云計算的基本概念

1、1 第 1 章 云計算的基本概念云計算的基本概念2 第 1 章 云計算的基本概念云計算的服務(wù)類型云計算概述云計算部署模式云計算的使用場景1.11.2內(nèi)容導(dǎo)航C O N T E N T S云計算帶來的變革云計算產(chǎn)業(yè)鏈結(jié)構(gòu)1.63 第 1 章 云計算的基本概念1.1云計算概述 云計算是指IT資源的交付和使用模式，通過網(wǎng)絡(luò)以按需、易擴展的方式獲得所需的資源（硬件、平臺、軟件）。典型的云計算提供商往往提供通用的網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)應(yīng)用，可以通過瀏覽器等軟件或者其他Web服務(wù)來訪問，而軟件和數(shù)據(jù)都存儲在遠程數(shù)據(jù)中心的服務(wù)器上。用戶通過計算機、手機等方式接入數(shù)據(jù)中心，按自己的需求進行運算。 提供資源

2、的網(wǎng)絡(luò)被稱為“云”?！霸啤敝械馁Y源在使用者看來是可以無限擴展的，并且可以隨時獲取、按需使用、隨時擴展、按使用付費。在20世紀80年代網(wǎng)格計算90年代公用計算21世紀初虛擬化技術(shù)面向服務(wù)的體系結(jié)構(gòu)（Service-Oriented Architecture，SOA）軟件即服務(wù)（Software as a Service，SaaS）云計算4 第 1 章 云計算的基本概念1.1.1 云計算的思想起源l你剛剛購買完電腦，就出現(xiàn)了新的型號l剛高價購買的最新版的應(yīng)用程序，過了不久就需要進行更新l電腦因為太多的不靈活的軟件，負載過重而宕機，導(dǎo)致保存的數(shù)據(jù)全部丟失l下載軟件不小心感染了病毒，結(jié)果泄露了自己的賬

3、號密碼，導(dǎo)致了經(jīng)濟損失l一時沖動購買了一套軟件，結(jié)果用了不到一個月就失去了興趣 個人使用計算機的煩惱lIT部門的工作人員經(jīng)常忙于穿梭于各個辦公樓之間解決員工電腦的各種系統(tǒng)錯誤，各種應(yīng)用軟件的錯誤l企業(yè)為了測試新開發(fā)的應(yīng)用軟件，需要購買一大批電腦，而當測試完畢之后，大部分設(shè)備處于閑置l為了應(yīng)付市場的快速變化，急需一批計算資源，但是審批資金、購買設(shè)備、安裝平臺可能需要花費2周左右的時間，會耽誤市場機會l高價購買了某家公司的軟件之后，使用一段時間之后，發(fā)現(xiàn)不能完全滿足需求，但是又無法退貨企業(yè)使用計算機的煩惱5 第 1 章 云計算的基本概念1.1.1 云計算的思想起源云計算的基本思想01OPTION0

4、2OPTION03OPTION04OPTION所有的計算能力、存儲能力、和各種各樣功能的應(yīng)用都通過網(wǎng)絡(luò)從云端獲得用戶不需要不停地更換昂貴的高性能電腦用戶不需要購買、安裝和維護各種系統(tǒng)和應(yīng)用軟件用戶不需要擔心數(shù)據(jù)的安全存儲6 第 1 章 云計算的基本概念1.1.2 云計算的定義 美國國家標準與技術(shù)研究院（National Institute of Standards and Technology，NIST）對云計算的定義： 云計算是一種無處不在、便捷且按需對一個共享的可配置計算資源（包括網(wǎng)絡(luò)、服務(wù)器、存儲、應(yīng)用和服務(wù)）進行網(wǎng)絡(luò)訪問的模式，它能夠通過最少量的管理以及與服務(wù)提供商的互動實現(xiàn)計算資源的

