云计算的演进历程与模式

云计算的概念

         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。——美国国家标准与技术研究院

         云计算是一种基于互联网的计算方式,通过这种方式,共享的软硬件资源和信息可以按需求提供给计算机和其他设备。云计算依赖资源的共享以达成规模经济,类似基础设施(如电力网)。——维基百科

目前比较官方针对什么是云计算有上面两种解释方式。我们可以看出:

1)云计算(Cloud computing)是基于互联网的相关服务的增加、使用和交付模式,通常涉及通过互联网来提供动态易扩展且经常是虚拟化的资源。云是网络、互联网的一种比喻说法。过去在图中往往用云来表示电信网,后来也用来表示互联网和底层基础设施的抽象。狭义云计算指 IT 基础设施的交付和使用模式,指通过网络以按需、易扩展的方式获得所需资源;广义云计算指服务的交付和使用模式,指通过网络以按需、易扩展的方式获得所需服务。这种服务可以是 IT 和软件、互联网相关,也可是其他服务。它意味着计算能力也可作为一种商品通过互联网进行流通。

2)云计算的资源是动态易扩展而且虚拟化的,通过互联网提供。终端用户不需要了解「云」中基础设施的细节,不必具有相应的专业知识,也无需直接进行控制,只关注自己真正需要什么样的资源以及如何通过网络来得到相应的服务。

关键特征

按需自助服务(On-demand Self-service):

消费者可以按需部署处理能力,如服务器和网络存储,而不需要与每个服务供应商进行人工交互。

无处不在的网络接入(Ubiquitous network access):

通过互联网获取各种能力, 并可以通过标准方式访问,以通过各种客户端接入使用(例如移动电话,笔记本电脑,PDA 等)。

与位置无关的资源池(Location independent resource pooling):

供应商的计算资源被集中,以便以多用户租用模式服务所有客户,同时不同的物理和虚拟资源可根据客户需求动态分配。客户一般无法控制或知道资源的确切位置。这些资源包括存储、处理器、内存、网络带宽和虚拟机等。

快速弹性(Rapid Elastic):

可以迅速、弹性地提供能力,能快速扩展,也可以快速释放实现快速缩小。对客户来说,可以租用的资源看起来似乎是无限的,并且可在任何时间购买任何数量的资源。

按使用付费(Pay per user):

能力的收费是基于计量的一次一付,或基于广告的收费模式,以促进资源的优化利用。比如计量存储,带宽和计算资源的消耗,按月根据用户实际使用收费。在一个组织内的云可以在部门之间计算费用。

各视角看云计算

(一)技术视角看云计算:云计算=计算/存储的网络

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从技术视角来看,云计算包含两部分:云设备和云服务。

1、云设备包含用于数据计算处理的服务器,用于数据保存的存储设备和用于数据通信的交换机设备。

2、云服务包含用于物理资源虚拟化调度管理的云平台软件和用于向用户提供服务的应用平台软件。

云计算技术发展趋势:

1、海量低成本服务器代替专有大型机、小型机、高端服务器;

2、布式软件代替传统单机操作系统;

3、自动管控软件替代传统集中管理;

(二)商业视角看云计算:云计算=信息电厂

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PC 时代转变到云时代,导致有两个变化:

1)用户消费模式变化:通过互联网提供软硬件与服务;用户通过浏览器或轻量级终端获取、使用服务;

2)商业模式发生变化:从「购买软硬件产品」向「购买信息服务」转变,如同 100 年前用电的转变。

IT 即服务,云计算就是建设信息电厂提供 IT 服务。云计算是通过互联网提供软件、硬件与服务,并由网络浏览器或轻量级终端软件来获取和使用服务;即服务从局域网向 Internet 迁移,终端计算和存储向云端迁移;云计算好比是从古老的单台发电机模式转向了电厂集中供电的模式。它意味着计算能力也可以作为一种商品进行流通,就像电一样,取用方便,费用低廉。

云计算演进历程

云计算产生背景

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   云计算的产生是需求推动、技术进步、商业模式转变共同促进的结果。需求推动指的是政企客户低成本且高性能的信息化需求;人用户的互联网、移动互联网应用需求强烈,追求更好用户体验。技术进步指的是虚拟化技术、分布与并行计算、互联网技术的发展与成熟,使得基于互联网提供包括IT基础设施、开发平台、软件应用成为可能。

   宽带技术及用户发展,使得基于互联网的服务使用模式逐渐成为主流。商业模式转变指的是少数云计算的先行者(例如 Amazon IaaSPaaS)的云计算服务已开始运营。市场对云计算商业模式已认可,越来越多的用户接受并使用云计算服务生态系统正在形成,产业链开始发展和整合。

