校园资源存储网盘的设计与实现外文翻译资料

本科生毕业设计（论文）外文资料译文

（ 2019届）

外文资料译文规范说明

一、外文资料译文：

基础设施作为服务和Web托管云提供商的调查和分类

关键词：云基础设施，Web托管云，中间件，资源部署

摘要：目前，越来越多的云提供商声称自己可以提供云基础设施。但是在业界中仍缺少一个通用的术语来清晰定义“云”，并对“云”进行分类。在本文中，我们对挑选出来的云提供商进行了调查，根据服务类型、资源部署、硬件、运行时调优、业务模型、中间件和性能等八个重要元素对云计算进行了分类。最后，我们得出了今后研究云社区需要关注的三个要素：能为高性能计算应用程序提供的服务级别协议，开放的、可互操作的中间件解决方案，以及持久不变的性能指标。

I 引入

研究发现，目前的网络环境呈现出同一时间范围内请求数不断增加的趋势，并且要求实现并发交付结果。为解决这一问题，需要科学或商业应用程序提供快速和可伸缩的执行环境。与此同时，由摩尔定律带来的昂贵维护成本和快速弃用硬件设施的情况，使得运营科学或商业应用程序的公司和机构由原来的购买硬件转化为从专门的托管公司租用现代化的资源存储空间。

实际应用过程中，为实现自动化这一复杂的过程，需要通过手动干预的方式在远程服务器上安装和运行应用程序。目前流行的做法是将硬件虚拟化，并将其作为可在互联网上进行提供的服务。由这个服务引伸出了一个新的术语---云计算。换句话说，云计算提供商就是一家根据某种商业模式向客户出租大量可靠虚拟资源(包括各种硬件和软件)的公司。

如今，市场上出现越来越多的供应商声称提供云基础设施，并且每个供应商都用自己的术语来定义和描述云基础设施应用的功能。这种不统一在云基础设施应用越来越为广泛的背景下使得整个云社区作出的的努力毫无见效。为了解决这一问题，我们对一些云计算提供商进行了调查，目的是建立一种分类方法用于识别通用术语、体系结构和功能的相似性，并指出目前研究的不足之处。

我们从为互联网站点提供技术支持的供应商里筛选得到了一份不完整的供应商列表。我们的分析是基于2009年1月中被调查的公司发布的数据，虽然这些数据在那之后不断更新，但是我们相信这项研究仍能为理解当前云计算环境的共同特征和趋势提供坚实的基础。

我们将在第二部分讨论云分类，并在第三部分得出我们想要的结论。在阅读本篇调查时，您可能需要时不时地查阅论文附录中的表二。

II 分类法

我们根据八个云计算元素来区分云计算环境，详见图1。接下来，我们将详细介绍每个元素及其具体分类。

A. 服务类型

许多云计算公司在其提供的服务类型上各不相同。从最高层面上看，我们观察到的主要有三个方向(见图2):

基础设施即服务(IaaS)提供了托管、访问原始计算基础结构和操作中间件软件的通用功能。IaaS通常由数据中心提供，他们将现代硬件设施出租给客户，但是客户无需承担维护和弃用的风险。IaaS具有资源虚拟化的特点，允许客户在供应商提供的虚拟化软件上部署和运行自己的客户操作系统。IaaS中的虚拟化是实现软件的分布式、自动化和可伸缩部署、安装和维护的关键步骤;

软件即服务(SaaS)是云服务的第二类，它定义了一种新的软件部署模型：应用程序作为服务托管的方式，通过Internet将这种服务提供给客户，而不需要在客户在自己的计算机上进行安装和运行。在SaaS中，托管是由服务提供者(通常是开发人员)在客户不知情的情况下完成，这隐藏了托管中介(及其底层功能)本身和客户之间的关系。SaaS是一种比IaaS更具限制性的模型，IaaS限制客户只能使用一组现有的服务，而不能部署自己的服务;

平台即服务(PaaS),也被称为云件。PaaS提供所有工具和API，支持构建和交付Web应用程序。它贯穿服务的完整生命周期，包括设计、开发、测试、部署和托管。PaaS的出现使得IaaS和SaaS提供的服务更进一步，并且它不需要下载和安装繁琐的软件。由于PaaS是一个相对较新的、不成熟的概念，所以在进行详细的调查之前还需要获得社区的认可和支持。

除了这三个主要类别之外，我们还引入了用于区分的第四个类别：专门托管服务。尽管这种服务提供的功能非常有限并且具有针对性，但却与云计算密切相关，或者说还在一定程度上支持云计算。我们在市场上看到这类产品的两个成功代表：

1) Web托管环境充当了服务提供者和客户之间中介的角色：为Web站点提供租用包，包括Web服务器、FTP、SSH访问、存储空间以及各种软件的功能，如Perl、PHP、Python和Ruby。为了把这些功能连接到云，Web托管公司主要进行了三个方面的工作：(i) 资源虚拟化以改善分时资源的管理效率；(ii) 自动调整所提供的资源，以应付动态客户端负载，并确保服务质素(见第II-D节)；(iii)受效用计算启发的商业模式(见第II-F节)。

2) 文件托管环境提供了一个虚拟持久的存储系统。在这个系统中，客户可以以一定的价格安全地保存他们的数据，并保证QoS的交付。

SaaS是当今几乎所有从事电子商务和电子商务活动的公司采用的一种模式，由于该领域涉及的范围较广，我们无法在有限的可用资源内进行调查。也是出于这个原因，我们没有调查不提供计算设施的文件主机以及与云有关的分发网络，比如Amazon Simple Storage Service (S3)， Amazon Cloudfront， Rackedspacecloud的ClousdFS， Mozy， Memopal， Nirvnix和Akamai。

