私有云被Gartner認為是云計算的落腳點，盡管在技術上來看，目前私有云還沒有公有云成熟，但是Garter分析師認為：對許多大企業(yè)而言，在公用云計算服務成熟之前，私有云計算服務的需求將會持續(xù)多年，甚至可能長達數(shù)十年之久。
什么私有云？
私有云是專為單個客戶構建和使用的，因而提供對數(shù)據(jù)、安全性和服務的最有效控制。該公司擁有基礎設施，并可以控制在此基礎上部署應用程序的方式。私有云可部署在企業(yè)數(shù)據(jù)中心的防火墻內(nèi)，也可以將它們部署在一個安全的主機托管場所。
私有云可由公司自己的 IT 機構，也可由云提供商進行構建。在此“托管式專用”模式中，像 Sun，IBM這樣的云計算提供商可以安裝、配置和運營基礎設施，以支持一個公司企業(yè)數(shù)據(jù)中心內(nèi)的專用云。此模式賦予公司對于云資源使用情況的極高水平的控制能力，同時帶來建立并運作該環(huán)境所需的專門知識。
圖1
專用云可以托管在某個主機托管場所，也可以托管在企業(yè)數(shù)據(jù)中心之中。它們可以由公司支持，也可以由云提供商提供支持，還可以由像外包公司這樣的第三方提供支持。
私有云參考架構
圖2．私有云參考架構(本圖來自Cloud Computing Reference Architecture)
從上圖可以看出：私有云架構主要分為以下幾層：
第一層：由上圖可見私有云的架構的最底層就是一個數(shù)據(jù)中心，數(shù)據(jù)中心是構建企業(yè)私有云的基礎，它包括服務器、存儲和網(wǎng)絡設施等。
第二層：虛擬化。數(shù)據(jù)中心之上就是虛擬化軟件了，通過對物理基礎設施的虛擬化，可以獲得一個相對靈活的環(huán)境。
第三層：操作系統(tǒng)?，F(xiàn)在很多虛擬化的廠商都在提供云計算操作系統(tǒng)。
第四層：數(shù)據(jù)庫和運行環(huán)境。
第五層：中間件和面向服務的架構。
第六層：自助服務管理軟件。這六層包括硬件和軟件，共同構成了一個私有云環(huán)境，為企業(yè)提供專用的計算環(huán)境，企業(yè)可以將自身的應用程序運行在自由云上，這樣企業(yè)便能完全擁有數(shù)據(jù)和程序的控制權。
私有云搭建中涉及到的技術主要有虛擬化和分布式等。下面以IBM“藍云”為例，來具體分析私有云的架構和所使用的技術。
圖3．IBM“藍云”產(chǎn)品架構
由圖3可知，“藍云”計算平臺由一個數(shù)據(jù)中心、IBM Tivoli部署管理軟件(Tivoli provisioningmanager)、IBM Tivoli監(jiān)控軟件(IBM Tivoli monitoring)、IBM WebSphere應用服務器、IBMDB2數(shù)據(jù)庫以及一些開源信息處理軟件和開源虛擬化軟件共同組成。
“藍云”的硬件平臺環(huán)境與一般的x86服務器集群類似，使用刀片的方式增加了計算密度?！八{云”軟件平臺的特點主要體現(xiàn)在虛擬機以及對于大規(guī)模數(shù)據(jù)處理軟件Apache Hadoop的使用上。Hadoop是開源版本的Google FileSystem軟件和MapReduce編程規(guī)范。下面我們就IBM藍云中涉及到的幾個關鍵技術作進一步的闡述：
虛擬化技術
