本發(fā)明涉及云計算研究領(lǐng)域，特別是涉及一種基于云總線的混合云計算系統(tǒng)及其實現(xiàn)方法。

背景技術(shù)：
云計算是近年來最為熱門的IT技術(shù)，也被認為是互聯(lián)網(wǎng)乃至整個IT行業(yè)的未來發(fā)展趨勢，產(chǎn)業(yè)規(guī)模預計達到千億美元。云計算是網(wǎng)格計算、分布式計算、并行計算、效用計算、網(wǎng)絡(luò)存儲、虛擬化、負載均衡等傳統(tǒng)計算機和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展融合的產(chǎn)物，是一種新興的計算系統(tǒng)。傳統(tǒng)的IT服務方式無論是硬件基礎(chǔ)搭建、軟件后期開發(fā)、維護管理等都需要很大的時間和資金投入，而且服務器資源的利用率低，業(yè)務在不同時間段的負載不均衡，難以計算和處理大數(shù)據(jù)，更重要的是不能將企業(yè)淘汰的物理硬件設(shè)備重復利用，不能節(jié)省硬件設(shè)備開銷。云計算是一種將IT資源進行虛擬化并通過網(wǎng)絡(luò)以服務的形式提供給用戶使用的業(yè)務交付和使用模式，這種模式下的主體是所有連接互聯(lián)網(wǎng)的實體，包括人、設(shè)備、應用程序等，他們通過網(wǎng)絡(luò)隨時獲取、按需使用所需的資源，這些資源包括硬件、軟件、平臺及服務等，并且資源在使用者看來是無限擴展的，用戶可以隨時擴展所需的資源并按使用支付相關(guān)費用。現(xiàn)有企業(yè)云計算的應用主要有三種服務方式，基礎(chǔ)設(shè)施即服務（IaaS）、平臺即服務（PaaS）以及軟件即服務（SaaS），雖然這三種服務方式各有各的優(yōu)勢，對企業(yè)的發(fā)展也都有很大的幫助，但這三種服務方式的推廣并不是很順利，主要原因如下：首先，基礎(chǔ)設(shè)施即服務（IaaS）的現(xiàn)有解決方案還不能很全面的幫助企業(yè)解決問題。IaaS宣稱可以幫助企業(yè)降低成本，可以節(jié)省電費，可以使用租賃硬件服務器的方式取代自建數(shù)據(jù)中心，節(jié)約軟硬件及相關(guān)的投資成本。但通過分析可以得到，硬件的采購和電力的消耗在整個信息化投資的成本中只占很小的比例。占較大成本比例的是運維、管理、培訓、服務等，而目前的IaaS解決方案還不能很全面的幫助企業(yè)解決這些問題。其次，平臺即服務（PaaS）的現(xiàn)有解決方案的開放性不夠，不能做到完全的開放?，F(xiàn)在所有的互聯(lián)網(wǎng)公司都在向所謂的開放性平臺轉(zhuǎn)型，但經(jīng)過分析可以得到，由Google、騰訊等企業(yè)提出的所謂開放云計算開發(fā)平臺，都是基于私有架構(gòu)而且是面向個人應用的二次開發(fā)接口，其所用的開發(fā)語言是專用的，運行平臺也不支持主流的.NET和J2EE架構(gòu)，因此無法將這些平臺稱為真正的PaaS，從本質(zhì)上講，這些平臺并不算是“開放”平臺，只能說是一個相對“放開”的平臺，只是放開一些具有特定結(jié)構(gòu)的接口供合作伙伴擴展新功能。最后，軟件即服務（SaaS）推廣不順利的原因主要是企業(yè)擔心數(shù)據(jù)的安全性問題，不放心將數(shù)據(jù)存放在云服務商那里；SaaS服務的擴展能力較弱，個性化定制能力也不完善，對于那些對個性化需求較高、規(guī)模較大的企業(yè)來說，這無疑是一個很大的問題，而且在服務遷移方面也需要著重考慮，如果企業(yè)不繼續(xù)使用SaaS服務，企業(yè)的數(shù)據(jù)該如何取回，如何重新利用，服務的延續(xù)性和遷移性雖然有利于云服務提供商，但卻限制了企業(yè)用戶選擇的權(quán)限；還有互操作問題，一家SaaS服務提供商不可能提供所有的業(yè)務服務給企業(yè)，企業(yè)只能使用多家SaaS服務提供商提供的服務以完成業(yè)務需求，這樣就會有云服務之間的互操作問題，目前在這方面還沒有任何一家SaaS服務提供商有很好的解決方案。