企业云计算转型分析（上）

    云计算的范围很广泛，它正在兴起一场从技术、商业、到社会、经济等的全方位变革。它实现了可以使用较少的努力就能迅速提供服务，云计算几乎允许任何人随时随地与云服务进行交互。云计算为它的用户创建了一种独一无二机会，使得任何有想法的人有机会向大众化的市场快速交付其产品和服务。

    为了适应云计算的生态环境并充分利用其带来的机会，许多行业出现了三波变化:

    在第一波变化中，大型企业垂直整合其流程和技术的基础设施，但它们是基于私有的和内部的体系架构。从本质上讲，提供商交付了各种云服务的“孤岛”，以便用自己的标准来尝试这些新方法以实现其在行业中的主导地位。

    ·在第二波变化浪潮之中，经验丰富的企业和服务提供商充分发挥彼此间的商业价值。并开始围绕他们的利益共同体逐步形成云生态系统。虽然不断演变的供应链得以垂直整合，但是协作主要还是基于私有的协约。价值链(生态系统)注重改善跨域的服务质量(Qos)和自动化管理的效率。

    ·一旦当垂直整合获得牵引力之后，就出现了第三波变化浪潮。在这波浪潮中，跨提供商的服务、策略、和安全性变得更加成熟而且能够被其他方更多、更容易地访问。规模较小的提供商则通过横向联合以获得规模经济效益，而企业则利用横向联合获得峰值的容量和能力。此时，在云的每一层将具有更多的服务和技术选择，而标准的整合则将推动服务开发的节奏。服务代理将在用户不知情的情况下进行服务资源的交易。

    企业向云计算转型，就必须准备好并充分意识到那些最适合他们业务的云供应商方案的价值和功能，并愿意对公司进行转型以便充分利用转型的投资。在一个企业中，这种转型包括四大领域:人员、组织、流程和技术。简言之，涉及人员和组织的变革性领导力可以确保企业保持一个共同的愿景和战略。通过组织和文化的变革，企业可以将云的概念更深入地融合进其修正后的商业价值和目标之中。这种转型将引导企业利益相关者基于最合适的云技术方向来构建其业务使命和目标。同时，企业管理流程将企业业务和新采用的云技术进行同步，使用共同的行业最佳实践以便有效地、高效率地实现转型的目标。

云计算及其相关的概念和定义

    云计算是一种包含两种技术的复合概念，是在原有技术领域之外的域中不断发展而来。从字面读来，“云”代表网络和网络连接，而“计算”则代表与计算机相关的资源、应用程序和服务等。目前，云计算已经涉及到的人员、应用、流程、硬件、固件、软件、内容、服务提供商和价值链供应商等早已经超越了纯技术领域。为了方便讨论，我们首先给出云计算相关的术语和概念。

    1.云

    按照美国国家标准和技术研究院(NIST)信息技术实验室的定义，云计算实际上不只是涵盖了计算技术。按照图1三维立体图所示，此云模型包括五大基本特征(按需使用的自我服务、宽带网络接入、资源汇总、快速弹性、可度量的服务)，三种服务模式(软件、平台和基础设施)，以及四种部署模型(私有、社区、混合和公共云模型)。

图1 NIS下定义的云计算模型

    一般说来，“云”代表了一组计算资源分布式的集合，应用程序可以驻留在可访问的网络的任何地方。在云中，一个大的、可访问的虚拟资源池如硬件、开发平台和理想的服务等，可以进行动态配置以适应一个大小可变的负载，同时具有最小的管理开销或服务提供商的交互。资源池的使用通常是根据按次使用付费的模式(pay-per-use)，而且服务保障是通过服务等级协议(SLA)加以保证。

    2.云服务

    云服务是有意从一个较为狭窄的视角来展现云的应用。它们既可以指在互联网上作为服务交付的应用，又可以指在数据中心的硬件和系统软件。一个云服务由三部分组成:

    ·基本的基础设施，提供远程存储、主机托管、防火墙服务、身份认证服务和备份服务等。

    ·平台软件，包括各种支撑功能，如标准库、存储空间、门户网站服务器、开发工具和os等。

    ·面向服务的应用，主要是向最终用户提供服务，但也可以被其他应用程序或应用平台所访问。

    取决于服务类型，云服务还可以有其他的功能以便进行差异化。这些功能包括:易操作性、可配置性、性能、可靠性、安全性和客户服务等。

    3.云技术

    云技术在互联网上按照服务方式提供动态可扩展的、并经常是虚拟化的资源。用户无需具备云计算的知识、专长或对云端基础设施的控制就可以使用它们。支持云计算的关键元素包括:

