有關(guān)云計算的概述

1、云計算的概述一、什么是云？云計算(Cloud Computing)是分布式處理(Distributed Computing)、并行處理(Parallel Computing)和網(wǎng)格計算(Grid Computing)的發(fā)展，或者說是這些計算機科學(xué)概念的商業(yè)實現(xiàn)。云計算的基本原理是，通過使計算分布在大量的分布式計算機上，而非本地計算機或遠程 服務(wù)器中，企業(yè)數(shù)據(jù)中心的運行將更與互聯(lián)網(wǎng)相似。這使得企業(yè)能夠?qū)①Y源切換到需要的應(yīng)用上，根據(jù)需求訪問計算機和存儲系統(tǒng)。云計算的藍圖已經(jīng)呼之欲出：在未來，只需要一臺筆記本或者一個手機，就可以通過網(wǎng)絡(luò)服務(wù)來實現(xiàn)我們需要的一切，甚至包括超級計算這樣的任務(wù)。從這個角度

2、而言，最終用戶才是云計算的真正擁有者。1.1 云計算的起源“云計算(cloud computing)”是一個相對較新的概念，但事實上它的起源可追溯到互聯(lián)網(wǎng)誕生之初。就目前來看，云計算概念最具革命性的并不在其本身，而是許多與之相關(guān)的條件，隨著這些條件逐漸成熟，云計算已越來越成為經(jīng)濟發(fā)展過程中的一種必然選擇和趨勢。云計算的概念其實相當(dāng)簡單：即通過互聯(lián)網(wǎng)提供軟件與服務(wù)，并由網(wǎng)絡(luò)瀏覽器界面來實現(xiàn)。用戶加入云計算不需要安裝 服務(wù)器或任何客戶端軟件，可在任何時間、任何地點、任何設(shè)備(前提是接入互聯(lián)網(wǎng))上隨時隨意訪問，業(yè)界稱這種服務(wù)模式為“軟件即服務(wù)(SaaS)”，而對大多數(shù)用戶來說，它不過就是一個網(wǎng)絡(luò)。云

3、計算(Cloud Computing)是分布式處理(Distributed Computing)、并行處理(Parallel Computing)和網(wǎng)格計算(Grid Computing)的發(fā)展，或者說是這些計算機科學(xué)概念的商業(yè)實現(xiàn)。云計算的基本原理是，通過使計算分布在大量的分布式計算機上，而非本地計算機或遠程服務(wù)器中，企業(yè)數(shù)據(jù)中心的運行將更與互聯(lián)網(wǎng)相似。這使得企業(yè)能夠?qū)①Y源切換到需要的應(yīng)用上，根據(jù)需求訪問計算機和存儲系統(tǒng)。 產(chǎn)生云的經(jīng)濟環(huán)境這可是一種革命性的舉措，打個比方，這就好比是從古老的單臺發(fā)電機模式轉(zhuǎn)向了電廠集中供電的模式。它意味著計算能力也可以

4、作為一種商品進行流通，就像煤氣、水電一樣，取用方便，費用低廉。最大的不同在于，它是通過互聯(lián)網(wǎng)進行傳輸?shù)?。云計算的藍圖已經(jīng)呼之欲出：在未來，只需要一臺筆記本或者一個手機，就可以通過網(wǎng)絡(luò)服務(wù)來實現(xiàn)我們需要的一切，甚至包括超級計算這樣的任務(wù)。從這個角度而言，最終用戶才是云計算的真正擁有者。 孕育云的技術(shù)條件有了網(wǎng)絡(luò)的支持，有了虛擬化手段，有了資源優(yōu)化的需要，有了量級延展的需求，那么這個大環(huán)境就有了云計算的氣候。用戶不會管數(shù)據(jù)中心是多么復(fù)雜，云里霧里是無所謂的，用戶只需要知道用起來簡單方便就行。 造就云的絕佳機遇從Google的發(fā)展歷史來看，Google原先因為沒有投資，只能自己攢機，很差的機器不可能

5、發(fā)揮服務(wù)器的性能和穩(wěn)定性，于是只有去想該如何提高可靠性，如何利用很多"破爛"機器獲得更高的性能。這就有了云計算的雛形。我們都知道今天Google的規(guī)模，而如果我們不去認清云計算的強大，我們就不知道互聯(lián)網(wǎng)的未來和規(guī)則。Google在98年的時候被迫發(fā)現(xiàn)了這一規(guī)則，然后我們看到了聚合的力量，今天微軟、IBM、雅虎、百度、亞馬遜這些企業(yè)看到了規(guī)則，于是開始進入云計算領(lǐng)域。云計算是巨大的商機。1.2 云的定義作為一個IT 技術(shù)新的焦點，“云”有許多定義(詳見A001)，這些定義反映了人們對“云”的理解和側(cè)重面。其中主要有兩類：側(cè)重于計算的定義（“云計算”）和側(cè)重于服務(wù)的定義（“云服

