云编程与软件环境深度解析

### 云编程与软件环境深度解析 #### 1. 作业问题概述 在云编程与分布式计算的学习中，有一系列作业问题值得深入探讨。这些问题涵盖了不同方面的知识点，包括Web服务、编程范式、云平台特性等。 - **Web服务相关问题** - **问题5.1**：探讨WS - *和RESTful Web服务的优缺点，比较它们的架构原则，并分析哪种更适合与Amazon S3通信及原因。 - **问题5.2**：讨论无状态Web服务的优缺点，以及如何在REST和标准Web服务中保持状态。 - **问题5.3**：要求在单个应用中结合排队和发布 - 订阅范式。组织A和B使用排队进行B2B交易，每个交易有128位UUID标识符，组织内使用发布 - 订阅传递消息，需在每个组织内创建五个订阅者（销售、营销、审计、包装和财务）。若用Java实现，规定使用Java消息服务。 - **问题5.4**：开发一个应用，使用发布 - 订阅在不同语言开发的实体间通信。生产者用C++编写，消费者用Java编写，分布式组件使用AMQP有线格式通信。 - **问题5.5**：将左侧的术语和缩写与右侧最合适的描述进行匹配，如下表所示： | 术语和缩写 | 描述 | | --- | --- | | S - OGSA | 一种通过扩展开放网格服务架构为基于语义的网格提供的参考架构 | | REST | 一种基于HTTP的分布式超媒体系统的软件架构 | | UDDI | 由Globus联盟开发的提供元数据分层组织的目录服务 | | MCS | OASIS发布的一组规范，为Web服务提供一组操作使其具有状态性 | | WSDL | 一种基于XML的语言，用于描述Web服务支持的操作和消息集 | | RDF | 为语义Web开发的第一种语言，使用XML表示Web上资源的信息 | | WADL | 用于描述RESTful Web服务的XML词汇表 | | WSRF | 一种扩展RDF模式的表达性本体语言 | | Mashups | 复合Web 2.0应用程序，结合现有基于Web应用程序的功能 | | OWL - S | 定义描述、发布和发现Web服务信息的一组规范 | - **综合应用问题** - **问题5.6**：结合问题5.3和5.4，组织A用Java开发，组织B用C++开发，通信使用AMQP格式。 - **问题5.7**：描述企业总线在网格架构中的可能用途。 - **问题5.8**：在可用云环境中运行NaradaBrokering或从表5.8中选择的等效系统，用于连接两个交换消息和照片的Android智能手机。 - **问题5.9**：按照网站说明安装OGCE工具包，然后从另一个网站提供的项目范围中选择一个或多个项目。 - **问题5.10**：比较Google App Engine、Drupal、HUBzero和OGCE在科学网关方面的方法，并结合熟悉的门户进行讨论。 - **问题5.11**：说明服务注册表包含的三类主要信息，以及UDDI中映射这些信息类别的实体。 - **问题5.12**：概述现实生活中并行或分布式作业执行环境的主要组件。 - **问题5.13**：描述分布式文件系统在大规模云系统（如MapReduce）作业执行环境中的作用。 - **问题5.14**：阐述资源描述框架（RDF）和OWL Web本体语言在语义Web中的关系。 - **问题5.15**：分析网格在学术应用中流行而云在商业应用中占主导地位的原因，通过案例研究比较它们的优缺点。 - **问题5.16**：深入研究相关资料，在可用云平台上实现Swift应用。 - **问题5.17**：使用Swift实现MapReduce中描述的单词计数问题。 - **问题5.18**：使用Taverna构建一个工作流，链接一个模块从Twitter、Flickr或Facebook提取关于网格和云（或你喜欢的主题）的评论，社交网络API可在www.programmableweb.com找到。 #### 2. 云与网格平台特性 ##### 2.1 云平台能力和特性 商业云需要广泛的能力，这些能力提供了具有成本效益的实用计算，并且能够灵活地扩展和缩减计算能力。同时，商业云还提供了越来越多的“平台即服务”（PaaS）能力。 - **重要云平台能力** | 能力 | 描述 | | --- | --- | | 物理或虚拟计算平台 | 云环境由物理或虚拟平台组成，虚拟平台能为不同应用和用户提供隔离环境 | | 大规模数据存储服务，分布式文件系统 | 处理大数据集时，云数据存储服务提供大容量磁盘和数据读写接口，分布式文件系统提供类似本地文件系统的接口 | | 大规模数据库存储服务 | 一些分布式文件系统可为应用开发者提供底层存储服务，以更语义化的方式保存数据，云环境中需要大规模数据库存储服务 | | 大规模数据处理方法和编程模型 | 云基础设施为简单应用提供数千个计算节点，程序员需利用这些节点的能力，而无需考虑繁琐的基础设施管理问题 | | 工作流和数据查询语言支持 | 编程模型提供云基础设施的抽象，云服务提供商构建工作流语言和数据查询语言以支持更好的应用逻辑 | | 编程接口和服务部署 | 云应用需要Web接口或特殊API，如J2EE、PHP、ASP或Rails，可使用Ajax技术改善用户体验，每个云提供商开放编程接口以访问大规模存储中的数据 | | 运行时支持 | 运行时支持对用户和应用透明，包括分布式监控服务、分布式任务调度器、分布式锁等服务，对运行云应用至关重要 | | 支持服务 | 重要的支持服务包括数据和计算服务，如云提供丰富的数据服务和像MapReduce这样有趣的数据并行执行模型 | - **基础设施云特性** - **会计核算**：包括经济方面，是商业云的活跃领域。 - **设备**：预配置的虚拟机（VM）映像，支持多方面任务，如消息传递接口（MPI）集群。 - **认证和授权**：可能需要单点登录到多个系统。 - **数据传输**：在网格和云内、外的作业组件之间传输数据，可利用自定义存储模式，如BitTorrent。 - **操作系统**：包括Apple、Android、Linux、Windows等。 - **程序库**：存储映像和其他程序材料。 - **注册表**：系统