1、雲計算的定義
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雲計算技術的發展，它將成為我們生活中不可或缺的一部分。它已經徹底改變瞭一個前所未有的工作方式，也改變瞭傳統軟件企業。那什麼是雲計算呢？雲計算是分佈式計算、並行計算、網格計算、效用計算、 網絡存儲、虛擬化、負載均衡、熱備份冗餘等傳統計算機和網絡技術發展融合的產物，它將徹底改變整個IT產業結構和運行方式。雲計算與人工智能、大數據、物聯網甚至通信等技術也密不可分。
1.1專傢定義
中國雲計算專傢咨詢委員會秘書長劉鵬教授對雲計算做瞭長短兩種定義。長定義是：“雲計算是一種商業計算模型。它將計算機任務分佈在大量計算機構成的資源池上，使各種應用系統能夠根據需要獲取計算能力、存儲空間和信息服務”。短定義是：“雲計算是通過網絡按需提供可動態伸縮的廉價計算服務”這種資源池稱之為“雲”。
劉鵬教授對雲計算的定義比較專業和難懂，其實道理很簡單，說白瞭就是把計算機資源和應用程序都集中起來形成資源池，其實然後放到網上就形成瞭“雲計算”，無數的大型機房和大數據中心就成瞭“雲端”。雲計算的道理雖然很簡單，但是實現就比較復雜瞭。
1.1雲計算的核心
雲計算的核心是資源池，通過專門的軟件實現和管理，無須人參與。用戶可以動態的申請資源以支持各種運用程序運轉，無須為繁瑣的細節所煩惱，能夠更加專註於自己的業務，有利於提高效率，降低成本和技術創新。這與2002年提出的網格計算池的概念非常相似，它是計算和存儲資源虛擬成一個可以任意組合分配的集合。資源池的規模可以動態擴展，分配用戶的處理能力可以動態回收重用。這種模式能大大提高資源的利用率，提升平臺的服務質量。
1.2雲計算平臺
雲計算通過網絡把多個成本相對較低的計算實體整合成一個具有強大計算能力的完美系統，即為雲計算平臺。雲計算系統提供非常簡單的圖形界面或API（應用編程接口）接口，為用戶根據需求實現隨時隨地便捷地從可配置計算資源共享池中獲取所需的服務器、網絡、存儲、應用程序和服務等資源。這些資源能夠被快速申請、配置、發佈、使用、釋放和管理，把這一強大的計算能力分佈到終端用戶手中。使管理資源的工作量和與服務服務商的交互減小到最低限度。
雲計算平臺需要將服務器設備（CPU、內存、磁盤）、存儲設備（磁盤陣列）、網絡設備（路由器、交換機、負載均衡）等硬件資源和軟件資源（操作系統、集成開發環境IDE、數據庫、web服務器、中間件、緩存等）整合起來。資源多瞭就存在一個問題，這些資源放在哪裡，應該怎麼放？這就涉及到雲計算資源的部署類型。根據放的地方不同可以分為公有雲、私有雲、混合雲和社區雲。
2、雲計算的部署模式
雲計算最主要的就是資源池，那資源多瞭就存在一個問題，這些資源放在哪裡，應該怎麼放？根據放的地方不同分成公有雲、私有雲、混合雲和社區雲。
雲計算的本質是將各種計算資源和應用程序匯總起來放到網上，然後對用戶提供服務。那麼，資源多瞭就存在一個問題，這些資源放在哪裡，應該怎麼放？這就涉及到雲計算資源的部署類型。根據放的地方不同可以分為四類：公有雲、私有雲、混合雲和社區雲。公有雲是放在一個公共的地方，這個地方叫雲服務商，一般都是大公司；私有雲是放在企業內部滿足自身業務需求；混合雲則是二者結合起來，公有雲服務體量大的業務，私有雲負責數據的安全。怎麼放近幾年出現很多新花樣，比如說：與金融相關的放一塊形成金融雲與政務相關的放一塊形成政務雲，類似的有視頻雲、音樂雲、直播雲等。
2.1 公有雲
公有雲一般由第三方大公司承建和運營，並以一種即付即用、彈性伸縮的方式為政府或公眾用戶提供服務，包括硬件和軟件資源。用戶可以通過互聯網按需自助服務，即通過Web網頁註冊賬號，填寫web表單信息，按需付費，且根據需要隨時取消服務，並對使用服務的費用進行實時結算。業界有名的公有雲廠商有：Amazon AWS，Microsoft Azure、Google Cloud、阿裡雲、騰訊雲、百度雲等。
公有雲關註盈利模式，具有強大的可擴展性和較好的規模共享經濟性。但是，所有定制者共享相同的基礎設施，配置有限，安全保護和可用性差。公有雲的優勢在於它們可能比企業雲更大，因此可以根據需要無縫擴展。