    ·一个共享的云基础设施，它提供企业级的安全性、可扩展性和服务质量(QoS)。

    ·一个开发环境，使得企业应用开发人员易于创建小的、独立应用程序来提供安全、“多租户”式应用，这些应用可以横向扩展到数以百万计的潜在用户。

    ·一个操作环境，它能够无缝地提供和更新云服务而不会影响用户的体验。

    ·一种简单的方法把多个云服务

图2共享的云计算基础设施

    组合在一起以完成企业或个人的任务。

    云技术是一种计算范式，其中的各种计算资源被虚拟化为各种服务，并通过Web技术的链接以便根据用户的需求进行动态分配。云计算的主要目的是通过在多个按需使用的需求之间共享可用的资源来提高资源的利用率。虚拟化对底层资源进行抽象，如内存、存储空间和网络资源等，使得多种操作系统(例如，Windows,Linux)可以同时在单一的硬件平台上运行。这样可以大大提高资源利用率。图2描述了一个共享的云基础设施环境。

    4 云生态系统

    针对IT服务的传统线性价值链正在由于云服务的概念而改变。例如，由于云服务新的价格和服务模式而导致交易成本的降低。另一方面，由干使用云中的IT基础设施的门槛成本要低得多，因此，这使得众多的小型、创新型企业能够用最少的资金投入和灵活的经营成本，在市场上推出新的IT服务产品。

    一个面向企业应用、基于云的生态系统将同时吸引开发商和企业客户。对于开发商，云为他们的产品打开了更广泛的、潜在用户群;对于企业客户，把应用管理按照每次使用付费的模式外包给一个远程的第三方，在可以显著减少资本开支的情况下，能够提供更多的灵活性。云生态系统如图3所示。

图3 云生态系统

    下面列出了生态系统中的主要参与方:

    ·云用户:云用户包括个人或组织，他们和云服务一起交互来提供云端服务。最终用户是云服务的消费者。

    ·软件开发商:云软件开发商(者)通过使用云平台或开发工具设计并实现分布式的、可伸缩的应用程序。

    ·数据中心管理人员:数据中心管理人员负责使用优化组件来管理(通常是)大型的系统。他们的角色通常包括基建部门一处理房产、建筑维护、以及针对电气和办公环境的空间规划，以及IT部门一注重应用、新设备安装和用户支持。

    ·数据中心:企业数据中心是一个服务器集群，它提供海量的计算能力和存储空间。

    ·服务提供商:服务提供商按照公开或私有的方式拥有或运营云农场来提供云服务。

    ·云集成商:云集成商被视为中间人，为其客户带来企业IT环境的订单。他们把技术、系统、用例和组织连成一个整体。特别是，云集成商协助他们的客户进行规划、优化、集成和管理他们异构的计算环境。

    ·云聚合商(Aggregator):客户一云聚合商通过经纪广告而赚钱。他们免费提供有价值的信息服务，作为回报，他们将获取精准目标广告所需要的个人信息。这些聚合商可以通过在精准目标广告中使用这些信息而赚钱。

    ·云基础设施供应商:云基础设施包括硬件和软件。软件供应商提供解决方案以满足市场在虚拟化、安全性、容器(container)、语言、操作系统、用户界面(例如Web浏览器)等方面的需要。硬件供应商为数据中心开发具体的网格、集群、服务器、路由器、网关、存储介质和机架等。

    ·内容提供商:内容提供商包括传统的媒体提供商如广播电视网络，以及有能力在云端发布内容的企业及个人。第三方增值提供商:价值链合作伙伴整合、又被称为合作伙伴整合，其实质是一种B2Bi-商业到商业的整合。

    ·服务设计者:通过遵循相关的行业最佳实践，如工TIL或TM论坛的指南，服务设计者可以为他们的客户进行服务或产品建模。

  图4 三种服务抽象

云计算的使能技术

    云计算可以被视为几个关键趋势和概念的融合，其中，SOA(面向服务的系统架构)使得网络化的应用能够根据需要而提供，虚拟化把应用从底层的基础设施分离开，而Web技术则支持内容协作，并促进在线社区的交互。

    1.服务体系架构和抽象

    抽象和面向服务的许多方面都紧密相关。在一个基本层次上，这一原则强调了需要尽可能多地隐藏服务的底层细节，以便支持和维持规定的、松祸合的关系。服务抽象涵盖涉及服务实例和操作的各种形式和因素。它们可以包括服务元数据、服务流程和方法、系统、其他计算机资源。图4描绘了三种可能的服务抽象。从左至右依次为:服务可以封装老式系统以便支持向后兼容性;封装定制系统、资源、或流程以便资源虚拟化;和/或封装其他服务以便构建一种捆绑的服务产品。

