云计算概述_云计算概述

一、云计算历史

云计算Cloud Computing是一种通过网络统一组织和灵活调用各种 ICT 信息资源实现大规模计算的信息处理方式它利用分布式计算和虚拟资源管理等技术通过网络将分散的 ICT 资源包括计算与存储、应用运行平台、软件等 集中起来形成共享的资源池并以动态按需和可度量的方式向用户提供服务。

用户可以使用各种形式的终端如PC、平板电脑、智能手机甚至智能电视等通过网络获取 ICT 资源服务。追溯它的历史可以发现它的出现并非偶然 John McCarthy 早在上世纪 60 年代就曾经提出把计算能力当做一种像电和水一样的公共资源提供给用户的概念这成为云计算思想的起源。 概括的说云计算的核心目标是把个人电脑和单个组织里的剩余计算能力进行系统的整合并使用互联网提供给最终用户。

云计算是分布式计算的一种是基于互联网等网络通过虚拟化方式共享IT资源的新型计算模式。其核心思想是通过网络统一管理和调度计算、存储、网络、软件等资源实现资源整合与配置优化以服务方式满足不同用户随时获取并扩展、按需使用并付费最大限度地降低成本等各类需求。

总之云计算不是一种全新的网络技术而是一种全新的网络应用概念云计算的核心概念就是以互联网为中心在网站上提供快速且安全的云计算服务与数据存储让每一个使用互联网的人都可以使用网络上的庞大计算资源与数据中心。云计算是继互联网、计算机后在信息时代又一种新的革新云计算是信息时代的一个大飞跃未来的时代可能是云计算的时代虽然目前有关云计算的定义有很多但总体上来说云计算虽然有许多得含义但概括来说云计算的基本含义是一致的即云计算具有很强的扩展性和需要性可以为用户提供一种全新的体验云计算的核心是可以将很多的计算机资源协调在一起因此使用户通过网络就可以获取到无限的资源同时获取的资源不受时间和空间的限制。

作为新基建七大领域之一政府不断出台相应政策支持云计算行业的发展。同时云计算与5G的技术的结合在未来也必然会带来互联网行业发展的新动向这也是中国政府非常重视云计算行业发展的原因之一。

2020年国内爆发疫情之后云计算应用场景爆发在线教育、远程办公、远程看病甚至是云法庭云计算让大家在闭门不出的情况下也保持着相对便利的生活。

云计算特点

• 大规模可扩展性快速、集群化部署
• 抽象性可提供不同的服务
• 经济性降低成本
• 支持动态配置按需交付

总而言之云计算将一切资源作为服务按照所用即所付的方式进行消费。

具体来说云计算目前能够提供如下一些服务

①软件即服务---Software as a service提供了一种便捷的方式以支持用户能在网络环境下随时随地地使用软件与服务编辑并存储产生的数据等而不需要关心软件的管理与维护等

②企业级云计算---Enterprise cloud computing这是对企业的服务器拖管和服务外包的更一进步加强

③科学云计算---Science cloud computing科学计算的云计算化使用户能通过Internet 就能访问到具有超级计算机计算能力的计算资源

④服务开发---Service development云计算可以将软件以及服务的开发测试与部署通过Internet 的形式提供给开发人员。

Web 应用作为推动云计算信息系统发展的主力军正快速的普及成熟起来。它需要系统能够按需求进行扩展、具有高吞吐量每秒上万次的读写、以低延迟的响应速度几十毫秒为世界范围内的用户请求提供服务等并且要求系统必须具备高可用性且能长期以较小的成本运行维护。

云计算优势

• 按需供应的无限计算资源弹性即需要多的时候就多需要少的时候就少
• 无须事先花钱就能使用的IT架构
• 基于短期的按需付费的资源使用
• 单机难以提供的事务处理环境。

二、云计算演进

云计算是继1980年代大型计算机到客户端-服务器的大转变之后的又一种巨变。云计算的出现并非偶然早在上世纪60年代麦卡锡就提出了把计算能力作为一种像水和电一样的公用事业提供给用户的理念这成为云计算思想的起源。在20世纪80年代网格计算、90年代公用计算21世纪初虚拟化技术、SOA、SaaS应用的支撑下云计算作为一种新兴的资源使用和交付模式逐渐为学界和产业界所认知。中国物联网校企联盟评价云计算为“信息时代商业模式上的创新”。

