雲計算基礎

雲計算是一個比較普遍的概念，有不少說法和定義，下面就重點說一下比較官方的幾種吧。

第一種定義：雲計算是一種新的資源使用模式，它使用戶能經過網絡隨時，隨地，快捷，按需的訪問一個能夠快速部署和配置，僅需少許管理和交互，

包括各類網絡資源，服務器資源，存儲資源，軟件資源和服務的資源池。

第二種定義：雲計算是一種經過網絡統一組織和靈活調用各類ICT資源，實現大規模計算的信息處理方式，它利用分佈式計算和虛擬資源管理等技術，

經過網絡將分散的ICT資源（包括計算與存儲，應用運行平臺，軟件等）集中起來造成共享的資源池，

並以動態按需和可度量的方式向用戶提供服務，用戶可使用各類形式的終端（如我的電腦，平板，手機等）經過網絡獲取ICT資源服務。

第三種定義：雲計算是一種商業計算模式，它將計算任務分佈在由大量計算資源，存儲資源和網絡資源等構成的資源池上，使用戶可以按需獲取計算能力，存儲空間和信息服務。

雲計算的到來，帶來了不少的改變，從某種意義上來講，這是一次互聯網的變革。

雲計算帶來哪些改變呢？

a.軟件使用方式的改變。傳統的軟件使用方式，安裝在計算機上，運行多個軟件，在不一樣軟件窗口之間進行切換；

在雲計算環境中，軟件安裝在雲端，使用瀏覽器經過網絡遠程使用軟件，好處是不須要購買昂貴的計算機設備等，不須要本身維護計算機軟硬件環境，

不需關心數據的存放，以及數據的安全，僅須要一個端設備就能夠經過網絡訪問雲中的各類資源，包括計算能力，存儲空間，網絡帶寬和數據等。

b.軟件開發方式的改變。在雲計算環境中，企業能夠直接租用雲提供的標準軟件，或使用雲提供的標準組件開發本身的應用程序，並將其部署在雲中，提升了開發效率，縮短了開發週期。

c.思惟方式的改變。用戶關心的再也不是計算機，設備，軟件的功能如何，而是用這些設備作什麼。

總結：最大限度的利用計算、交互、存儲乃至應用等資源，以最少的投入得到最優的產出，讓最終用戶實現綠色、高效、專業的信息服務，正式雲計算帶來的改變。

雲計算環境的構成有哪些呢？

首先咱們說一下雲計算的一種模型，"客戶-服務器"模型，這種模型分爲雲端和客戶端。

a.雲端：各類硬件，軟件，計算，存儲，服務，網絡等軟硬件構成的資源池，經過互聯網對外提供服務。

b.客戶端：經過網絡訪問雲的各類資源。

c.客戶端訪問雲端：客戶端經過互聯網給雲端放鬆請求，雲端根據請求進行資源劃分並提供相應的服務。

對客戶端的好處：客戶端能夠靈活的得到和使用各類資源，並在使用完成後釋放這些資源，而沒必要擁有，控制或瞭解提供這種資源的底層基礎設施，只關心本身須要什麼樣的資源和服務

雲計算是有動態性的，這種動態性又體如今兩個方面，也就是雲端和客戶端。

雲端

雲具備動態性。雲服務提供商能夠根據業務需求動態的向雲中添加新的硬件資源，刪除舊的或失效的硬件資源，同時，爲了提升資源利用率，雲提供商會採起一系列節能等優化措施。

客戶端

用戶使用終端設備經過網絡訪問雲，這個過程也是動態變化的，會有新的雲用戶不斷加入，也會有已經王城訪問的雲用戶不斷離開，也就是每一個時刻使用雲的用戶是不斷變化的。

下面讓咱們看一下雲計算的特色。總的來講雲計算是一種新的商業模式，爲何這麼說呢，雲計算的出現使得用戶使用各類資源變得更加方便，也更加便宜，基礎資源由大廠商提供，大廠商只須要進行收費便可。

a.一切介服務。在雲計算環境中，硬件、軟件、存儲、計算、網絡等資源均以服務的形式提供和訪問。

b.網絡化訪問。雲計算環境採用分佈式架構，用戶能夠經過各類終端設備經過網絡訪問雲服務。

c.按需自助服務。用戶能夠根據需求，經過人機及哦啊胡自助請求和獲取雲服務，而不須要和雲服務提供商進行交互。

d.多人共享資源池。雲服務提供商將各類物理資源和虛擬資源組織成資源池，根據用戶需求動態的爲多個用戶分配資源，提供服務。資源池中的任何物理資源對雲服務來講都是抽象的，可替換

的，同一資源可以被不一樣的客戶或服務共享。

e.快速部署。雲計算中心可根據用戶需求，自動、彈性的提供和釋放各類資源。對用戶來講，其能夠在任什麼時候間得到須要的資源或服務，並在使用結束以後將其釋放。

f.彈性擴展。服務使用的資源規模可隨業務量動態擴展，且能保證在動態擴展過程當中服務不會中斷，服務質量不會降低，且這種擴展對服務使用者和提供者是透明的。

g.提供開放的服務訪問和管理接口。雲計算提供標準化的接口供其餘服務調用，方便開發者利用發放接口開發和構建新服務，大大減小了二次開發的工做量。

h.持續的服務更新。雲計算提供的各類服務能力可隨使用者需求的變化不斷演化和更新，同時這種改變能夠向下兼容，保證原有使用者的持續使用。

i.自動化管理和快速交付。雲計算能有效下降服務的運維成本。

j.服務可度量。在雲計算環境中，資源和服務的使用可監控和控制，且該過程對用戶和雲提供商透明，雲提供商可經過計量去判斷每一個服務的實際資源消耗，用戶成本覈算或計

費，用戶須要向雲提供商繳納必定的費用

雲計算的實現是依託於哪些技術呢？

首先就是---->並行計算

是指在並行機上將一個應用分解成多個子任務，分配給不一樣的處理器，各個處理器之間相互協同，並行的執行子任務，從而達到加速求解速度或提升求解問題規模的目的，並行計算又稱高性能計算或超級計算，主要用於快速解決大型且複雜的計算問題，並行計算是相對於串行計算而言的，可分爲時間上並行和空間上並行兩種，其中時間並行即流水線技術，空間並行值多個處理器併發的執行計算任務，並行計算利用並行算法和並行編程語言能實現進程級並行和線程級並行。