綜上所述，云計算的三種服務方式都有一定的限制。探索適合企業(yè)發(fā)展的云計算系統(tǒng)架構(gòu)方法，拓展企業(yè)價值空間等成為了企業(yè)IT部門向云計算遷移的重要研究課題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明克服了現(xiàn)有技術(shù)的缺點與不足，提供一種基于云總線的混合云計算系統(tǒng)，該系統(tǒng)可以加快企業(yè)現(xiàn)有IT環(huán)境向云計算環(huán)境的遷移，降低投入，充分利用資源，同時簡化資源整合，以提高企業(yè)IT環(huán)境對業(yè)務的支撐能力和運維效率。本發(fā)明還提供了一種實現(xiàn)上述系統(tǒng)的方法。本發(fā)明通過以下的技術(shù)方案實現(xiàn)：一種基于云總線的混合云計算系統(tǒng)，以本地私有云為基礎(chǔ)，同時結(jié)合一個或者多個公共云，本地私有云和公共云的內(nèi)部組成是一致的，均包括基礎(chǔ)設(shè)施和虛擬化層、云平臺層、云總線層、云應用層、管理中心和存儲中心，其中基礎(chǔ)設(shè)施和虛擬化層用于實現(xiàn)基礎(chǔ)設(shè)施即服務（IaaS），即將底層的硬件資源組成一個虛擬集群，向上層提供各種虛擬資源；云平臺層用于實現(xiàn)平臺即服務（PaaS），運行Web應用程序或服務，并應用其開放的接口進行二次開發(fā)和應用集成；云總線層處于云平臺層之上，用于管理和監(jiān)控云平臺層上的各種服務，是云應用層和云平臺層服務連接的樞紐，基于SOA（面向服務架構(gòu)）思想構(gòu)建，包括一個控制總線、若干個結(jié)點總線和適配器，所有的結(jié)點總線都掛靠在控制總線上，控制總線負責與用戶交互，并調(diào)度最空閑的結(jié)點總線執(zhí)行用戶的請求，適配器用于信息和數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收，用戶通過服務名稱和總線地址來調(diào)用和操作所有云上的服務；云應用層包含SaaS服務應用和PaaS服務應用，管理中心用于進行用戶管理、安全管理、任務管理、服務質(zhì)量保證、資源管理和系統(tǒng)配置；存儲中心用于整個云環(huán)境中數(shù)據(jù)的處理和存儲。針對基礎(chǔ)設(shè)施即服務（IaaS）不能很好地解決運維、管理、培訓等問題，本發(fā)明主要是通過結(jié)合IaaS和PaaS，使用腳本工具來解決這些問題。本發(fā)明中基礎(chǔ)設(shè)施和虛擬化層實現(xiàn)基礎(chǔ)設(shè)施即服務，即采用虛擬化技術(shù)，屏蔽底層各硬件資源的異構(gòu)性，將底層的硬件資源組成一個虛擬集群，向上層提供各種虛擬服務器、虛擬計算資源、虛擬存儲資源、虛擬網(wǎng)絡(luò)資源等，上層軟件及云平臺在這些虛擬資源上進行各種計算和數(shù)據(jù)存儲。底層的物理資源被視為統(tǒng)一的整體，采用虛擬化屏蔽底層各硬件資源的異構(gòu)性，即不管這些硬件資源是來自不同的廠商還是使用不同的內(nèi)核，都使用虛擬化進行統(tǒng)一的管理，并實時監(jiān)控這些資源的性能、負載等相關(guān)數(shù)據(jù)，同時能做到物理硬件設(shè)備的自動發(fā)現(xiàn)、添加和維護，使之具有良好的擴展能力，從而構(gòu)建出一個能靈活組裝、自適應、擁有巨大計算能力、容錯能力的虛擬集群。優(yōu)選的，所述基礎(chǔ)設(shè)施和虛擬化層還包括一管理模塊，用于管理和部署各種應用，執(zhí)行上層應用的各種請求。如創(chuàng)建和撤銷虛擬機，分配和回收虛擬存儲、CPU、IP地址等。