云计算概述

直到21世纪初，技术的发展和应用的萌芽、成熟，才使得这一理念逐步被人们所了解和熟知，并在2010年进入白热化的无人不谈云的火云时代。

2006年3月，Amazon推出弹性计算云服务(Elastic Compute Cloud,Ec2)，各大设备商和服务提供商娿纷纷推出了on_demand computing(按需计算）、utility computing（效用计算，是一种提供服务的模型，在这个模型里面，服务提供商提供客户需要的计算资源和基础设施管理，并且根
据某个应用，而不是仅仅按照速率进行收费）等类似的计算能力服务。

2006年8月9日，Google首席执行官埃里克·施密特(Eric Schmidt)在搜索引擎大会上(SES San Jose 2006)首次提出“云计算“(Cloud Computing)的概念：云计算把计算和数据分布在大量的分布式计算机上，从而使得计算和存储获得很强的可扩展能力，并方便用户通过多种接入方式，如计算机、手机等方便地接入网络，以获得应用和服务。

接下来的2007年10月，Google与IBM开始在美国大学校园，包括卡内基梅隆大学、麻省理工学院、斯坦福大学、加州大学柏克莱分校及马里兰大学等，推广云计算计划，这项计划希望能降低分布式计算技术在学术研究方面的成本，并为这些大学提供相关的软硬件设备及技术支持，而
学生则可以通过网络开展各项以大规模计算为基础的研究。

2007年11月，IBM官员公布了一个名为“蓝云”(Blue Cloud)的系统，开始将云计算概念商业化。其后，雅虎、惠普和英特尔纷纷加入云计算的研究，并将云计算的概念应用于自身的产品中。由此，云计算逐渐兴起，并将弹性计算、按需计算、效用计算等概念收入麾下，一并称为云计
算．但是同时，云计算在埃里克·施密特提出的“云端计算”概念上，也被不同的服务提供商、设备提供商从不同的角度出发，为了各种各样的目的，添加了更加丰富的内涵和外延，进入了概念混杂的阶段。

2010年，国外各大IT厂商加紧云计算布局，有的企业甚至将云计算列为战略核心，包括通用电器在内的全球约50万个组织使用云计算平台替代原先的办公系统。全球云计算进入快速发展轨道。

而国内也由2010年开始，在政府主导下，开始了轰轰烈烈的云计算规划、研究、部署、应用工作，截至2012年3月，国内已经宣布推出云计算规划的地方以及城市不下20个，而几乎所有IT设备和软件厂商都已宣布介入云计算领域。

随着云计算的发展，它的概念似乎也逐渐清晰起来，虽然直到目前，业界对于云计算的认识还在不断的发展和完善，云计算仍没有标准的定义，但已有一些权威组织给出了自己的看法。

美国国家标准和技术研究院（National Institute of Standards andTechnology,NIST)将云计算定义为“一种通过网络连接IT资源（如服务器、存储、应用和服务等）的用模式，组成一个共享资源池，向用户提供按需服务，同时能够实现资源的快速部署”。NIST认为，云计算应具备5种基本特征：按需服务、网络面广、共享资源池、快速伸缩和按需付费。

总的来说，云计算实际上是对IT基础资源在部署、管理和使用上的一种理念的革新和技术的再创造。

NIST同时提出了云计算框架的模型，通过此框架，云计算的定义得到了更好的解释，大家也能够进一步全面地了解云计算。

如图1-1所示，云计算框架模型共分为4层，从上往下依次为部署模型、服务模型、必要特性以及普遍特性。

1．部署模型

NIST提出的部署模型是从逻辑上根据谁拥有和运作云组件（如数据中心）来进行划分的，包括私有云、社区云、公有云以及混合云。

私有云是为一个企业客户单独使用而构建的，因而提供对数据、安性和服务质量的最有效控制。该企业拥有基础设施，并可以控制在此基础设施上部署应用程序的方式。私有云可部署在企业数据中心的防火墙内也可以部署在一个安全的主机托管场所。私有云可能是在企业内部，也可能
在外部，可能是由企业IT管理员来管理，也可能是交由外包的服务供应商来管理。之所以还称作私有云，是因为这个架构职位该企业服务。

公有云一般指有第三方提供商来管理和控制资源，并且共多个用户共享。硬件设施和技术资产等的物理地址都在企业外部。其特点是：规模效应高，成本低，但用户数据的可靠性、安全性和可控性较差。

混合云是公有云和私有云发展产物。根据云服务对象的不同，云的形态可以分为公有云跟私有云，在企业内部可能同时拥有这两种形态的云，构成混合云。

社区云是指在一定的地域范围内，有云计算机服务提供商统一提供计算资源、网络资源、软件和服务能力所形成的云计算形式，即基于社区内的网络互联优势和技术易于整合等特点，通过对区域内各种计算能力进行统一服务形式的整合，结合社区内的用户需求共性，实现面向区域用户需求
的云计算服务模式。

