云计算简介

Part 1：云计算
1.1 云计算的概念
云计算（Cloud Computing）是近年来发展的一种新的计算形态。

它是网格计算（Grid Computing）、分布式计算（DistributedComputing）、并行计算（Parallel Computing）、效用计算（Utility Computing）、网络存储（Network Storage Technologies）、虚拟化（Virtualization）、负载均衡（Load Balance）等传统计算机和网络技术发展融合的产物。

云计算的核心思想是将大量用网络连接的计算资源统一管理和调度，构成一个计算资源池向用户按需服务。

提供资源的网络被称为“云”。

“云”中的资源在使用者看来是可以无限扩展的，并且可以随时获取，按需使用，随时扩展，按使用付费。

1.2 云计算的发展现状
作为一项新兴的、颠覆性的技术，云计算技术一经推出便在业内引起广泛响应，主要的IT厂商，如Google、IBM、Amazon、Microsoft 和Yahoo，已经相继开展了研究工作，并推出自己的云计算产品和服务。

其中，Amazon 的云计算服务总称为Amazon Web Services （AWS，Amazon WEB 服务），包括四种主要的服务：Simple Storage Service（S3，一种简单的存储服务）、Elastic ComputeCloud（EC2，弹性可扩展的云计算服务器）、SimpleQueuing Service（一种简单的消息队列）以及处于无限期公测阶段的SimpLEDB （简单的数据库管理）。

IBM 于2007 年11 月先在上海推出了“蓝云（Blue Cloud）”计划，包含了一系列的云计算产品。

2008 年5 月，IBM 宣布在中国无锡太湖新城科教产业园为中国的软件公司建立的IBM 中国“云计算中心”正式投入运营。

Google 于2008 年4月推出App Engine 云计算平台，它是一个由Python 应用服务器群、BigTable（Google 的一个内部的数据库系统）数据库访问及Google File System（GFS）数据储存服务组成的平台，能为开发者提供一体化的主机服务器及可自动升级的在线应用服务。

Microsoft 的Azure ServicesPlatform 由两层构成，底层是WindowsAzure，提供了一个基于Windows 的虚拟计算环境和存储；在底层上，提供了很多针对不同应用的服务，如Live 服务、NET 服务、SQL 服务等。

通过这些服务，可以解决以前面临的很多问题。

1.3云计算的分类
1)公有云
公有云通常指第三方提供商用户能够使使用的云，企业通过自己的基础设施直接向外部用户提供服务。

外部用户通过互联网访问服务，并不拥有云计算资源。

❖公有云的意义
能够以低廉的价格，提供有吸引力的服务给最终用户，创造新的业务价值，公有云作为一个支撑平台，还能够整合上游的服务（如增值业务，广告）提供者和下游最终用户，打造新的价值链和生态系统。

❖公有云的发展现状
公有云被认为是云计算的主要形态。

目前在国内发展如火如荼，根据市场参与者类型分类，可以分为四类：
➢传统电信基础设施运营商，包括中国移动、中国联通和中国电信；➢政府主导下的地方云计算平台，如各地如火如荼的各种“XX云”
项目；
➢互联网巨头打造的公有云平台，如盛大云；
➢部分原IDC运营商，如世纪互联；
2)私有云
私有云(Private Clouds)是为一个客户单独使用而构建的，因而提供对数据、安全性和服务质量的最有效控制。

该公司拥有基础设施，并可以控制在此基础设施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。

私有云的优点：
❖数据安全
虽然每个公有云的提供商都对外宣称，其服务在各方面都是非常安全，特别是对数据的管理。

但是对企业而言，特别是大型企业而言，和业务有关的数据是其的生命线，是不能受到任何形式的威胁，所以短期而言，大型企业是不会将其Mission-Critical的应用放到公有云上运行的。

而私有云在这方面是非常有优势的，因为它一般都构筑在防火墙后。

❖SLA（服务质量）
因为私有云一般在防火墙之后，而不是在某一个遥远的数据中心中，所以当公司员工访问那些基于私有云的应用时，它的SLA应该会非常稳定，不会受到网络不稳定的影响，比如上次“暴风影音”事件，导致大规模的断网。

❖充分利用现有硬件资源和软件资源
大家也知道每个公司，特别大公司都会有很多legacy的应用，而且legacy大多都是其核心应用。

虽然公有云的技术很先进，但却对legacy的应用支持不好，因为很多都是用静态语言编写的，以Cobol，C，C++和Java为主，而现有的公有云对这些语言支持很一般。