6、務(wù)”）。 云計算的定義云計算可以從狹義和廣義兩個層次來給出： 狹義云計算：是指IT基礎(chǔ)設(shè)施的交付和使用模式，指通過網(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）。 提供資源的網(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。這種特性經(jīng)常被稱為像水 電一樣使用IT基礎(chǔ)設(shè)施； 廣義云計算：是指服務(wù)的交付和使用模式，指通過網(wǎng)絡(luò)以按需、易擴展的方式獲得所需的服務(wù)。這種服務(wù)可以是IT和軟件、互聯(lián)網(wǎng)相關(guān)的，也可以是任意其他的服務(wù)。這種資源池稱為“云”?！霸啤笔且恍┛梢宰晕揖S護和管理的虛擬計算資源，通常為一些大型服務(wù)器 集群，包括計算

7、服務(wù)器、存儲服務(wù)器、寬帶資源等等。云計算將所有的計算資源集中起來，并由軟件實現(xiàn)自動管理，無需人為參與。這使得應(yīng)用提供者無需為繁瑣的 細節(jié)而煩惱，能夠更加專注于自己的業(yè)務(wù)，有利于創(chuàng)新和降低成本；。 “云服務(wù)”的定義云服務(wù)是能夠通過 Internet 以按使用付款和按需訪問的服務(wù)。云是一個能夠容易地通過利用低接觸、按需的業(yè)務(wù)模式來消費高度可伸縮和彈性服務(wù)的工具。作為HP 觀點最近的宣示，“一切皆服務(wù)”、云服務(wù)和基于internet 的供應(yīng)模式為企業(yè)IT和其它服務(wù)供應(yīng)商提供不同的新機遇；它是一個技術(shù)法則、它針對不能由現(xiàn)有的技術(shù)供給解決的問題。重要的要了解云與internet、SaaS、公共服務(wù)計算有

8、關(guān)，但與它們并不完全相同。此外，云非常適合于某些類型的服務(wù)，但不能取代傳統(tǒng)的企業(yè)應(yīng)用和基礎(chǔ)設(shè)施。1.3 云計算的類型 云計算不是一個單一的實體。它可以劃分成多種的風(fēng)格/服務(wù)，每一種服務(wù)于一個特定的目的。下面介紹不同類型的云。 云中的超級計算 提供計算服務(wù)是云計算的基本目的。今天存在的超級計算機滿足軍事、情報機構(gòu)、一些大學(xué)/研究機構(gòu)和大型公司解決復(fù)雜問題的需要。云計算的目的是通過Web為這一群體提供此類計算能力。雖然通過Web提供超級計算服務(wù)看起來有點像是空想，但是HP，IBM，Yahoo和Google等業(yè)內(nèi)巨頭已經(jīng)采取巨大的步伐來實現(xiàn)這一目標(biāo)。它們計劃利用專門的聯(lián)接設(shè)備把大量使用低成本PC技術(shù)

9、的服務(wù)器聯(lián)網(wǎng)、來承擔(dān)巨大的數(shù)據(jù)處理任務(wù)。通過在許多桌面PC和服務(wù)器之間平衡和分散計算工作負載，可以跨越Web把超級計算能力提供給用戶。當(dāng)前有大量研究機構(gòu)和公司正在從事把超級計算提供給用戶群體，人們預(yù)計很快將取得成功。 云存儲 云存儲是最流行的云計算形式之一，得到Google和Microsoft等業(yè)內(nèi)大公司的密切關(guān)注。所有喧囂聲后面的原因是云存儲能夠提供的好處。下面的例子說明云存儲如何發(fā)揮作用： 場景1: 一個剛起步的公司需要若干TB的存儲空間。對如此大量的存儲，這一新公司需要投入大量資金來安裝存儲基礎(chǔ)設(shè)施。這是很困難的，因為剛起步的公司一般受到資金的約束、投入大量資金開發(fā)存儲基礎(chǔ)設(shè)施是一個風(fēng)險