所述云平臺層用于實現(xiàn)平臺即服務（PaaS），分為計算引擎和服務層，其中計算引擎包括分布式計算引擎、并行計算引擎、服務和應用托管環(huán)境，服務層用于將基礎(chǔ)數(shù)據(jù)或經(jīng)過加工處理后的信息數(shù)據(jù)通過服務的形式提供給上層，包括存儲服務、計算服務、安全認證服務、第三方服務。更進一步的，所述基礎(chǔ)設(shè)施和虛擬化層采用OpenStack技術(shù)實現(xiàn)，云平臺層采用CloudFoundry技術(shù)實現(xiàn)。在現(xiàn)有的云計算解決方案中，大部分的方案在信息集成和整合方面都比較繁瑣和復雜，為了簡化云環(huán)境下信息的集成和服務的整合，同時快速將現(xiàn)有IT資源以服務的方式向云計算遷移，對云總線層進行了重點改進。所述云總線層中的適配器用于信息和數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收，分為應用適配器、服務適配器和總線適配器，應用適配器層用于提供云環(huán)境中軟件應用跟總線通信的適配器，包括.NET平臺應用適配器、J2EE平臺應用適配器，服務適配器用于提供云環(huán)境中服務跟總線通信的適配器，包括.NET平臺服務適配器、J2EE平臺服務適配器；總線適配器用于服務注冊、服務查找、服務監(jiān)控、消息路由、安全驗證。云總線層是一種不依賴于特定產(chǎn)品、特定語言、特定平臺的通訊聯(lián)系基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，是實現(xiàn)數(shù)據(jù)無障礙交換的樞紐。軟件應用通過應用適配器跟總線進行交互，總線則通過服務適配器與具體服務進行交互。能很好的實現(xiàn)服務與服務之間、服務與應用之間的互操作等問題。另外，出于性能和安全考慮，云總線層還包括一驗證模塊，用于從用戶的身份標識符中判斷用戶是企業(yè)內(nèi)部用戶還是外部用戶，如果是企業(yè)內(nèi)部用戶，將不對傳輸數(shù)據(jù)進行加密操作，以提高性能；如是企業(yè)外部用戶，則對傳輸數(shù)據(jù)進行加密操作，以提高安全性要求。具體的，云應用層中所述SaaS服務應用包括CRM、MIS、OA、存儲應用、門戶網(wǎng)站等；PaaS服務應用包括編程接口、元數(shù)據(jù)管理、通用服務組件、SDK驅(qū)動包等。優(yōu)選的，所述管理中心還包括一自動部署和更新模塊，自動部署由shell腳本完成，通過提供一系列shell腳本代碼實現(xiàn)，自動更新通過采用基于Puppet的自動化更新部署工具來實現(xiàn)。從而可以實現(xiàn)基礎(chǔ)設(shè)施和虛擬化層、云平臺層及云總線層的自動化安裝和更新，降低企業(yè)部署云計算的技術(shù)要求，實現(xiàn)企業(yè)云計算平臺的快速配置和部署，讓企業(yè)快速地將現(xiàn)有IT資源向云計算遷移。具體的，所述存儲中心包括關(guān)系數(shù)據(jù)庫、對象數(shù)據(jù)庫、文件數(shù)據(jù)庫，其中關(guān)系數(shù)據(jù)庫采用MySQL數(shù)據(jù)庫實現(xiàn)，對象數(shù)據(jù)庫采用OpenStackObjectStorage實現(xiàn)，文件數(shù)據(jù)庫采用MongoDB實現(xiàn)。