   几年之内,云计算已从新兴技术发展成为当今的热点技术。从 Google 公开发布的核心文件到 Amazon EC2(亚马逊弹性计算云)的商业化应用,再到美国电信巨头 AT&T(美国电话电报公司)推出的 Synaptic Hosting(动态托管)服务,云计算从节约成本的工具到盈利的推动器,从 ISP(网络服务提供商)到电信企业,已然成功地从内置的 IT 系统演变成公共的服务。

演进历程

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云计算(Cloud Computing是分布式计算(Distributed Computing)、并行计算(Parallel Computing)和网格计算(Grid Computing)的发展或者说是这些计算机科学概念的商业实现。

并行计算一般是指许多指令得以同时进行的计算模式。在同时进行的前提下,可以将计算的过程分解成小部分,之后以并发方式来加以解决。一般计算量特别大,相同场景下不同数据的验证计算;也即,并发处理同样的任务。

分布式计算是一门计算机科学,它研究如何把一个需要非常巨大的计算能力才能解决的问题分成许多小的部分,然后把这些部分分配给许多计算机进行处理,最后把这些计算结果综合起来得到最终的结果,整个处理流程是集中管理。

网格计算是跨地区的,甚至跨国家的,甚至跨洲的这样一种独立管理的资源结合。资源在独立管理,并不是进行统一布置、统一安排的形态。网格这些资源都是异构的,不强调有什么统一的安排。另外网格的使用通常是让分布的用户构成虚拟组织(VO),在这样统一的网格基础平台上用虚拟组织形态从不同的自治域访问资源。

下面的计算都不是云计算:

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云计算(Cloud Computing)是网格计算(Grid Computing )、分布式计算(Distributed Computing)、并行计算(Parallel 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。

云计算的模式

云计算的部署模式

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云计算部署模式:私有云计算、公有云计算、混合云计算。

私有云计算:一般由一个组织来使用,同时由这个组织来运营。华为数据中心属于这种模式,华为自己是运营者,也是它的使用者,也就是说使用者和运营者是一体,这就是私有云。

公有云计算:就如共用的交换机一样,电信运营商去运营这个交换机,但是它的用户可能是普通的大众,这就是公有云。

混合云计算:它强调基础设施是由二种或更多的云来组成的,但对外呈现的是一个完整的实体。企业正常运营时,把重要数据保存在自己的私有云里面(比如:财务数据),把不重要的信息放到公有云里,两种云组合形成一个整体,就是混合云。比如说电子商务网站,平时业务量比较稳定,自己购买服务器搭建私有云运营,但到了圣诞节促销的时候,业务量非常大,就从运营商的公有云租用服务器,来分担节日的高负荷;但是可以统一的调度这些资源,这样就构成了一个混合云。

云计算的商业模式

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IaaSInfrastructure as a service):基础设施即服务,指的是把基础设施以服务形式提供给最终用户使用。包括计算、存储、网络和其它的计算资源,用户能够部署和运行任意软件,包括操作系统和应用程序。例如:虚拟机出租、网盘等。

PaaSPlatform as a service):平台即服务,指的是把二次开发的平台以服务形式提供给最终用户使用,客户不需要管理或控制底层的云计算基础设施,但能控制部署的应用程序开发平台。例如:微软的Visual Studio开发平台。

SaaSSoftware as a service):软件即服务,提供给消费者的服务是运行在云计算基础设施上的应用程序。例如:企业办公系统。

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Web2.0 是相对 Web1.0 的新的一类互联网应用的统称。Web1.0 的主要特点在于用户通过浏览器获取信息。Web2.0 则更注重用户的交互作用,用户既是网站内容的浏览者,也是网站内容的制造者。所谓网站内容的制造者是说互联网上的每一个用户不再仅仅是互联网的读者,同时也成为互联网的作者;不再仅仅是在互联网上冲浪,同时也成为波浪制造者;在模式上由单纯的「读」向「写」以及「共同建设」发展;由被动地接收互联网信息向主动创造互联网信息发展,从而更加人性化。

网页寄存(Web hosting是指一类因特网寄存服务,它提供个人,组织和用户用于存储信息,图像,视频或任何通过网络可访问的内容的在线系统。

CRM: Customer Relationship Management, 客户关系管理。

云计算的流派

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云计算有两个典型的流派:大分小模式和小聚大模式

大分小模式:资源在应用间时分复用;关键技术点包括计算、存储和网络虚拟化以及虚拟机监控、调度和迁移。典型代表:Amazon EC2

小聚大模式:应用资源需求大,可以划分为子任务;关键技术点包括任务分解、调度、分布式通信总线和全局一致性。典型代表:Google

注释:

VMVirtual Machine,虚拟机。

VMMVirtual Machine Monitor,虚拟机监控器。

AppApplication,应用系统。

IaaSInfrastructure as a Service,基础设施即服务。