10、很大的舉措。 場景2: 一個剛起步的公司在一段時間內(nèi)（如1年）需要若干TB的存儲。一年后，這一存儲空間和構(gòu)建它的投資最終將被浪費掉。在這兩個應(yīng)用實例中，云存儲能夠提供幫助。初創(chuàng)企業(yè)不必投資建立存儲基礎(chǔ)設(shè)施，而能夠租用第三方云存儲廠商提供的存儲空間，象水電一樣按照公共服務(wù)方式為所使用的空間付款。這顯然對無論大小規(guī)模的企業(yè)都有很大的好處，因為它們不必擔(dān)心投資于建立自己的存儲基礎(chǔ)設(shè)施。除了節(jié)約前端開支外，企業(yè)也不需要擔(dān)心維護存儲基礎(chǔ)設(shè)施。云廠商將承擔(dān)維護任務(wù)和客戶無需指定人員來維護基礎(chǔ)設(shè)施和解決問題。結(jié)果，企業(yè)能夠節(jié)約大筆資金、用以擴展和發(fā)展它們的業(yè)務(wù)。 基于云的 Web Services 這是另一

11、個關(guān)鍵類型的云計算?；谠芖eb Services廠商提供應(yīng)用編程接口（API），使得開發(fā)者能夠通過Internet取用功能、而不必開發(fā)全部的應(yīng)用。一個知名的例子Xignite（總部在加州San Mateo）的Web 服務(wù)，它使得用戶能夠按照需要訪問財務(wù)數(shù)據(jù)，在幾分鐘內(nèi)方便地直接集成到關(guān)鍵任務(wù)應(yīng)用中。類似地，StirkeIron（總部在NC的Cary）也有一個Web服務(wù)，允許把活動的數(shù)據(jù)直接集成到任何應(yīng)用、分散到多個應(yīng)用或一個Web 網(wǎng)站。 基礎(chǔ)設(shè)施即服務(wù)（IaaS） 基礎(chǔ)設(shè)施即服務(wù)(IaaS)云提供必要的服務(wù)器、存儲、聯(lián)接和工具，支持按照公共服務(wù)模式從零開始建立一個應(yīng)用環(huán)境。IaaS 云是S

12、aaS 云和PaaS云的下層基礎(chǔ)設(shè)施。IaaS 云一般使用起來很復(fù)雜，但提供高度的可伸縮性，更重要的是提供高度的靈活性。這些云的主要好處是快速供應(yīng)。公司不必等待較長時間就能設(shè)置和部署新的服務(wù)器。相反，它們可以只從一個廠商以服務(wù)方式租用基礎(chǔ)設(shè)施，立即使用它。另一個好處是云廠商承擔(dān)維護服務(wù)器和基礎(chǔ)設(shè)施。因此，租用的公司不必擔(dān)心其基礎(chǔ)設(shè)施?？蛻敉耆槐亓私庥嘘P(guān)基礎(chǔ)設(shè)施的任何細節(jié)。1.3.5 軟件即服務(wù)（SaaS） 雖然有些專家認為SaaS不是云計算，但把它分類為云計算是聰明的。SaaS 是一種流行的模式，多種應(yīng)用由一個SaaS供應(yīng)商托管在Web上，對基于Web 服務(wù)感興趣的客戶付款訪問它們。業(yè)內(nèi)人士

13、說：SaaS和計算的差別是模糊的，把云計算視為提供SaaS的架構(gòu)是明智的。為了證實這一事實，考慮 Google 檢索或任何其它檢索引擎。從它們所提供的可伸縮性和無所不在的服務(wù)，簡單的基于Web的檢索引擎顯然是基于云的。于是，我們可以得出結(jié)論，云計算是SaaS的推動力或主干。1.3.6 平臺即服務(wù) (PaaS) 這是SaaS的一個變種。PaaS廠商不提供單個Web應(yīng)用，而是提供一個基于云的軟件開發(fā)環(huán)境。使用PaaS的公司可以利用供應(yīng)商所提供的基礎(chǔ)設(shè)施來為客戶構(gòu)建和提供應(yīng)用。最大的好處是使用云平臺的公司不需要投入可貴的資金于軟件許可證和其它基礎(chǔ)設(shè)施。但是，這些服務(wù)僅限于云廠商的設(shè)計和功能，結(jié)果開發(fā)

