云的基本概念

1云的基本概念当前，“云”越来越成为IT业界关注的焦点，因为它也许代表了信息时代的未来。那么，什么是云？云有什么与众不同的特性？它将如何改变整个世界?……一连串的问题等待解答。本文将从云的定义出发，说明云的一些基本概念和特性。我们将试图从云的应用实利和实施的复杂性两方面来阐述，希望有助于企业或机构以正确期望和途径向云环境过渡。云的定义和特性作为一个IT技术新的焦点，“云”有许多定义，这些定义反映了人们对“云”的不同理解和侧重面。下面的定义从“一切皆为服务”这一核心理念出发，阐明了云的各种最主要特性，是一个较为简要和深入的云定义：“云是一种能够在Internet上通过按需购买与按使用付费的业务模式交付和使用全球级、高度可扩展及灵活服务的方式。”这一定义一针见血地指出：“云是一种服务交付和使用方式”。这一点最深刻和集中地揭示了云的本质，加强了“一切皆可作为服务交付”的发展愿景。近日来，IT产业界几乎一切“新概念”“新产品”都被贴上了“云”的标签，造成了许多有关云的混乱看法。因而，什么是云的最核心的本质？那就是把一切都作为服务来交付和使用。也有人列举了许多条“云特性”，强调这些特性都是“缺一不可”，缺少一条就不是“云”。这种说法实际上反映云实施和应用形态和类型的多样性是不一致的。但是，不管怎样说，任何一种系统、服务或设计架构离开了“服务交付”那肯定就偏离了IT发展的大方向、就肯定“不是云”。当前“以设备为中心”的时代已经一去不复返了，人类已经进入了“以服务为中心”的时代。未来发展趋势是：无论工作、生活、娱乐、还是人际关系，一切事物均以一种“服务”形态展现在人们面前，一切都可以作为服务交付给客户使用。云能够把整个IT体系架构的所有层次从最底层的物理设备、应用开发和运行的平台、提供业务功能的软件直到支持企业运营的业务流程都可以作为服务随时、随地按照需要交付使用，于是出现了如下常见的云服务：基础设施即服务(IaaS)：把计算基础(服务器、网络技术、存储和数据中心空间)作为一项服务提供给客户。它也包括提供操作系统和虚拟化技术、来管理资源；平台即服务(PaaS)：供应商提供超过基础设施的服务，一个作为软件开发和运行环境的整套解决方案；软件即服务(SaaS)：是一种交付模式，其中应用作为一项服务托管，通过Internet提供给用户；帮助客户更好地管理它们的IT项目和服务、确保它们IT应用的质量和性能，监控它们的在线业务；业务流程即服务（BPaaS）：是一个按预定步骤完成一个交付到云平台上的业务任务的过程。业务流程作为服务的一个例子是在云平台上为制造业公司完成“从下订单到收取现金”的流程。如果从服务对象来分析，我们可以把服务分为两类：企业级服务：软件和基础设施是为服务于专门的企业内部需要而设计的；全球级服务：软件和基础设施是为服务于任意的外部用户设计的；云服务从根本是为了容纳大量和可变数量用户的需要。这些服务是为了多个公司同2时使用开发的、而不是专门为一个单一的机构开发的。因此，上述定义明确规定云是为提供全球级服务而设计的。在全球级的云环境中，软件可以方便地被几百万人访问，基础设施能够快速地扩展和收缩。数据和信息与应用逻辑分解开来、因而能够提供可以访问广泛范围的云服务。“提供全球级服务”和“支持多用户租用”两股动力结合在一起，使云能够提供完全新的业务价值，帮助企业或机构解决先前非常困难、非常花费时间、非常昂贵的问题，大大提高解决问题的能力。利用这些新的动力，云开辟了一条支持大规模IT应用的新道路、从服务能力来分析，云服务是“高度可扩展性和弹性的”，这是支持全球类型应用的必然要求。高度可扩展性是指对群体（大量用户）工作量的适应能力，云会面对经常不确定和不可预测的用户数，将会根据用户数变化而扩展或缩小基础设施资源供应。弹性是指对单个用户的需求变化的适应能力，可根据用户的工作负荷变化而扩展或缩小基础设施资源供应。高度可扩展性和弹性使得云有可能指数地扩展服务和快速、自动地供应或回收资源，以响应变化的业务需要，满足全球级服务和支持多用户租用的要求。