什么是云计算

时间：2023-03-13 03:44:01 | 来源：电子商务

时间：2023-03-13 03:44:01 来源：电子商务

1、云计算的定义

云计算技术的发展，它将成为我们生活中不可或缺的一部分。它已经彻底改变了一个前所未有的工作方式，也改变了传统软件企业。那什么是云计算呢？云计算是分布式计算、并行计算、网格计算、效用计算、 网络存储、虚拟化、负载均衡、热备份冗余等传统计算机和网络技术发展融合的产物，它将彻底改变整个IT产业结构和运行方式。云计算与人工智能、大数据、物联网甚至通信等技术也密不可分。

1.1专家定义

中国云计算专家咨询委员会秘书长刘鹏教授对云计算做了长短两种定义。长定义是：“云计算是一种商业计算模型。它将计算机任务分布在大量计算机构成的资源池上，使各种应用系统能够根据需要获取计算能力、存储空间和信息服务”。短定义是：“云计算是通过网络按需提供可动态伸缩的廉价计算服务”这种资源池称之为“云”。

刘鹏教授对云计算的定义比较专业和难懂，其实道理很简单，说白了就是把计算机资源和应用程序都集中起来形成资源池，其实然后放到网上就形成了“云计算”，无数的大型机房和大数据中心就成了“云端”。云计算的道理虽然很简单，但是实现就比较复杂了。

1.1云计算的核心

云计算的核心是资源池，通过专门的软件实现和管理，无须人参与。用户可以动态的申请资源以支持各种运用程序运转，无须为繁琐的细节所烦恼，能够更加专注于自己的业务，有利于提高效率，降低成本和技术创新。这与2002年提出的网格计算池的概念非常相似，它是计算和存储资源虚拟成一个可以任意组合分配的集合。资源池的规模可以动态扩展，分配用户的处理能力可以动态回收重用。这种模式能大大提高资源的利用率，提升平台的服务质量。

1.2云计算平台

云计算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，即为云计算平台。云计算系统提供非常简单的图形界面或API（应用编程接口）接口，为用户根据需求实现随时随地便捷地从可配置计算资源共享池中获取所需的服务器、网络、存储、应用程序和服务等资源。这些资源能够被快速申请、配置、发布、使用、释放和管理，把这一强大的计算能力分布到终端用户手中。使管理资源的工作量和与服务服务商的交互减小到最低限度。

云计算平台需要将服务器设备（CPU、内存、磁盘）、存储设备（磁盘阵列）、网络设备（路由器、交换机、负载均衡）等硬件资源和软件资源（操作系统、集成开发环境IDE、数据库、web服务器、中间件、缓存等）整合起来。资源多了就存在一个问题，这些资源放在哪里，应该怎么放？这就涉及到云计算资源的部署类型。根据放的地方不同可以分为公有云、私有云、混合云和社区云。

2、云计算的部署模式

云计算最主要的就是资源池，那资源多了就存在一个问题，这些资源放在哪里，应该怎么放？根据放的地方不同分成公有云、私有云、混合云和社区云。

云计算的本质是将各种计算资源和应用程序汇总起来放到网上，然后对用户提供服务。那么，资源多了就存在一个问题，这些资源放在哪里，应该怎么放？这就涉及到云计算资源的部署类型。根据放的地方不同可以分为四类：公有云、私有云、混合云和社区云。公有云是放在一个公共的地方，这个地方叫云服务商，一般都是大公司；私有云是放在企业内部满足自身业务需求；混合云则是二者结合起来，公有云服务体量大的业务，私有云负责数据的安全。怎么放近几年出现很多新花样，比如说：与金融相关的放一块形成金融云与政务相关的放一块形成政务云，类似的有视频云、音乐云、直播云等。

