云計(jì)算中平臺(tái)即服務(wù)的參考架構(gòu)研究

云計(jì)算中平臺(tái)即服務(wù)的參考架構(gòu)研究

1平臺(tái)即服務(wù)的參考架構(gòu)云計(jì)算中討論的服務(wù)包括基礎(chǔ)設(shè)施即服務(wù)（ias）、平臺(tái)即服務(wù)（paas）和軟件層面的服務(wù)（saas）。平臺(tái)即服務(wù)（paas）是云計(jì)算的重要組成部分，為開發(fā)者提供云計(jì)算應(yīng)用的平臺(tái)服務(wù)，并通過云計(jì)算平臺(tái)可以顯著提高開發(fā)者的效率，開發(fā)豐富的應(yīng)用。這類云計(jì)算方法被認(rèn)為是云計(jì)算的主要趨勢(shì)之一。然而，從目前的情況來(lái)看，云計(jì)算在國(guó)內(nèi)外的發(fā)展并不平衡。云計(jì)算產(chǎn)品和案例主要集中在saas層和ias層之間，而不是saas層。目前,主要的幾個(gè)IT廠商和電信運(yùn)營(yíng)商都從各自立場(chǎng)提出了PaaS層的框架模型.但是,目前平臺(tái)即服務(wù)(PaaS)還沒有一個(gè)成熟的標(biāo)準(zhǔn),業(yè)界對(duì)其定義和描述也不盡相同.本文在分析目前國(guó)內(nèi)外著名公司的PaaS產(chǎn)品架構(gòu)的基礎(chǔ)上,結(jié)合PaaS平臺(tái)的作用和定位,最后提出了一種平臺(tái)即服務(wù)的參考架構(gòu),并對(duì)參考模型的各個(gè)模塊的功能進(jìn)行了概要設(shè)計(jì).為平臺(tái)即服務(wù)(PaaS)平臺(tái)的普及和發(fā)展提供一個(gè)參考的架構(gòu)模型.2saas層的框架模型.云計(jì)算是當(dāng)前信息技術(shù)研究的重要領(lǐng)域,廣義云計(jì)算指服務(wù)的交付和使用模式,通過網(wǎng)絡(luò)以按需、易擴(kuò)展的方式獲得所需服務(wù).云計(jì)算中討論的服務(wù)包括三個(gè)層次的服務(wù).IaaS層解決了業(yè)務(wù)應(yīng)用和物理硬件設(shè)施之間的解耦,目前已經(jīng)有成熟的產(chǎn)品和廣泛的案例,IaaS的作用定位和技術(shù)架構(gòu)也已經(jīng)非常成熟.SaaS層是基于互聯(lián)網(wǎng)提供軟件服務(wù)的軟件應(yīng)用模式,經(jīng)過短短幾年的發(fā)展,SaaS應(yīng)用已經(jīng)具備了一定的規(guī)模,技術(shù)和產(chǎn)品都逐漸成熟和穩(wěn)定.PaaS層需要解決應(yīng)用開發(fā)平臺(tái)和應(yīng)用運(yùn)行平臺(tái),通過集成企業(yè)內(nèi)部和外部的基礎(chǔ)公共服務(wù),可以快速高效地開發(fā)企業(yè)級(jí)應(yīng)用.主流的IT硬件廠商、互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)、SaaS軟件商、電信設(shè)備廠商和運(yùn)營(yíng)商等都從各自立場(chǎng)提出了PaaS層的框架模型.通過對(duì)現(xiàn)有PaaS平臺(tái)的調(diào)查和分析,目前主要有四類PaaS廠商:SaaS層演進(jìn)型、IaaS層演進(jìn)型、企業(yè)能力開放平臺(tái)型、企業(yè)級(jí)應(yīng)用開發(fā)平臺(tái)型.PaaS平臺(tái)下面對(duì)四類PaaS平臺(tái)產(chǎn)品進(jìn)行分析,簡(jiǎn)要介紹典型廠商的PaaS產(chǎn)品.2.1saasos對(duì)應(yīng)用程序的支持隨著SaaS的快速發(fā)展,最迫切的問題是要引入一個(gè)完整的應(yīng)用開發(fā)平臺(tái),該平臺(tái)能夠支持各行業(yè)、各企業(yè)、各業(yè)務(wù)模式的各種應(yīng)用要求.