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云计算基础架构平台构建与应用云计算基本概念云计算基础架构平台构建与应用计算模式的演变IT技术的发展日新月异，传统的计算模式已经越来越难适应当今大数据的处理以及各类工程或科学计算任务。事实上，伴随着计算机的逐步普及和半导体技术的不断进步，计算模式已经经历了几次大的变革，这些变革主要包括四个阶段1.字符哑终端—主机2.客户—服务器3.集群计算4.云计算云计算基础架构平台构建与应用云计算的定义云计算是一个新技术，同时也是一个新概念，一种新模式，而不是单纯的指某项具体的应用或标准。云计算基础架构平台构建与应用前Gartner研究副总裁BenPring认为，云计算正在成为一个大众化的词语。作为一个对互联网的比喻，云是很容易理解的。一旦同计算联系起来，它的意义就扩展了，而且开始变得模糊起来。云计算的定义美林证券认为，云计算是透过互联网从集中的服务器交付个人应用（E-mail、文档处理和演示文稿）和商业应用（销售管理、客户服务和财务管理）。这些服务器共享资源，如存储、处理能力和带宽。通过共享，资源能得到更有效的利用，而成本也可以降低80～90%。云计算基础架构平台构建与应用而InformationWeek的定义则更加宽泛，云计算是一个环境，其中任何的IT资源都可以以服务的形式提供。就连财经媒体也对云计算很感兴趣。美国最畅销的日报《华尔街日报》也在密切跟踪云计算的进展。它认为云计算使得企业可以通过互联网从超大数据中心获得计算能力、存储空间、软件应用和数据。客户只需要在必要时为他使用的资源付费，从而可以避免建立自己的数据中心并采购服务器和存储设备。云计算的定义云计算基础架构平台构建与应用IBM认为，云计算是一种计算风格，其基础是用公共或私有网络实现服务、软件及处理能力的交付。前GoogleCEO埃里克·施密特博士认为，云计算与传统的以PC为中心的计算不同，它把计算和数据分布在大量的分布式计算机上，这使计算能力和存储获得了很强的可扩展能力，并方便了用户通过多种接入方式（例如计算机、手机等）方便地接入网络获得应用和服务。云计算的定义云计算基础架构平台构建与应用相比于Google，微软对于云计算的态度就要矛盾许多。如果未来计算能力和软件全集中在云上，那么客户端就不需要很强的处理能力了，Windows也就失去了大部分的作用。因此，微软的提法一直是“云+端”。微软认为，未来的计算模式是云端计算，而不是单纯的云计算。而在学术界，网格计算之父IanFoster认为，云计算是一种大规模分布式计算的模式，其推动力来自规模化所带来的经济性。在这种模式下，一些抽象的、虚拟化的、可动态扩展和被管理的计算能力、存储、平台和服务汇聚成资源池，通过互联网按需交付给外部用户。云计算的定义云计算基础架构平台构建与应用来自著名的伯克利（Berkeley）大学的一篇技术报告则指出，云计算既是指透过互联网交付的应用，也是指在数据中心中提供这些服务的硬件和系统软件。前半部分即是SaaS，而后半部分则被称为Cloud。根据以上这些来自产业不同的说法，我们不难发现，大家对于云计算基本上还是有个一致的看法的，只是在某些范围的划定上有所区别。现阶段广为接受的是美国国家标准与技术研究院（NIST）定义云计算的定义云计算基础架构平台构建与应用云计算的三种定义：定义一：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），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，就可以让这些资源能够被快速提供。定义二：云计算是一种计算模式，在这种模式下，动态可扩展而且通常是虚拟化的资源通过互联网以服务的形式提供出来。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，也无须直接进行控制，而只需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。