1 引言
自從2006年Google首次提出“云計算”的概念以來，在世界范圍內對云計算的討論就沒有停止過。有人說，云計算并不是一項新技術，而是由以往的分布式計算、網格計算等成熟技術搭建起來的，是商業炒作的概念而已。然而不管是新概念還是新技術，它都已經迅速滲入到國家建設的各個方面，國家在成都、濟南、深圳、長沙等地分別建立云計算中心，掀起了“耘云播雨”的浪潮。云計算的三大特性——價格低廉、存儲海量以及超級計算能力讓很多商業和產業領域改變其運營方式，也為國家的信息化建設帶來了十分難得的發展機遇。云計算平臺最顯著的用戶體驗就是，無論在哪里操作，用戶的感覺都是和在本地的計算機上使用是一樣的，如同操作自己的計算機。利用軟件來實現硬件資源的虛擬化，使得用戶可以通過虛擬平臺來使用云端的網絡、計算、硬件等資源。而虛擬化技術的使用則可以幫助數據中心大大降低運營和維護成本，并顯著提高數據中心軟硬件資源的利用率。云計算給用戶的另一種良好的體驗是對客戶端硬件設備的要求很低，使用起來也非常快捷和方便。一旦定制好需要的操作系統和軟件，則可以省去許多花銷，如軟件的升級和維護等等。對于保密性要求高單位或企業，則可以將核心的數據保存在云端，真正將數據與本人隔離，起到很好的信息安全保密效果。同時對于云端的數據中心來說，價格低廉的普通計算機則可以輕松搭建起具有一定計算能力的云計算中心，計算性能甚至超過昂貴的大型機。同時，云計算平臺對云端服務器的容錯能力也非常高，一旦某個節點出現故障，則可以采取策略拋棄該節點，并將運行中的任務交由其他節點運行。新服務器的加入也是實時方便的，計算能力的擴展性很好。本文針對云計算平臺的種種特性和優點，通過使用桉樹[1]開源軟件在五臺服務器上成功搭建云計算平臺，并對外提供數據庫等服務，結果顯示了云計算在信息化建設中的各項優越性能。
2 云計算平臺概述
通常云計算平臺基于整合、虛擬化和自動化三個主要部分。本文將主要嘗試實現以下幾類功能：
2.1 提供基礎設施即服務（IaaS）功能。
該云計算平臺將提供虛擬機作為服務提供給用戶。用戶并不知道獲取的只是一個虛擬的鏡像，從永固的角度來看，獲得的是一臺真實的計算節點。更為重要的是，用戶對這個節點擁有至高無上的權力。用戶可以根據自己的需要或喜好安裝操作系統，定制相應的服務、應用及資源。這和傳統意義下用戶只能在有限條件下使用集群中的節點完全不同。一般來說，計算中心中集群服務器的操作系統均為Linux，用戶不得不將自己在Windows下開發的程序進行相應的平臺轉換后才能在集群中運行起來。而在云計算平臺中，用戶可以自己定制數臺Windows節點用于程序的運行，而不用去關心集群服務器的操作系統是什么。同時，用戶也不必關心資源在哪里、如何部署，只需要把自己的需求告訴平臺，剩下的工作就交給平臺了，平臺將返回用戶定制的結果，當然用戶也可以對定制的服務進行管理，如退訂或刪除一些服務等。
2.2 提供虛擬的計算能力。
以往情況下，飽滿的任務量導致集群中所有節點已經被一部分用戶提交的任務占據。雖然有些節點的計算資源還有剩余，但由于其他用戶提交的任務需求超過了計算資源的剩余量，這些任務不得不在隊列中焦急地等待。而在該平臺中，我們將使用虛擬化技術為用戶提供額外的計算能力，滿足原本在隊列中等待的任務的計算資源需求。提交的作業能夠立刻得到運行，用戶的使用體驗將大為改觀。
2.3 桌面虛擬化。
桌面虛擬化是指將計算機的桌面進行虛擬化，以達到桌面使用的安全性和靈活性。云計算模式下，用戶的所有數據直接存儲在云端，在需要的時候直接從云端下載使用。當個人計算出現故障或崩潰，也不會影響該用戶對其軟件的試用，用戶只需要換個PC 就可以繼續自己的工作，包括文檔實時編輯和協作開發等。用戶可以在任何時間、任意地點，采用任何設備登錄到云計算系統后就可以進行計算服務，使用方式非常靈活便捷。個人工作機上也許將不再安裝硬盤，用戶甚至只需要一個顯示器、一個鍵盤、一個鼠標和一根網線就可以完成日常的辦公。這在大大提高辦公自動化的同時，對信息安全保密工作有著非常重要的作用和意義。
3 技術方案
經過前期的調研分析，我們選擇開源軟件桉樹（Eucalyptus）來搭建云計算實驗平臺。桉樹[1]是世界上部署最廣的私有基礎設施即服務（IaaS）云軟件平臺。桉樹包括云控制器（CLC）、Walrus、集群控制器（CC）、存儲控制器（SC）和節點控制器（NC）。圖1是桉樹系統的總體架構圖。
圖1.桉樹系統的總體架構圖
CLC 是整個桉樹系統的核心，負責高層次的資源調度；Walrus 主要用于存儲虛擬機映像和用戶數據；CC 是負責協調一個集群內的計算資源；SC用來存儲業務數據；NC 是最終的計算節點。桉樹云計算平臺已經可以實現IaaS和提供虛擬計算能力的基本功能，而對桌面虛擬化，則還需要我們在桉樹平臺的基礎上通過VNC 等技術手段來實現。
4 云計算平臺搭建與測試
目前已有的硬件資源包括：計算服務器4臺，存儲服務器1臺。服務器的具體配置如下表。
表1.服務器配置
根據桉樹云計算平臺的架構，使用桉樹的快速安裝包silvereye，我們在存儲服務器上安裝云控制器CLC、CC、SC 以及Walrus，將其作為云計算平臺的核心，并作為集群的前端，負責協調集群內的計算資源，并儲存虛擬機映像和用戶數據；剩余4臺計算服務器上安裝節點控制器，作為計算節點。
平臺搭建好之后，我們對預先設計三個功能進行了測試。通過在其上部署虛擬機并搭建數據庫服務，發現該平臺實現了IaaS功能，可以為多個用戶創建多個虛擬機，實現按需定制，滿足用戶對硬件資源的需求，同時我們也驗證了其提供虛擬計算能力的功能。對于桌面虛擬化，我們真實做到了數據與個人的隔離，將數據放在云端，保證了信息保密安全。
5 結論
云計算正在給人們的生活帶來翻天覆地的變化，引領著新一輪信息技術革命的浪潮。本文中云計算平臺的成功搭建實現了預期目標，為信息化建設起到了非常大的促進作用。同時平臺的搭建過程測試了可能遇到的多種技術問題，將對今后搭建大規模云計算平臺有著非常重要的借鑒作用和意義。
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本文標題：信息化建設中的云計算
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