因此，我们重点分析了7个IaaS云提供商（例如Amazon EC2 [1], AppNexus [2], ENKI [3], Flex- iScale [4], GoGrid [5], Joyent Accelerator [6], 和 NewServers [7]) 和7家声称提供云基础设施的网络托管公司（例如Agathon [8], Elastra [9], ENKI [3], GridLayer [10], Media Temple [11], 和 Rackspace Cloud [12]) （见附录表二）。

Microsoft Azure Services [13] 和 Google App Engine [14] 是两个不同于其他Web托管公司的提供商，它们提供了更复杂的解决方案。它们允许应用程序开发人员从现有的Web服务中分别使用.net和Python脚本技术编写高级应用程序。因此，除了为普通终端用户提供的Web托管功能之外，我们还从应用程序开发人员的角度将它们归类到PaaS。

B．资源部署

资源部署是指在特定的主机上安装软件包并将其作为服务提供给客户使用的过程。我们将区分四个部署类别元素，如图3所示。

首先，虚拟专用服务器(VDS)(也称为虚拟私人服务器、虚拟机、虚拟操作系统，或者用Amazon的术语来说就是实例)是一项关键技术，它可以通过显示另一个抽象的、更高级别的模拟平台，将计算平台的物理特性虚拟化，从而实现用户层面的透明化。VDS在云环境中有双重好处:（i）它通过构建预定义过的(甚至优化过的)的机器映像来自动化远程机器上任意软件的安装过程，这些映像可以可伸缩地部署[15];（ii）它可以服务于更大的用户群，例如在分时环境中，通过在一台物理服务器上托管完全解耦的多个VDS。这两种最知名的虚拟化环境是VMWare[16](商业)和Xen[17](开源)，同时还有适合小型社区使用的解决方案，如基于内核的虚拟机(KVM)、VirtualBox、Virtuozzo、Linux-VServer和OpenVZ。

除谷歌App Engine外，我们调查的其它云提供商都通过Xen或VMware支持VDS。Azure平台仍处于beta版本中，它使用内部的Windows 2008服务进行虚拟化。这些服务还没有从具有公共接口的透明层中分离开来。相比之下，NewServers则处于另一个极端，它可以在不使用虚拟化层的情况下实现对专用资源的完全访问。其他Web主机，如Agathon、Elastra、GridLayer和MediaTemple，提供对其资源的根访问，并允许用户自由地定制已安装的软件。

一个有趣的虚拟化解决方案是由[3]、[8]、[10]移植的AppLogic[18]支持。这是一个网格元操作系统，支持通过云计算来运行和扩展Web应用程序。AppLogic通过Web的管理工具和命令行接口对Xen进行了扩展，用于基础设施和应用程序的管理和监视。同时还提供越来越多的高级服务，如防火墙、负载平衡和自动调整大小功能(参见第II-G节)。

还有一种操作是将VDS与用户所需的应用程序、库、数据和其他配置一起打包到所谓的机器映像(简称映像)中。用这样的方法可以实现在虚拟主机上直接启动映像。这一过程可以理解为，VDS已经提供给最终用户，他们可以开始使用VDS的底层硬件和软件资源。

考虑到总线大小差异(指令和地址不同)，一些提供程序同时提供了32位和64位的图像[1]、[4]、[5]。而对于另一些提供程序，如果满足[2]、[6]、[8]、[10]-[12]的条件，我们也可以从底层处理器架构的寄存器大小进行考虑。

在所有接受调查的提供商中，除了分别支持Windows和Solaris的Microsoft Azure和Joyent Accelerator[6]之外，Linux是用于创建映像的最受欢迎的操作系统。当然，也有相当大一部分提供商[1]、[4]、[5]、[7]、[13]把Windows作为第二选择，Windows因此成为构建云计算应用程序的一个有利的候选系统。

通常情况下，用户除了可以在云提供商提供的一组预定义映像之间进行选择之外，还可以使用打包所需的软件的方式构建自己的映像。为了量化套件，我们根据映像的数量（number of images）进行分类。可以看到，Amazon EC2在预定义Linux映像的排名中占据了三个数量级的优势(参见表2)，这主要是因为它为客户提供了向社区上传和发布自己的定制映像的选项。

在网络敏感(网络延迟或带宽限制)应用程序中，用户相对于彼此的位置（location）显得格外重要。不幸的是，大多数云提供商都还没有解决这方面的问题。Amazon EC2提供的五个所谓可供用户自由选择的“可用性区域”可以大致划分为美国的三个区域和欧洲的两个区域。可用性区域的作用体现在两个方面：一是它们被设计成与其他区域中的故障解耦；二是它们提供给同一地区中其他区域的廉价、低延迟的网络连接。AppNexus在美国每个海岸都有一个数据中心，比如在洛杉矶和纽约都会区，该公司还计划在不久的将来在欧洲建立一个。然而，与Amazon不同的是，AppNexus用户不能手动选择在哪个数据中心上启动VDS，只能通过全局负载平衡机制自动指向最近的数据中心(参见第II-D节)。

III 结论

在本文中，我们通过对7家IaaS提供商、6家Web托管公司以及2家混合PaaS和Web托管提供商进行了调查，提出了根据服务类型、资源部署、硬件、运行时调优、安全性、业务模型、中间件和性能等八个元素来定义和区分云计算。我们试图根

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