平臺(tái)即服務(wù)(PaaS)的延伸模式應(yīng)運(yùn)而生,它擴(kuò)展了按需服務(wù),并實(shí)現(xiàn)了客戶可根據(jù)需要自定制應(yīng)用程序,成為改變應(yīng)用程序開發(fā)的一個(gè)途徑,延續(xù)SaaS繼續(xù)對(duì)應(yīng)用程序交付方式進(jìn)行著變革.八百客是SaaS(軟件即服務(wù))市場(chǎng)和技術(shù)領(lǐng)導(dǎo)者,是中國(guó)首家提供大型企業(yè)級(jí)CRM(客戶關(guān)系管理)的托管商.八百客PaaS平臺(tái)于2006年發(fā)布,使用者可直接在互聯(lián)網(wǎng)上創(chuàng)建和運(yùn)行新的應(yīng)用程序而無(wú)需安裝任何輔助軟件,并將企業(yè)應(yīng)用拓展,能夠支持所有類型的業(yè)務(wù),業(yè)務(wù)所有環(huán)節(jié)的應(yīng)用.而且800PaaS平臺(tái)使用者可直接利用800APP.CRM后臺(tái)的核心技術(shù)來(lái)開發(fā)應(yīng)用程序.Salesforce是目前世界上最成功的在線CRM解決方案提供商,從2007年開始將用于SaaS的系統(tǒng)架構(gòu)對(duì)外公開,用F這個(gè)名稱進(jìn)入PaaS業(yè)務(wù).他所提供的PaaS服務(wù)里采用Java類似的語(yǔ)言Apex以及Eclipse開發(fā)平臺(tái),直觀的拖放設(shè)計(jì)加快了開發(fā)速度,API則使連接其他應(yīng)用程序變得輕而易舉.每個(gè)應(yīng)用程序都具有內(nèi)置的社交和移動(dòng)功能.2.2應(yīng)用市場(chǎng)總體架構(gòu)隨著IaaS的快速發(fā)展,很多企業(yè)都建設(shè)了公有云和私有云,解決了計(jì)算能力、存儲(chǔ)能力、網(wǎng)絡(luò)能力等基礎(chǔ)設(shè)施的虛擬化問題.國(guó)外的Google、Amazon,國(guó)內(nèi)的新浪、盛大、百度、淘寶等公司都相繼建立了公有云計(jì)算平臺(tái).這些公有云平臺(tái)提供了一系列分布式計(jì)算、存儲(chǔ)服務(wù)供開發(fā)者使用,這些服務(wù)大大地降低了開發(fā)者的開發(fā)成本.Amazon公司把最初為了自己公司運(yùn)營(yíng)用的構(gòu)筑起來(lái)的系統(tǒng)平臺(tái)進(jìn)行出租,用戶可以自由選擇操作系統(tǒng)和中間軟件,以這樣的方式提供硬件以及軟件平臺(tái)作為服務(wù).從2006年開始,AmazonEC2和AmazonS3開始作為服務(wù)推向市場(chǎng).Amazon的PaaS服務(wù)為用戶的自由組合提供了更多的自由度.Google以搜索引擎以及新的廣告模式而聞名.2008年4月發(fā)表了PaaS服務(wù)GoogleAppEngine.客戶的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序能夠在Google的基礎(chǔ)架構(gòu)上運(yùn)行.使用GoogleAppEngine將不再需要維護(hù)服務(wù)器,同時(shí)GoogleAppEngine應(yīng)用程序易于構(gòu)建和維護(hù),并可根據(jù)您的訪問量和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)需要的增長(zhǎng)輕松擴(kuò)展.新浪SAE(SinaAppEngine)是國(guó)內(nèi)非常成功的公有云計(jì)算平臺(tái).SAE提供了一系列分布式計(jì)算、存儲(chǔ)服務(wù)供開發(fā)者使用,同時(shí)SAE提供高可靠性和新浪的品牌保證,大大降低了開發(fā)者的運(yùn)營(yíng)風(fēng)險(xiǎn).