从服务营销来分析，云服务是“按需购买和按使用付费的”。这实际上被普遍认同是IT发展方向的公共服务计算的核心理念。“按使用付费”可以追溯到多年前就发展起来的“基础设施租用”、“Web托管服务”、“应用服务供应商（ASP）执行的早期类型的托管运营”，但是云服务把这些早期的“按需供应”、“按使用付费”等业务模式提升到更高的水平、发展得更为完善、效益更加明显。在云服务的模式下：客户无需通过漫长的流程来购买资源。所有资源都将按照客户的需要自动供应。客户只需要向服务供应商请求使用一项服务、或者请求一定数量的资源。云将承担后面所有繁重的工作：操作、维护、管理和支持所有硬件，软件、数据和通信设施，并确保它们安全性和高可用性。从服务手段来分析，云服务是通过Internet提供的。Internet的蓬勃发展及其在全球的普及，使之成为面向大众用户和多家租用的云服务必然选择的交付介质、也使得Web2.0成为使用云服务的标准界面。世界各地的客户都可以通过Internet直接使用各种云服务。例如：一个家庭消费者可以使用Snapfish在线共享照片(SaaS-软件级服务)；一个商人可以使用NetSuite获得ERP服务(SaaS)；一个软件开发商可以使用Force.com创建专门的市场服务(PaaS-平台级服务)；一个应用经理可以使用Amazon的EC2作为计算平台（IaaS-基础设施级服务)；一个运输公司可以使用HP的AirSOA产品建立一个基于SOA服务的交通运输系统（BPaaS-业务流程级服务）。事实上，也只有Internet才能够支持向全球范围内几百万个用户同时提供服务。舍此以外，别无它法。根据上述的云定义，我们可以非常自然地推测出云所必须和应该具备的各种特性。例如，全球类型服务在安全性、可访问性、性能、可用性、应用设计和数据管理等方面有完全不同的要求和特性。全球类型软件自然必须是多家租用、基于Web2.0原则设计、大规模可伸缩和依赖于软件提供自愈能力的。表1云的特性云的特性说明3云执行零售模式用户知道他们要支付的款项，也知道他们将得到什么云有API如果没有API，那么就不是一个服务云是自助服务的如果必须掌握40页文档用户才能起步，这就不是一个云云驱使资源被整合云推动资源整合，使得操作者和用户能够得益于经济规模，多个用户共享一个服务器基础设施意味着更加有效地管理成本云是灵活的灵活的管理使得用户能够移动计算、内存和存储资源，同时提供完整的管理以及对最终用户透明的收费。这些能力全部都是推广云技术的关键。云是按需供应的云根据应用对资源的实时需要动态供应资源，而不是按高峰需要静态供应资源云是自我修复的自动热备份意味着如果一个服务发生故障，备份服务可以接替、不会造成中断云是SLA驱动的云由定义一系列政策的服务等级协议动态管理，包括要求多快提供对请求的响应、收费多少和每天或每晚什么时间提供服务等云支持多用户租用云系统构建成多个客户可以同时共享基础设施，客户不会感觉到共享的影响、也不会危及每个客户数据的私有性和安全性。云是面向服务的应用可以使用和重复使用服务来构成，这些服务是松散耦合和彼此独立的。系统容忍服务故障、确保一个服务出故障不会影响其它服务；云是线性可扩展的云系统在应用扩展时，性能必须是可预测和高效的，允许用户根据需要随时增加和降低负载。云的来源和价值（云的准备条件已壮大及成熟）在人类技术发展史上，所有的新技术都有其历史渊源、都是站在巨人肩膀上发展起来的。云也不例外。云的来源主要可以追溯到3方面技术的发展：在计算方面云来源于工业标准部件的服务器和刀片服务器、并行和分布式计算、集群和网格技术的蓬勃发展。在一个基于虚拟化设计思想的适应性基础设施上使用这些技术允许基础设施无缝地扩展、线性地增加处理能力以及池化和按需供应资源，这些正好云服务支持全球类型服务所需要的；面向服务架构（SOA）也是云的一个关键的来源。