深度剖析云计算背后采用的具体技术

分布式大规模数据库管理系统BigTable

构建于上述两项基础之上的第三个云计算平台就是Google关于将数据库系统扩展到分布式平台上的BigTable系统。很多应用程序对于数据的组织还是非 常有规则的。一般来说，数据库对于处理格式化的数据还是非常方便的，但是由于关系数据库很强的一致性要求，很难将其扩展到很大的规模。为了处理 Google内部大量的格式化以及半格式化数据，Google构建了弱一致性要求的大规模数据库系统BigTable。据称，现在有很多Google的应 用程序建立在BigTable之上，例如Search History、Maps、Orkut和RSS阅读器等。

下图2给出了在BigTable模型中的数据模型。数据模型包括行列以及相应的时间戳，所有的数据都存放在表格中的单元里。BigTable的内容按照行来划分，将多个行组成一个小表，保存到某一个服务器节点中。这一个小表就被称为Tablet。

以上是Google内部云计算基础平台的三个主要部分，除了这三个部分之外，Google还建立了分布式程序的调度器，分布式的锁服务等一系列相关的云计算服务平台。

Google的云应用

除了上述的云计算基础设施之外，Google还在其云计算基础设施之上建立了一系列新型网络应用程序。由于借鉴了异步网络数据传输的Web 2.0技术，这些应用程序给予用户全新的界面感受以及更加强大的多用户交互能力。其中典型的Google云计算应用程序就是Google推出的与 Microsoft Office软件进行竞争的Docs网络服务程序。Google Docs是一个基于Web的工具，它有跟Microsoft Office相近的编辑界面，有一套简单易用的文档权限管理，而且它还记录下所有用户对文档所做的修改。Google Docs的这些功能令它非常适用于网上共享与协作编辑文档。Google Docs甚至可以用于监控责任清晰、目标明确的项目进度。当前，Google Docs已经推出了文档编辑、电子表格、幻灯片演示、日程管理等多个功能的编辑模块，能够替代Microsoft Office相应的一部分功能。值得注意的是，通过这种云计算方式形成的应用程序非常适合于多个用户进行共享以及协同编辑，为一个小组的人员进行共同创作 带来很大的方便性。

Google Docs是云计算的一种重要应用，即可以通过浏览器的方式访问远端大规模的存储与计算服务。云计算能够为大规模的新一代网络应用打下良好的基础。

虽然Google可以说是云计算的最大实践者，但是，Google的云计算平台是私有的环境，特别是Google的云计算基础设施还没有开放出来。除了开放 有限的应用程序接口，例如GWT(Google Web Toolkit)以及Google Map API等，Google并没有将云计算的内部基础设施共享给外部的用户使用，上述的所有基础设施都是私有的。

幸运的是，Google公开了其内部集群计算环境的一部分技术，使得全球的技术开发人员能够根据这一部分文档构建开源的大规模数据处理云计算基础设施，其中 最有名的项目即Apache旗下的Hadoop项目。而下面的两个云计算的实现则为外部的开发人员以及中小公司提供了云计算的平台环境，使得开发者能够在 云计算的基础设施之上构建自己的新型网络应用。其中IBM的蓝云计算平台是可供销售的计算平台，用户可以基于这些软硬件产品自己构建云计算平台。亚马逊的 弹性计算云则是托管式的云计算平台，用户可以通过远端的操作界面直接使用。
  


实例2: 亚马逊的弹性计算云

亚马逊是互联网上最大的在线零售商，但是同时也为独立开发人员以及开发商提供云计算服务平台。亚马逊将他们的云计算平台称为弹性计算云(Elastic Compute Cloud，EC2)，它是最早提供远程云计算平台服务的公司。

开放的服务

与 Google提供的云计算服务不同，Google仅为自己在互联网上的应用提供云计算平台，独立开发商或者开发人员无法在这个平台上工作，因此只能转而通 过开源的Hadoop软件支持来开发云计算应用。亚马逊的弹性计算云服务也和IBM的云计算服务平台不一样，亚马逊不销售物理的云计算服务平台，没有类似 于“蓝云”一样的计算平台。亚马逊将自己的弹性计算云建立在公司内部的大规模集群计算的平台之上，而用户可以通过弹性计算云的网络界面去操作在云计算平台 上运行的各个实例(Instance)，而付费方式则由用户的使用状况决定，即用户仅需要为自己所使用的计算平台实例付费，运行结束后计费也随之结束。

弹性计算云从沿革上来看，并不是亚马逊公司推出的第一项这种服务，它由名为亚马逊网络服务的现有平台发展而来。早在2006年3月，亚马逊就发布了简单存储 服务(Simple Storage Service，S3)，这种存储服务按照每个月类似租金的形式进行服务付费，同时用户还需要为相应的网络流量进行付费。亚马逊网络服务平台使用REST (Representational State Transfer)和简单对象访问协议(SOAP)等标准接口，用户可以通过这些接口访问到相应的存储服务。

2007 年7月，亚马逊公司推出了简单队列服务(Simple Queue Service，SQS)，这项服务使托管主机可以存储计算机之间发送的消息。通过这一项服务，应用程序编写人员可以在分布式程序之间进行数据传递，而无 须考虑消息丢失的问题。通过这种服务方式，即使消息的接收方还没有模块启动也没有关系。服务内部会缓存相应的消息，而一旦有消息接收组件被启动运行，则队 列服务将消息提交给相应的运行模块进行处理。同样的，用户必须为这种消息传递服务进行付费使用，计费的规则与存储计费规则类似，依据消息的个数以及消息传 递的大小进行收费。

在亚马逊提供上述服务的时候，并没有从头开始开发相应的网络服务组件，而是对公司已有的平台进行优化和改造，一方面满足了本身网络零售购物应用程序的需求，另一方面也供外部开发人员使用。

在开放了上述的服务接口之后，亚马逊公司进一步在此基础上开发了EC2系统，并且开放给外部开发人员使用。