5、迅速供給和釋放。7 第 1 章 云計算的基本概念1.1.2 云計算的定義云計算的基本特征8 第 1 章 云計算的基本概念1.1.3 云計算的發(fā)展歷程 云計算是分布式計算、并行計算、效用計算、虛擬化、網(wǎng)絡(luò)存儲、負載均衡、熱備份冗余等傳統(tǒng)計算機和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展融合的產(chǎn)物，更是SaaS、SOA等技術(shù)混合演進的結(jié)果，下圖所示的五大契機更是直接促進了云計算的誕生。云計算產(chǎn)生的五大契機9 第 1 章 云計算的基本概念云計算的服務(wù)類型云計算概述云計算部署模式云計算的使用場景1.11.2內(nèi)容導(dǎo)航C O N T E N T S1.31.4云計算帶來的變革1.5云計算產(chǎn)業(yè)鏈結(jié)構(gòu)1.610 第 1 章 云計算的基本概

6、念1.2云計算的服務(wù)類型 云計算是一種新的技術(shù)，也是一種新的服務(wù)模式。云計算服務(wù)提供方式包含 云計算服務(wù)提供商可以專注于自己所在的層次，無需擁有三個層次的服務(wù)能力，上層服務(wù)提供商可以利用下層的云計算服務(wù)來實現(xiàn)自己計劃提供的云計算服務(wù)。11 第 1 章 云計算的基本概念1.2.1 IaaS：基礎(chǔ)設(shè)施即服務(wù) IaaS是把計算、存儲、網(wǎng)絡(luò)以及搭建應(yīng)用環(huán)境所需的一些工具當成服務(wù)提供給用戶，使得用戶能夠按需獲取IT基礎(chǔ)設(shè)施。IaaS主要由計算機硬件、網(wǎng)絡(luò)、存儲設(shè)備、平臺虛擬化環(huán)境、效用計費方法、服務(wù)級別協(xié)議等組成。IaaS服務(wù)模式如圖所示。12 第 1 章 云計算的基本概念1.2.1 IaaS：基礎(chǔ)設(shè)施

7、即服務(wù)IaaS特點把IT資源以服務(wù)的方式提交給用戶；基礎(chǔ)設(shè)施可以動態(tài)擴展，即可以根據(jù)應(yīng)用的需求動態(tài)增加或者減少資源；計費服務(wù)靈活多變，按實際使用的資源進行計費；多租戶，相同的基礎(chǔ)設(shè)施資源可以同時提供給多個用戶共享使用；企業(yè)級的基礎(chǔ)設(shè)施，不僅僅可以為個人用戶提供IT資源，而且可以滿足中小企業(yè)的IT資源需求，使得它們可以從聚集的計算資源池中獲利。13 第 1 章 云計算的基本概念1.2.1 IaaS：基礎(chǔ)設(shè)施即服務(wù)IaaS的核心技術(shù)（3）高速網(wǎng)絡(luò)技術(shù)（4）超大規(guī)模資源管理技術(shù)（5）云服務(wù)計費技術(shù)（2）分布式存儲技術(shù)（1）虛擬化技術(shù)14 第 1 章 云計算的基本概念1.2.1 IaaS：基礎(chǔ)設(shè)施即服

8、務(wù)（1）低成本IaaS服務(wù)的優(yōu)勢企業(yè)不需要購置硬件，省去了前期的資金投入；使用IaaS服務(wù)是按照實際使用量進行收費的，不會產(chǎn)生閑置浪費；IaaS可以滿足突發(fā)性需求，企業(yè)不需要提前購買服務(wù)。IT資源運行在IaaS服務(wù)中心，企業(yè)不需要進行維護，維護工作由云計算服務(wù)商承擔。IaaS只需幾分鐘就可以給用戶提供一個新的計算資源，而傳統(tǒng)的企業(yè)數(shù)據(jù)中心則需要數(shù)天甚至更長時間才能完成；IaaS可以根據(jù)用戶需求來調(diào)整資源的大小。IaaS主要以虛擬機的形式為用戶提供IT資源，可以支持各種類型的操作系統(tǒng)，因此IaaS可以支持的應(yīng)用的范圍非常廣泛。雖然很多IaaS服務(wù)平臺都存在一些私有的功能，但是隨著云計算技術(shù)標準的