2.1 公有云

公有云一般由第三方大公司承建和运营，并以一种即付即用、弹性伸缩的方式为政府或公众用户提供服务，包括硬件和软件资源。用户可以通过互联网按需自助服务，即通过Web网页注册账号，填写web表单信息，按需付费，且根据需要随时取消服务，并对使用服务的费用进行实时结算。业界有名的公有云厂商有：Amazon AWS，Microsoft Azure、Google Cloud、阿里云、腾讯云、百度云等。

公有云关注盈利模式，具有强大的可扩展性和较好的规模共享经济性。但是，所有定制者共享相同的基础设施，配置有限，安全保护和可用性差。公有云的优势在于它们可能比企业云更大，因此可以根据需要无缝扩展。

2.2 私有云

私有云是某个企业根据自身需求在自家的数据中心上部署的专有服务，提供对数据安全性和服务质量最有效控制。因此私有云的使用仅限于某个企业的成员、员工和值得信赖的合作伙伴。私有云也有内部部署和外部托管两种部署模式：

1）内部部署。内部部署私有云（也称为内部云）部署在企业数据中心的防火墙内。该模型提供了更加标准化的流程和保护，但在大小和可扩展性方面受到限制。IT部门还需要为物理资源承担资金和运营成本。这最适合需要对基础设施和安全性进行全面控制和可配置性的应用。

2）外部托管。这种类型的私有云由外部托管的云服务商提供，其中云服务商搭建专有云环境并充分保证隐私。这最适合哪些由于共享物理资源而不喜欢公有云的企业。

私有云关注信息安全，客户拥有基础设施，并可以控制在基础设施上部署应用程序。内部用户通过内部网络或专有网络使用服务，私有云的使用体验较好，安全性较高，但投资门槛高，当出现突发性需求时，私有云因规模有限，将难以快速地有效扩展。业界有名的私有云厂商有：Vmware、深信服、华为云和青云等。

2.3 混合云

混合云融合了公有云和私有云优点，是近年来云计算的主要模式和发展方向。出于安全考虑，企业更愿意将数据存放在私有云中，但是同时又希望可以获得公有云的计算资源，在这种情况下混合云被越来越多地采用，它将公有云和私有云进行混合和匹配，以获得最佳的效果，这种个性化的解决方案，达到了既省钱又安全的目的。

混合云兼顾性价比与安全，在公有云中创建网络隔离的专有云，用户可以完全控制该专有云的网络配置，同时还可以通过VPN/专线连接到内部私有云，实现公有云与私有云的连接，兼顾公有云和私有云的优点。

2.4 社区云

社区云是指当几个具有相似需求的组织共享共同的基础设施时就形成了这个云。成本分摊的用户数量比公共云少，但不止一个租户。混合云可以以无缝方式使用私有云和公共云。在典型的公共云场景中，第三方供应商向各种客户提供诸如计算，存储，网络，虚拟化和应用程序等服务。在私有云环境中，内部IT资源用于为其内部用户和客户提供服务。企业正在采用公共云服务，通过利用云的弹性可伸缩性和面向市场的成本核算功能来节省资本支出和运营成本。尽管如此，公共云计算也引发了对数据安全，管理，数据传输，性能和控制水平的担忧。云计算应用涉及多个领域，包括商业，技术，政府，医疗保健，智能电网，智能交通网络，生命科学，灾难管理，自动化，数据分析以及消费者和社交网络。随着云服务的出现，用于创建，部署和交付这些应用程序的各种模型。

社区云是企业的一种过渡阶段发展的产物。面向一个行业（行业云）或一个地理区域范围内（园区云）提供服务。

3、云计算的服务类型

通过部署模式将资源整合起来放到“云”端，然后对外提供服务。用户很多，每个用户的需求不一样，应该怎么样满足用户的多样化需求呢？这就涉及到服务类型，不同的用户需要不同的服务。所以根据提供服务类型的不同分成软件即服务（SaaS），平台即服务（PaaS）和基础设施即服务（IaaS），这是最常见三种服务。如果更细分的话还有数据即服务（DaaS）、SDN即服务（SDNaaS）、容器即服务（CaaS）、功能即服务（FaaS）、身份即服务（IDaaS）等等。