1、主机系统与集中计算

主机面向的市场主要是企业用户这些用户一般都会有多种业务系统需要使用主机资源于是IBM 公司发明了虚拟化技术将一台物理服务器分成许多不同的分区每个分区上运行一个操作系统或者一套业务系统。这样每个企业只需要部署一套主机系统就可以满足所有业务系统的需要。由于该系统已经经历了几十年的发展因此其稳定性也是业界最高的具有“永不停机”的美誉。

大型主机的一个特点就是资源集中计算、存储集中这是集中计算模式的典型代表。

2、效用计算

这种模式使用户无须为使用服务去拥有资源的所有权而是去租资源。效用计算是云计算的前身。效用计算中的关键技术就是资源使用计量它保证了按使用付费的准确性。

3、客户机/服务器模式

客户机/服务器模型则泛指所有的能够区分某种服务提供者服务器和服务请求者客户机的分布式系统。

客户通过某种设备与远处的云端联系在一起使用运行在云端的应用软件所提供的服务。不过在这种形似的背后云计算提供的这个“远程服务器”具有无限的计算能力、无限的存储容量且从来不会崩溃几乎没有什么软件不能运行在其上。

4、集群计算

服务器集群计算是用紧密耦合的一组计算机来达到单个目的而云计算是根据用户需要提供不同支持来达到不同的目的。

5、服务计算

服务计算也称为面向服务的计算其更为准确的名称是软件即服务SaaS。

服务计算一般仅限于软件即服务而云计算将服务的概念推广到了硬件和运行环境囊括了基础设施即服务、平台即服务的概念。

6、个人计算机与桌面计算

个人计算机具备自己独立的存储空间和处理能力虽然性能有限。

个人计算机可以完成绝大部分的个人计算需求这种模式也叫桌面计算。

7、分布式计算

一个应用运行在多台计算机之上共同完成一个计算任务。

分布式计算依赖于分布式系统。分布式系统由通过网络连接的多台计算机组成。每台计算机都拥有独立的处理器及内存。这些计算机互相协作共同完成一个目标或者计算任务。

8、网格计算

网格计算出现于 20 世纪 90 年代。它是伴随着互联网而迅速发展起来的、专门针对复杂科学计算的新型计算模式。

这种计算模式利用互联网把分散在不同地理位置的计算机组织成一台“虚拟的超级计算机”其中每一台参与计算的计算机就是一个“节点”而整个计算是由成千上万个“节点”组成的“一堆网格”所以这种计算方式叫网格计算。为了进行一项计算网格计算首先把要计算的数据分割成若干“小片”然后将这些小片分发给分布的每台计算机。每台计算机执行它所分配到的任务片段待任务计算结束后将计算结果返回给计算任务的总控节点。

网格计算主要针对科学计算和仿真而云计算则是通用的。

9、SaaS

软件即服务。

其实它所表达的也是一种计算模式就是把软件作为服务。它是一种通过Internet来提供软件的模式厂商将应用软件统一部署在自己的服务器上客户可以根据自己的实际需求通过互联网向厂商订购所需的软件应用服务按定购的服务多少和时间长短向厂商支付费用并通过互联网获得厂商提供的服务。

10、云计算的出现

纵观计算模式的演变历史可以总结为集中─分散─集中

云计算提供的基本服务有三种

1、 硬件资源服务

2、运行环境服务

3、应用软件服务。

11、云计算行业发展历程

• 萌芽期2006 – 2011

云计算行业的开端较难准确的定义。普遍认为亚马逊 AWS 在 2006 年公开发布 S3 存储服务、SQS 消息队列及 EC2 虚拟机服务正式宣告了现代云计算的到来。而在2008年AWS 证明了云是可行业务之后越来越多的行业巨头注意到这块市场并开始入局例如微软、Google等同时国内的阿里云也是从2008年开始起步的。

• 探索期2011 – 2014

这个时期中国云计算也真正的发展了起来微软 Azure 也于 2014 年在中国正式商用。与此同时各大企业在云的产品技术层面开始了尝试。其中最为显眼的就是laas层面得到的突破更强更新的CPU带来了云上虚拟机计算能力的提升和换代早期机型内存相对偏小的问题也随着新机型的推出逐步得到解决新上云端的 SSD 磁盘更是让机器性能如虎添翼。