開展並行計算，須要具有三個條件：

並行機。並行計算須要在並行機上進行，並行機應至少包含兩臺或兩臺以上處理機，這些處理機經過網絡鏈接和通訊

並行度。並行計算要求應用問題必須具備並行度，也就是應用問題必須能夠分解爲多個可並行執行的子任務，講一個應用分解爲多個子任務的過程，稱爲並行算法設計

並行編程。並行計算要求在並行機提供的並行編程環境上，編制並行並行程序，從而達到並行求解應用問題的目的。

第二個就是分佈式計算

分佈式計算是利用互聯網上的計算機的閒置處理能力來解決大型計算問題的計算機科學，它研究如何把一個須要很是巨大的計算能力才能解決的問題分紅許多小部分，

而後把這些部分合理分配給許多計算機進行處理，最後把這些計算結果綜合起來獲得最終的結果。

分佈式計算的優勢：

稀有資源能夠共享

經過分佈式計算能夠在多臺計算機上平衡計算負載

能夠把程序放在最適合運行它的計算機上，其中共享稀有資源和平衡負載時分佈式計算的核心思想之一

第三個就是網格計算

支持在動態變化的分佈式虛擬組織間共享資源，協同解決問題的系統，這裏的虛擬組織指一些我的組織或資源的動態組合

從本質上看，網格是在網絡基礎上，基於SOA，使用互操做，按需繼承等技術手段，將分散在不一樣地理位置的資源虛擬成一個有機總體，實現計算，存儲，數據，軟件和設備等資源的共享，

從而大幅度提升資源利用率，使用戶得到史無前例的計算和信息能力。

網格計算和雲計算有不少的聯繫。

網格計算和雲計算的類似之處

網格計算和雲計算都採用分佈式計算的思想，網格計算是一種典型的分佈式計算，雲計算也是在分佈式計算的基礎上發展而來的

網格計算和雲計算的組織形式相似，都是將各類資源構形成一個資源池，並以服務的形式提交給用戶，用戶能夠按需購買。

網格計算和雲計算的不一樣：

運行模式不一樣。雲計算採用的是「生產者-消費者」模式，雲服務提供商將各類資源組織成服務，用戶經過網絡訪問各類雲服務，網格計算採用的是資源共享模式，資源提供者同時也能夠是資源的消費者

資源調度模式不一樣。雲計算採用集羣來存儲和管理數據資源，運行的任務以數據爲中心，即調度計算任務到數據存儲節點上來運行，網格計算則以計算爲中心，

計算資源和存儲資源分佈在網絡的各個角落，不強調任務所需的計算和資源同處一地，所以，受網絡帶寬限制，網格計算中數據傳輸時間佔運行時間的比例很高。

雲計算的架構：

參與者-角色架構

該架構包含五類重要的用戶角色以及其在雲計算中的主要活動和功能，分別是雲用戶，雲提供商，雲載體，雲設計和雲代理，每一個角色都是一個實體，既能夠是我的也能夠是機構，參與雲計算的事務處理或任務執行。

雲用戶和雲提供商的主要活動：

服務類型 用戶活動 提供商活動

SaaS 使用雲應用或服務 在雲基礎設施中安裝、管理、維護和支持應用軟件

PaaS 開發、測試、部署和管理託管在雲環境中的應用 爲雲平臺用戶制定和管理雲基礎設施和中間件，爲平臺用戶提供開發，部署和管理工具

IaaS 建立、安裝、管理以及監控IT基礎設施運行服務 爲IaaS客戶定製和管理計算、存儲、網絡、託管環境和雲基礎設施

雲部署的形式：

公有云

私有云

混合雲

首先咱們先看一下安全邊界的概念。

安全邊界可以對訪問進行限制，安全邊界內部的實體可以自由的訪問安全邊界內的資源，安全邊界外的實體只有在邊界控制設備容許的狀況下才能訪問安全邊界內的資源。

舉個例子：（安全邊界控制設備）

防禦牆，安全衛士，虛擬專用網

公有云

企業構建的爲外部客戶提供服務的雲，其全部服務是供給別人使用的，企業經過本身的基礎設施直接向外部用戶提供服務，外部用戶經過網絡訪問雲服務。好比阿里雲

私有云

企業構建的內部雲，私有云的全部服務僅供企業內部人員或分支機構使用。

自建私有云--將私有云部署在企業數據中心的防火牆內，本身管理

託管私有云--通常是公司提供基礎設施，由別的公司系統對這些設施進行納管

混合雲

企業部署的供本身和客戶共同使用的雲，它所提供的服務既能夠供別人使用，也能夠供本身使用，通常來講，混合雲是兩個或多個雲（私有云，公有云）的組合。在混合雲計算模式下，機構在公有云是運行非核心應用程序，在私有云上跑核心程序。

舉個例子：

12306就是典型的混合雲，公有云由阿里雲提供。