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CloudComputingl云计算

云计算环境下的应用架构设计

一文／方国伟

作者从云计算环境下应用的特点出发，分析了在云计算环境下应用程序开发设计的一些新变化。根据
这些特点，本文提出一个“自我感知应用”(Self-SensingApplication)的新概念，接着以Windows
Azure平台为例阐述如何实现自我感知应用。

年来应用程序开发者和架构师们都在努力这个角度讲，云计算就像我们公共服务中的自
设计一种既能够在功能上满足当前业务需来水、电、煤气一样，集中供应并按需服务和
求，又能够适应用户需求发生变化或者能够在计费。
可预见的将来适应环境变化的应用。尤其是在
互联网领域，架构师都在努力让自己设计的应资源池
用具有比较强的扩展能力，能够跟得上用户不云计算的一个好处是提高资源的利用率，
断增长或者出现突发请求的一些情况。在传统而这一般需要通过共享的方式来达到这个目
的Web应用设计中，我们在架构上一般采用基的。这里可以类比一下我们日常吃饭中的自助
于多层架构的设计，在Web层中大量使用了负餐和桌餐的差别。如果需要共享就需要先把资
载均衡等技术。一般我们的处理方式都是在应源集中到一个公共的资源池中。根据这个资源
用程序设计好之后，在应用部署的过程中事先池中资源的类别，我们把云计算的服务模型分
把环境配置好，而应用程序在运行过程配置都为三种，即所谓的SPI模型，如表1所示。
是不变的。但是，随着云计算时代的到来，我
表1SPI模型
们面对一些新的挑战，相应的应用程序设计方
资源类别云计算服务模型(spI)
式随之发生了一些变化。我们首先从云计算的
应用程序SoftwareasaService(SaaS)
技术特点开始讨论应用的变化。
系统平台PlatformasaService(PaaS)
基础设施InfrastructureasaService(IaaS)
从技术角度看计算的特点
毫无疑问，云计算是目前信息产业中讨论
得最多的话题。虽然大家对于云计算还没有一高可扩展性
云计算平台的资源池相对于单个用户的
致定义，但是对于云计算的一些特点，相关的
需求而言是比较大的，因此考虑到会有大量不
服务模型等内容日渐趋于统一。在讨论云计算
同用户共用一个资源池，他们之间的资源使用
应用架构特点之前，我们先从技术的角度来讨
模式一般存在一定的互补性，所以对于某个用
论一下云计算本身的一些特点。
户的需求而言，云计算具有很高的扩展性。另
外，云计算平台在做架构设计的时候，都会考
按需服务
云计算是一个把信息技术作为服务(ITas虑到如何让用户可以平滑扩展他们的资源需
aService)提供的一种方式。这种服务的概念都求，比如计算资源、存储资源等。
是从消费方(用户)角度出发，而不是从服务弹性服务
提供方出发考虑问题，因此，云计算要求按需弹性服务指的是云计算的资源分配可以根
服务，即用户可以根据需求即时得到服务。从据应用访问具体情况进行动态地调整。也正因
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l技术

如此，云计算对于非恒定需求的应用，比如需“如果你不能测量它，你就不能管理它”。云
求波动很大、阶段性需求等，具有非常好的应计算作为服务提供的方式，需要对服务进行度
用效果。在云计算的环境中，资源的扩展方式量。一般服务提供方和用户之间需要有一个服
可以分为两大类：一类是事先可以预测的，比务水平协议(SLA)。这样对于私有云来说，
如一些季节性的需求；另一类是完全基于某种可以根据服务情况进行内部费用核算。而对于
规则实时动态调整的。无论是哪一种，都要求公有云来说，服务可度量就是计费的前提，然
云计算平台提供弹性的服务。后根据实际使用量来进行计费。

自服务、自动化和虚拟化云计算应用的特点
与日常生活中的ATM等自服务类似，在从前面的描述我们可以看到云计算给应
云计算中自服务同样是降低服务成本、提高服用程序带来的一些挑战，那就是应用程序如何
务便捷性的一种途径。对于云计算服务提供方在云计算环境下充分利用云计算平台的一些特
来说，自服务就要求提供尽量简单的用户操作点来更好地满足用户需求。云计算应用要能够
界面，简化用户操作，降低用户使用服务的难利用云计算环境中可动态扩展的资源，构建一
度，只有这样自服务才能被用户所接受。而且个具有弹性的高可用的应用程序。下面我们分
由于是人机交互，因此服务响应速度的要求就别讨论一下云计算环境下应用程序的特点和
会更高。所有这一切都需要通过后台自动化的要求。
方式才能实现，也就是说后台自动化是前台自
服务的保障。因此从这个意义上来讲，自服务自动化要求
是目的，而自动化则是手段。虚拟化的本质是自动化是人类的梦想，而计算机对自动
解耦，是一种把资源从硬件束缚中解放出来的化领域的发展有着巨大的影响，它极大地提高
方式，