開源代碼及Linux系統(tǒng)在云計算中應用

云計算和存儲將物理資源(例如處理器和存儲)轉換成 Internet 上可伸縮、可共享的資源(“作為服務”的計算和存儲)。雖然虛擬化不是一個新概念，但是通過服務器虛擬化實現(xiàn)的物理系統(tǒng)共享，的確能使資源的可伸縮性大得多，效率也高得多。云計算使用戶可以訪問大規(guī)模計算和存儲資源，而且他們不必知道那些資源的位置及其是如何配置的。正如您預期的一樣，Linuxreg;在此扮演著極為重要的角色。探索云計算，了解其中的奧秘。

最近，沒有哪家技術性網(wǎng)站不提到所謂的云計算(cloud computing)的。云計算其實就是以服務的形式提供計算資源(計算機和存儲)。這又涉及到以一種簡單、透明的方式動態(tài)地將服務延伸到更多的計算機和存儲的能力。所有這些都類似于效用計算(utility computing)背后的思想。在效用計算中，計算資源被看作一種計量服務，就像更傳統(tǒng)的公共設施(例如水或電)一樣。它們的區(qū)別不在于這些思想背后的目標，而在于組合到一起、使這些思想成為現(xiàn)實的現(xiàn)有技術。

云計算背后最重要的概念之一就是可伸縮性，而實現(xiàn)它的關鍵則是虛擬化(virtualization)。虛擬化在一臺共享計算機上*多個操作系統(tǒng)和應用程序，以便更好地利用服務器。虛擬化還允許在線遷移，因此，當一個服務器超載時，可以將一個操作系統(tǒng)的一個實例(以及它的應用程序)遷移到一個新的、不那么繁忙的服務器上。

從外部看，云計算只是將計算和存儲資源從企業(yè)遷出，并遷入到云中。用戶定義資源需求(例如計算和廣域網(wǎng)、帶寬需求)，云提供者在它的基礎設施中虛擬地裝配這些組件。

云計算在 Internet 中遷移資源

云計算的目標是使這些資源比您自己所能提供和管理的資源更廉價。云計算除了降低成本外，還有更大的靈活性和可伸縮性。云計算提供者可以輕松地擴展虛擬環(huán)境，以通過提供者的虛擬基礎設施提供更大的帶寬或計算資源。

云計算在環(huán)保方面的優(yōu)勢是，它可以在不同的應用程序之間虛擬化和共享資源，以提高服務器的利用率。下圖顯示了一個例子。在這個例子中，不同的應用程序使用了 3個獨立的平臺，每個應用程序都在它自己的服務器上運行。在云中，可以在多個操作系統(tǒng)和應用程序之間共享(虛擬化)服務器，從而減少服務器的數(shù)量。更少的服務器意味著需要更少的空間(減少數(shù)據(jù)中心占用的空間)和更少用于制冷的電力(減少碳足跡)。

虛擬化和資源使用

現(xiàn)在讓我們來探索一下，Linux 和開源社區(qū)如何為云計算領域做出貢獻。您可能已經(jīng)猜到，Linux 和開放源代碼扮演著極其重要的角色。

Software-as-a-Service

SaaS 就是以服務的形式訪問 Internet 上的軟件。一種早期的 SaaS 方法是 Application Service Provider(ASP)。ASP 提供對 Internet 上存放或交付的軟件的訂閱。ASP 交付軟件，并根據(jù)軟件的使用收費。這樣一來，您就不必購買軟件，只需隨需租用軟件。

SaaS 的另一個方面是在 Internet 上使用遠程執(zhí)行的軟件。這種軟件可以是本地應用程序所使用的服務(并定義為 Web服務)，也可以是通過 Web 瀏覽器看到的遠程應用程序。遠程應用程序服務的一個例子是 Google Apps，它通過一個標準的 Web瀏覽器提供一些企業(yè)應用。要遠程地執(zhí)行應用程序，通常需要依賴于一個應用服務器來公布所需的服務。應用服務器 是一個軟件框架，它公布軟件服務的API(例如事務管理或數(shù)據(jù)庫訪問)。具體的例子有 Red Hat JBoss Application Server、Apache Geronimo 和 IBMreg; WebSpherereg; Application Server 等。另外還有很多其他的應用服務器，參考資料 小節(jié)給出了一份詳細的列表。

