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云服务基础架构

发布时间： 2022-05-09

云服务基础架构，被广泛引用的云服务基础架构包含3个基本层次：基础设施层(InfrastructureLayer)、平台层(Platform Layer)和应用层(Application Layer)。

该架构层次中每层的功能都以服务的形式提供，这就是云服务类型分类方式的来源，即从云服务架构不同层次所提供的服务进行划分。本小节主要介绍云架构层次和云服务体系的划分。

1.云服务架构层次

云服务架构各个层次为用户提供各种级别的服务，即业界普遍认同的典型云计算服务体系——基础设施即服务(IaaS)、平台即服务(PaaS)和软件即服务(SaaS)。

基础设施层以IT资源为中心，包括经过虚拟化后的硬件资源和相关管理功能的集合。云的硬件资源包括计算、存储以及网络等资源。基础设施层通过虚拟化技术对这些物理资源进行抽象，并实现高效的管理、操作流程自动化和资源优化，从而为用户提供动态、灵活的基础设施层服务。

平台层介于基础设施层和应用层之间。该层以平台服务和中间件为中心，包括具有通用性和可复用的软件资源的集合，是优化的“云中间件”，提供了应用开发、部署、运行相关的中间件和基础服务，能更好地满足云应用在可用性、可伸缩性和安全性等方面的要求。

应用层是云应用软件的集合，这些应用是构建在基础设施层提供的资源和平台层提供的环境之上，通过网络交付给用户。

云应用种类繁多，主要包括3类：①如文档编辑、日历管理等能满足个人用户的日常生活办公需求的应用;②如财务管理、客户关系管理等主要面向企业和机构用户的可定制解决方案;③由独立软件开发商或团队为了满足某一特定需求而提供的创新性应用。

图1所示为逐层依赖的云架构层次示意图。某个云计算提供商所提供的云计算服务可能专注在云构架的某一层，而无须同时提供3个层次上的服务。位于云架构上层的云提供商在为用户提供该层的服务时，同时要实现该架构下层所必须具备的功能。

事实上，上层服务的提供者可以利用那些位于下层的云计算服务来实现自己的云计算服务，而无须自己实现所有下层的架构和功能。

图1　云架构层次示意图

图1展示了在云计算时代企业IT系统可能的实现方式。从左到右经历4种方式：首先是传统的IT系统，即企业自建自营从硬件到软件到应用的整个IT系统;其次，企业将自己特定的软件系统运行在IaaS服务上，从而减轻运营维护IT硬件的负担;再者，企业可以将应用系统运行在PaaS所提供的服务上，这样可以更大程度地减轻运营管理IT系统的负担;最后是企业可以直接采用云应用，不再拥有IT系统，而直接通过云服务来满足自己所需的各种软件服务。

当然，企业采取何种形式取决于企业的IT战略发展规划。总体来说，云计算带来的种种优势为企业IT系统发展提供了便利。

2.云服务体系

云服务架构的各个层次为用户提供各种级别的服务，即业界普遍认同的典型云计算服务体系——基础设施即服务(IaaS)、平台即服务(PaaS)和软件即服务(SaaS)，如图2所示。

需要注意的是，IaaS、PaaS、SaaS都是在云计算基础构架上提供的服务，都利用了云计算基础架构提供的基础资源能力，不同的服务只是在基础架构上叠加了不同的实现部件，具有不同的服务内容和服务交付方式。另外，IaaS、PaaS、SaaS只是层次不同，没有必然的上下层关系。即PaaS不一定架构在IaaS之上，而SaaS不一定架构在PaaS之上。

图2　云计算服务体系

3.云服务组成

云服务是将应用程序功能作为服务提供给客户端应用程序或其他服务。当使用SOA构建软件系统时，除了要考虑系统的功能，还要关注整个架构的可用性、性能问题、可重用性、安全性、容错能力、可靠性、可扩展性等各个方面。因此，云服务的组成可分为功能部分和服务质量部分。

服务的功能主要包括服务通信协议、服务描述、实际可用的服务和业务流程。通信协议、传输协议用于将来自服务使用者的服务请求传送给服务提供者，并将来自服务提供者的响应传送给服务使用者。通信协议是基于传输协议层的。

服务描述用于描述服务是什么、如何调用服务以及调用服务所需要的数据。服务代理是一个服务和数据描述的存储库，服务提供者可以通过服务注册中心发布他们的服务，服务使用者可以通过服务注册中心查找可用的服务。

业务流程是一个服务的集合，我们可以按照特定的顺序并使用一组特定的规则调用多个服务，以满足一个业务需求。

服务质量主要包括安全管理和其他一些质量要求。其中，安全管理是管理服务使用者的身份验证、授权和访问控制。

其他的服务质量要求包括性能、可升级型、可用性、可靠性、可维护性、可扩展性、易管理型及安全性。在设计架构过程中需要平衡所有的这些服务质量需求。

为了保证云服务的服务质量和非功能性需求，必须监视和管理已经部署的云服务。

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