2、服务模型

云计算提供的服务是分层分类的，分为三层服务：IaaS、PaaS、SaaS。

构架即服务（Infrastructure as a Service，IaaS）：是由云服务厂商提供的基础设施硬件资源为用户提供云端的服务。该领域最典型的应用例子是Amazon Web Service(AWS)、IBM、VMware等，均作为基础设施提供出租服务。弹性云在IaaS领域中实现按需付费的特点，所以用户可根据这朵云来选择自己需要的基础资源，并只需付出相应的费用。

平台即服务（Platform as a Service，PaaS）：是把计算、开发环境等平台作为一种服务来提供。用户可以不用购买服务器，通过该平台开发自己的应用程序，并通过服务器和Web提供给其他用户。该领域最典型的应成用案列是Google的App Engine、Windows Azure等，均作为分布式平台提供服务。

软件即服务（Software as a Service，SaaS）：是服务提供商将应用软件托管在其他服务器上．通过互联网向客户提供软件的服务模式。用户只有在需要时，SaaS所提供软件才被使用，用户不需要花费大量资金购买硬件和软件等，只支付一定的软件租赁费用即可，因此也被称为“按需”软件。该领域最典型的应用案列是Salesforce.com，Google Docs等，均提供软件租赁服务。

3、必要特性

按需自服务：根据用户需求自动为用户提供相应的性能，不需要服务提供商人工干预。

宽带网络访问：通过固定宽带或移动网络，为诸如手机、PC、平板电脑等多种终端提供标准网络和互联网接入机制。

资源池化：云计算服务提供商将计算、存储、网络资源汇集到资源池中，通过多租户模式共享给多个消费者，再根据消费者的需求对不同的物理资源和虚拟资源进行动态分配。

快速弹性交付：资源的快速扩展和收缩能力，从用户角度看，服务提供商有无限的资源，企业只是根据所使用的资源来付费。

可度量的服务：资源的优化效果和控制能力都可以计量。同时，用户可获得相关的计量数据，大大提升了服务的透明度。

4．普遍特性

大规模扩展：云计算系统具备大规模扩展的能力，如Google云计算拥有100多万台服务器，Amazon、IBM、微软、Yahoo等的云计算资源池．均拥有几十万台服务器。企业私有云一般能够拥有数百上千台服务器。

云计算能够赋予用户前所未有的计算规模和计算能力。    
弹性计算环境：在云计算中，资源的物理规模和逻辑规模均可以动态伸缩，并获得近线性的性能扩展，从而满足应用和用户规模增长的需要。

同质化：云计算的规模化使云计算中使用的软件和硬件都趋于同质化，这一特性可以在管理上实现更好的安全自动化，如配置控制、漏洞检测、安全审计等。但另一方面，同质化也使云计算服务的缺陷有肯出现在所有使用服务的用户中，从而影响到大批量的用户和服务。

跨地域分布：在云计算中，资源可以跨数据中心、跨地域分布，从而使云计算的规模突破了单一地域的限制，也使用户在本地或者漫游状态下均可以就近访问资源、使用服务。

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。应用在“云”中某处运行，但实际上用户无需了解应用运行的具体位置。只需要一台笔记本电脑或者一个手机，就可以通过网络服务来实现我们需要的一切，甚至包括超级计算机这样的任务。

SOA( Service-Oriented Architecture):面向服务的体系架构(SOA)是实现云计算开放架构的基础理念。SOA作为一种面向服务的架构，足一种软件架构设计的模型和方法论。从业务角度来看，一切以最大化“服务”的价值为出发点，SOA利用企业现有的各种软件体系，重新整合并构建起一套新的软件架构。这套软件架构能够随着业务的变化，随时灵活地结合现有服务，组成新软件，共同服务于整个企业的业务体系。
简单的理解；可以把SOA看作是模块化的组件，每个模块都可以实现独立的功能，而不同模块之间的结合则可以提供不同的服务，模块之间的接口遵循统一标准，可以实现低成本的重构和重组。在SOA的技术框架下，可以把杂乱无章的庞大系统整合成一个全面有序的系统，从而增加企业在业务发展过程中应用系统的灵活性，实现最大的IT资产利用率。

低成小：在现有的云计算架构中，服务提供商越来越趋于采用低成本、好可靠性的软件来搭建云计算系统，如通过特殊容错措施，可以采用极其廉价的节点来构建系统、自动化集中式管理使大量企业无需负担日益高昂的数据中心管理成本、通用性使资源的利用率较之传统系统大幅提升。因此，用户可以充分享受“云”的低成本优势，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。

高安全性：在云计算的4种部署模型中，除了私有云，其他3种方式，即公有云、社会云、混合云都需要通过公共网络使用云计算服务，原来放在自己PC或服务器内部的一些资料，现在要放到云当中，而云当中的应用可能在任何地方。那么，如何保证用户登录的安全，这个应用能否从某一个点迁移到另一个点，云服务商是否能看到这些信息，看到这些信息的多少到底是由什么决定的，所有这些问题都成为用户在考虑是否使用云计算机重点关注的问题。因此，云计算服务提供商应从技术和管理两个方面入手，构建服务的安全体系，同时满足当地信息安全和监管、审计的要求。用户在选择云计算服务时，也需要确认服务提供商已经采取了适当的措施，以保护自身的信息安全。