云计算基本知识

云计算基本知识

目录

一、云计算的概念...................................................2

二、云计算的发展背景和演化.........................................2

三、云计算的基本特征...............................................3

四、云计算的对比解读...............................................5

五、云计算的体系架构...............................................6

六、云计算四种常用服务形态解析.....................................6

七、云计算的安全风险...............................................7

八、云计算发展趋势.................................................8

一、云计算的概念

1、云计算概述

云计算（英语：CloudComputing）,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提供给计算机和其他设备。典型的云

计算提供商往往提供通用的网络业务应用，可以通过浏览器等软件或者其他Web

服务来访问，而软件和数据都存储在服务器上。云计算服务通常提供通用的通过

浏览器访问的在线商业应用，软件和数据可存储在数据中心。

狭义云计算是指IT基础设施的交付和使用模式，通过网络以按需、易扩展

的方式获得所需的资源（硬件、平台、软件）。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。

广义云计算是指服务的交付和使用模式，通过网络以按需、易扩展的方式获

得所需的服务。这种服务可以是IT和软件、互联网相关的，也可以是任意其他

的服务。

2、云计算的普遍概念

Wiki定义：云计算是一种通过Internet以服务的方式提供动态可伸缩的虚

拟化的资源的计算模式。

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”

概念被大量运用到生产环境中，各种“云计算”的应服务范围正日渐扩大，影响

力也无可估量。

二、云计算的发展背景和演化

1、云计算的发展背景

云计算是继1980年代大型计算机到客户端-服务器的大转变之后的又一种

巨变。云计算的出现并非偶然，早在上世纪60年代，麦卡锡就提出了把计算能

力作为一种像水和电一样的公用事业提供给用户的理念，这成为云计算思想的起

源。在20世纪80年代网格计算、90年代公用计算，21世纪初虚拟化技术、SOA、

SaaS应用的支撑下，云计算作为一种新兴的资源使用和交付模式逐渐为学界和

产业界所认知。中国物联网校企联盟评价云计算为“信息时代商业模式上的创

新”。

继个人计算机变革、互联网变革之后，云计算被看作第三次IT浪潮，是中

国战略性新兴产业的重要组成部分。它将带来生活、生产方式和商业模式的根本

性改变，云计算将成为当前全社会关注的热点。

2、云计算的演化

云计算主要经历了四个阶段才发展到现在这样比较成熟的水平，这四个阶段

依次是电厂模式、效用计算、网格计算和云计算。

电厂模式阶段：电厂模式就好比是利用电厂的规模效应，来降低电力的价格,

并让用户使用起来更方便，且无需维护和购买任何发电设备。

效用计算阶段：在I960年左右，当时计算设备的价格是非常高昂的，远非

普通企业、学校和机构所能承受，所以很多人产生了共享计算资源的想法。1961

年，人工智能之父麦肯锡在一次会议上提出了“效用计算”这个概念，其核心借

鉴了电厂模式，具体目标是整合分散在各地的服务器、存储系统以及应用程序来

共享给多个用户，让用户能够像把灯泡插入灯座一样来使用计算机资源，并且根

据其所使用的量来付费。但由于当时整个IT产业还处于发展初期，很多强大的

技术还未诞生，比如互联网等，所以虽然这个想法一直为人称道，但是总体而言

“叫好不叫座”。

网格计算阶段：网格计算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低性能的计算机来处理，

最后把这些计算结果综合起来攻克大问题。可惜的是，由于网格计算在商业模式、

技术和安全性方面的不足，使得其并没有在工程界和商业界取得预期的成功。

云计算阶段：云计算的核心与效用计算和网格计算非常类似，也是希望IT

