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云计算下的“技术雨”




发布时间: 2013-1-5 9:19:47  

随着互联网络的深入,云计算对现有的IT技术产生了深远的影响,本文着重分析两个方面的变化。

.云计算对于软件产业的影响

1. 软件开发模式发生革命性的变化

1) 开发模式由单机版向面向云计算转变。单机版的软件所使用的资源,是基于PC机的物理资源(PC机的内存和硬盘);在云计算时代,这种开发模式完全改变,使用的资源不再受到物理资源的限制,内存的使用可以基于数据中心的服务器群,数据库可以通过互联网存储到远端的数据中心中。

2) 开发工具发生变化。过去的程序员擅长C/C++/Java语言,对单一主机(PC)进行应用开发,关注的计算资源是物理CPU的性能、内存的大小、硬盘的存储容量等。在云计算时代,互联网的语言成为云计算时代的主流开发语言工具。比如PythonRuby on RailsJava ScriptQT等,这些语言提供了和互联网进行交互的便利手段;在进行云计算应用开发的时候,程序员更关注云计算架构下分布式的计算资源组成,比如这种应用是在哪个计算集群中完成、应用之间内部通讯的网络带宽、存储的分布式资源位置等等。

3) 软件的设计架构与模型发生变化。网络和存储的融合使得软件获取资源的方式趋向“云”化。用户需要在任何时间、任何地点,通过任何设备、任何计算环境(操作系统)都能得到这种资源和服务,比如保险人员在用户家里签订保险合同,公司的老板在机场签署文件等等。所以,云计算的软件架构必须适应云计算提供服务以及云计算用户使用的应用场景。在经历了过去的单机版、C/S(Client-Server)架构、B/S(Browser-Server)架构,现在演变为Location-Awareness(位置感知)User Application Context Awareness(用户应用感知)

4) 软件设计的模型也在发生变化。现在软件是并发式计算,多个计算的集群可以同时参与计算,现在比较流行的软件体系是Hadoop,目前在互联网的集群计算中得到广泛的应用。Hadoop是云计算架构下的软件设计模式,即集群并行计算,这种软件设计模式要求软件需要考虑分布式的资源处理,需要即时调配计算资源,并能够充分发挥多个计算节点的配合效率和性能。所以,在云计算时代,考虑的数据模型是“大数据”,又叫“大数据”时代。

2. 软件赢利模式发生变化

1)整个软件产业基本的商业价值发生了革命性的改变,软件正在从License到按服务收费的转变。IT业的本质载体是软件,硬件为软件提供平台。软件在云计算中发展成为服务的载体,这是一个很重要的变化。但这种变化对许多软件企业来说影响是巨大的,比如微软、谷歌等公司,都在快速地应对云计算时代对他们的传统技术和产品带来的挑战,并对生命线产品进行变革。同时,软件企业也看到了云计算时代蕴藏的机会,他们从卖产品License,变成了卖服务、卖广告,而产品本身成为服务的工具。

2)AppStore(应用商店)兴起,赢利模式发生变化。包括谷歌、苹果以及国内奇虎360等公司都在开发AppStore,采用云计算平台,公布自己的开发工具,并通过互联网与软件开发者销售软件,通过软件实现服务,在服务中获取利润,而用户通过互联网购买软件,获得相关的服务。

3)软件的价值发生改变。以往软件价值在于其技术本身,在云计算时代,其价值体现在服务的质量。一句话,代码不值钱了。现在软件的开发很多采用开源的方式,用户可以通过开源的代码,开发自己需要的服务。软件企业必须基于开源提供更好的服务。这就是为什么我们会看到IBM一直在推动Linux的发展。使用开源方式,可以使软件企业关注用户的服务需求,可以通过用户的使用,修改软件存在的bug,降低软件开发的成本。

4)对软件开发人员及程序员职业产生影响。在云计算时代,软件工程师需要密切关注所在行业的需求技术发展方向,需要技术转型,研究互联网经济、研究移动互联网、研究软件服务的本质、研究服务的质量保障等等,并不断创新。 

.云计算对于网络技术的影响

1) PC机时代,计算关注的是个体。当互联网出现并日趋成熟的时候,计算关注的是基于互联网的“大数据”和“大群体”的计算,即云计算。所以,网络技术是云计算的基础,云计算对互联网和网络技术也提出了新的要求。云计算的计算模型改变了互联网,使其由链状拓扑变为了层次型的树状结构,而这种树状的根节点就是数据中心。数据中心就是巨大的计算资源池,数据中心的网络需要满足虚拟资源池调度运算的需求。基于传统的以太网技术,出现了以大二层网络技术为代表的新型数据中心网络技术,对传统的二层网络中的转发技术提出了一系列挑战。

2) STP FREE路由交换机的出现。TRILLL2MPSPB等技术的出现,解决了过去STP树状环路阻断的问题,代之以优化路径,实现多条路径的并行流量分担。这些协议充分利用数据中心的链路,对大容量的计算集群产生的网络流量进行负载均衡。