9、誕生，IaaS的跨平臺性能將得到提高。運行在IaaS上的應(yīng)用將可以靈活地在IaaS服務(wù)平臺間進行遷移，不會被固定在某個企業(yè)的數(shù)據(jù)中心。（2）免維護（3）伸縮性強（4）支持應(yīng)用廣泛（5）靈活遷移15 第 1 章 云計算的基本概念1.2.2 PaaS：平臺即服務(wù)PaaS平臺的種類 PaaS是一種分布式平臺服務(wù)，為用戶提供一個包括應(yīng)用設(shè)計、應(yīng)用開發(fā)、應(yīng)用測試及應(yīng)用托管的完整的計算機平臺。 PaaS的主要用戶是開發(fā)人員，PaaS平臺的種類目前較少，比較著名的有l(wèi) Fl Google App Enginel Windows Azurel Cloud Foundry。FGoogle App EngineW

10、indows AzureCloud Foundry16 第 1 章 云計算的基本概念1.2.2 PaaS：平臺即服務(wù)PaaS層的核心技術(shù)（1）REST技術(shù)（5）分布式緩存（4）應(yīng)用服務(wù)器（2）多租戶技術(shù)（3）并行計算技術(shù)17 第 1 章 云計算的基本概念1.2.2 PaaS：平臺即服務(wù)PaaS服務(wù)示意圖18 第 1 章 云計算的基本概念1.2.2 PaaS：平臺即服務(wù)PaaS平臺的優(yōu)勢優(yōu)勢（1）友好的開發(fā)環(huán)境（6）整合率高（4）彈性強（5）多租戶機制（2）豐富的服務(wù)（3）精細的管理和控制19 第 1 章 云計算的基本概念1.2.3 SaaS：軟件即服務(wù) SaaS就是軟件服務(wù)提供商為了滿足用戶的

11、需求提供的軟件的計算能力。SaaS云服務(wù)提供商負責維護和管理云中的軟件以及支撐軟件運行的硬件設(shè)施，同時免費為用戶提供服務(wù)或者以按需使用的方式向用戶收費。所以，用戶無需進行安裝、升級和防病毒等，并且免去了初期的軟硬件支出。SaaS服務(wù)的示意圖如圖所示。SaaS是出現(xiàn)最早的云計算服務(wù)，其前身是ASP，最早的ASP廠商有Citrix、S和Netsuite等。20 第 1 章 云計算的基本概念1.2.3 SaaS：軟件即服務(wù)（2）支持公開協(xié)議（1）使用簡單（3）成本低（4）安全保障現(xiàn)有的SaaS服務(wù)都是基于公開協(xié)議的，如HTTM4和HTTM5等。用戶只需要使用常用的瀏覽器就可以使用SaaS服務(wù)。通過瀏

12、覽器訪問，只要有網(wǎng)絡(luò)，就可以隨時隨地通過多種設(shè)備使用SaaS服務(wù)。使用SaaS服務(wù)后，用戶無需在使用前購買昂貴的許可證，省去了先期投入，只需要在使用過程中按照實際使用付費，成本遠遠低于桌面版。SaaS服務(wù)提供商都提供了比較高級的安全機制，不僅為存儲在云端的數(shù)據(jù)提供加密措施，還通過HTTPS協(xié)議確保用戶和云平臺之間的通信安全。SaaS的優(yōu)勢21 第 1 章 云計算的基本概念1.2.3 SaaS：軟件即服務(wù)（1）大規(guī)模多 租戶支持實現(xiàn)SaaS的關(guān)鍵技術(shù)它是SaaS模式成為可能的核心技術(shù)，運行在應(yīng)用提供商SaaS上的應(yīng)用能夠同時為多個組織和用戶使用，能夠保證用戶之間的相互隔離。沒有多租戶技術(shù)的支持，

13、SaaS就不可能實現(xiàn)。認證和安全是多租戶的必要條件。當接收到用戶發(fā)出的操作請求時，其發(fā)出請求的用戶身份需要被認證，且操作的安全性需要被監(jiān)控。定價和計費是SaaS模式的客觀要求。提供合理、靈活、具體而便于用戶選擇的定價策略是SaaS成功的關(guān)鍵之一。它是SaaS長期發(fā)展的動力。SaaS應(yīng)用提供商需要通過與其他產(chǎn)品的整合來提供整套產(chǎn)品的解決方案。開發(fā)和定制是服務(wù)整合的內(nèi)在需要。一般來講，每個SaaS應(yīng)用都提供了完備的軟件功能，但是為了能夠與其他軟件產(chǎn)品進行整合，SaaS應(yīng)用最好具有一定的二次開發(fā)功能，包括公開API，提供沙盒以及腳本運行環(huán)境等。（2）認證和 安全（3）定價和 計費（4）服務(wù)整合（5）