技术能像使用电力那样方便，并且成本低廉。但与效用计算和网格计算不同的是,

在需求方面已经有了一定的规模，同时在技术方面也已经基本成熟了。

三、云计算的基本特征

1、云计算具有以下几个主要特征：

(1)资源配置动态化。根据消费者的需求动态划分或释放不同的物理和虚拟

资源，当增加一个需求时，可通过增加可用的资源进行匹配，实现资源的快速弹

性提供；如果用户不再使用这部分资源时，可释放这些资源。云计算为客户提供

的这种能力是无限的，实现了IT资源利用的可扩展性。

(2)需求服务自助化。云计算为客户提供自助化的资源服务，用户无需同提

供商交互就可自动得到自助的计算资源能力。同时云系统为客户提供一定的应用

服务目录，客户可采用自助方式选择满足自身需求的服务项目和内容。

(3)以网络为中心一一云计算的组件和整体构架由网络连接在一起并存在于

网络中，同时通过网络向用户提供服务。而客户可借助不同的终端设备，通过标

准的应用实现对网络的访问，从而使得云计算的服务无处不在。

(4)服务可计量化。在提供云服务过程中，针对客户不同的服务类型，通过

计量的方法来自动控制和优化资源配置。即资源的使用可被监测和控制，是一种

即付即用的服务模式。

(5)资源的池化和透明化一一对云服务的提供者而言，各种底层资源(计算、

储存、网络、资源逻辑等)的异构性(如果存在某种异构性)被屏蔽，边界被打

破，所以的资源可以被统一管理和调度，成为所谓的“资源池”，从而为用户提

供按需服务；对用户而言，这些资源是透明的，无限大的，用户无须了解内部结

构，只关心自己的需求是否得到满足即可。

2、云计算是具有以下特性的服务管理平台：

动态性-能够监控计算资源，并根据已定义的规则自动地平衡资源的分

配。

虚拟性-计算资源的物理位置及底层的基础架构对于用户来说是透明和

不相关的，用户通过简单的界面使用资源，并感觉自己独享资源。

扩展性-可以将复杂的工作负载分解成小块的工作，并将工作分配到可逐

渐扩展的架构中；另外当新增的资源投入使用时，需要增加的管理费用几乎为零。

有效性-基于服务为导向的架构，动态地分配和部署共享的计算资源。

灵活性-可以支持多种计算机应用类型，且同时支持消费者应用和商业应

用。

3、云计算的核心特性

(1)敏捷：使用户得以快速的，且以低价格的获得技术架构资源。

(2)应用程序界面API的可达性是指允许软件与云以类似“人机交互这种用户

界面设施交互相所相一致的方式”来交互。云计算系统典型的运用基于REST网

络架构的API。

(3)在公有云中的传输模式中支持已经转变为运营成本，故费用大幅下降。

(4)设备和本地依赖允许用户通过网页浏览器来获取资源而无需关注用户自身

是通过何种设备或在何地介入资源(如PC,移动设备等)。通常设施是在非本地

的(典型的是由第三方提供的)，并且通过英特网获取，用户可以从任何地方来

连接。

(5)一种称为多租户的软件架构技术允许在多用户池下共享资源与消耗：体系结

构的中央化使得本地的耗用更少(例如不动产，电力等)；峰值负载能力增加(用

户无需建造最高可能的负载等级)；原先利用率只有10-20%的系统利用效率增加

了。

(6)如果多个冗余站点被使用，则改进了可靠性。

(7)可扩展性：经由在合理粒度上按需的服务开通资源，接近实时的自服务，无

需用户对峰值负载进行工程构造。

(8)性能受到监控，同时一致性以及松耦合架构通过webservices作为系统接

口被构建来。

(9)因为数据集中化了，故安全性得到了提升，增加了关注安全的资源等，但对

特定敏感数据的失控将是持续关注的，且内核存储的安全性缺少关注较之传统系

统而言，安全性的要求更加高。

四、云计算的对比解读

云计算经常与并行计算(ParallelComputing)＞分布式计算(Distributed

Computing)和网格计算(GridComputing)相混淆。

网格计算：分布式计算的一种，由一群松散耦合的计算机组成的一个超级虚

拟计算机，常用来执行一些大型任务；

效用计算：IT资源的一种打包和计费方式，比如按照计算、存储分别计量

费用，像传统的电力等公共设施一样；

自主计算：具有自我管理功能的计算机系统。

事实上，许多云计算部署依赖于计算机集群(但与网格的组成、体系结构、

目的、工作方式大相径庭)，也吸收了自主计算和效用计算的特点。

云计算(CloudComputing)是网格计算(GridComputing)＞分布式计算

(DistributedComputing)、并行计算(ParallelComputing)、效用计算(Utility