上述基于云總線的混合云計算系統(tǒng)的實現(xiàn)方法如下：(1)準備硬件設(shè)備，在服務器上安裝Ubuntu12.04server版，配置好網(wǎng)絡(luò)；(2)使用一臺服務器安裝管理中心，分配多臺服務器部署對象存儲系統(tǒng)，另分配兩臺服務器分別部署MySQL數(shù)據(jù)庫和MongoDB數(shù)據(jù)庫；(3)使用安裝腳本在服務器上安裝部署云基礎(chǔ)設(shè)施和各種虛擬資源；(4)使用云基礎(chǔ)設(shè)施層創(chuàng)建一系列虛擬服務器，為各虛擬服務器分配好CPU、內(nèi)存和存儲，從而架構(gòu)完成基礎(chǔ)設(shè)施和虛擬化層，使用安裝腳本安裝部署云平臺層；(5)安裝部署云總線層，將云總線層中的控制總線部署在兩臺虛擬服務器上，使用Ngnix配置控制總線的負載均衡，然后將云總線層中的結(jié)點總線部署在多臺虛擬服務器上，更新各組件的配置即可；(6)實施完上述的5個步驟后，即完成一個云計算系統(tǒng)的架構(gòu)，通過系統(tǒng)中各個組件進行各種云應用；如使用云基礎(chǔ)設(shè)施層創(chuàng)建需要的虛擬機，在創(chuàng)建的虛擬機上部署開發(fā)工具；使用云平臺層上傳、測試和運行應用系統(tǒng)；把需要發(fā)布出去的服務發(fā)布到云總線上；還可以使用云存儲設(shè)備存儲海量數(shù)據(jù)等；(7)在多個云上分別實施上述6個步驟完成對多個云的部署，不訪問核心數(shù)據(jù)的應用程序或測試程序或高峰期應急應用程序部署在公共云上，重要的數(shù)據(jù)存儲中心和管理中心部署在私有云上；使用集成VPN的訪問模式，公共云計算的資源與企業(yè)的VPN相連，從而完成混合云的部署。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下優(yōu)點和有益效果：1、本發(fā)明針對云計算的三種服務方式的不足，提出一種基于云總線的混合云計算系統(tǒng)，該系統(tǒng)可加快企業(yè)現(xiàn)有IT環(huán)境向云計算環(huán)境的遷移，降低投入，充分利用資源。其創(chuàng)新點在于它以本地私有云為基礎(chǔ)，同時結(jié)合了一個或者多個公共云，本地私有云和公共云的內(nèi)部架構(gòu)是一致的，主要組成部分包括：基礎(chǔ)設(shè)施和虛擬化層、云平臺層、云總線層、云應用層、管理中心和存儲中心等。2、本發(fā)明通過云總線的方式，整合包括J2EE和.NET平臺的應用，開發(fā)語言無限制，集成方便簡單，拓展能力和定制能力強，能很好的實現(xiàn)服務與服務之間、服務與應用之間的互操作。附圖說明圖1是本實施例的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。圖2是本實施例中一個私有云或公共云的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖。圖3是本實施例中云總線層的結(jié)構(gòu)示意圖。圖4是本實施例中應用流程圖。具體實施方式下面結(jié)合實施例及附圖對本發(fā)明作進一步詳細的描述，但本發(fā)明的實施方式不限于此。實施例1本實施例所述基于云總線的混合云計算系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示，該系統(tǒng)以本地私有云為基礎(chǔ)，同時結(jié)合了一個或者多個公共云，其中本地私有云和公共云的內(nèi)部組成是一致的，均包括基礎(chǔ)設(shè)施和虛擬化層、云平臺層、云總線層、云應用層、管理中心和存儲中心，如圖2所示。下面針對每一個層分別進行詳細描述，基礎(chǔ)設(shè)施和虛擬化層用于實現(xiàn)基礎(chǔ)設(shè)施即服務（IaaS），即將底層的硬件資源組成一個虛擬集群，向上層提供各種虛擬資源，具體是采用OpenStack技術(shù)實現(xiàn)，OpenStack主要由三部分組成，分別是云計算，鏡像服務和云存儲，這三個部分都是獨立的，他們可以單獨地提供自己的服務給用戶使用，也可以組合在一起提供服務。OpenStack的云計算和鏡像服務這兩個部分被組合起來搭建一個通用的云基礎(chǔ)設(shè)施平臺，而OpenStack的云存儲部分被部署在存儲中心。