14、開發(fā)和定制22 第 1 章 云計算的基本概念云計算的服務(wù)類型云計算概述云計算的使用場景1.11.2內(nèi)容導(dǎo)航C O N T E N T S1.31.4云計算部署模式云計算帶來的變革1.5云計算產(chǎn)業(yè)鏈結(jié)構(gòu)1.623 第 1 章 云計算的基本概念1.3云計算部署模式1IDC公有云公有云是一種對公眾開放的云服務(wù)，由云服務(wù)提供商運營，為最終用戶提供各種IT資源，可以支持大量用戶的并發(fā)請求。公有云的結(jié)構(gòu)如圖所示。l優(yōu)點是其所應(yīng)用的程序及相關(guān)數(shù)據(jù)都存放在公有云的平臺上，自己無需前期的大量投資和漫長的建設(shè)過程。l具有規(guī)模的優(yōu)勢，其運營成本比較低；只需為其所使用的付費，可節(jié)省使用成本。l數(shù)據(jù)安全和隱私等問題是使

15、用公有云時較為擔心的問題?，F(xiàn)在國際上如Amazon AWS、Google App Engine和Google Apps、Microsoft Azure等公司，及一些傳統(tǒng)的IDC廠商都提供云計算服務(wù)。24 第 1 章 云計算的基本概念1.3云計算部署模式2私有云私有云是指組織機構(gòu)建設(shè)的專供自己使用的云平臺。私有云的結(jié)構(gòu)如圖所示。l與公有云不同，私有云部署在企業(yè)內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)，私有云可以支持動態(tài)靈活的基礎(chǔ)設(shè)施，降低IT架構(gòu)的復(fù)雜度，降低企業(yè)IT運營成本。l私有云的缺點是企業(yè)需要有大量的前期投資，需要采用傳統(tǒng)的商業(yè)模型。l私有云的規(guī)模相對于公有云來說一般要小得多，無法充分發(fā)揮規(guī)模效應(yīng)。25 第 1 章 云

16、計算的基本概念1.3云計算部署模式混合云是由私有云及外部云提供商構(gòu)建的混合云計算模式。使用混合云計算模式，機構(gòu)可以在公有云上運行非核心應(yīng)用程序，而在私有云上支持其核心程序以及內(nèi)部敏感數(shù)據(jù)。l相比較而言，混合云的部署方式對提供者的要求較高。l在混合云部署模式下，公有云和私有云相互獨立，但在云的內(nèi)部又相互結(jié)合，可以發(fā)揮出所混合的多種云計算模型各自的優(yōu)勢。l通過使用混合云，企業(yè)可以在私有云的私密性和公有云的低廉之間做一定的權(quán)衡。3 混合云26 第 1 章 云計算的基本概念1.3云計算部署模式混合云的結(jié)構(gòu)圖27 第 1 章 云計算的基本概念1.3云計算部署模式4社區(qū)云社區(qū)云服務(wù)的用戶是一個特定范圍的群

17、體，它既不是一個單位內(nèi)部的，也不是一個完全公開的服務(wù)，而是介于兩者之間。所產(chǎn)生的成本由他們共同承擔，因此，所能實現(xiàn)的成本節(jié)約效果也并不很大。社區(qū)云的結(jié)構(gòu)如圖所示。社區(qū)云服務(wù)是由幾家企業(yè)聯(lián)合管理和提供給自己使用的。28 第 1 章 云計算的基本概念云計算的服務(wù)類型云計算概述1.11.2內(nèi)容導(dǎo)航C O N T E N T S1.3云計算部署模式云計算的使用場景1.4云計算帶來的變革1.5云計算產(chǎn)業(yè)鏈結(jié)構(gòu)1.629 第 1 章 云計算的基本概念1.4云計算的使用場景IDC（Internet Data Center，互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)中心）公有云在原有IDC的基礎(chǔ)上加入了系統(tǒng)虛擬化、自動化管理和能源監(jiān)控等技術(shù)

