云计算概述

云计算提供了动态管理和高效使用的计算资源方式,包括IaaS、PaaS和SaaS等服务模型,改变了传统主机资源使用和管理,降低了成本并提高了资源利用率。公有云、私有云和混合云满足不同场景需求,而虚拟化作为核心技术支撑了云计算的发展。


一、计算资源使用方式

1.1 主机资源使用方式

在云计算出现之前,常用的主机资源使用方式有:

  • 自己购买物理机
  • IDC托管物理机
  • IDC租用物理机
  • 虚拟机
  • 虚拟主机

1.2 传统资源管理方式

1.2.1 资源方面

  • 初期投入/后期维护成本高
  • 后期资源闲置浪费

1.2.2 人力方面

  • 纯手工操作,自动化能力差
  • 技术水平限制,资源分配不合理

1.2.3 最终效果

  • 人力物力成本大
  • 资源利用率低

二、为什么要用云计算

2.1 对提供商而言

  • 海量资源动态管理
  • 资源灵活调配
  • 资源高效率使用
  • 技术团队高效使用

2.2 对客户而言

  • 使用方式多:通过网络访问,服务无处不在
  • 投入成本低:按需使用的自助服务,资源可以弹性伸缩

三、云计算历史

  • 2006年:Google提出"云计算"概念
  • 2009年:美日韩将其纳入政府议程
  • 2010年:中国将其纳入战略性产业,云计算开始在中国进入迅速发展期
  • 2013年:政府工信部发布基于云计算的政务平台设计指南
  • 2015年:云计算脱离争论不休和宣扬阶段,开始进入落地实施阶段

四、云计算定义

4.1 从表现形式定义

  • 底层由物理硬件构建出一个环境,在这个环境上运行一个操作系统,对终端用户而言,当我们需要用到一个操作系统或应用实现特殊功能时,它只需要向CloudOS提出申请而就能够立即申请获取一个对应的请求环境,这个环境我们可以随时终止,开启等功能。
  • 对于用户而言,无需关心它所需要的计算能力从哪里来,有别于传统使用计算机操作系统的状况(看得见、摸得着)

4.2 从具体应用定义

  • 云计算是一种资源交付的模式,即打包资源给客户使用。
  • 它的特点是:基于网络、按需付费、弹性拓展。
  • 云服务提供商基于有效的网络通信对所有资源进行统一管理,客户对使用的计算资源按需付费,计算资源使用过程中支持弹性拓展,客户只需投入很少的管理工作就可以高效率的使用计算资源。

五、云计算实现方式

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5.1 传统/私有方式

  • 优点
    • 所有事情都亲自做,可控
  • 缺点
    • 用户成本比较高,要求自身技术水平高
  • 典型软件
    • 传统物理主机

5.2 Iaas

IaaS——基础设施即服务

  • 优点

    • 底层硬件到操作系统,都不需要用户操心,省事,可以集中精力做业务项目。
  • 缺点

    • 服务商提供的东西,非自己自由定制,所以不可控
  • 典型软件

    • OpenStack
    • CloudStack

5.3 PaaS

PaaS——平台即服务

Management 是 云计算实现的一种方式,因为包含众多组件,所以也有人称之为Cloud OS

  • 优点

    • 我不会运维,我只会开发,底层到运行环境,都不需要用户操心,省事,可以集中精力做应用项目
  • 缺点

    • 服务商提供的东西,定制太强,不灵活,只适用于特殊的应用项目,
  • 典型软件

    • Docker
    • Rocket
    • Openshift…

5.4 SaaS

SaaS——软件即服务

  • 优点:

    • 所有东西都由服务商提供,自己只需要花钱使用就行了,对于广大(大中小)企业来说,SaaS是采用先进技术实施信息化的最好途径。例如:企业邮箱服务,财务软件云服务
  • 缺点