• 发展期2014 – 2018

走出探索期后各大企业积累了越来越多的经验对市场反馈和客户需求有了更清晰的了解业务模式与商业运营也驾轻就熟起来。自此云计算行业进入了高速发展时代。在这一时期不论是总体市场规模还是云计算的产品与服务都得到了极大的增长和丰富。

• 繁荣期2019 –

2019 年的全球公有云市场规模将超越 2 千亿美元并将继续保持稳定增速。而国内由于起步相对较晚市场渗透率还不高将拥有更高的增速。“上云”将成为各类企业加快数字化转型、鼓励技术创新和促进业务增长的第一选择甚至是前提条件。

三、云计算的分类

云计算分类

主要分为公有云、私有云和混合云。

公有云一般属于ISP构建面向公众、企业提供服务

私有云由企业自身构建为内部提供云服务

混合云既有公有云又有私有云两种云之间形成一种内外数据相互流动的形态。

按照服务层次划分

IT Foundation

构成云计算的IT基础设施的集合严格来说不算是云计算的一层

IaaSInfrastructure as a Service基础架构即服务

通过虚拟化、动态化将IT基础资源形成资源池。终端用户通过网络获取自己所需的资源运行业务。

PaaSPlatform as a Service平台即服务

提共基础计算能力之外还具备业务的开发运行环境。这一层的服务可以为业务创新提供环境。

SaaSSoftware as a Service软件即服务

SaaS在云计算概念出现之前就有了随着云计算技术的发展得到了更好的支持。SaaS的软件是拿来即用不需要用户安装SaaS真正运行在ISP的云计算中心。

 

层次化的云计算一般也称为I-P-S云计算各层可独提供云服务下一层的架构也可以为上一层云计算提供支持。

很多人认为SaaS必须运行在PaaS上PaaS必须运行在IaaS上但实际上三者之间并没有绝对的层次关系它们都是一种服务可以有层次叠加关系也可以没有。

四、云计算架构

云计算既是指在互联网上以服务形式提供的应用也是指在数据中心里提供这些服务的硬件和

软件而这些数据中心里的硬件和软件则被称为“云”。

云计算聚焦于高性能、虚拟化、动态化、扩展性、灵活性、高安全简化用户的IT管理提升IT

运行效率降低成本

高性能——能够满足大规模IT环境下密集的计算、密集的I/O要求

虚拟化——计算资源的物理位置级底层的基础架构对于用户来说是透明和不相关的资源可分配

和共享。

动态性——监控IT资源根据已定义的规则自动进行资源的调度分配

扩展性——可将复杂工作负载进行分解分配到可渐进扩展的架构中架构的扩展能够有效支持

计算服务

灵活性——支持多种应用类型可提供快速与弹性的业务支持

安全性——支持云计算用户数据的安全性、防止恶意攻击、隔离

云计算的基础架构主要由计算服务器、网络和存储构成满足云计算的各种要求

1. 云计算服务应该是随时随地可接入。

用户可以在任何时间、任何地点通过任何可以连接网络的设备来使用服务而无须考虑应用程序的安装问题也无须关心这些服务的实现细节。

2. 云计算服务应永远在线。

可用性和可靠性。

3. 云计算服务拥有足够大的用户群。

“多租赁”由一个基础平台向多个用户提供服务的“租赁”。因为只有庞大的用户群才会产生海量数据访问压力这是云计算出现的最根本原因。

总而言之推动云计算出现和发展的动力就是节省、灵活、方便、弹性、无限、按用量计费。

目前主要的运营方式

1. 企业所有自行运营

典型的私有云模式企业自建自用基础资源在企业数据中心内部运维由企业自己承担。

2. 企业所有运维外包

私有云企业只进行投资建设云计算架构的运维外包给服务商基础资源在企业数据中心

3. 企业所有运维外包外部运行

私有云由企业投资建设云计算架构位于服务商的数据中心内企业通过网络访问云资源一般物理形体的托管。

4. 企业租赁外部运行资源独占

有SP构建云计算基础资源企业只是租用基础资源形成自身业务的虚拟云计算相关物理资源由企业独占一种虚拟的托管型服务。

5. 企业租赁外部运行资源共享调度

由SP构建多个企业同时租赁SP的云计算资源资源的隔离与调度由SP管理形成一种共享的私有云模式。

6. 公共云服务

有SP为企业或个人提供面向互联网的公共服务云架构与公共网络连接由SP保证不同企业用户的数据安全。