云计算的定义云计算基础架构平台构建与应用最后归纳的云计算的定义：云计算是一种模式，它实现了对共享可配置计算资源（网络、服务器、存储、应用和服务等）的方便、按需访问；这些资源可以通过极小的管理代价或者与服务提供者的交互被快速地准备和释放。云计算的定义云计算基础架构平台构建与应用Amazon超大规模的数据中心云计算的特点云计算基础架构平台构建与应用1.超大规模。大多数云计算数据中心都具有相当的规模，Google云计算中心已经拥有几百万台服务器，而Amazon、IBM、Microsoft、Yahoo等企业所掌控的云计算规模也毫不逊色，均拥有几十万台服务器。2.虚拟化。云计算支持用户在任意位置使用各种终端获取应用服务。所请求的资源来自云，而不是固定的有形的实体。资源以共享资源池的方式统一管理，利用虚拟化技术，将资源分享给不同用户，资源的放置、管理与分配策略对用户透明。云计算的特点云计算基础架构平台构建与应用3.高可靠性。云计算中心在软硬件层面采用了诸如数据多副本容错、心跳检测和计算节点同构可互换等措施来保障服务的高可靠性，使用云计算比使用本地计算机可靠。它还在设施层面上的能源、制冷和网络连接等方面采用了冗余设计来进一步确保服务的可靠性。4.通用性与高可用性。云计算不针对特定的应用，云计算中心很少为特定的应用存在，但它有效支持业界的大多数主流应用，并且一个云可以支撑多个不同类型的应用同时运行，在云的支撑下可以构造出于变万化的应用，并保证这些服务的运行质量。云计算的特点云计算基础架构平台构建与应用5.高可扩展性。云计算系统是可以随着用户的规模进行扩张的，可以保证支持客户业务的发展。因为用户所使用的云资源可以根据其应用的需要进行调整和动态伸缩，并且再加上前面所提到的云计算数据中心本身的超大规模，云能够有效地满足应用和用户大规模增长的需要。6.按需服务。云是一个庞大的资源池，用户可以支付不同的费用，以获得不同级别的服务等。并且，服务的实现机制对用户透明，用户无须了解云计算的具体机制，就可以获得需要的服务。云计算的特点云计算基础架构平台构建与应用7.极其经济廉价。由于云的特殊容错措施可以采用极其廉价的节点来构成云，云的自动化集中式管理使大量企业无须负担日益高昂的数据中心管理成本，云的通用性使资源的利用率较传统系统大幅提升，因此用户可以充分享受云的低成本优势。通常只要花费几百美元、几天时间就能完成以前需要数万美元、数月时间才能完成的任务。云计算的特点云计算基础架构平台构建与应用8.自动化。在云中，不论是应用、服务和资源的部署，还是软硬件的管理，主要通过自动化的方式来执行和管理，从而也极大地降低了整个云计算中心的人力成本。云计算的特点云计算基础架构平台构建与应用9.节能环保。云计算技术能将许许多多分散在低利用率服务器上的工作负载整合到云中，来提升资源的使用效率，而且云由专业管理团队运维，所以其电源使用效率(PowerUsageEffectiveness，PUE)值比普通企业的数据中心出色很多云计算的特点云计算基础架构平台构建与应用10.高层次的编程模型。云计算系统提供高层次的编程模型。用户通过简单学习，就可以编写自己的云计算程序，在云系统上执行，满足自己的需求。现在云计算系统主要采用MapReduce模型。11.完善的运维机制。在云的另一端，有全世界最专业的团队来帮用户管理信息，有全世界最先进的数据中心来帮用户保存数据。同时，严格的权限管理策略可以保证这些数据的安全。这样，用户无须花费重金就可以享受到最专业的服务。云计算的特点云计算基础架构平台构建与应用3层体系架构多分为基础设施服务层（InfrastructureasaService，IaaS）、平台服务层(PlatformasaService，PaaS)、软件服务层（SoftwareasaService，SaaS），即3层SPI(SaaS、PaaS、IaaS的首字母缩写)架构。云计算的层次以及分类云计算基础架构平台构建与应用1．