云计算架构思维导图

U730240533

2023-03-28

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云计算架构

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软件

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思维导图大纲

云计算的本质

革命性概念：IT作为服务

云计算将所有IT资源包装为服务予以销售

云计算系统工程

在面临不同的业务需求时，快速重新组织资源，以新的架构适应变化。这些都要求云计算创新性地将各种技术组织起来，“调和”实现各种功能，即所谓的“系统工程”。

云数据中心

传统模式的数据中心

即建机房、布线、放置机器，然后连接起来。

基于集装箱的数据中心

这种模式由谷歌公司首创，使用集装箱作为机房，每个集装箱里安置有上千台服务器，最多可达2500台，集装箱可以叠起或并排放置，集装箱之间通过线缆连接形成巨大的数据中心。

云的工作负载模式

时开时停模式

用量迅速增长模式

瞬时暴涨模式

周期性增减模式

云计算的规模效应

云计算的规模效应让用户使用IT资源的门槛大为降低。

云计算的架构

计算架构的进化

中央集权架构

中央集权计算范式

在这种架构下，所有的计算及计算资源、业务逻辑都集中于一台大型机或者主机，用户使用一台仅有输入和输出能力的显示终端与主机连接来进行交互。

浏览器/服务器(BS)架构

浏览器/服务器计算范式

对客户机和中间层的内涵进行改动后的中间层计算架构的扩展。对中间层的改动体现在中间层和客户机之间增加了一层Web服务器层，Web服务器可以将中间件的各种差异屏蔽掉，提供一种通用的用户访问界面。

C/S与B/S混合架构

混合计算范式

中间层架构

多层客户机/服务器计算范式

它是在对客户机/服务器架构改进而产生的，其目的是简化和提升伸缩能力。所采用的方法是将业务逻辑和数据服务分别放在两个服务器上，客户机与中间服务器连接，中间层与数据服务层连接，客户机对数据的访问由中间层代理完成。

面向服务的架构

客户机/服务器（c/s架构）

同名计算范式

计算任务从单一主机部分迁移到客户端。客户端承载少量的计算任务和所有的I/O任务，服务器承载主要的计算任务。

一般云计算架构的二维视角

前端

前端是呈现给客户或计算机用户的部分，包括客户的计算机网络和用户用来访问云应用程序的界面如Web浏览器

应用程序

应用程序架构

后端

后端则是我们常说的“云”由各种组件（如服务器、数据存储设备、云管理软件等）构成。

基础架构

RESTful架构

软件架构

云栈和云体

云栈

三层云栈结构

是在云上面建造的运行环境。它能够支持应用程序的发布、运行、监控、调度、伸缩，并为应用程序提供辅助服务的机制，如访问控制和权限管理等。

Iaas基础设施及服务

PaaS平台服务

SaaS软件服务

基于网络，进行远程访问的商用软件

集中式管理，而非分散在每个用户站点

应用交互式一般接近一对多模型，即所谓的单个实例多个租户架构

按照用量计费

四层云栈结构

基础设施即服务硬件层

基础设施即服务虚拟资源层

软件即服务

平台及服务

五层云栈结构

固件/硬件层

软件内核层

云基本资源层

云软件环境层

云应用程序层

云体

数据中心

一切皆服务

IT即服务

IT作为服务涵盖了基础设施即服务、平台即服务、软件即服务或任何X即服务。

软件定义的数据中心

数据中心的历史

20世纪60年代-机房

20世纪80年代-廉价的网络设备

21世纪初-高速网络连接数据中心（云计算的雏形）

当代

继续发展的推动力

过多的机器

机器利用率过低

应用迁移困难

存储需求增长太快

软件定义的必要性

将数据中心的各个组成部分从硬件中抽象出来、集中协调与管理、统一提供服务是一件很重要的事情。

软件定义数据中心的架构分析

层次细分

软件定义计算

软件定义存储

软件定义网络

接口与标准

WMware

OpenStack

SystemCenter

CloudStack

软件定义数据中心的发展

需求推动，先行者不断

新技术不断涌现，发展迅速

发展空间巨大，标准建立中

实践：OpenStack

初识OpenStack

提供了一个通用的平台来控制云计算里面的计算（服务器）、存储和网络，甚至应用资源

可以通过基于Web的界面、命令行工具（CLI）和应用程序接口（API）来进行管理。

这个管理平台不仅能管理这些资源，而且它不需要用户去选择特定硬件或者软件厂商。厂商特定组件可以方便地被替换成通用组件，OpenStack为IT业界各类从业人员创造了价值。

OpenStack组件介绍

计算

管理虚拟机资源，包括CPU、内存、磁盘和网络接口

网络

提供虚拟机网络接口资源，包括IP寻址、路由和软件定义网络（SDN）

对象存储

提供可通过RESTful API访问的对象存储

块存储

为虚拟机提供块（传统磁盘）存储

身份认证服务

为OpenStack组件提供基于角色的访问控制（RBAC），提供授权服务

镜像服务

管理虚拟机磁盘镜像，为虚拟机和快照（备份）服务提供镜像

计量服务

集中为OpenStack各个组件收集计量和监控数据

编排服务

为OpenStack环境提供基于模板的云应用编排服务

体验使用OpenStack

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