2.1 云计算概述

2.1.1 云计算定义

现阶段对云计算的定义有多种说法。到底什么是云计算，有很多种解释。如维基百科给云计算下的定义：云计算将IT相关的能力以服务的方式提供给用户，允许用户在不了解提供服务的技术、没有相关知识以及设备操作能力的情况下，通过Internet获取需要的服务。中国云计算网的定义为：云计算是分布式计算、并行计算和网格计算的发展，或者说是这些科学概念的商业实现。美国国家实验室的资深科学家、Globus项目的领导人Tan Foster的定义为：云计算是由规模经济拖动，为互联网上的外部用户提供一组抽象的、虚拟化的、动态可扩展的、可管理的计算资源能力、存储能力、平台和服务的一种大规模分布式计算的聚合体。

广为接受的说法是美国国家标准与技术研究院（NTSI）的定义：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，只需要投入管理工作，或与服务供应商进行很少的交互。

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提供给计算机和其他设备。云其实是网络、互联网的一种比喻说法。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”。狭义的云计算是指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；广义的云计算是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。

2.1.2 云计算特征

总结起来，云计算有五大特性。

1．基于互联网络

云计算是通过把一台台的服务器连接起来，使服务器之间可以相互进行数据传输，数据就像网络上的“云”一样在不同服务器之间“飘”，同时通过网络向用户提供服务。

2．按需服务

“云”的规模是可以动态伸缩的。在使用云计算服务的时候，用户所获得的计算机资源是按用户个性化需求增加或减少的，并在此基础上对自己使用的服务进行付费。

3．资源池化

资源池是对各种资源（如存储资源、网络资源）进行统一配置的一种配置机制。从用户角度看，无须关心设备型号、内部的复杂结构、实现的方法和地理位置，只须关心自己需要什么服务即可。从资源管理者的角度来看，最大的好处是资源池可以近乎无限地增减和更换设备，并且管理、调度资源十分便捷。

4．安全可靠

云计算必须保证服务的可持续性、安全性、高效性和灵活性。对于供应商来说，必须采用各种冗余机制、备份机制、足够安全的管理机制和保证存取海量数据的灵活机制等，从而保证用户的数据和服务安全可靠。对于用户来说，只要支付一笔费用，即可得到供应商提供的专业级安全防护，从而节省大量时间与精力。

5．资源可控

云计算提出的初衷，是让人们可以像使用水电一样便捷地使用云计算服务，极大地方便人们获取计算服务资源，并大幅度提高计算资源的使用率，有效节约成本，使得资源在一定程度上属于“控制范畴”。但如何对云计算服务进行合理的、有效的计费，仍是一项值得业界关注的课题。

2.1.3 云计算体系

云计算的体系结构由5部分组成，分别为应用层、平台层、资源层、用户访问层和管理层，如图2-1所示。云计算的本质是通过网络提供服务，所以其体系结构以服务为核心。

1．资源层

资源层是指基础架构层面的云计算服务。这些服务可以提供虚拟化的资源，从而隐藏物理资源的复杂性，主要包含物理资源、服务器服务、网络服务和存储服务等。

1）物理资源指的是物理设备，如服务器等。

2）服务器服务指的是操作系统的环境，如Linux集群等。

3）网络服务指的是提供的网络处理能力，如防火墙、VLAN、负载等。

4）存储服务为用户提供存储能力。

2．平台层

平台层为用户提供对资源层服务的封装，使用户可以构建自己的应用，主要包含数据库服务和中间件服务等。

1）数据库服务为用户提供可扩展的数据库服务。

2）中间件服务为用户提供可扩展的消息中间件或事务处理中间件等服务。

3．应用层

应用层主要提供软件服务，主要包含企业应用服务和个人应用服务等。

1）企业应用服务是指面向企业的各种服务，如财务管理、客户关系管理、商业智能等。

2）个人应用服务指面向个人用户的服务，如电子邮件、文本处理、个人信息存储等。

4．用户访问层

用户访问层是方便用户使用云计算服务所需的各种支撑服务，针对每个层次的云计算服务都需要提供相应的访问接口，主要包含服务目录、订阅管理和服务访问等。

1）服务目录是一个服务列表，用户可以从中选择需要使用的云计算服务。

2）订阅管理是提供给用户的管理功能，用户可以查阅或终止自己订阅的服务。

3）服务访问是针对每种层次的云计算服务提供的访问接口，针对资源层的访问可能是远程桌面或本地Windows，针对应用层的访问，提供的接口可能是Web。

5．管理层

管理层是提供对所有层次云计算服务的管理功能，主要包含安全管理、服务组合、服务目录管理、服务使用计量、服务质量管理、部署管理和服务监控等。

1）安全管理提供对服务的授权控制、用户认证、审计、一致性检查等功能。

2）服务组合提供对自己已有云计算服务进行组合的功能，使得新的服务可以基于已有服务进行创建。

3）服务目录管理提供服务目录和服务本身的管理功能，管理员可以增加新的服务，或者从服务目录中去除服务。

4）服务使用计量对用户的使用情况进行统计，并以此为依据对用户进行计费。

5）服务质量管理提供对服务的性能、可靠性、可扩展性进行管理。

6）部署管理提供对服务实例的自动化部署和配置，当用户通过订阅管理增加新的服务订阅后，部署管理模块自动为用户准备服务实例。

7）服务监控提供对服务的健康状态的记录。