与传统的企业类型应用相反，SOA鼓励把数据与逻辑隔离开来，允许多个服务访问和操作数据。这一设计途径推动把松散耦合的服务、以特殊的方式在多个应用中反复使用。SOA的成功有效地帮助云服务厂商们把“一切皆服务”的设计理念和“多家租用”的经营模式付诸实践；Internet带宽的扩展和Web2.0推广把Internet的应用提高到崭新的水平。这一新发展不仅消除了带宽的束缚，而且在网上引入创建丰富的用户体验的能力，支持跨多个设备和多种设备类型获取网络服务，为云依托Internet提供规模更大、更加面向大众“人性化”的服务开辟了新天地；所有这一切为云的产生和发展准备了充分的条件。云实际上是全面标准化和虚拟化的新一代计算技术、以SOA为代表的“以服务为中心”理念的实施技术以及新一代Internet技术的完美聚合。这种聚合是一种“聚变反应”，在技术上产生了惊人的突变和升华，成为包括Internet在内一系列现代技术发展的新阶段。。云虽然源于许多“传统技术”，但它决不是原有的技术简单换名、也不是不创造新价值的空洞宣传，它已经脱颖而出，变成了翱翔于白云中的天鹅！表2云从类似技术的升华4相关技术与云的对比虚拟化虚拟基础设施也许可以按需提供，也能够供多家租赁，但是没有捆绑的资源协调或自动化，它也不是自我修复或自我服务的。虚拟化数据中心在应用层需要某些帮助，才能成为真正面向服务的或者被认为有一个API。网格网格有API，并且是线性可伸缩的。它是SLA驱动、自愈、多人租赁和面向服务的。但网格的确需要掌握40页文档、用户才能够起步使用它。云是一个自助服务的体系、让用户不需要担心类似于网格的复杂性。托管云拥有较好的管理软件实现按需供应–这是托管和云计算之间的一个差别SaaS在云中，服务是以全球类型和多用户租用为目标设计的；SaaS未必一定是云服务，而可以是以传统设计方式实现的Internet服务。SOA云集中所有必要的支持基础、使得SOA能够最后实现长期不能实现的承诺在价值方面，多种技术的聚合使云能够提供传统技术不能提供的价值，解决传统技术所不能解决的许多难题。技术和交付模式的差别造成了对供应者和消费者明显不同的经济模式，产生巨大的经济效益。当前，许多公司已经开始在云服务中察觉到重要的新价值来源。云能够消除传统架构和服务提供模式固有的复杂约束，能够大幅度降低成本和提高效率。云的实施和应用乍看之下，云似乎是一个完全自助服务的环境。但是，深入下去人们也许会惊愕地发现现实远比表象复杂得多。而一些过分“乐观”和“简单化”的说法，往往忘记了事情的另一面。例如：有人说：“在未来，只需要一台笔记本或者一个手机，就可以通过云来实现一切，甚至超级计算。”事实上，在云的后端，提供大规模云服务的公司在它们的数据中心中实现了极其巨大的经济规模，提供的资源容量远比单个企业和机构数据中心大得多的IT基础设施，并且必须高效地解决管理超大规模IT基础设施、供应和支持数量空前用户群体所带来的一系列复杂难题；有人说：“在云时代中，无需购买资源，只需要向云服务供应商请求使用一项服务，所有资源都是自动供应的。”事实上，云象所有其它计算平台一样、必须加以管理。由于大多数机构都将利用来自多个源头的服务的组合—内部的服务、托管的服务、管理的服务和通过云的服务，公司必须能够以相同的方式来管理和维护所有不同服务，包括安全性管理、性能管理、资源供应管理等等；有人说：“有了云，数据可以驻留在任何地方，用户不需要知道、也不必关心。”事实上，任何用户在准备把关键的数据托付给一个基于云的服务供应商前，必须周密地评估数据安全性风险。没有适当水平的安全性，任何用户也决不会把自己的数据托付给云。云服务供应商也必须确保客户能够高速访问放在云中的信息、容量可以按需扩展且不会意外地被另一个公司所访问，也不会遭受天灾人祸的破坏，并符合行业和政府部门设置的法规要求。全面实现这一要求显然难度很大，云服务供应商必须为此付出很大的代价；有人说：“IT将迈入云的时代，云计算、云服务就取代传统的IT。”事实上，大多数