第一节 云计算技术概述

一、内涵与特点

根据美国国家标准和技术研究所的定义，云计算（Cloud Computing）是一种可以随时随地方便而按需地通过网络访问可配置计算资源（如网络、服务器、存储、应用程序和服务）的共享池的模式，这个池可以通过最低成本的管理或与服务提供商交互来快速配置和释放资源，如图4-1所示。之所以称为“云计算”，是因为互联网的标识是云状图。

在云计算概念诞生之前，许多公司就可以通过互联网提供服务，如订票、地图、搜索以及硬件租赁业务等。随着服务内容的不断增加和用户规模的不断扩大，对于服务的可靠性、可用性的要求急剧增加，这种需求变化通过服务器集群等方式很难满足要求，需要建设数据中心。对于像Google和Amazon这样有实力的大公司来说，有能力建设分散于全球各地的数据中心来满足各自业务发展的需求，并且有富余，于是Google、Amazon等就将自己的信息基础设施作为服务提供给相关的用户。

云计算具有如下一些特点：

（1）快速弹性（Rapid Elasticity）。弹性是指根据需要可伸缩地使用资源的能力。对于消费者来说，云似乎是无限的，消费者可以根据需要购买计算力资源，可以很多，也可以很少。

（2）测量服务（Measured Service）。在测量服务中，云服务提供商控制和监视云服务的各个方面。这对计费、访问控制、资源优化配置、容量规划和其他任务来说是至关重要的。

（3）按需自助服务（On-Demand Self-Service）：这意味着消费者可以根据需要使用云服务，不需要与云服务提供商进行人机交互。

（4）无处不在的网络接入（Ubiquitous Network Access）。无处不在的网络接入意味着用户可以通过网络获取云服务提供商的能力，胖客户（Thick Client）和瘦客户（Thin Client）可以通过标准机制访问它们。

资源池（Resource Pooling）允许云服务提供商通过多租户模型为消费者提供服务，根据消费者的需求对物理和虚拟资源进行分配和再分配。其中有一种位置独立的感觉，用户一般不知道资源的确切位置，但也许能在更高的抽象级别上确定位置。

二、主要类型

1．按照资源使用方式分类

按照云计算资源的使用方式，可以将云计算分为公共云（Public Cloud）、私有云（Private Cloud）和混合云（Hybrid Cloud），如图4-2所示。

所谓公共云，是指多个用户公用一个云服务提供商的IT资源。每个用户根据自己占用、消耗IT资源的多少，向云服务提供商支付费用。公共云比较适用于中小企业、微型企业、政府基层单位和个人用户。

所谓私有云，是指政府或企事业单位建设一个云计算中心或云服务平台供自己使用，不对外开放，不向外单位提供云计算服务。私有云适用于大型企业集团、国家部委、省和地市一级政府，采用虚拟化等技术，对传统计算中心、数据中心进行升级改造。

所谓混合云，是指公共云和私有云的混合体。混合云的一部分资源公用，对外开放；一部分私用，不对外开放。混合云适用于IT资源有富余的单位，在满足自身应用的同时，把多余IT资源卖给外单位。

2．按照资源类型分类

按服务类型分类，可以将云计算分为基础设施即服务（IaaS）、平台即服务（PaaS）、软件即服务（SaaS）三类。

IaaS是指云计算服务提供商把服务器、存储设备、网络设备等硬件设备资源打包成服务提供给用户使用。在IaaS模式下，用户无须自己购买硬件设备，而是通过付费来使用云计算服务提供商的硬件设备。因此，IaaS适用于中小企业、微型企业、政府基层单位和个人用户。目前，许多云计算服务提供商提供“云盘”或“网盘”服务，用户可以把数据存储在云计算服务提供商的存储设备中，而不需要自己购买移动硬盘。亚马逊Web服务（Amazon Web Services）的弹性计算云EC2和简单存储服务S3就是典型的IaaS。美国复苏和再投资委员会使用Amazon Web Services建设网站，2010年就节省了33.4万美元。

PaaS是指云计算服务提供商为用户提供应用软件开发、测试、运行等环境。在PaaS模式下，许多用户可以在这个公共平台上开发自己的软件，测试自己的软件，运行自己的软件。PaaS适用于小型软件企业、小型互联网企业。PaaS为中小软件企业提供了一个在线软件开发工具，而无须自行购买一些昂贵的平台软件，有利于IT领域的创新创业。Google公司的App Engine就是典型的PaaS，它为用户开发智能手机上的小应用程序（App）提供服务。迈阿密市政府通过使用Windows Azure平台，实现了311非紧急业务的高效响应。

SaaS是指云计算服务提供商或软件企业通过互联网为用户提供所需的软件。用户无须自行购买软件，而只需要以服务费的形式支付软件的使用费，在线使用软件。在SaaS模式下，软件部署在云计算服务提供商或软件企业的服务器上，而不是安装在用户的计算机中。用户只有软件的使用权，没有软件的所有权。目前，越来越多的软件企业开展了软件产品服务化工作，即把原来销售软件改为让用户付费后在线使用软件。SaaS适用于中小企业。由于不需要一次性支付软件购置费，不需要雇用IT人员进行运行维护，SaaS在一定程度上降低了中小企业的信息化门槛。

三、优点分析

采用云计算可以带来如下一些好处。

（1）成本显著降低：云计算模式下的用户成本只相当于传统IT服务成本的一小部分；消除了前期支出；大幅地降低了IT管理负担。

（2）更高的灵活性：按需计算跨越了提供商的技术、业务解决方案和庞大的IT生态系统，减少了新解决方案的实施时间。

（3）随时随地存取：避免被单一计算机或网络拴住手脚，可以使用不同的计算机或转移到便携式设备、应用程序和文件。

（4）弹性的可扩展性和“用多少付多少”（pay-as-you-go）：用户可以根据需求的变化增加或减少云计算资源，只需对使用部分付费。

（5）容易实现：无须购买硬件、软件许可证或实施服务。

（6）服务质量：可靠的服务，大的存储和计算能力，以及24×7服务和运行时间。

（7）委托非关键应用：把非关键应用外包给服务提供商，把机构的IT资源集中在关键业务应用方面。

（8）总是最新的软件：软件会自动更新。

（9）共享文件和群组协作：在世界任何地方都可以访问应用程序和文件，方便群组在文件和项目方面进行协作。