18、，通過IDC公有云，用戶能夠使用虛擬機和存儲等資源。原有IDC可通過引入新的云技術(shù)來提供PaaS服務(wù)，現(xiàn)在已成型的IDC公有云有Amazon的AWS和Rackspace Cloud等，公有云的服務(wù)類型包含SaaS、ERP和CRM。1IDC公有云企業(yè)私有云幫助企業(yè)提升內(nèi)部數(shù)據(jù)中心的運維水平，使IT服務(wù)更圍繞業(yè)務(wù)展開。企業(yè)私有云的優(yōu)勢在于建設(shè)靈活性和數(shù)據(jù)安全性，但企業(yè)需要付出更高的維護成本、構(gòu)建專業(yè)的技術(shù)隊伍。RackSpace的私有云產(chǎn)品、華為的FusionSphere和IBM的SoftLayer等是典型的企業(yè)私有云。2企業(yè)私有云30 第 1 章 云計算的基本概念1.4云計算的使用場景云存儲系統(tǒng)

19、通過整合網(wǎng)絡(luò)中多種存儲設(shè)備來對外提供云存儲服務(wù)，并能管理數(shù)據(jù)的存儲、備份、復(fù)制和存檔。云存儲系統(tǒng)非常適合互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)、電信公司等，還有廣大的網(wǎng)民。相關(guān)的產(chǎn)品有：中國電信的E云、Amazon的S3云存儲服務(wù)、Google的Picasa相冊和微軟的SkyDrive網(wǎng)絡(luò)硬盤等。3云存儲系統(tǒng)虛擬桌面云使用了桌面虛擬化技術(shù)，將用戶的桌面環(huán)境與其使用的終端解耦，在服務(wù)器端以虛擬鏡像的形式統(tǒng)一存放和運行每個用戶的桌面環(huán)境，而用戶則可通過小型的終端設(shè)備來訪問其桌面環(huán)境。相關(guān)的產(chǎn)品有Citrix的XenDesktop和VMware的VMwareView。4虛擬桌面云31 第 1 章 云計算的基本概念1.4云計算的

20、使用場景開發(fā)測試云通過友好的Web界面預(yù)約、部署、管理和回收整個開發(fā)測試環(huán)境，開發(fā)測試云適合那些需要開發(fā)和測試多種應(yīng)用的組織和企業(yè)使用，比如銀行、電信和政府等。相關(guān)解決方案有IBM Smart Business Developmentand Test Cloud。5開發(fā)測試云協(xié)作云是云供應(yīng)商在IDC云的基礎(chǔ)上構(gòu)建或者直接構(gòu)建的專屬云，在云中搭建整套協(xié)作軟件，將這些軟件共享給用戶，適合那些需要一定的協(xié)作工具，但不希望維護軟硬件和支付高昂的軟件許可證費用的企業(yè)與個人。最具代表性的產(chǎn)品是IBM的Lotus Live，其主要包括會議、辦公協(xié)作和電子郵件這3大服務(wù)。Google Apps也是主流的協(xié)作云

21、產(chǎn)品，其中Gmail和Gtalk都是協(xié)作的利器。6協(xié)作云32 第 1 章 云計算的基本概念1.4云計算的使用場景HPC（High Performance Computing，HPC）云可為用戶提供可以定制的高性能計算環(huán)境，用戶可以根據(jù)自己的需求來設(shè)定計算環(huán)境的操作系統(tǒng)、軟件版本和節(jié)點規(guī)模，避免與其他用戶發(fā)生沖突。HPC云可以成為網(wǎng)格計算的支撐平臺，以提升計算的靈活性和便捷性。HPC云特別適合需要使用高性能計算，但缺乏巨資投入的普通企業(yè)和學(xué)校。北京工業(yè)大學(xué)已經(jīng)和IBM合作建設(shè)國內(nèi)第一個HPC云計算中心。7HPC云電子政務(wù)云（E-Government Cloud）是使用云計算技術(shù)對政府管理和服務(wù)職