3.1 软件即服务（SaaS）

软件即服务（SaaS，software as a service）为用户提供了一个完整的软件功能服务。用户通过订阅的方式随时随地在云上使用这些现成软件，无需下载和安装，也不需要关心软件的授权、升级和维护等问题。也就是对于用户来说不需要购买硬件设备和软件许可证，也不需要管理和维护网络设备、服务器、操作系统和存储等基础设施，只需要通过网络在各种设备上访问客户端界面，从而减轻了软件搭建和维护的负担，但被迫放弃了对软件版本和个性化需求的控制。对于服务商来说，由于只需要托管和维护单个应用程序，所以降低了成本。SaaS服务类型的典型代表有：NetSuite、Google Apps，微软office365等。

SaaS采用灵活租赁的收费方式，一方面，企业可以按需增减使用账号；另一方面，企业按实际使用账户和使用时间付费。由于降低了成本，SaaS的租赁费用较之传统软件许可模式更加低廉。

3.2 平台即服务（PaaS）

平台即服务（PaaS，plantform as a service）实际上是将软件研发的平台作为一种服务，提供超过基础设施的服务，用于在集成环境中开发、部署、运行和维护应用程序，帮助用户快速实现更多应用功能。也就是说PaaS是将一层软件或开发环境封装并作为一项服务提供，可以在这种服务上可以构建其他更高级别的服务。即软件开发者可以直接在PaaS上自由构建自己的应用程序，或开发新应用，这些应用程序部署在服务商的基础设施上，而不需要购买和部署服务器、操作系统、数据库和web中间件等即可运行客户自己的应用程序。例如：Google App Engine、微软 Azure等都是PaaS服务类型的典型代表。

PaaS能将现有的各种业务能力进行整合，具体可以归类为应用服务器、业务能力接入、业务引擎、业务开放平台等。向下根据业务能力的需要测算基础服务能力，通过IaaS提供的API调用硬件资源；向上提供业务调度中心服务，实时监控平台的各种资源，并将这些资源通过API开放给SaaS用户。

3.3 基础设施即服务（IaaS）

基础设施即服务（IaaS，Infrastructure as a service）把比较底层的服务器、虚拟机、存储空间、网络设备等基础设施作为一项服务提供给用户使用。用户可以通过web网页的方式注册账号，然后申请CPU、内存、磁盘、存储、路由器、防火墙、负载均衡和数据中心空间等基础资源。申请成功后就够部署和运行任意软件，包括操作系统、数据库、中间件和应用程序。用户不需要管理或控制任何硬件基础设施，但能控制CPU核数、内存大小和磁盘大小，还能选择操作系统、部署应用，也能获得有限制的路由器、防火墙、负载均衡器等网络组件的控制。例如：商业软件有亚马逊 AWS和goole CloudEngine，开源软件有OpenStack和CloudFoundry等都是IaaS服务类型的典型应用。

4、云计算的基本特点

云计算平台整合了软硬件资源，通过网络对客户提供服务，这种服务即不受地点和客户端的限制，又具有这些特点。

4.1 超大规模

云计算具有相当大的规模，谷歌云计算平台已拥有上百万台服务器，亚马逊、IBM、微软、华为、阿里、腾讯等云服务也拥有几十万台服务器。云计算能赋予用户前所未有的计算能力。

4.2 虚拟化

云计算都会采用虚拟化技术，用户并不需要关注具体的硬件实体，只需要选择一家云服务商，注册一个账号，登陆到它们的云控制台，去购买和配置你需要的服务（比如 云服务器，云存储，CDN等等），再为你的应用做一些简单的配置之后，你就可以让你的应用对外服务了，这比传统的在企业的数据中心去部署一套应用要简单方便得多。而且你可以随时随地通过你的PC或移动设备来控制你的资源，这就好像是云服务商为每一个用户都提供了一个互联网数据中心 (IDC，Internet Data Center)一样。