2.2 私有雲
私有雲是某個企業根據自身需求在自傢的數據中心上部署的專有服務，提供對數據安全性和服務質量最有效控制。因此私有雲的使用僅限於某個企業的成員、員工和值得信賴的合作夥伴。私有雲也有內部部署和外部托管兩種部署模式：
1）內部部署。內部部署私有雲（也稱為內部雲）部署在企業數據中心的防火墻內。該模型提供瞭更加標準化的流程和保護，但在大小和可擴展性方面受到限制。IT部門還需要為物理資源承擔資金和運營成本。這最適合需要對基礎設施和安全性進行全面控制和可配置性的應用。
2）外部托管。這種類型的私有雲由外部托管的雲服務商提供，其中雲服務商搭建專有雲環境並充分保證隱私。這最適合哪些由於共享物理資源而不喜歡公有雲的企業。
私有雲關註信息安全，客戶擁有基礎設施，並可以控制在基礎設施上部署應用程序。內部用戶通過內部網絡或專有網絡使用服務，私有雲的使用體驗較好，安全性較高，但投資門檻高，當出現突發性需求時，私有雲因規模有限，將難以快速地有效擴展。業界有名的私有雲廠商有：Vmware、深信服、華為雲和青雲等。
2.3 混合雲
混合雲融合瞭公有雲和私有雲優點，是近年來雲計算的主要模式和發展方向。出於安全考慮，企業更願意將數據存放在私有雲中，但是同時又希望可以獲得公有雲的計算資源，在這種情況下混合雲被越來越多地采用，它將公有雲和私有雲進行混合和匹配，以獲得最佳的效果，這種個性化的解決方案，達到瞭既省錢又安全的目的。
混合雲兼顧性價比與安全，在公有雲中創建網絡隔離的專有雲，用戶可以完全控制該專有雲的網絡配置，同時還可以通過VPN/專線連接到內部私有雲，實現公有雲與私有雲的連接，兼顧公有雲和私有雲的優點。
2.4 社區雲
社區雲是指當幾個具有相似需求的組織共享共同的基礎設施時就形成瞭這個雲。成本分攤的用戶數量比公共雲少，但不止一個租戶。混合雲可以以無縫方式使用私有雲和公共雲。在典型的公共雲場景中，第三方供應商向各種客戶提供諸如計算，存儲，網絡，虛擬化和應用程序等服務。在私有雲環境中，內部IT資源用於為其內部用戶和客戶提供服務。企業正在采用公共雲服務，通過利用雲的彈性可伸縮性和面向市場的成本核算功能來節省資本支出和運營成本。盡管如此，公共雲計算也引發瞭對數據安全，管理，數據傳輸，性能和控制水平的擔憂。雲計算應用涉及多個領域，包括商業，技術，政府，醫療保健，智能電網，智能交通網絡，生命科學，災難管理，自動化，數據分析以及消費者和社交網絡。隨著雲服務的出現，用於創建，部署和交付這些應用程序的各種模型。
社區雲是企業的一種過渡階段發展的產物。面向一個行業（行業雲）或一個地理區域范圍內（園區雲）提供服務。
3、雲計算的服務類型
通過部署模式將資源整合起來放到“雲”端，然後對外提供服務。用戶很多，每個用戶的需求不一樣，應該怎麼樣滿足用戶的多樣化需求呢？這就涉及到服務類型，不同的用戶需要不同的服務。所以根據提供服務類型的不同分成軟件即服務（SaaS），平臺即服務（PaaS）和基礎設施即服務（IaaS），這是最常見三種服務。如果更細分的話還有數據即服務（DaaS）、SDN即服務（SDNaaS）、容器即服務（CaaS）、功能即服務（FaaS）、身份即服務（IDaaS）等等。
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3.1 軟件即服務（SaaS）
軟件即服務（SaaS，software as a service）為用戶提供瞭一個完整的軟件功能服務。用戶通過訂閱的方式隨時隨地在雲上使用這些現成軟件，無需下載和安裝，也不需要關心軟件的授權、升級和維護等問題。也就是對於用戶來說不需要購買硬件設備和軟件許可證，也不需要管理和維護網絡設備、服務器、操作系統和存儲等基礎設施，隻需要通過網絡在各種設備上訪問客戶端界面，從而減輕瞭軟件搭建和維護的負擔，但被迫放棄瞭對軟件版本和個性化需求的控制。對於服務商來說，由於隻需要托管和維護單個應用程序，所以降低瞭成本。SaaS服務類型的典型代表有：NetSuite、Google Apps，微軟office365等。