基础架构即服务（InfrastructureasaService）位于云计算3层服务的最底端。也是云计算狭义定义所覆盖的范围，就是把IT基础设施像水、电一样以服务的形式提供给用户，以服务形式提供基于服务器和存储等硬件资源的可高度扩展和按需变化的IT能力。通常按照所消耗资源的成本进行收费。云计算的层次架构云计算基础架构平台构建与应用2．平台即服务（PlatformasaService）位于云计算3层服务的最中间。通常也称为云计算操作系统。它提供给终端用户基于互联网的应用开发环境，包括应用编程接口和运行平台等，并且支持应用从创建到运行整个生命周期所需的各种软硬件资源和工具。云计算的层次架构云计算基础架构平台构建与应用3．软件即服务（SoftwareasaService）是最常见的云计算服务，位于云计算3层服务的顶端。用户通过标准的Web浏览器来使用Internet上的软件。服务供应商负责维护和管理软硬件设施，并以免费（提供商可以从网络广告之类的项目中生成收入）或按需租用方式向最终用户提供服务。云计算的层次架构云计算基础架构平台构建与应用依据云计算的服务范围又可以将云计算系统分类为，私有云，公有云以及混合云。云计算的分类云计算基础架构平台构建与应用1.公有云公有云是云基础设施由一个提供云计算服务的运营商或称云供应商所拥有，该运营商再将云计算服务销售给一般大众或广大的中小企业群体所共有，是现在最主流的，也是最受欢迎的一种云计算部署模式。云计算的分类云计算基础架构平台构建与应用公有云在许多方面都有其优越性，下面是其中的四个方面：(1)规模大。因为公有云的公开性，它能聚集来自于整个社会并且规模庞大的工作负载，从而产生巨大的规模效应，如能降低每个负载的运行成本或者为海量的工作负载作更多优化。(2)价格低廉。由于对用户而言，公有云完全是按需使用的，无须任何前期投入，所以与其他模式相比，公有云在初始成本方面有非常大的优势。而且，就像前面提到的那样，随着公有云的规模不断增大，它将不仅使云供应商受益，而且也会相应地降低用户的开支。云计算的分类云计算基础架构平台构建与应用(3)灵活。对用户而言，公有云在容量方面几乎是无限的。就算用户的需求量近乎疯狂，公有云也能非常快地予以满足。(4)功能全面。公有云在功能方面非常丰富全面，如可支持多种主流的操作系统和成千上万的应用。云计算的分类云计算基础架构平台构建与应用2.私有云私有云是云基础设施被某单一组织拥有或租用，可以坐落在本地(onPremise)或防火墙外的异地，该基础设施只为该组织服务。私有云主要是为企业内部提供云服务，不对公众开放，大多在企业的防火墙内工作，并且企业IT人员能对其数据、安全性和服务质量进行有效的控制。与传统的企业数据中心相比，私有云可以支持动态灵活的基础设施，从而降低IT架构的复杂度，使各种IT资源得以整合和标准化。云计算的分类云计算基础架构平台构建与应用2.私有云私有云是云基础设施被某单一组织拥有或租用，可以坐落在本地(onPremise)或防火墙外的异地，该基础设施只为该组织服务。私有云主要是为企业内部提供云服务，不对公众开放，大多在企业的防火墙内工作，并且企业IT人员能对其数据、安全性和服务质量进行有效的控制。与传统的企业数据中心相比，私有云可以支持动态灵活的基础设施，从而降低IT架构的复杂度，使各种IT资源得以整合和标准化。云计算的分类云计算基础架构平台构建与应用由于私有云主要在企业数据中心内部运行，并且由企业的IT团队来进行管理，因此这种模式在下面五个方面表现了出色的优势。(1)数据安全。虽然每个公有云的供应商都对外宣称，其服务在各方面都非常安全，特别是在数据管理方面。(2)服务质量(QoS)。因为私有云一般在企业内部，而不是在某个遥远的数据中心，所以当公司员工访问那些基于私有云的应用时，它的服务质量应该会非常稳定，这样就不会受到远程网络偶然发生异常的影响。云计算的分类云计算基础架构平台构建与应用(3)充分利用现有硬件资源。每个公司，特别是大公司，都会存在很多低利用率的硬件资源。这样，就可以通过一些私有云解决方案或者相关