4.3 按需分配服务

云计算是一个庞大的资源池，用户按需购买，就像自来水、煤气和电一样计费。云计算也是同样的道理，用户可以根据自己的需要来购买服务，甚至可以按使用量来进行精确计费。也就是通过自助式web界面购买和配置CPU、内存、磁盘、带宽、防火墙等计算资源，无需与每个服务商进行人工交互。这些自助式的服务将用户从实施中分离出来，需要多少购买多少，不需要了可以随时取消。

4.4 广泛网络访问

消费者可以使用网络通过api、rest、vpn和https等标准机制访问各种资源，用户在任意位置使用各种终端获取和使用服务。所请求的资源来自云，而不是固定有行的实体。应用在云中某处运行，但用户无须了解应用运行的具体位置，只需要一台电脑、PAD或手机就可以通过网络来获取云服务带来的超强计算能力服务。

4.5 高可靠性

使用云计算比使用本地计算机更加可靠。因为云端使用数据多副本容错机制、计算节点同构可互换措施、镜像和灾备方案、分布式集群技术等措施来保障服务的高可用，以最大限度地减少发生灾难时的停机时间。

4.6 多租户资源池

在云计算服务商汇集计算资源形成资源池，通过多租户模式为多个消费者提供服务。根据消费者需求动态分配、重新分配、自动回收和释放不同的物理和虚拟资源。

4.7 服务可以度量

所有云服务和资源都可以被度量，云计算系统能够自动的控制、监控、优化、报告和取消资源的使用，为服务商和消费者提供透明的使用情况统计和实时结算等服务。

4.8 可动态伸缩

通过虚拟化技术将一台服务器虚拟成多台服务器，虚拟化技术可以用来对计算资源进行虚拟化和管理，可以实现服务器虚拟化、存储虚拟化、网络虚拟化和桌面虚拟化。对于云服务商来说资源能够灵活配置、弹性扩容、等量伸缩和快速下发。对于消费者来说，服务商可以提供的资源通常看起来像是无限的，可以随时任意数量购买资源。

4.9 极低成本

云计算的特殊容错措施使得可以使用极其廉价的计算机节点来构成云；自动化管理使数据中心管理成本大幅降低，公用性和通用性使资源的利用率大幅提升，设施可以建在电力资源丰富的地区，从而大幅降低资源成本。因此云计算的具有前所未有的性价比。

5、云计算的优势劣势

5.1 云计算的优势

1) 提高资源利用率

这里所谓的提高资源利用率是指提高对网络资源、存储资源和计算资源的利用率，通过虚拟技术来达到资源的尽可能的最大化的利用，从而提高投入产出比，带来更高的利益。使用云技术服务的方式，可以为我们节省很多的建设成本、投入成本、试错成本和安全成本。我们只为我们需要的并且使用的资源付费，如果没使用的资源，我们可以不付费。

2) 提升效率

云计算能提升开发效率、运行效率、维护效率、测试效率。

3) 降低成本

云用户自己不需要考虑投入硬件及硬件维护成本、软件及软件维护成本和管理成本等，首席信息官（CIO，Chief Information Officer的缩写）将不再需要专门的IT资产，也不需要关注IT技术问题，他们可以将更多的精力投入到企业的业务运营上，提升了工作效率，还降低了管理成本。

• 降低硬件及维护成本

降低硬件成本和运维成本。云计算技术优化IT基础设施，降低了IT的硬件成本和运维成本，不存在硬件或软件安装或维护。由于云用户无需投资信息技术基础设施，购买硬件或购买软件许可证，其优势包括低前期成本，快速投资回报，快速部署，定制化，灵活使用以及可使使用新的创新。由于应用程序在云中运行，而不是在桌面PC上运行，因此您的桌面PC不需要传统桌面软件所需的处理能力或硬盘空间。当您使用基于网络的应用程序时，您的PC可以更便宜，硬盘更小，内存更少，处理器效率更高。实际上，在这种情况下，您的PC甚至不需要CD或DVD驱动器，因为不需要加载软件程序，也不需要保存任何文档文件。

