(shù)看，虛擬化幾乎是唯一的解決方案。通過對網(wǎng)絡(luò)資源、計(jì)算資源、存儲(chǔ)資源的虛擬化形成資源池，為上一層提供資源監(jiān)控、管理和優(yōu)化的條件，為資源共享和提高利用率打下基礎(chǔ)。

　　資源監(jiān)控與管理層：該層主要實(shí)現(xiàn)資源監(jiān)控、動(dòng)態(tài)調(diào)度與優(yōu)化、虛擬機(jī)在線遷移、物理機(jī)負(fù)載均衡、高可用、虛擬機(jī)在線備份與恢復(fù)、網(wǎng)絡(luò)帶寬分配、存儲(chǔ)備份等功能。其中，動(dòng)態(tài)調(diào)度與優(yōu)化指當(dāng)一個(gè)應(yīng)用的資源不足時(shí)，可動(dòng)態(tài)為其增加資源，當(dāng)一個(gè)應(yīng)用的資源有空閑時(shí)，可將其資源回收到資源池中；在線遷移指當(dāng)物理機(jī)需要停機(jī)維護(hù)時(shí)，虛擬機(jī)能夠在線遷移到另一臺(tái)物理機(jī)上，保證服務(wù)不會(huì)中斷；物理機(jī)負(fù)載均衡指當(dāng)一臺(tái)物理機(jī)高負(fù)載時(shí)，可在不停機(jī)的前提下，自動(dòng)將其上的虛擬機(jī)遷移到另一臺(tái)負(fù)載較輕的物理機(jī)上；高可用指當(dāng)一臺(tái)物理機(jī)發(fā)生故障時(shí)，運(yùn)行在其上的虛擬機(jī)能夠在另一臺(tái)物理機(jī)上迅速啟動(dòng)，最大限度地保證服務(wù)的連續(xù)性。

　　服務(wù)層：該層主要實(shí)現(xiàn)用戶自服務(wù)門戶、用戶與權(quán)限管理、流程管理、計(jì)費(fèi)管理、日志管理、安全管理、模板定制與自動(dòng)部署、應(yīng)用監(jiān)控、應(yīng)用負(fù)載均衡、智能終端支持等功能。

　　按上述方式構(gòu)建的云已經(jīng)能夠提供IaaS服務(wù)了，如果需要提供PaaS和SaaS服務(wù)，相應(yīng)地需要一些應(yīng)用軟件資源加入到資源池中，并納入資源管理和計(jì)費(fèi)系統(tǒng)。