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1700426310 假设一个大学院系想要在短时间内解决一个问题,其中包含大量需要运算的方程,比如要对人类基因组进行定位或测序。为完成这一任务,该院系可以建立一个社区云,吸收全球各类大学加入,并让每个成员都为其贡献一份计算资源。由于世界上总有某个地区正处于夜晚,那里闲置的电脑就可以用于处理这个问题,加上云计算的弹性特点,就能保证在任何时间都有稳定的计算资源供给。这类云不受限于单一的数据中心,而是随着计算资源的位置不断旋转,跨越国境,更换多个数据中心。其优点十分明显:通过分享降低计算资源成本,减少计算时间,提高IT基础设施使用效率。不利之处主要在于技术与商业方面:由于网络压力加大,可能需要对网络设备进行更为频率的升级,同时,需要有法律制度来明确社区云中知识产权与数据的所有权。
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1700426312 大学社区云是以IaaS和PaaS解决计算密集型问题的用例之一,另一个简单些的例子是对视频的联机渲染,这类应用不必使用跨地区的社区云,但仍然需要计算密集型的IaaS服务。在这一情境中,由于只在渲染进行的时候才需要大量计算资源,使用IaaS或PaaS云服务会较为理想,这样就只需支付渲染期间的云服务费用,而无须为偶尔才用的计算资源投入购置成本。同时,由于图像渲染的性质使然,你无法评估或预测需要使用的计算量,因此需要用到云平台的弹性。主要问题是,你需要确保连接到云服务供应商的互联网带宽充足,以支持图像渲染需求。
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1700426314 此类云计算的另一个简单用例是将应用程序托管在云端,从而可以通过手提电脑、智能手机等终端设备使用该应用。在这个用例中,你的终端设备应当是瘦客户端或零客户端,这类设备被盗后就毫无用处,更换起来也比台式电脑或手提电脑更为便宜简单。大型组织可以为员工提供此类“低能”设备,并通过这些设备连接到托管在云端的应用程序。这为云服务供应商开启了一种全新商业模式,他们可以免费分发零客户端,但要保证这些设备只能连接到他们的云或应用上,从而收取使用费。这就好比免费赠送剃刀,而通过刀片来收费。
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1700426316 网络托管
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1700426318 网站托管的部分特征如下:(1)你对数据流量情况知之甚少;(2)流量每天、每周、每月都在变化;(3)当有营销活动或产品发布时,流量会出现激增。同时,随着业务扩展,对基础设施的通用需求也同比上升。由于IaaS和PaaS云计算模型具有弹性特点与基于使用量的计费模型,能较为理想地满足此类需求。
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1700426320 存储
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1700426322 由IaaS或PaaS供应商提供的存储往往内置冗余备份,即使保存你数据的硬盘损坏,相应数据也能在冗余盘中找到,并不会丢失。这种存储设备由廉价磁盘冗余阵列(RAID)组成,数据被分割备份到各个驱动之中,磁盘受到持续监控,一旦发现失效,就会被另一个存有完整数据的磁盘代替。对于非技术人员或者小企业来说,在本地安装这样的系统并不太现实,因为需要具备技术能力、监控与专业配置人员。而基于IaaS的云储存能做到随时可用,按用量计价,随处接入,可使用任意设备,是理想的解决方案。你存储的数据可以是媒体文件(图片、音频、视频等)、与自己相关的信息(密码、财务信息、资产信息)、通信(电子邮件或信件)或一般文件【可移植文档格式(pdf)文件、电子表格等】——都是常用文件。主流的商业存储选择包括苹果云服务(iCloud)、Dropbox、谷歌硬盘、亚马逊s3等。
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1700426324 备份与恢复
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1700426326 在写作本书时,我遭遇了一次事故,由于在升级系统盘时更改了系统设置,不小心导致了数据盘无法使用。当时系统盘安装的是Windows 7,而数据盘已配置为RAID储存模式(一个磁盘是另一磁盘的镜像,其中一个损坏时,仍能从另一个中提取数据),我的手稿存在数据盘中,由于备份服务器中存有新近备份,我就重设并格式化了数据盘,然后再尝试从备份服务器将文件复制到数据盘中。这时我遇到了致命的问题:我用于恢复数据的软件只复制了一部分文件,而把所有文件都从备份服务器中删除了。我丢失了所有手稿!虽然我还能恢复部分内容(每一章都保存在单独文件中),但大部分工作都丢失了。如果我使用了云服务作为备份,就不至于落到这般田地。另外,由于我的备份服务器和电脑放在同一地点,还存在发生其他灾难性事件的风险,比如火灾,而基于云服务的备份则是异地备份。基于云服务的备份具有以下缺点:(1)存在安全泄露风险,你的数据可能被第三方获取;(2)云服务供应商的工作人员可能接触你的数据。克服这些缺点的方式之一是使用强加密机制,并将加密后的文件备份。
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1700426328 换个角度说,如果你使用云服务来存储数据,那就最好使用另一个云服务供应商来进行数据备份,原因包括以下两方面:(1)备份位于另一地点;(2)如果其中一家供应商发生停机或停业,你还可以取得自己的数据。在这两个云服务供应商之间需要使用某种补全手段,或者某个简单的备份与恢复程序,来保证数据的自由流通,比如使用FreeFileSync、RSycn、BitTorrent sync等同步软件实现两个存储位置之间的数据同步。现有的商业性备份供应商包括CrashPlan、Backblaze、Spideroak、Carbonite、Bitcasa和亚马逊冰川(Glacier),后者更类似于档案管理方案,但也可以用作快速进行增量备份,前提是你得每个月创建一次,访问也并不频繁。本书结尾的附录对备份机制进行了讨论。