Computing)、网络存储(NetworkStorageTechnologies)、虚拟化

(Virtualization).,负载均衡(LoadBalance)等传统计算机技术和网络技术

发展融合的产物。事实上，许多云计算部署依赖于计算机集群(但与网格的组成、

体系机构、目的、工作方式大相径庭)，也吸收了自主计算和效用计算的特点。

它从硬件结构上是一种多对一的结构，从服务的角度或从功能的角度它是一对多

的。

它旨在通过网络把多个成本相对较低的计算实体整合成一个具有强大计算

能力的完美系统，并借助SaaS、PaaS、laaS、MSP等先进的商业模式把这强大的

计算能力分布到终端用户手中。CloudComputing的一个核心理念就是通过不断

提高“云”的处理能力，进而减少用户终端的处理负担，最终使用户终端简化成

一个单纯的输入输出设备，并能按需享受“云”的强大计算处理能力。

五、云计算的体系架构

截止到2009年，大部分的云计算基础构架是由通过数据中心传送的可信赖

的服务和创建在服务器上的不同层次的虚拟化技术组成的。人们可以在任何有提

供网络基础设施的地方使用这些服务。“云”通常表现为对所有用户的计算需求

的单一访问点。人们通常希望商业化的产品能够满足服务质量的要求，并且一般

情况下要提供服务水平协议。开放标准对于云计算的发展是至关重要的，并且开

源软件已经为众多的云计算实例提供了基础。

云的基本概念，是通过网络将庞大的计算处理程序自动分拆成无数个较小的

子程序，再由多部服务器所组成的庞大系统搜索、计算分析之后将处理结果回传

给用户。通过这项技术，远程的服务供应商可以在数秒之内，达成处理数以千万

计甚至亿计的信息，达到和“超级电脑”同样强大性能的网络服务。

六、云计算四种常用服务形态解析

云计算可以认为包括以下几个层次的服务：基础设施即服务(laaS),平台

即服务(PaaS)和软件即服务(SaaS)o

1、laaS

laaS(Infrastructure-as-a-Service)：基础设施即服务。消费者通过

Internet可以从完善的计算机基础设施获得服务。

laas通过网络向用户提供计算机(物理机和虚拟机)、存储空间、网络连接、

负载均衡和防火墙等基本计算资源；用户在此基础上部署和运行各种软件，包括

操作系统和应用程序。

2^PaaS

PaaS(Platform-as-a-Service)：平台即服务。PaaS实际上是指将软件研

发的平台作为一种服务，以SaaS的模式提交给用户。因此，PaaS也是SaaS模

式的一种应用。但是，PaaS的出现可以加快SaaS的发展，尤其是加快SaaS应

用的开发速度。

平台通常包括操作系统、编程语言的运行环境、数据库和Web服务器，用

户在此平台上部署和运行自己的应用。用户不能管理和控制底层的基础设施，只

能控制自己部署的应用。

3、SaaS

SaaS(Software-as-a-Service)：软件即服务。它是一种通过Internet提

供软件的模式，用户无需购买软件，而是向提供商租用基于Web的软件，来管理

企业经营活动。

云提供商在云端安装和运行应用软件，云用户通过云客户端(通常是Web浏

览器)使用软件。云用户不能管理应用软件运行的基础设施和平台，只能做有限

的应用程序设置。

4、ACaaS

ACaaS(AccesscontrolasaService)：门禁即服务，是基于云技术的门

禁控制，当今市场有两种典型的门禁即服务：真正的云服务与机架服务器托管。

真正的云服务是具备多租户、可扩展及冗余特点的服务，需要构建专用的数据中

心，而提供多租户解决方案也是一项复杂工程，因此会导致高昂的成本，所以大

部分的门禁即服务仍属于机架服务器托管，而非真正的云服务。想要在门禁即服

务市场中寻找新机会的厂商首先需要确定提供哪一种主机解决方案、销售许可的

方式以及收费模式。

七、云计算的安全风险

云计算意味着数据被转移到用户主权掌控范围外的机器上，也就是云计算服

务提供商的手中。CSA（云安全联盟）作为云计算的主要推动者，发布九大安全

问题：

（1）特权用户访问；

（2）法规遵从；

（3）数据位置；

（4）数据隔离；

（5）可用性；

（6）灾难恢复；

（7）调查支持；

（8）存活能力；

（9）降低风险方面的支持。

八、云计算发展趋势

1.私有云不会消失，而会获得大发展

许多人认为，私有云并不是“真正的云”，而公共云才是改善IT部门服务的

真正方法。公共云服务提供商甚至认为，私有云并不该存在，因为它缺乏灵活性,

而且价格昂贵。但在实际上，I