• 降低软件及软件维护成本

降低软件成本。您可以使用大部分免费软件，而无需购买昂贵的软件应用程序。如今的大多数云计算应用程序，例如Google Docs套件。它比支付类似的商业软件要好，而且单单可能是切换到云应用程序的理由。

降低软件实施成本。您可以直接使用各种应用软件，而不需要安装维护各种应用软件，也不再需要选择陈旧的软件和较高的升级成本。当应用程序基于Web时，下次登录到云时会自动更新。当您访问基于Web的应用程序时，无需付费或下载升级即可获得最新版本。

• 降低管理成本

首席信息官（CIO，Chief Information Officer的缩写）将不再需要专门的IT资产，也不需要关注IT技术问题。云计算服务商本身提供给客户了一些方便的管理功能，内置了一些自动化的管理，对应用进行自动化和动态管理。高效率是云计算的核心，因此，云计算要保证当用户创建一个服务时，用最短的时间和最少的操作来满足用户的需求，当用户停用某个服务操作时，需要提供自动完成停用的操作，并行回收相应的资源，同时进行费用的自动结算。当然，由于虚拟化技术在云计算中的大量应用，提供了很大的灵活性和自动化，降低了用户对应用管理的开销。云计算平台会根据用户应用的业务需求，来动态增减资源分配，完成资源的动态管理，并且对用户增减模块时自动资源配置，自动资源释放等，包括一些自动的冗余备份，安全性，宕机的自动恢复等

5.2 云计算的劣势

1) 严重依赖互联网

如果无法连接到互联网，则无法进行云计算。既然你使用互联网连接你的应用程序和文件，如果你没有互联网连接，你甚至不能访问任何东西，包括你自己的文件。死亡的互联网连接意味着没有工作，并且在互联网连接很少或本质上不可靠的领域，这可能是一个破坏交易的行为。

低速连接不能很好地工作，低速互联网连接（例如拨号服务所发现的连接）使云计算充满痛苦，而且往往是不可能的。与大型文档一样，基于Web的应用程序需要大量带宽下载。在5G时代来临之际，这个问题将不存在。

2) 功能可能有限

这种情况必然会发生变化，但如今许多基于Web的应用程序不像基于桌面的应用程序那样功能全面。例如，您可以使用Microsoft Power-Point进行更多操作，而不是使用Google Presentation的基于Web的产品。

3) 速度可能很慢

即使连接速度很快，基于Web的应用程序有时可能比在台式PC上访问类似的软件程序要慢。从接口到当前文档的所有程序必须从计算机来回发送到云中的计算机。如果云服务器恰好在那个时候备份，或者如果互联网的发展缓慢，那么您将无法从桌面应用程序中获得即时的访问权限。

4) 数据安全担忧

通过云计算，您的所有数据都存储在云中。问题是云有多安全？未经授权的用户可以访问您的机密数据吗？存储的数据可能丢失，理论上，存储在云中的数据是安全的，可以在多台机器上复制。但是，如果数据丢失的可能性很小，则您没有物理或本地备份。简而言之，如果云让你失望，依靠云就会使你处于风险之中。

5) 系统兼容性差

每个云系统使用不同的协议，并且不同的API可能无法在基于云的系统之间运行应用程序。亚马逊已经创建了自己的数据库系统和工作流系统，所以你的应用程序将不得运行在该平台。还有一些与政策和访问有关的问题，就好像您的数据存储在国外，而您的政策遵守了哪些政策？如果远程服务器出现故障会发生什么？你将如何访问文件？有一些用户被锁定在帐户外并且无法访问数据。