另外,作為典型的云計(jì)算平臺(tái),SAE采用“所付即所用,所付僅所用”的計(jì)費(fèi)理念,通過日志和統(tǒng)計(jì)中心精確計(jì)算每個(gè)應(yīng)用的資源消耗(包括CPU、內(nèi)存、磁盤等).從AmazonEC2、GoogleGAP和新浪SAE提供的功能來(lái)看,PaaS平臺(tái)和IaaS層提供的服務(wù)差異較大.IaaS層提供的是虛擬化的硬件設(shè)備,使用者得到的也是虛擬化設(shè)備的使用權(quán);而PaaS平臺(tái)面向的服務(wù),使用者得到的是服務(wù)的使用權(quán).3平臺(tái)的架構(gòu)從上面四個(gè)類型的PaaS平臺(tái)分析可以看出,PaaS層作為云計(jì)算中重要的組成部分,它解決的是業(yè)務(wù)應(yīng)用和業(yè)務(wù)平臺(tái)解耦的問題,即業(yè)務(wù)平臺(tái)能力的資源池化.但是,不同的廠商提出的PaaS平臺(tái)架構(gòu)模型差異較大,各有特色,都能夠解決應(yīng)用快速開發(fā)的問題,目前業(yè)界對(duì)PaaS平臺(tái)還沒有統(tǒng)一的架構(gòu)參考模型.從業(yè)界對(duì)平臺(tái)即服務(wù)PaaS的定位來(lái)看,它主要是解決業(yè)務(wù)應(yīng)用和業(yè)務(wù)平臺(tái)解耦的問題,即業(yè)務(wù)平臺(tái)能力的資源池化.在這個(gè)云化的過程中,一方面是我們常說(shuō)的數(shù)據(jù)庫(kù)即服務(wù),中間件即服務(wù),快速高效使用虛擬化資源;另外一個(gè)方面是我們一直強(qiáng)調(diào)的屬于各個(gè)應(yīng)用系統(tǒng)中平臺(tái)層能力的下沉,即形成企業(yè)內(nèi)部面向企業(yè)多個(gè)應(yīng)用的平臺(tái)層能力.這些能力包括了流程引擎、規(guī)則引擎、組織權(quán)限、主數(shù)據(jù)中心等多個(gè)方面的內(nèi)容.PaaS平臺(tái)的作用不僅僅是產(chǎn)生和提供可復(fù)用的能力,對(duì)于PaaS平臺(tái)我們更加強(qiáng)調(diào)的是業(yè)務(wù)系統(tǒng)完全可以在這個(gè)平臺(tái)的基礎(chǔ)上開發(fā)業(yè)務(wù)組件和業(yè)務(wù)應(yīng)用.PaaS平臺(tái)提供了通用的數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù),中間件服務(wù),業(yè)務(wù)服務(wù)和技術(shù)服務(wù),PaaS平臺(tái)本身遵循標(biāo)準(zhǔn)的開發(fā)框架和開發(fā)方法,可以滿足在PaaS平臺(tái)上開發(fā)的應(yīng)用完全可以進(jìn)行自動(dòng)部署和應(yīng)用托管.4平臺(tái)框架的構(gòu)建4.1基于paas的平臺(tái)總體架構(gòu)初步確立根據(jù)前面對(duì)平臺(tái)即服務(wù)(PaaS)發(fā)展現(xiàn)狀的調(diào)研,結(jié)合對(duì)國(guó)內(nèi)外各PaaS廠商產(chǎn)品的深入分析,對(duì)企業(yè)內(nèi)部私有云和PaaS平臺(tái)總體架構(gòu)進(jìn)行整理,初步考慮PaaS平臺(tái)總體架構(gòu)如圖2所示.PaaS平臺(tái)總體架構(gòu)包括企業(yè)內(nèi)公共服務(wù)、互聯(lián)網(wǎng)公共服務(wù)、基礎(chǔ)平臺(tái)、IaaS虛擬資源適配等模塊組成.4.2as虛擬資源裝配IaaS層實(shí)現(xiàn)了業(yè)務(wù)應(yīng)用和物理資源的解耦,提供了虛擬化的資源池,但是不負(fù)責(zé)資源池里面的資源調(diào)度和分配.IaaS虛擬資源適配器模塊的作用是實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)調(diào)度和分配資源,提供支持托管的開發(fā)框架和環(huán)境,提供自動(dòng)部署功能.