22、能進行精簡、優(yōu)化、整合，通過信息化手段在政務(wù)上實現(xiàn)各種業(yè)務(wù)流程辦理和職能服務(wù)，為政府各級部門提供可靠的基礎(chǔ)IT服務(wù)平臺，提高政府服務(wù)效率和服務(wù)的能力。8電子政務(wù)云33 第 1 章 云計算的基本概念云計算的服務(wù)類型云計算概述1.11.2內(nèi)容導(dǎo)航C O N T E N T S1.3云計算部署模式云計算的使用場景1.4云計算帶來的變革1.5云計算產(chǎn)業(yè)鏈結(jié)構(gòu)1.634 第 1 章 云計算的基本概念1.5云計算帶來的變革l在云計算時代，計算機的處理能力被集中在數(shù)據(jù)中心，通過網(wǎng)絡(luò)來進行使用，實現(xiàn)了“IT的服務(wù)化”；l用戶的IT開銷由一次性購買軟硬件轉(zhuǎn)變?yōu)榘葱栀徺I服務(wù)，企業(yè)的IT維護成本大幅降低，無需擔心數(shù)

23、據(jù)的丟失；l用戶的工作方式更加移動化、合作化，可以更迅速地啟動新業(yè)務(wù)，小規(guī)模企業(yè)可以通過云計算模式向全球提供服務(wù)，實現(xiàn)全球化；l云計算模式可以助力發(fā)展中國家發(fā)展，并產(chǎn)生大量的創(chuàng)業(yè)機會。云計算云計算帶來的主要變革體現(xiàn)35 第 1 章 云計算的基本概念1.5云計算帶來的變革云計算給軟硬件產(chǎn)業(yè)帶來的變革開發(fā)模式：可以調(diào)用后端的數(shù)據(jù)中心資源開發(fā)工具：使用Python、Ruby on Rails、Java Script、QT等網(wǎng)絡(luò)編程語言架構(gòu)：軟件架構(gòu)為位置感知和用戶應(yīng)用感知設(shè)計模型：轉(zhuǎn)變?yōu)椴⑿杏嬎隳Ｊ接Ｊ剑恨D(zhuǎn)變?yōu)榘捶?wù)收費軟件的變革硬件的變革擴充模式：轉(zhuǎn)變?yōu)椴粩嘣黾蛹阂?guī)模的橫向擴充模式設(shè)備總量：

24、通過虛擬化把眾多服務(wù)器組成一個巨大的資源池，資源利用率增加到80%以上設(shè)備形態(tài)：客戶端和移動設(shè)備的需求增加采購模式：由硬件品牌轉(zhuǎn)為擴充性和性價比36 第 1 章 云計算的基本概念云計算的服務(wù)類型云計算概述1.11.2內(nèi)容導(dǎo)航C O N T E N T S1.3云計算部署模式云計算的使用場景1.4云計算產(chǎn)業(yè)鏈結(jié)構(gòu)1.6云計算帶來的變革1.537 第 1 章 云計算的基本概念1.5云計算產(chǎn)業(yè)鏈結(jié)構(gòu)云計算產(chǎn)業(yè)鏈構(gòu)成云計算作為一種新興的IT應(yīng)用模式，帶動整個IT產(chǎn)業(yè)的調(diào)整和升級，催生了全新的產(chǎn)業(yè)鏈，既包含傳統(tǒng)的硬件提供商、基礎(chǔ)軟件提供商和軟件應(yīng)用提供商，也包含新興的云提供商和云服務(wù)提供商。個人用戶 企業(yè)機構(gòu)用戶 應(yīng)用提供商 云服務(wù)提供商 云提供商 硬件提供商 基礎(chǔ)軟件提供商 38 第 1 章 云計算的基本概念1.5云計算產(chǎn)業(yè)鏈結(jié)構(gòu)硬件設(shè)備供應(yīng)商是云計算市場的基礎(chǔ)設(shè)備提供商，主要包括服務(wù)器制造商、儲存設(shè)備制造商、芯片制造商和嵌入式設(shè)備制造商。1硬件提