但私有云在这方面就不错，比如IBM推出的cloudburst，通过cloudburst，能非常方便地构建基于Java的私有云。

而且一些私用云的工具能够利用企业现有的硬件资源来构建云，这样将极大降低企业的cost。

❖不影响现有IT管理的流程
对大型企业而言，流程是其管理的核心，如果没有完善的流程，企业将会成为一盘散沙。

不仅有业务有关的流程非常繁多，而且IT 部门的流程也不少，比如那些和Sarbanes-Oxley相关的流程，并且这些流程对IT部门非常关键。

在这方面，公有云很吃亏，因为假如使用公有云的话，将会对IT部门流程有很多的冲击，比如在数据管理方面和安全规定等方面。

而在私有云，因为它一般在防火墙内的，所以对IT部门流程冲击不大。

3）混合云
混合云，是目标架构中私有云和公有云的结合。

由于安全和控制原因，并非所有的企业信息都能放置在公有云上，这样大部分已经应
用云计算的企业将会使用混合云模式。

很多将选择同时使用公有云和私有云。

对于信息控制、可扩展性、突发需求，以及故障转移需求来说。

混合和匹配私有云和公有云是一件好事情。

因为在混合云中，并不是说私有云和公有云各自为政，而是私有云和公有云同时协调工作。

下面是一个经典事例：在私有云里实现利用存储、数据库和服务处理，同时，在无须购买额外硬件的情况下，在需求高峰期充分利用公有云来完成数据处理需求。

目前，已经有很多企业都朝着这种集中云(cloud-bursting)的架构发展，同时这也是实现利益最大化的关键。

因为公有云只会向你使用的资源收费，所以集中云将会变成处理需求高峰的一个非常便宜的方式。

比如对一些零售商来说，他们的操作需求会随着假日的到来而剧增，或者是有些业务会有季节性的上扬。

同时混合云也为其他目的的弹性需求提供了一个很好的基础，比如，灾难恢复。

这意味着私有云把公有云作为灾难转移的平台，并在需要的时候去使用它。

这是一个极具成本效应的理念。

另一个好的理念是，使用公有云作为一个选择性的平台，同时选择其他的公有云作为灾难转移平台。

1.4 云计算具备的特点
1)云计算是以服务方式提供的
云计算使计算设备成为一种基础设施,就如同通讯、电力这些基础设施一样, 云计算用户在构筑应用系统的时候,不再需要购买计算
机软硬件, 只需要租用云计算服务提供商提供的计算和存储服务即可。

传统的计算机应用系统尤其是较大规模的系统,除了需要计算机软硬件外,还需要制冷设备、监控设备、门禁系统等。

采用租用云计算服务的方式,消除了用户在构建传统的计算中心时的一次性投入,大大降低了用户的资金投入和财务风险。

2)云计算是分层的
可以将云计算理解为是一台虚拟的计算机, 和计算机系统由应用软件、基础软件(操作系统,数据库等）和硬件组成的层次结构类似,云计算提供的服务也分为如图所示基础设施层、平台层、应用
基础设施层：用虚拟化方式把计算资源、存储资源和网络资源整合成资源池,为用户提供基础的灵活的运算和存储服务；
平台层：在基础设施层之上,提供了能够处理海量数据的文件系统,数据库系统,以及大规模消息的处理系统和并行计算环境等。

对于用户而言, 平台层的云服务如同一台安装过数据库系统, 消息中间件
等基础软件的计算机,在此之上可直接开发软件应用；
应用层：直接为用户提供服务的各种具体实用软件的集合。

3)云计算是可扩展的。

云计算一般构建在计算机机群上（计算机机群是一组计算机节点通过网络连接起来,各个节点协同工作, 对外提供统一的计算和存储功能。

为实现商业事务处理而构筑的高可用性机群,一般构建在成熟的商用网络设备上(千兆以太网, Myrinet等) ,计算机机群的各节点也一般采用成熟的商用计算机）。

机群系统通过节点的计算和存储资源的冗余, 当某一节点发生故障时,机群系统自动检测到故障节点并通过故障接管( Failover)功能将故障节点的计算任务交由其他冗余节点接管, 以此实现可靠性( reliability)、可维护性( serviceability)、可用性( available)。

用户在使用和维护机群就如同使用一台计算机一样, 用户不需要了解应用是在哪些节点上运行的, 也不需要了解资源的所在地(这被称为机群的单一系统映像Single System Image特征)。

由于机群各个节点的硬件以及网络连接都采用成熟的商用产品,所以机群系统具有非常灵活的扩展能力, 可以随时根据需要对计算能力和存储能力进行扩展。

1.5 云计算给用户体验带来的革命。