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1700426333 图22中是平台即服务的主要用例,下面对部分用例进行讨论。
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1700426335 数据库服务
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1700426337 数据库是以一种便于快速定位和搜索的方式,将一系列持久性数据组织起来。数据的持久性表现为可覆盖一个应用程序的运行生命周期,或者跨越多个应用程序的生命周期。数据库的典型特征包括(1)紧密性;(2)数据提取与更新的速度;(3)更新性,以保证数据一直处于最新状态,并符合你的使用目的。可以将数据库简单视为一个电子文件系统,其中包括索引、档案文件以及便于访问的组织排列方式。由于数据库是集成在通信层的一部分,作用在多个应用程序之间,允许它们共享并重复使用同一数据,因此被称为中间件。
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1700426339 支持数据库的是保存数据的物理存储系统,因此除了前文讨论的IaaS存储服务之外,还可以在PaaS服务中托管数据库系统,这一“平台即服务”就能为你提供数据库系统云单元。在应用程序提出需求时,需要能简便快速地接入这类数据库服务,因此数据库服务最好和使用它的应用程序位于同一个云中,这样就能缩短传输时间,达到最优表现。这样配置的优点是可以将大部分IT功能置于云端,如应用程序、其数据库和物理存储,如果是网页应用程序,就可以使用网络浏览器来远程操作,而如果是“胖客户端”应用,则要使用虚拟化应用(解释详见第一章)来接入,这也是实现瘦客户端或零客户端计算模型的途径之一。
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1700426341 云数据库的另一优势是它的实用性,各类应用程序都可以将数据库视为开架商店。如果把数据库服务配置为云单元,在每次需要使用数据库时,就无须重新选择、安装、配置,而只要在云环境中访问数据库云单元,并将其链接到应用程序中。这种数据库即服务单元的使用方式能为你节省时间、精力与成本,但其最大障碍来自商业原因,多数公司都没有针对此类云计算模式的许可政策,解决途径之一是使用免费开源的数据库,如PostgreSQL或MySQL。
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1700426343 数据库云服务还能使托管在不同平台、使用不同技术的应用程序无缝接入同一数据库系统进行便捷查询,而当云服务接口向全球各地的信息开放,数据库的可得性就能进一步提升。这是由于数据库系统在IT层面已经十分成熟,具有多种技术通用型协议,如在连接中使用的Java语言数据库连接(Java Database Connectivity, JDBC)和开源数据库连接(Open Database Connectivity, ODBC)。此外,多数数据库都采用定义清晰的结构化查询语言(Structured Query Language, SQL)来进行数据的查询、更新、修订,使得任何地方的应用程序都可以顺畅地使用云数据库服务。
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1700426345 应用开发
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1700426347 利用PaaS服务在云端开发应用程序的主要意图有二:(1)你想要创建一项SaaS,以便迅速走向市场;(2)你想要集中精力在软件需求上,快速完成开发-搭建-测试-部署这一软件生命周期,而不必顾虑基础设施的问题(应用开发者毕竟不是数据中心公司,只想专注于自己开发的应用程序上)。无论是哪种情形,使用PaaS进行应用开发都有一系列优势:
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1700426349 能让你专注于软件的创造性工作,而不是硬件等周边事务。
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1700426351 具有基于使用的计价方式,不必为基础设施进行前期投入。
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1700426353 应用程序的用户数量弹性很大,无论是一个还是一百万个都无须更改应用架构。
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1700426355 存储、数据库等组件是标准化的现成服务,可以让应用程序随时调用。
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1700426357 你能获得多数应用开发者都较为熟悉的标准开发环境,其中还包括应用框架、代码模板、开发工具等。
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1700426359 尽管大多数云供应商都允许你迁移应用,并提供一些辅助工具,但优秀的应用程序开发环境还是会把你和某个特定的供应商绑定。更换云服务供应商的成本高不可及,比如要在别处建立自己的开发环境,就需要配备必要的人才、完成应用集成等各种工作。为缓释风险,你需要(1)评估PaaS服务提供的技术与应用开发框架;(2)确保你的应用程序与数据架构能满足更高的互通性与灵活性。
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