云计算和虚拟化

1.1.1概念

目前广为接受的是美国国家标准与技术研究院（NIST）定义：云计算是一种按使用量付费的模式，这种模式提供可用的、便捷的、按需的网络访问，进入可配置的计算资源共享池（资源包括网络，服务器，存储，应用软件，服务），这些资源能够被快速提供，只需投入很少的管理工作，或与服务供应商进行很少的交互。

云计算的基本原理是，通过使计算分布在大量的分布式计算机上，而非本地计算机或远程服务器中，企业数据中心的运行与互联网相似。这使得企业能够将资源切换到需要的应用上，根据需求访问计算机和存储系统。

图 1 所示为云服务的三个特征：

1. 按使用付费—您使用服务并按分或小时为服务付费。无需为可能需要或实际并未使用的资源提前付费。

2. 弹性—可以根据需要增加或减少对资源的消费。

3. 受管的基础设施—服务的基础设施由提供者拥有并完全受管于提供者。

图 1. 云服务的特征

1.1.2 类型

图2所示为云服务的三个类型。

图 2. 云服务的类型

（1）Software as a Service (SaaS)

软件即服务。这是最为常见的一种云服务类型，大多数人都或多或少使用过。在SaaS 云模型中，服务提供者提供所有的基础设施以及软件产品。用户通过一个基于Web 的前端与

这些服务涵盖的范围很广，例如Gmail就是一种SaaS，Google是提供商，大众则是消费者。我们对Gmail享有的管理权和用户级控制权非常有限，不过消费者可以通过设置来采取一系列有限的操作，比如启用优先收件箱、签名和撤销发送邮件等。Basecamp是一款非常流行的基于云服务的项目管理软件。以简单易用和颠覆性的创新而出名。Basecamp提供了消息板，待办事宜，简单调度，协同写作，文件共享。Google Docs包括在线文档、电子表格和演示文稿三类。用户可以轻易地执行所有的基本操作，包括编制项目列表、按列排序、添加表格/图像/注释/公式、更改字体，还有更多操作。

（2）Infrastructure as a Service (IaaS)

基础设施即服务。提供给消费者的服务是对所有设施的利用，包括处理、存储、网络和其它基本的计算资源，用户能够部署和运行任意软件，包括操作系统和应用程序。消费者不管理或控制任何云计算基础设施，但能控制操作系统的选择、储存空间、部署的应用，也有可能获得有限制的网络组件（例如，防火墙，负载均衡器等）的控制。

IaaS 最典型的例子有Amazon Web Services (AWS) 和Rackspace。

Amazon Web Services (AWS) 提供一组广泛的全球计算、存储、数据库、分析、应用程序和部署服务，可帮助组织更快地迁移、降低IT 成本和扩展应用程序。很多大型企业和热门的初创公司都信任这些服务，并通过这些服务为各种工作负载提供技术支持，包括：Web 和移动应用程序、数据处理和仓库、存储、归档和很多其它工作负载。AWS 是第一个广泛可用的IaaS 系统，它提供了可在Web 上访问到的一组服务，这些服务又提供了对Amazon 的现成可用的计算基础设施的编程式访问。由Amazon 构建并经过多年改进的这个强壮的计算平台现在可以为任何人在任何地点使用，只要他具有Internet 连接。AWS 所提供的基本构建块基础设施能满足大多数系统的核心需求。对于复杂多样的企业应用程序的架构的搭建，现在可以通过在Amazon 提供的这些可靠并且经济的构建块服务之上铺设新的功能得以实现。

AWS 提供的主要服务有：用来管理和运行虚拟实例的Elastic Compute Cloud (EC2)；用来存储数据的Simple Storage Service (S3)。这些服务均可通过API 使用SOAP 或REST 访问到。此API 正在迅速成为与云服务环境交互的事实标准，并且Eucalyptus 也充分利用了它来提供一个很棒的IaaS 平台。

Rackspace是一家全球领先的托管服务器及云计算提供商，其托管服务产品包括专用服务器，电子邮件，SharePoint，云服务器，云存储，云网站等。在服务架构上提供专用托管，公有云，私有云及混合云。

（3）Platform as a Service (PaaS)

平台即服务。Paas是可以在上面开发、测试和部署软件的一种平台；意味着，软件的整个生命周期都可以在PaaS上完成。把客户采用提供的开发语言和工具（例如Java，python, .Net等）开发的或收购的应用程序部署到供应商的云计算基础设施上去。客户不需要管理或控制底层的云基础设施，包括网络、服务器、操作系统、存储等，但客户能控制部署的应用程序，也可能控制运行应用程序的托管环境配置。这种服务模式专门面向应用程序的开发人员、测试人员、部署人员和管理员。这项服务提供了开发云SaaS应用程序所需要的一切资源。它包括了开发环境、编程语言、编译程序、测试工具和部署机制。用户可以使用这个平台以及所提供的API 或是通过一个用于开发的图形用户界面来创建应用程序。这种服务的典型例子有Google App Engine 和 的。

Google App Engine一种可以在Google 的基础架构上运行您的网络应用程序。应用程序易于构建和维护，并可根据您的访问量和数据存储需要的增长轻松扩展。使用Google App Engine，将不再需要维护服务器，只需上传您的应用程序，它便可立即为您的用户提供服务。

1.2 云计算与大数据、物联网、智慧城市关系

1.2.1 云计算与大数据

Gartner 认为大数据是需要新处理模式才能具有更强的决策力、洞察发现力和流程优化能力的海量、高增长率和多样化的信息资产。

图3

从整体上看，云计算与大数据是相辅相成的。大数据着眼于“数据”，关注实际业务，提供数据采集分析挖掘，看重的是信息积淀，即数据存储能力。云计算着眼于“计算”，关注IT 解决方案，提供IT 基础架构，看重的是计算能力，即数据处理能力。没有大数据的信息积淀，则云计算的计算能力再强大，也难以找到用武之地；没有云计算的处理能力，则大数据的信息积淀再丰富，也终究只是镜花水月。

从技术上看，大数据根植于云计算。云计算关键技术中的海量数据存储技术、海量数据管理技术、MapReduce编程模型，都是大数据技术的基础。在以云计算为代表的技术创新大幕的衬托下，这些原本很难收集和使用的数据开始容易被利用起来了，通过各行各业的不断创新，大数据会逐步为人类创造更多的价值。

云计算与大数据之间的异同如图4所示。

图4. 云计算与大数据的异同

云计算与大数据的结合：①利用云计算的强大计算能力，可以更加迅速地处理大数据的丰富信息，并更方便的提供服务。②通过大数据的业务需求，为云计算的落地找到更多更好