12.5　云平台整体架构

云存储是云计算的存储部分，理解云存储架构的前提是理解云平台整体架构。云计算按照服务类型大致可以分为三类：基础设施即服务（IaaS）、平台即服务（PaaS）以及软件即服务（SaaS），如图12-3所示。

图　12-3　云计算服务类型

IaaS将硬件设备等基础资源以虚拟机的形式封装成服务供用户使用，如Amazon云计算AWS（Amazon Web Service）的弹性计算云EC2，PaaS进一步抽象硬件资源，提供用户应用程序的运行环境，开发者只需要将应用程序提交给PaaS平台，PaaS平台会自动完成程序部署，处理服务器故障，扩容等问题，典型的如（Google App Engine）GAE。另外，微软的云计算平台Windows Azure Platform也可大致归入这一类。SaaS的针对性更强，它将某些特定应用软件封转成服务，如Salesforce公司提供的在线客户端管理CRM服务，Google的企业应用套件Google Apps等。

本节首先分别介绍Amazon、Google以及Microsoft这三个云平台的整体架构，其中，Amazon提供IaaS服务，Google和Microsoft提供PaaS服务，接着介绍一般情况下云平台的整体架构。

12.5.1　Amazon云平台

Amazon Web Services（AWS）是Amazon构建的一个云计算平台的总称，它提供了一系列云服务。通过这些服务，用户能否访问和使用Amazon的存储和计算基础设施。如图12-4所示，AWS平台分为如下几个部分：

图　12-4　AWS平台整体架构

●计算类：核心产品为弹性计算云EC2（Elastic Computing）。EC2几乎可以认为是迄今为止云计算领域最为成功的产品，通俗地讲，就是提供虚拟机，用户的应用程序部署在EC2实例中。EC2架构的核心是弹性伸缩，当托管的应用程序访问量变化时能够自动增加或者减少EC2实例，并通过弹性负载均衡技术将访问请求分发到新增的EC2实例上。在计费模式上，EC2按照使用量计费，而不是采用传统的预付费方式。EBS（Elastic Block Store）是一个分布式块设备，可以像本地的磁盘一样直接挂载在EC2实例上，与本地磁盘不同的是，保存到EBS的数据会由EBS的管理节点自动复制到多个存储节点上。EC2实例的本地存储是不可靠的，如果EC2实例出现故障，本地存储上保存的数据将会丢失，而保存到EBS上的数据不会丢失。EBS用于替代EC2实例的本地存储，从而增强EC2可靠性。

●存储类：存储类产品较多，包括简单对象存储S3，表格存储系统SimpleDB、 DynamoDB、分布式关系数据库服务（Relational Datastore Service,RDS）以及简单消息存储（Simple Queue Service,SQS）。S3用于存储图片、照片、视频等大对象，为了提高访问性能，S3中的对象还能够通过CloudFront缓存到不同地理位置的内容分发网络（Content Delivery Network,CDN）节点。SimpleDB和DynamoDB是分布式表格系统，支持对一张表格进行读写操作；RDS是分布式数据库，目前支持MySQL以及Oracle两种数据库。SQS主要用于支持多个任务之间的消息传递，解除任务之间的耦合，相当于传统的消息中间件（Message Queue）。为了提高访问性能，可以使用ElasticCache缓存存储系统中的热点数据。

●工具支持：AWS支持多种开发语言，提供Java、Ruby、Python、PHP、Windows＆.NET以及Android和iOS的工具集。工具集中包含各种语言的SDK、程序自动部署以及各种管理工具。另外，AWS通过CloudWatch系统提供丰富的监控功能。

AWS平台引入了区域（Zone）的概念。区域分为两种：地理区域（Region Zone）和可用区域（Availability Zone），其中地理区域是按照实际的地理位置划分的，而可用区域一般是按照数据中心划分的。

假设网站MyWebSite.com托管在AWS平台的某个可用区域中。AWS开发者将Web应用上传到AWS平台并部署到指定的EC2实例上。EC2实例一般分成多个自动扩展组（Auto Scaling Group），并通过弹性负载均衡（Elastic Load Balancing）技术将访问请求自动分发到自动扩展组内的EC2实例。开发者的Web应用可以使用AWS平台上的存储类服务，包括S3、SimpleDB、DynamoDB、RDS以及SQS。

网站上往往有一些大对象，比如图片、视频，这些大对象存储在S3系统中，并通过内容分发技术缓存到多个CloudFront节点。当Internet用户浏览MyWebSite.com时，可能会请求S3中的大对象，这样的请求将通过DNS按照一定的策略定位到CloudFront节点。CloudFront首先在本地缓存节点查找对象，如果不存在，将请求源站获取S3中存储的对象数据，这一步操作称为回源。