云平臺層用于實現(xiàn)平臺即服務（PaaS），運行Web應用程序或服務，并應用其開放的接口進行二次開發(fā)和應用集成，具體是采用CloudFoundry技術(shù)實現(xiàn)，CloudFoundry是一種支持多種語言、框架、云平臺和應用服務的基于消息發(fā)布訂閱機制的分布式系統(tǒng)，通過部署CloudFoundry，可大幅度提高開發(fā)者的開發(fā)效率，提升開發(fā)者在云計算環(huán)境下部署、運行和擴展應用服務的能力，簡化應用程序的開發(fā)、測試、交付和運行。在云計算架構(gòu)當中，云中的服務和應用可以是多實例的，可以異地部署的，也可以是部署在不同平臺上的，云總線構(gòu)建的目地就是要解決這些問題，使得所有的云中的服務對用戶來說就是一個服務名稱，用戶只需通過服務名稱和總線地址就可以調(diào)用和操作所有云上的服務了，而不需知道服務的具體位置、服務部署情況、服務的實例個數(shù)、服務運行的平臺等等，同時通過總線的構(gòu)建將零散的服務變成高性能、高可靠性、高擴展性的服務。如圖3所示，云總線層結(jié)構(gòu)主要是基于SOA（面向服務架構(gòu)）的思想構(gòu)建的，處于云平臺層之上，用于管理和監(jiān)控云平臺層上的各種服務，是應用層和平臺層服務連接的樞紐。云總線層分三大模塊，控制總線、結(jié)點總線和適配器，其中適配器又分為應用適配器、服務適配器和總線適配器。云總線架構(gòu)中，所有的結(jié)點總線都掛靠在控制總線上，控制總線負責與用戶交互，并調(diào)度最空閑的結(jié)點總線執(zhí)行用戶的請求，控制總線主要充當信息網(wǎng)關(guān)的功能，結(jié)點總線才是服務執(zhí)行的樞紐，之所以采用這種模式，主要是從性能的角度出發(fā)，保證用戶的請求都能以最高效、最快速、最有保障的方式執(zhí)行。云總線層在系統(tǒng)中處于非常重要的位置，它充當了云中各種服務的中介，解耦了服務請求者與服務提供者，提供了統(tǒng)一的服務入口，隱藏了服務的細節(jié)，簡化了信息的集成和服務的整合，是服務計算環(huán)境中的核心。云總線層的結(jié)構(gòu)采用一個控制總線加多個結(jié)點總線的模式來管理、簡化和加強應用之間的集成拓撲結(jié)構(gòu)，由分布式技術(shù)、并行計算技術(shù)及中間件技術(shù)實現(xiàn)，支持服務級別上的動態(tài)互聯(lián)，支持異構(gòu)環(huán)境下服務、消息及基于事件的交互，具有較強的可管理性、可擴展性、可維護性及可復用性。云總線層中控制總線的基本特征和能力主要有：描述服務和結(jié)點總線的元數(shù)據(jù)，負責服務的動態(tài)注冊、管理和調(diào)度，負責結(jié)點總線的動態(tài)注冊、管理和調(diào)度，維護結(jié)點總線的狀態(tài)信息并對結(jié)點總線進行控制；負責在服務請求者、服務提供者及結(jié)點總線之間傳遞數(shù)據(jù)，對數(shù)據(jù)進行過濾和轉(zhuǎn)換，并支持同步異步模式；服務發(fā)現(xiàn)、匹配、路由和選擇的能力；結(jié)點總線發(fā)現(xiàn)、匹配、路由和選擇的能力；操作和管理云存儲中心中的數(shù)據(jù)庫的能力。結(jié)點總線的基本特征和能力主要有：負責與控制總線交互和傳遞數(shù)據(jù)，執(zhí)行控制總線的請求，將服務請求者的請求路由到具體的服務上并返回服務執(zhí)行的結(jié)果；監(jiān)控結(jié)點總線自身的狀態(tài)并將自身狀態(tài)信息實時主動的發(fā)送給控制總線；操作和管理云存儲中心中數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)；支持同步異步模式，支持服務發(fā)現(xiàn)、路由、匹配和選擇的能力，支持服務的動態(tài)互聯(lián)。控制總線和結(jié)點總線還有一些更高級的能力，如負載均衡、并發(fā)處理、事務控制、異常處理、可管理性、可配置性和對安全的支持等。