    (1)面向服务的架构(SOA)一个SOA实现可以被看作是一种分层的架构。图5描绘了在企业服务中的SOA的分层。

    在企业服务架构中主要的SOA功能如下:

    ·业务应用层:此层包含两个主要领域，即服务编排和业务呈现。

图5 在企业服务中的SOA分层

    服务通过编排被绑定在一起从而可以作为单个应用。业务呈现在用户界面和分组应用之间搭建了桥梁，以建立一种端到端的解决方案。

    ·支撑应用层:组合服务包含控制和数据流，它们协调服务调用和在不同服务之间的数据传输来完成某个特定的任务。应用资源和数据可以被动态发现或静态绑定，然后调用，或被编排进一个复合服务中。服务资源通过企业服务总线(ESB)进行交换。

    ·计算基础设施层:这些服务组件负责实现功能和维护展现的服务的QoS。

    ·计算和网络框架分层:该框架层包括打包应用(例如，客户关系管理(CRM)和企业资源管理)以及计算机硬件和通讯设施。

    ·信息(安全)保障切面:该跨层的功能提供对所提供的服务进行监控、管理、维护其完整性和安全性所需要的能力。

    ·系统管理切面:该跨层功能通过一套功能支持服务的整合，这些功能包括服务规划、配置、监控、测试、和重新配置。

    在上面图示的SOA架构层次性的概念已被广泛接受为一种计算范式和部件的标准化，以便实现实际的业务功能。

    (2)服务抽象

    要支持真正的分布式计算环境，对所提供服务进行抽象是这两种解决方案的本质特征。从一个实现的角度来看，服务抽象被视为面向月良务设计范式的/又个主要设计原则之一。这八个设计原则分别是:

    ·服务的抽象:服务合同只包含必要的信息;有关服务的信息只限于在合同中规定的内容。

    ·标准化的服务合同:在服务清单范围内的服务都遵循相同的合同设计标准。

    ·服务的松祸合:服务合同施加较低的消费者藕合的需求，并且它们自己是和其周围的环境分离开来的。

    ·服务的可重用性:服务包含并表达不可知逻辑，并可以定位为可重复使用的企业资源。

    ·服务的自主性:服务在其底层运行执行环境之上行使一个高层次的控制。

    ·服务的无状态性:服务最大限度地减少对资源的消耗，当必要时通过延缓对状态信息的管理。

    ·服务的发现能力:服务附加有可交流的元数据，通过这些元数据服务可以被有效地发现和解释。

    ·服务的组合能力:服务可以有效地进行组合，不管其组件的规模和复杂性。

    这种特殊的原则强调需要尽可能多地隐藏服务的底层细节，抽象支持对展现给外界的底层服务逻辑进行控制。

    2 虚拟化

    虚拟化是一种技术，它将应用从底层资源分离开来。这项技术允许应用可以由多个消费者共享，而不管其位置或资源的限制。平台虚拟化使得依赖操作系统的应用能够具有更好的可移植性和可扩展性。网络虚拟化则有利于更好地进行通信共享和QoS保证。数据库虚拟化改善了数据完整性和信息共享。平台虚拟化简化了软件镜像的开发、包装和分发。数据中心虚拟化整合了所有的虚拟化技术以提供全面的IT运营环境。所有这些都是云服务实施成功的关键因素。

    (1)虚拟平台

    使用一个主机软件或在硬件设备上的一个控制程序，平台虚拟化可以为许多客户机(guest)软件实例创建一个模拟的计算机环境，好像他们就是在一个专用物理硬件设备上运行的一样。虚拟主机软件为其客户机软件确定、实现、并强制实施硬件访问策略。

    虚拟平台是一种完美的解决方案，它可以用于处理服务器整合，当许多小服务器被考虑由一个大型物理服务器所取代时，可以节省成本并提高利用率。虚拟平台的好处是多方面的，IT人员可以通过虚拟平台集中配置、管理和监测在一个共同平台上运行的许多应用程序，从而提高运营效率和减低空间的成本。同样，虚拟平台的灵活性允许添加新的虚拟机到现有的服务器而无需购买额外的硬件。此外，客户机软件中出现的错误不会伤害到主机系统或其他客户机软件。最后，虚拟平台提供了很高水平的可移植性，支持将虚拟机分配以不同大小的计算资源以实现更好的可扩展性。

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