云计算简介

Part1：云计算1.1云计算的概念云计算（CloudComputing）是近年来发展的一种新的计算形态。它是网格计算（GridComputing）、分布式计算（DistributedComputing）、并行计算（ParallelComputing）、效用计算（UtilityComputing）、网络存储（NetworkStorageTechnologies）、虚拟化（Virtualization）、负载均衡（LoadBalance）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AmazonWebServices（AWS，AmazonWEB服务），包括四种主要的服务：SimpleStorageService（S3，一种简单的存储服务）、ElasticComputeCloud（EC2，弹性可扩展的云计算服务器）、SimpleQueuingService（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（BlueCloud）”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AppEngine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GoogleFileSystem（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AzureServicesPlatform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(PrivateClouds)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、应用层三个层次。如：SalesforceCRM服务如：GoogleAppEngine如：AmazonEC2/S3/SQS服务基础设施层：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,消息中间将软件作为服务SaaS（SoftwareasaService）将平台作为服务PaaS（PlatformasaService）将基础设施作为服务IaaS（InfrastructureasaService）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SingleSystemImage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