14、者并沒有完全的自由度。PaaS 是一個新概念，預(yù)期將隨著越來越多的開發(fā)者開始使用這些服務(wù)取得很大的發(fā)展。這一概念最著名的例子之一是 S的 F。F 提供支持用戶構(gòu)建應(yīng)用并和在S的基礎(chǔ)設(shè)施上運行。 1.3.7 云中的集成服務(wù) 集成服務(wù)能夠?qū)崿F(xiàn)應(yīng)用和數(shù)據(jù)之間方便的聯(lián)接。這包括通信服務(wù)、運行控制集成的工作流的能力。雖然仍被認為處于早期，已經(jīng)有若干個公司提供云中集成。Amazon 的 SQS 基于云集成服務(wù)很好的例子。它提供一個可靠的托管隊列、可用于存儲在計算機之間來回傳輸?shù)男畔ⅰＭㄟ^使用它，開發(fā)者能夠方便地在他們的應(yīng)用的分布式部件之間傳輸數(shù)據(jù)，而不會丟失信息。1.4 云的特性迄今為止，我們已經(jīng)看到云已

15、經(jīng)表現(xiàn)出何種屬性？在云計算中，動態(tài)的共享計算資源被虛擬化、通過一個API作為服務(wù)來使用。云使用戶能夠通過把應(yīng)用部署到一個虛擬化數(shù)據(jù)中心來運行它們。物理資源本身可以駐留在機構(gòu)內(nèi)部或外面、在本地硬件或者在企業(yè)數(shù)據(jù)中心、或者免費或以按使用付費方式從某個遠程或管理服務(wù)供應(yīng)商得到。要點是用戶不需要知道、也不必關(guān)心。關(guān)鍵的是云計算是基于IP聯(lián)接從一個邏輯資源、而不是電纜聯(lián)接/物理資源提供服務(wù)的部署模式。服務(wù)供應(yīng)者不管是內(nèi)部或外面的都沒有關(guān)系、只要提供的服務(wù)在信息、功能和處理質(zhì)量等方面都符合預(yù)期的要求就可以了。 云的獨特屬性讓我們一一介紹這些屬性。最終的目標(biāo)是能夠根據(jù)這些屬性來評估聲稱是云的各種實施，把它們

16、與云區(qū)分開來。嚴格地說，云應(yīng)當(dāng)具有如下的屬性，沒有其中任何一個屬性就不是云。云執(zhí)行零售模式的原則甚至在一個企業(yè)內(nèi)部也是如此。用戶知道他們要支付的款項，也知道他們將得到什么，就像每月支付信用卡或電話費一樣。云有API如果沒有API，那么它就不是一個服務(wù)。云把資源（如CPU和存儲等）虛擬化為一個服務(wù)。因此云必須有API，即使僅僅作為裝入、啟動一個應(yīng)用或停止它的工具；云是自我服務(wù)的正如在別處提到過那樣，如果必須掌握40頁文檔用戶才能起步，這就不是一個云。云驅(qū)使資源被整合云推動資源整合，使得操作者和用戶能夠得益于經(jīng)濟規(guī)模，多個用戶共享一個服務(wù)器基礎(chǔ)設(shè)施意味著更加有效地管理成本。云是靈活的靈活的管理使得

17、用戶能夠移動計算、內(nèi)存和存儲資源，同時提供完整的管理以及對最終用戶透明的收費。撥號聯(lián)接和切斷資源使用、當(dāng)作業(yè)結(jié)束時在不同任務(wù)之間移動資源、創(chuàng)建在部署和生產(chǎn)等活動之間有效的可移動邊界，這些能力全部都是推廣云技術(shù)的關(guān)鍵。云是按需供應(yīng)的用戶在希望時也可以過渡到不同的云。這是為什么私有云的思想有一點可疑。真正的云不預(yù)防客戶搬家和移動到一個提供較好條件的服務(wù)供應(yīng)商。由于客戶很可能這樣做，內(nèi)部IT服務(wù)部門只能建立這種程度的零售原則。它們能夠做的是為用戶提供可供選擇的不同類型服務(wù)。云是自我修復(fù)的熱備份意味著如果一個應(yīng)用或服務(wù)發(fā)生故障，另一個可以接替、不會造成中斷。云是SLA驅(qū)動的云由定義一系列政策的服務(wù)等級