SaaS 的另一個最近的例子是 Google 的 Chrome 瀏覽器。這個瀏覽器是作為新桌面的理想環(huán)境，除了具有傳統(tǒng)的 Web 瀏覽體驗外，還可以通過它來(以本地或遠程方式)交付應用程序。(要了解更多信息，請參閱 參考資料)。

Platform-as-a-Service

PaaS 可描述為一個完整的虛擬平臺，它包括一個或多個服務器(在一組物理服務器上虛擬而成)、操作系統(tǒng)以及特定的應用程序(例如用于基于Web 的應用程序的 Apache 和 MySQL)。在某些情況下，這些平臺可以預先定義和選擇。而在另一些情況下，可以提供一個 VM鏡像，該鏡像包含所有的特定于用戶的應用程序。

PaaS 一個有趣的例子是 Google App Engine。App Engine 是一個服務，通過它可以在 Google的可伸縮性極佳的架構上部署 Web 應用程序。App Engine 為可通過 Internet 引用的 Python應用程序提供一個沙盒(將來還會支持更多的語言)。除了支持用戶認證、鏡像操作和電子郵件發(fā)送外，App Engine 還提供了 PythonAPI，用于持久地存儲和管理數(shù)據(jù)(使用 Google Query Language 或 GQL)。Web應用程序運行時所在的沙盒將限制對底層操作系統(tǒng)的訪問。雖然 App Engine 限制了應用程序可用的功能，但是它支持有用的 Web服務的構造。請參閱 參考資料 小節(jié)，了解更多信息。

注意： 在一定的帶寬和存儲約束范圍內(nèi)，在 App Engine 中部署應用程序是免費的。但是，如果要用 App Engine 構建生產(chǎn) Web 站點，則需要*估使用費。

PaaS 的另一個例子是 10gen，它既是一個云平臺，又是一個可下載的開放源代碼包，可用于創(chuàng)建您自己的私有云。10gen 是類似于App Engine 的一個軟件棧，它提供與 App Engine 類似的功能 — 但有一些不同之處。通過 10gen，可以使用 Python以及 JavaScript. 和 Ruby編程語言開發(fā)應用程序。該平臺還使用沙盒概念隔離應用程序，并且使用它們自己的應用服務器的許多計算機(當然，是在 Linux上構建)提供一個可靠的環(huán)境。 Infrastructure-as-a-Service

IaaS 是以服務的形式交付計算機基礎設施。這一層與 PaaS 的不同之處在于，只提供虛擬硬件，而沒有軟件棧?？蛻籼峁┮粋€ VM鏡像，該鏡像在一個或多個虛擬服務器上被調(diào)用。IaaS 是作為服務的計算的最原始的形式(除了對物理基礎設施的訪問)。最著名的商業(yè) IaaS提供程序是 Amazon Elastic Compute Cloud(EC2)。在 EC2 中，可以指定一個特定的VM(操作系統(tǒng)和應用程序集)，然后將應用程序部署到它上面，或者提供要在服務器上執(zhí)行的 VM 鏡像。然后，只需根據(jù)計算時間、存儲和網(wǎng)絡帶寬付費。

Eucalyptus 項目(Elastic Utility Computing Architecturefor Linking Your Programs To Useful Systems)是 Amazon EC2的一個開源實現(xiàn)，它與商業(yè)服務接口兼容。和 EC2 一樣，Eucalyptus 依賴于 Linux 和 Xen進行操作系統(tǒng)虛擬化。Eucalyptus 是加利福尼亞大學(SantaBarbara)為進行云計算研究而開發(fā)的。您可以從該大學的網(wǎng)站上下載它(見 參考資料)，或者通過 Eucalyptus PublicCloud 體驗它，不過后者有一些限制。

另一個 EC2 風格的 IaaS 是 Enomalism 云計算平臺。Enomalism 是一個開放源代碼項目，它提供了一個功能類似于 EC2 的云計算框架。Enomalism 基于 Linux，同時支持 Xen 和 Kernel Virtual Machine(KVM)。與其他純 IaaS 解決方案不同的是，Enomalism 提供了一個基于 TurboGears Web 應用程序框架和 Python 的軟件棧。