数字化钢轨精细打磨装备云端服务器软件的研制(2)
1.2 云计算软件架构模式的国内外发展状况云架构共分为服务和管理两大部分。在服务方面，主要以提供用户基于云的各种服务为主，共包含 3 个层次。其一是 Software as a Service（软件即服务） ，简称 SaaS；其二是 Platformas a Service（平台即服务） ，简称 PaaS；其三是 Infrastructure as a Service（基础设施即服务） ，简称 IaaS[3]。SaaS软件即服务。SaaS是一种通过互联网提供软件的模式，供应商将应用软件统一部署在服务器上，客户可以根据自己实际的需求，通过互联网向厂商定购所需的应用软件服务。PaaS 平台即服务。PaaS提供对操作系统和相关服务的访问。它让用户能够使用编程语言和工具把应用程序部署到云中。用户不必管理或控制底层的基础架构，而是控制部署的应用程序并在一定程度上控制应用程序驻留环境的配置。PaaS 的提供者包括Google App Engine、Windows Azure 等。IaaS基础设施即服务。IaaS 是指消费者通过 Internet 可以从完善的计算机获得服务。 包括服务器、操作系统、数据库、处理、网络等基本计算资源，用户能够部署和运行任意软件，包括操作系统和应用程序[4]。在现实的IT环境中，有许多云计算产品都符合上述架构，其中知名的是Salesforce CRM和Google App Engine。Salesforce CRM采用的主要技术有在SaaS层：基于HTML、JavaScript和CSS；PaaS层：在此层，Salesforce引入了多租户内核和为支撑此内核运行而定制的应用服务器；IaaS层：虽然在后端还是使用在企业环境中很常见的Oracle数据库，但是它为了支撑上层的多租户内核作了很多优化。Google App Engine采用的主要技术有在PaaS层：既有经过定制化的应用服务器，也有基于Memcached的分布式缓存服务；IaaS层：在分布式存储GFS的基础上提供了NoSQL数据库BigTable来持久化应用的数据。Youseff认为云计算架构的结构包括云应用层、云环境层、云基础设施层、软件内核、硬件的一种栈模式的结构[5]；王鹏认为云计算是一种基于不可信节点的计算架构，并给出了从底层硬件到表层应用的 9 层模型[6]；雷万云认为云计算的架构可分为六层，由物理资源到服务接口[7]；John W.Rittinghouse等提出了不同于基本服务层的分层包括通信即服务、检测即服务、平台即服务、技术设施即服务和软件即服务的系统架构[8]；张良杰等提出了一种开放式的云计算架构，这种架构模型遵循7个规范[9]等等。目前的Saas模式中，对云计算服务的依赖性过高，当云计算服务崩溃时，软件也就不可用。不仅如此，网络的断线也将导致软件的不可用。所以未来的软件架构发展的趋势将越来越不依赖云计算同时将朝着降低对网络性能的要求的方向发展。新的软件架构模式可以增加一个同步服务， 同步服务要具有两个重要的功能: 实现本地服务器 XML文档和云服务中数据同步，并且实时监测数据服务的运行状态。将内存中的数据同时更新到XML文档和云计算服务。这样可以做到更高效地利用网络带宽而又不影响其正常使用，同步服务监测软件系统的数据服务状态，只要出现问题，同步服务就可以立即启动另一个数据服务，降低了软件对云计算服务的依赖性[10]。不仅如此，软件架构在未来还会更追求开放性，不仅仅是网络能力的开放，根据业务需求把网络的能力开放给上层应用和业务。另一方面也要求能与其他云计算厂商快速集成,形成特色云计算解决方案。最后，追求高扩展性以达到降低成本和提高效率也是未来发展的必然趋势。
1.3 云计算存储技术的国内外发展状况云存储是在云计算延伸出来的一个新概念，云存储通过集群应用、HDFS分布式文件系统等功能，将网络中不同的存储设备通过应用软件集合起来协同工作，共同对外提供数据存储和访问的一个系统。国外云存储相关技术发展较为领先，国内相关行业也正加速升温，在借鉴国外成功案例的同时纷纷推出各种云存储服务。云存储平台整体架构根据由下而上划分为:数据存储层、数据管理层、数据服务层以及用户访问层[11]。目前，诸多提供信息服务的国外厂商都已推出了云存储产品，比较有名的有EMC的Atmos、 IBM的XIV等。 （1） EMC方面。 Atmos具有自动架构、 自主修复和云存储的功能。 Atmos主要提供了一种云存储服务，在不同地点分别存储文件副本；在其软件部分，其包括不同种类的数据服务，如复制、数据压缩、重复数据删除。EMC表示Atoms不仅能够自动配置新的存储空间还能在不同程度上自动解决硬件产生的故障，并允许用户在Web服务协议的基础上管理读取不同类型的数据。 （2）IBM方面。 XIV是IBM提供的一个理想的实现云存储的产品。它采用网格技术，在数据可靠性、容量可扩展性、系统可管理性有着较大的优势。XIV存储系统内置的虚拟化技术大幅度简化了管理及配置任务并显著提升测试及访问数据库的速度。它的宗旨是通过消除热点与系统资源的全部占用，提供高度一致的性能[12]。云存储已经成为未来存储发展的一种趋势。云存储还需从安全性、数据访问等角度进行改进。很多企业很不情愿使用Saas正是因为安全问题，他们要保护他们的核心数据，不希望这些核心数据由第三方来负责。所以将来的云存储技术可能会增加更高的安全环节比如构建更安全的数据中心。和网络延迟一样，云存储也存在着延迟的问题，所以云存储将会追求本地设备高速缓存并将使用频率高的数据保持在本地，而且这样还可以让使用频率高的数据像本地存储一样快速反应。未来，云存储将会向容量优化和广域网化发展，不仅如此，随着未来技术条件的提高，云存储将变得适应更大规模的数据请求和恢复操作，并且速度也会变得更快，在执行数据传输过程中可将大量数据传输到任何类型的媒介，也可将数据直接传送给用户，其速度之快相当于复制、粘贴操作[13]。