18、協(xié)議動態(tài)管理，包括要求多快提供對請求的響應(yīng)、收費多少和每天或每晚什么時間提供服務(wù)等；云能夠提供多人租賃云系統(tǒng)構(gòu)建成多個客戶可以共享基礎(chǔ)設(shè)施，客戶不會感覺到共享的影響、也不會危及每個客戶數(shù)據(jù)的私有性和安全性。云是面向服務(wù)的應(yīng)用可以使用和重復(fù)使用服務(wù)來構(gòu)成，這些服務(wù)是松散耦合和彼此獨立的。系統(tǒng)容忍服務(wù)故障、確保一個服務(wù)出故障不會影響其它服務(wù)；云是線性可伸縮的這也許是最大的挑戰(zhàn)。云系統(tǒng)在應(yīng)用擴展時必須是可預(yù)測和高效的，允許用戶根據(jù)需要隨時增加和降低負載。位置對交易系統(tǒng)和復(fù)雜集群等許多應(yīng)用是一個重要因素，因為位置影響延遲。但此時一個服務(wù)的延遲屬性應(yīng)當(dāng)明確地作為與用戶協(xié)議的組成部分。用戶也許愿意為較低的

19、延遲或較高的吞吐能力支付更多的費用； 云計算基礎(chǔ)架構(gòu)特性為了達到這個目的，那么云計算的基礎(chǔ)架構(gòu)，還有他們的中間件和應(yīng)用開發(fā)平臺就應(yīng)該具備以下這些特性：     自我愈合功能（Self-healing）在出現(xiàn)故障的時候，應(yīng)該有一個應(yīng)用實例的熱備份來接替原來的應(yīng)用，而不會出現(xiàn)中斷或宕機。這也意味著，當(dāng)我定好了一個策略，比如說所有的應(yīng)用都有一個備份，當(dāng)出錯的時候，備份就代替原來的應(yīng)用，然后系統(tǒng)會啟動一個新的備份，從而維持我的整個可靠性策略。     確保服務(wù)水平（SLA-driven）系統(tǒng)要由服務(wù)水平協(xié)議（service-level agr

20、eements，SLA）來實現(xiàn)動態(tài)管理，這個協(xié)議定義了這樣一些策略，比如多長時間內(nèi)要對需求進行響應(yīng)。如果系統(tǒng)正處于峰值負載階段，就需要在更多的服務(wù)器上創(chuàng)建額外的應(yīng)用實例，以保證事實定好的服務(wù)水準(zhǔn)，即使是對低優(yōu)先級的應(yīng)用也是如此。     為多用戶提供安全服務(wù)（Multi-tenancy）系統(tǒng)應(yīng)該允許多個用戶共享基礎(chǔ)架構(gòu)，而且對用戶來說是透明的，并且不能威脅到每一個用戶的數(shù)據(jù)隱私和安全性。     服務(wù)導(dǎo)向（Service-oriented）系統(tǒng)允許把多個離散的服務(wù)地組合在一起，但服務(wù)之間是保持獨立的。某一個服務(wù)的改變或出錯不會影響到其

21、他的服務(wù)。這也意味著我可以不斷重新使用這些服務(wù)。     虛擬化（Virtualized）應(yīng)用和底層的硬件是相互隔離的。多個應(yīng)用可以跑在一臺計算機上面（比如通過VMWare進行的虛擬化），或者是多個計算機可以用來跑一個應(yīng)用（如網(wǎng)絡(luò)計算）。     可以線性擴展（Linearly Scalable）這可能是最大的挑戰(zhàn)。在應(yīng)用擴展、增加的時候，系統(tǒng)應(yīng)該可以實現(xiàn)可預(yù)測，并且保證效率。打個比方說，如果一臺服務(wù)器每秒能夠處理1000次交易，那么兩臺服務(wù)器每秒就應(yīng)該可以處理2000次交易，以此類推。     數(shù)據(jù)是核

22、心（Data, Data, Data）數(shù)據(jù)管理是上述這幾個方面的基礎(chǔ)和關(guān)鍵，包括數(shù)據(jù)的分發(fā)、劃分、安全和同步。一些新的技術(shù)如Amazon的SimpleDB能夠解決一部分問題，但對于大型 關(guān)系型數(shù)據(jù)庫來說還做不到。注意別讓SimpleDB的字面意思（簡單的數(shù)據(jù)庫）把你迷惑了，我的同事Nati Shalom也曾說過，SimpleDB不是真正意義上的數(shù)據(jù)庫。還有一種新的方法是內(nèi)存數(shù)據(jù)網(wǎng)格（in-memory data grid）。1.5 云技術(shù)與類似技術(shù)的對比云計算的概念越來越流行，但這個概念也有被人濫用的趨勢?，F(xiàn)在，有一些人將云計算、網(wǎng)格、虛擬化、Web 2.0、軟件即服務(wù)（SaaS）、在線備份和企業(yè)網(wǎng)格等概念混為一談。盡管人們還無法明確定義云計算，但有些東西肯定不應(yīng)被稱為云。云計算概念已經(jīng)被我們扭曲了，現(xiàn)在的云計