3) 服务器虚拟化技术的出现,将传统的网络和服务器及其网卡的边界打破,一条网线对应的不再是一条链路,而是多条逻辑链路;一个网卡对应的不再是单一的操作系统,而是虚拟化成多个网卡,对应是多个操作系统,这使得网络必须适应这种变化。同时网络的策略需要深入到虚拟机上,对虚拟机之间的通讯加以保障,因此一些新型的网络技术产生了,如虚拟交换机,一种软件模式的交换机。

4)目前,网络、存储、计算是三足鼎立,各自为政,导致服务器上的接口板卡众多(网卡、FC卡、InfiniBand卡等),网线类型众多(cable、光纤、并行总线等),管理接口众多(网络管理员,存储管理员,应用管理员,收费管理员等),开发应用时需要考虑的接口众多(网络接口,存储接口,应用接口等)。这使得数据中心网络的管理成本非常高,数据中心的稳定性对应商业模型的柔韧性非常差,开发周期非常长。所以,数据中心网络需要在云计算时代实现融合计算。

FCoE技术、InfiniBandoverEthernet等都要实现在数据中心网络中承载存储数据,就需要数据在网络传输过程中实现数据无丢失,CEE(Converged Enhanced Ethernet)技术应运而生。CEE网络是IEEE组织正在定义的一种新型以太网传输转发技术,它确保数据在以太网的转发中尽量减少冲突和拥塞,防止数据丢失。相应的一系列协议也被提出来,如IEEE802.1QauIEEE802.1QazIEEE802.1Qbb等,这些协议和标准确保FC网络能够不丢包地实现在以太网上。

5)数据中心网络在云计算网络中是一个大二层网络,呈分布式,因此需要相应的技术解决虚拟机跨互联网的迁移等问题,从而出现了诸如H3CEVI(Ethernet Virtual Interconnect)Cisco OTV等技术。这些技术要实现了数据中心之间的大二层网络可以跨越互联网,以及数据无边界的共享。这样,即使是在企业的私有云中,若员工出差或到其他分公司,也能够保证其工作环境可以无间断地进行。

6)在公有云中存在许多多租户网络。在多租户网络中,租户之间的数据与应用必须隔离,并按照服务策略进行共享,但又共存于同一个数据中心网络,所以,建设多租户网络的数据中心,是进行云计算网络部署需要着重考虑的问题,目前是研究的热门课题。

7)云计算数据中心必须是策略化的驱动网络,即随着资源的动态调度、网络的配置和部署也快速响应,形成联动,满足云计算的柔性化资源部署需求。虚拟化网络技术由此出现,如OpenFlow技术是一种策略驱动的网络,它定义了一种基于流的策略转发的协议和机制,将网络转发平面和控制平面完全分离,转发基于策略流进行,而不是基于二层的转发表和三层的路由表,这样网络流量的调度完全基于控制平面的策略部署,在流策略下发到转发平面后,网络的流量就按照策略在虚拟的网络链路中进行。

8)云计算的数据中心网络对网络的服务质量的要求更加严格和细致。比如在虚拟桌面应用中的网络带宽有视频流、音频流、存储数据流和各种桌面应用的数据流。这些数据流占用带宽高,而且具有压缩性,同时对时延的要求非常高,任何网络流量的波动对虚拟桌面网络的影响都是很大的,可以说是蝴蝶效应。所以,必须对核心交换机及其数据中心交换机的转发质量进行严格测试和优化,从而满足云计算各种解决方案的要求。

9)云计算时代对安全有了新的定义和诠释。数据中心是扁平化的网络,网络流量不仅是从南到北(即从接入层到汇聚层),更多地是从东向西(即在接入层之间传递),因此,要考虑多种场景所面临的风险,如公有云和私有云交互安全,混合云的链路安全,在云计算的流量监控、云用户的鉴权、云会话的监控过程中的安全,以及对各种恶意流量的阻止等。

10) 云计算数据中心网络的配置必须实现自动化,伴随着数据中心计算资源的整个生命周期,通过一系列协议自动的对网络进行配置部署。比如数据中心的虚拟机的动态地生命周期管理,要求能够对虚拟机的网络节点快速部署(包括各种策略)。如HP 提出的IEEE802.1Qbg,该协议提出虚拟机和虚拟交换机之间接口VSIport profile,可以随着VM的生成即时下发过去。

11) 数据中心的资源是可扩展、分布式存在的,与之对应是形成网络的虚拟化集群网络,即在数据中心中,接入层和汇聚层交换机聚合在一起,形成网络集群,这样汇聚层和接入层的流量走向变成了内部之间的协调,减少了STP协议及其他协议的开销,任何一台设备宕机,网络链路会快速调整,增强了网络的健壮性和可靠性。网络的接入层设备或汇聚层设备作为网络节点可以动态地申请增加或离开,这对数据中心节约电能、提高网络的扩展性具有重要意义。H3C提供这种网络矩阵的解决方案,即纵向IRF技术,通过这种技术形成可扩展的虚拟化网络资源池,可以很好地适应云计算网络的部署。

结束语:

从云计算带来的影响来看,云计算对于网络和网络解决方案提出了新的需求和新的技术挑战。在云计算时代,网络人追求的不仅是互联互通,而是通过创新,奉献给云计算的是崭新的网络服务(NaaS),提高云计算的管道的智能性,安全性和健壮性。

本文来源:51CTO   作者:飞象网

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