“藍云”軟件的一個重要特點是虛擬化技術的使用。虛擬化的方式在“藍云”中有兩個級別，一個是在硬件級別上實現(xiàn)虛擬化，另一個是通過開源軟件實現(xiàn)虛擬化。硬件級別的虛擬化可以使用IBM p系列的服務器，獲得硬件的邏輯分區(qū)LPAR(logicpartition)。邏輯分區(qū)的CPU資源能夠通過IBM Enterprise WorkloadManager來管理。通過這樣的方式加上在實際使用過程中的資源分配策略，能夠使相應的資源合理地分配到各個邏輯分區(qū)。p系列系統(tǒng)的邏輯分區(qū)最小粒度是1/10顆中央處理器(CPU)。Xen則是軟件級別上的虛擬化，能夠在Linux基礎上運行另外一個操作系統(tǒng).虛擬機是一類特殊的軟件，能夠完全模擬硬件的執(zhí)行，運行不經(jīng)修改的完整的操作系統(tǒng)，保留了一整套運行IBM Tivoli。
通過虛擬機的方式,在云計算平臺上獲得如下一些優(yōu)點：
1．云計算的管理平臺能夠動態(tài)地將計算平臺定位到所需要的物理節(jié)點上，而無須停止運行在虛擬機平臺上的應用程序，進程遷移方法更加靈活；
2．降低集群電能消耗,將多個負載不是很重的虛擬機計算節(jié)點合并到同一個物理節(jié)點上，從而能夠關閉空閑的物理節(jié)點,達到節(jié)約電能的目的；
3．通過虛擬機在不同物理節(jié)點上的動態(tài)遷移，遷移了整體的虛擬運行環(huán)境，能夠獲得與應用無關的負載平衡性能；
4．在部署上也更加靈活，即可以將虛擬機直接部署到物理計算平臺上，而虛擬機本身就包括了相應的操作系統(tǒng)以及相應的應用軟件，直接將大量的虛擬機映像復制到對應的物理節(jié)點即可。
存儲體系結構
在私有云的架構中，存儲體系結構是十分重要的?！八{云”計算平臺中的存儲體系結構對于云計算來說也是非常重要的，無論是操作系統(tǒng)、服務程序還是用戶的應用程序的數(shù)據(jù)都保存在存儲體系中?！八{云”存儲體系結構包含類似于Google FileSystem的集群文件系統(tǒng)以及基于塊設備方式的存儲區(qū)域網(wǎng)絡SAN。
在設計云計算平臺的存儲體系結構時，不僅僅是需要考慮存儲容量的問題。實際上，隨著硬盤容量的不斷擴充以及硬盤價格的不斷下降，可以通過組合多個磁盤獲得很大的磁盤容量。相對于磁盤的容量，在云計算平臺的存儲中，磁盤數(shù)據(jù)的讀寫速度是一個更重要的問題，因此需要對多個磁盤進行同時讀寫。這種方式要求將數(shù)據(jù)分配到多個節(jié)點的多個磁盤當中。為達到這一目的，存儲技術有兩個選擇，一個是使用類似于Google FileSystem的集群文件系統(tǒng)，另一個是基于塊設備的存儲區(qū)域網(wǎng)絡SAN系統(tǒng)。
分布式文件系統(tǒng)
在藍云計算平臺上，SAN系統(tǒng)與分布式文件系統(tǒng)(例如Google FileSystem)并不是相互對立的系統(tǒng)，SAN提供的是塊設備接口，需要在此基礎上構建文件系統(tǒng)，才能被上層應用程序所使用。而Google FileSystem正好是一個分布式的文件系統(tǒng),能夠建立在SAN之上。兩者都能提供可靠性、可擴展性，至于如何使用還需要由建立在云計算平臺上的應用程序來決定，這也體現(xiàn)了計算平臺與上層應用相互協(xié)作的關系。
從上述分析可以看出，IBM的藍云架構與私有云參考架構是基本符合的，私有云的搭建是一個很大的工程，需要的產(chǎn)品和技術很多，包括數(shù)據(jù)中心的硬件，如服務器、存儲、網(wǎng)絡等，還有虛擬化技術、操作系統(tǒng)以及中間件等等。業(yè)界專家表示：“中國云計算將從大企業(yè)私有云獲得突破。”但私有云究竟如何才能推動中國云計算的落地？編者認為私有云解決方案的進一步完善和用戶需求的推動十分重要。