通過動(dòng)態(tài)調(diào)度和應(yīng)用托管,業(yè)務(wù)應(yīng)用能夠靈活地去調(diào)度IaaS資源池中的資源.IaaS虛擬資源適配器是PaaS平臺(tái)的核心模塊,它能夠屏蔽IaaS層的技術(shù)差異性,降低業(yè)務(wù)應(yīng)用編程的復(fù)雜度,從而提高業(yè)務(wù)應(yīng)用開發(fā)的效率和質(zhì)量.4.3業(yè)務(wù)應(yīng)用平臺(tái)基礎(chǔ)平臺(tái)又可以細(xì)分為應(yīng)用開發(fā)平臺(tái)、應(yīng)用運(yùn)行平臺(tái)、數(shù)據(jù)庫(kù)即服務(wù)、服務(wù)集成平臺(tái)、應(yīng)用中間件平臺(tái)、流程服務(wù)平臺(tái)等模塊.應(yīng)用開發(fā)平臺(tái)的核心是提供一套集成的應(yīng)用開發(fā)平臺(tái),提供集成的應(yīng)用開發(fā)框架和環(huán)境、集成的PaaS底層技術(shù)能力,提供標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)服務(wù)(如日志、異常、國(guó)際化、安全、規(guī)則、緩存等).數(shù)據(jù)庫(kù)即服務(wù)模塊需要提供對(duì)底層數(shù)據(jù)庫(kù)的統(tǒng)一封裝,提供公共的數(shù)據(jù)訪問接口,提供數(shù)據(jù)庫(kù)資源池和數(shù)據(jù)庫(kù)水平擴(kuò)展能力,支持分布式數(shù)據(jù)庫(kù),支持非關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù),支持?jǐn)?shù)據(jù)庫(kù)本身的多租戶.服務(wù)集成平臺(tái)模塊包括數(shù)據(jù)集成和應(yīng)用集成多方面的內(nèi)容,數(shù)據(jù)集成包括了ETL、ODI等,應(yīng)用集成重點(diǎn)是ESB企業(yè)服務(wù)總線,實(shí)現(xiàn)企業(yè)業(yè)務(wù)服務(wù)的集成,統(tǒng)一的服務(wù)目錄的提供等功能.應(yīng)用運(yùn)行平臺(tái)模塊提供平臺(tái)資源的運(yùn)營(yíng)管理,包括資源的申請(qǐng)、資源的使用、資源的回收、資源的調(diào)度、資源的監(jiān)控等.應(yīng)用中間件平臺(tái)包括傳統(tǒng)的Weblogic、Jboss、Websphere、Tomcat、IIS等,中間件平臺(tái)的重點(diǎn)是形成中間件資源池和應(yīng)用托管容器,這即是可以管理和調(diào)度的計(jì)算資源和計(jì)算單元.流程服務(wù)平臺(tái)是更高層次的集成,包括了BPEL、HWF和BPM業(yè)務(wù)流程管理.流程即服務(wù)提供了流程建模、流程設(shè)計(jì)、流程執(zhí)行、流程監(jiān)控、流程分析的端到端流程管理能力.通過統(tǒng)一流程平臺(tái)的方式支持各個(gè)業(yè)務(wù)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)流程管理功能.從上述功能設(shè)計(jì)中可以清楚地看到“企業(yè)級(jí)應(yīng)用開發(fā)平臺(tái)型PaaS平臺(tái)”包含在PaaS平臺(tái)基礎(chǔ)平臺(tái)模塊中.“SaaS層演進(jìn)型PaaS平臺(tái)”一部分也包含在基礎(chǔ)平臺(tái)模塊中,本文設(shè)計(jì)的參考模型中賦予P