適配器主要是負責信息和數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收，用戶只需將適配器集成到自己的應用當中即可使用和調(diào)度云總線中的服務。云應用層包含SaaS服務應用和PaaS服務應用，所述SaaS服務應用包括CRM、MIS、OA、存儲應用、門戶網(wǎng)站等；PaaS服務應用包括編程接口、元數(shù)據(jù)管理、通用服務組件、SDK驅(qū)動包等。管理中心用于進行用戶管理、安全管理、任務管理、服務質(zhì)量保證、資源管理和系統(tǒng)配置，還包括一自動部署和更新模塊，主要負責云計算平臺的快速配置和部署，實現(xiàn)自動化安裝和升級，降低企業(yè)部署云計算的技術(shù)要求，簡化云計算環(huán)境的管理，同時讓企業(yè)快速將現(xiàn)有IT資源向云計算遷移。其實現(xiàn)主要由shell腳本完成，提供一系列shell腳本代碼，實現(xiàn)的功能主要包括：基礎(chǔ)設(shè)施和虛擬化層、云平臺層及云總線層的自動化安裝。系統(tǒng)自動化更新方面主要由Puppet實現(xiàn)，采用基于Puppet的自動化更新部署工具，通過一些簡單的配置即可自動更新同步所有服務器的各個組件。存儲中心主要包括關(guān)系數(shù)據(jù)庫、對象數(shù)據(jù)庫、文件數(shù)據(jù)庫等，其中關(guān)系數(shù)據(jù)庫采用MySQL數(shù)據(jù)庫實現(xiàn)，對象數(shù)據(jù)庫采用OpenStackObjectStorage實現(xiàn)，文件數(shù)據(jù)庫采用MongoDB實現(xiàn)。本混合云計算系統(tǒng)能適用于任何基于互聯(lián)網(wǎng)的企業(yè)，系統(tǒng)的應用部署步驟如圖4所示，包括：(1)準備硬件設(shè)備，在服務器上安裝Ubuntu12.04server版，配置好網(wǎng)絡(luò)；(2)使用一臺服務器安裝管理中心，分配多臺服務器部署好對象存儲系統(tǒng)，另分配兩臺服務器分別部署MySQL數(shù)據(jù)庫和MongoDB數(shù)據(jù)庫；(3)使用安裝腳本安裝部署云基礎(chǔ)設(shè)施和各種虛擬資源等；(4)使用云基礎(chǔ)設(shè)施層創(chuàng)建一系列虛擬服務器，為各虛擬服務器分配好CPU、內(nèi)存和存儲，使用安裝腳本安裝部署云平臺層；(5)安裝部署云總線系統(tǒng)，將云總線系統(tǒng)中的控制總線部署在兩臺虛擬服務器上，使用Ngnix配置控制總線的負載均衡，然后將云總線中的結(jié)點總線部署在多臺虛擬服務器上，更新各組件的配置即可；(6)實施完上述的5個步驟后，即可使用各個組件的功能，如使用云基礎(chǔ)設(shè)施層創(chuàng)建需要的虛擬機，在創(chuàng)建的虛擬機上部署開發(fā)工具；使用云平臺層上傳、測試和運行應用系統(tǒng)；把需要發(fā)布出去的服務發(fā)布到云總線上；還可以使用云存儲設(shè)備存儲海量數(shù)據(jù)等。(7)在多個云上分別實施上述6個步驟可以完成對多個云的部署，不訪問核心數(shù)據(jù)的應用程序或測試程序或高峰期應急應用程序部署在公共云上，重要的數(shù)據(jù)存儲中心和管理中心部署在私有云上；使用集成VPN的訪問模式，公共云計算的資源與企業(yè)的VPN相連，從而完成混合云的部署。上述實施例為本發(fā)明較佳的實施方式，但本發(fā)明的實施方式并不受上述實施例的限制，其他的任何未背離本發(fā)明的精神實質(zhì)與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡化，均應為等效的置換方式，都包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。