    • 对客户来说,所有东西都不可控,安全不安全,看情况

六、云计算应用分类

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6.1 公有云

  • 普遍性
  • 用户按需使用,成本低廉,管理方面。
  • 用户的数据保存在公有云的提供商那里,从技术上来讲,数据安全是没有办法保证的,这能从业务层面上来看待。
  • 比如:银行不用公有云
  • 举例:亚马逊、阿里云、openstack

6.2 私有云

  • 专用性
  • 所有资源都自己提供,安全有保障
  • 技术/人力/业务成本高昂,资源利用效率低。
  • 举例:vmware、企业云。。。

6.3 混合云

  • 协调性
  • 核心业务用私有云,临时需求/轻量级业务需求使用公有云
  • 成本的最优使用效率

七、虚拟化与云计算

7.1 虚拟化

  • 虚拟化是一种技术,它的目的在于提高资源的使用率,并将底层硬件和上层的应用软件进行隔离,使得上层软件及应用计算变得更加弹性可控。最终达到有限成本的高价值。
  • 默认情况下,虚拟化技术默认并不对外提供使用抽象的上层应用软件服务组件,一个没有被服务化的虚拟化环境只能被称为"资源池",只有内部管理人员才可以操作。

7.2 云计算

云计算是以虚拟化技术为核心技术和基础,面向服务架构(SOA)的一种实现,将虚拟化环境"资源池"隐藏起来,将其上层 应用软件形成丰富的云管理接口,达到所有人自由使用所有资源的一种现象,它是一种资源使用模式的变革。

虚拟化是一种技术,云计算是一种计算资源交付模式。

### 云计算基础理论与概念 云计算是一种基于互联网的计算方式,它允许用户通过网络获取按需分配的计算资源和服务。这种模式的核心在于将庞大的数据处理任务分解为多个小型任务,并由分布在不同地理位置的服务器协同完成[^3]。 #### 1. 云计算定义 云计算被描述为一种分布式计算形式,在此模型下,大量的计算资源可以通过网络共享和动态调配来满足用户的多样化需求。早期阶段,云计算主要指代简单的分布式计算,用于实现任务分发以及结果合并的功能。随着时间推移和技术发展,这一概念逐渐扩展至更广泛的领域,成为支持现代信息技术发展的基石之一[^3]。 #### 2. 云计算的关键特性 以下是云计算的主要特征: - **弹性伸缩**:根据实际需求自动调整资源配置的能力。 - **高可用性和可靠性**:即使部分节点发生故障,整个系统仍能正常运作。 - **自助服务**:用户无需人工干预即可快速启动所需的服务实例。 - **计量收费**:按照使用量进行精确计费,类似于水电煤气等公共事业费用结算机制[^1]。 #### 3. 主要服务模式 目前主流的云计算服务分为三个层次: ##### (1)基础设施即服务 (IaaS) 向用户提供虚拟化的硬件资源,比如计算能力、存储空间及带宽等基本要素。使用者不必关心物理层面的具体细节,只需专注于如何高效利用这些抽象出来的逻辑单元构建自己的业务架构即可[^4]。 ```python import boto3 ec2 = boto3.resource('ec2') instance = ec2.create_instances( ImageId='ami-0abcdef1234567890', MinCount=1, MaxCount=1, InstanceType='t2.micro' )[0] print(f'New instance created with ID: {instance.id}') ``` ##### (2)平台即服务 (PaaS) 除了提供必要的运行环境外,还集成了数据库管理系统以及其他中间件功能模块,使得开发者能够更加便捷地创建、测试并发布应用程序而不用操心底层运维事务[^4]。 ##### (3)软件即服务 (SaaS) 最终面向终端客户的成品级解决方案,它们通常已经过充分优化可以直接投入使用而不必经历复杂的安装部署流程[^4]。 --- ### 结论 综上所述,云计算凭借其独特优势正逐步渗透各行各业之中,无论是初创企业还是大型跨国集团都能从中受益匪浅。未来随着相关技术进一步成熟完善,相信会有更多创新应用场景涌现出来继续推动社会向前迈进一大步[^1]。
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