【IT168 技术】私有云被Gartner认为是云计算的落脚点，尽管在技术上来看，目前私有云还没有公有云成熟，但是Garter分析师认为：对许多大企业而言，在公用云计算服务成熟之前，私有云计算服务的需求将会持续多年，甚至可能长达数十年之久。

什么私有云？

私有云是专为单个客户构建和使用的，因而提供对数据、安全性和服务的最有效控制。该公司拥有基础设施，并可以控制在此基础上部署应用程序的方式。私有云可部署在企业数据中心的防火墙内，也可以将它们部署在一个安全的主机托管场所。

私有云可由公司自己的 IT 机构，也可由云提供商进行构建。在此“托管式专用”模式中，像 Sun ，IBM这样的云计算提供商可以安装、配置和运营基础设施，以支持一个公司企业数据中心内的专用云。此模式赋予公司对于云资源使用情况的极高水平的控制能力，同时带来建立并运作该环境所需的专门知识。

图 1. 专用云可以托管在某个主机托管场所，也可以托管在企业数据中心之中。它们可以

由公司支持，也可以由云提供商提供支持，还可以由像外包公司这样的第三方提供支持。

私有云参考架构

图2 私有云参考架构(本图来自Cloud Computing Reference Architecture)

从上图可以看出：私有云架构主要分为以下几层：

第一层：由上图可见私有云的架构的最底层就是一个数据中心，数据中心是构建企业私有云的基础，它包括服务器、存储和网络设施等。

第二层：虚拟化。数据中心之上就是虚拟化软件了，通过对物理基础设施的虚拟化，可以获得一个相对灵活的环境。

第三层：操作系统。现在很多虚拟化的厂商都在提供云计算操作系统。

第四层：数据库和运行环境。

第五层：中间件和面向服务的架构。

第六层：自助服务管理软件。这六层包括硬件和软件，共同构成了一个私有云环境，为企业提供专用的计算环境，企业可以将自身的应用程序运行在自由云上，这样企业便能完全拥有数据和程序的控制权。

私有云搭建中涉及到的技术主要有虚拟化和分布式等。下面以IBM“蓝云”为例，来具体分析私有云的架构和所使用的技术。

图3 IBM“蓝云”产品架构

由图3可知，“蓝云”计算平台由一个数据中心、IBM Tivoli部署管理软件(Tivoli provisioning manager)、IBM Tivoli监控软件(IBM Tivoli monitoring)、IBM WebSphere应用服务器、IBM DB2数据库以及一些开源信息处理软件和开源虚拟化软件共同组成。

“蓝云”的硬件平台环境与一般的x86服务器集群类似，使用刀片的方式增加了计算密度。“蓝云”软件平台的特点主要体现在虚拟机以及对于大规模数据处理软件Apache Hadoop的使用上。Hadoop是开源版本的Google File System软件和MapReduce编程规范。下面我们就IBM蓝云中涉及到的几个关键技术作进一步的阐述：

虚拟化技术

“蓝云”软件的一个重要特点是虚拟化技术的使用。虚拟化的方式在“蓝云”中有两个级别，一个是在硬件级别上实现虚拟化，另一个是通过开源软件实现虚拟化。硬件级别的虚拟化可以使用IBM p系列的服务器，获得硬件的逻辑分区LPAR(logic partition)。逻辑分区的CPU资源能够通过IBM Enterprise Workload Manager来管理。通过这样的方式加上在实际使用过程中的资源分配策略，能够使相应的资源合理地分配到各个逻辑分区。p系列系统的逻辑分区最小粒度是1/10颗中央处理器(CPU)。Xen则是软件级别上的虚拟化，能够在Linux基础上运行另外一个操作系统.虚拟机是一类特殊的软件，能够完全模拟硬件的执行，运行不经修改的完整的操作系统，保留了一整套运行IBM Tivoli。

通过虚拟机的方式,在云计算平台上获得如下一些优点：

1)云计算的管理平台能够动态地将计算平台定位到所需要的物理节点上，而无须停止运行在虚拟机平台上的应用程序，进程迁移方法更加灵活；

2)降低集群电能消耗,将多个负载不是很重的虚拟机计算节点合并到同一个物理节点上，从而能够关闭空闲的物理节点,达到节约电能的目的；

3) 通过虚拟机在不同物理节点上的动态迁移，迁移了整体的虚拟运行环境，能够获得与应用无关的负载平衡性能；

4)在部署上也更加灵活，即可以将虚拟机直接部署到物理计算平台上，而虚拟机本身就包括了相应的操作系统以及相应的应用软件，直接将大量的虚拟机映像复制到对应的物理节点即可。

存储体系结构

在私有云的架构中，存储体系结构是十分重要的。“蓝云”计算平台中的存储体系结构对于云计算来说也是非常重要的，无论是操作系统、服务程序还是用户的应用程序的数据都保存在存储体系中。“蓝云”存储体系结构包含类似于Google File System的集群文件系统以及基于块设备方式的存储区域网络SAN。

在设计云计算平台的存储体系结构时，不仅仅是需要考虑存储容量的问题。实际上，随着硬盘容量的不断扩充以及硬盘价格的不断下降，可以通过组合多个磁盘获得很大的磁盘容量。相对于磁盘的容量，在云计算平台的存储中，磁盘数据的读写速度是一个更重要的问题，因此需要对多个磁盘进行同时读写。这种方式要求将数据分配到多个节点的多个磁盘当中。为达到这一目的，存储技术有两个选择，一个是使用类似于Google File System的集群文件系统，另一个是基于块设备的存储区域网络SAN系统。

分布式文件系统

在蓝云计算平台上，SAN系统与分布式文件系统(例如Google File System)并不是相互对立的系统，SAN提供的是块设备接口，需要在此基础上构建文件系统，才能被上层应用程序所使用。而Google File System正好是一个分布式的文件系统,能够建立在SAN之上。两者都能提供可靠性、可扩展性，至于如何使用还需要由建立在云计算平台上的应用程序来决定，这也体现了计算平台与上层应用相互协作的关系。

从上述分析可以看出，IBM的蓝云架构与私有云参考架构是基本符合的，私有云的搭建是一个很大的工程，需要的产品和技术很多，包括数据中心的硬件，如服务器、存储、网络等，还有虚拟化技术、操作系统以及中间件等等。业界专家表示：“中国云计算将从大企业私有云获得突破。”但私有云究竟如何才能推动中国云计算的落地？编者认为私有云解决方案的进一步完善和用户需求的推动十分重要。