SaaS采用靈活租賃的收費方式，一方面，企業可以按需增減使用賬號；另一方面，企業按實際使用賬戶和使用時間付費。由於降低瞭成本，SaaS的租賃費用較之傳統軟件許可模式更加低廉。
3.2 平臺即服務（PaaS）
平臺即服務（PaaS，plantform as a service）實際上是將軟件研發的平臺作為一種服務，提供超過基礎設施的服務，用於在集成環境中開發、部署、運行和維護應用程序，幫助用戶快速實現更多應用功能。也就是說PaaS是將一層軟件或開發環境封裝並作為一項服務提供，可以在這種服務上可以構建其他更高級別的服務。即軟件開發者可以直接在PaaS上自由構建自己的應用程序，或開發新應用，這些應用程序部署在服務商的基礎設施上，而不需要購買和部署服務器、操作系統、數據庫和web中間件等即可運行客戶自己的應用程序。例如：Google App Engine、微軟 Azure等都是PaaS服務類型的典型代表。
PaaS能將現有的各種業務能力進行整合，具體可以歸類為應用服務器、業務能力接入、業務引擎、業務開放平臺等。向下根據業務能力的需要測算基礎服務能力，通過IaaS提供的API調用硬件資源；向上提供業務調度中心服務，實時監控平臺的各種資源，並將這些資源通過API開放給SaaS用戶。
3.3 基礎設施即服務（IaaS）
基礎設施即服務（IaaS，Infrastructure as a service）把比較底層的服務器、虛擬機、存儲空間、網絡設備等基礎設施作為一項服務提供給用戶使用。用戶可以通過web網頁的方式註冊賬號，然後申請CPU、內存、磁盤、存儲、路由器、防火墻、負載均衡和數據中心空間等基礎資源。申請成功後就夠部署和運行任意軟件，包括操作系統、數據庫、中間件和應用程序。用戶不需要管理或控制任何硬件基礎設施，但能控制CPU核數、內存大小和磁盤大小，還能選擇操作系統、部署應用，也能獲得有限制的路由器、防火墻、負載均衡器等網絡組件的控制。例如：商業軟件有亞馬遜 AWS和goole CloudEngine，開源軟件有OpenStack和CloudFoundry等都是IaaS服務類型的典型應用。
4、雲計算的基本特點
雲計算平臺整合瞭軟硬件資源，通過網絡對客戶提供服務，這種服務即不受地點和客戶端的限制，又具有這些特點。
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4.1 超大規模
雲計算具有相當大的規模，谷歌雲計算平臺已擁有上百萬臺服務器，亞馬遜、IBM、微軟、華為、阿裡、騰訊等雲服務也擁有幾十萬臺服務器。雲計算能賦予用戶前所未有的計算能力。
4.2 虛擬化
雲計算都會采用虛擬化技術，用戶並不需要關註具體的硬件實體，隻需要選擇一傢雲服務商，註冊一個賬號，登陸到它們的雲控制臺，去購買和配置你需要的服務（比如 雲服務器，雲存儲，CDN等等），再為你的應用做一些簡單的配置之後，你就可以讓你的應用對外服務瞭，這比傳統的在企業的數據中心去部署一套應用要簡單方便得多。而且你可以隨時隨地通過你的PC或移動設備來控制你的資源，這就好像是雲服務商為每一個用戶都提供瞭一個互聯網數據中心 (IDC，Internet Data Center)一樣。
4.3 按需分配服務
雲計算是一個龐大的資源池，用戶按需購買，就像自來水、煤氣和電一樣計費。雲計算也是同樣的道理，用戶可以根據自己的需要來購買服務，甚至可以按使用量來進行精確計費。也就是通過自助式web界面購買和配置CPU、內存、磁盤、帶寬、防火墻等計算資源，無需與每個服務商進行人工交互。這些自助式的服務將用戶從實施中分離出來，需要多少購買多少，不需要瞭可以隨時取消。
4.4 廣泛網絡訪問
消費者可以使用網絡通過api、rest、vpn和https等標準機制訪問各種資源，用戶在任意位置使用各種終端獲取和使用服務。所請求的資源來自雲，而不是固定有行的實體。應用在雲中某處運行，但用戶無須瞭解應用運行的具體位置，隻需要一臺電腦、PAD或手機就可以通過網絡來獲取雲服務帶來的超強計算能力服務。
4.5 高可靠性
使用雲計算比使用本地計算機更加可靠。因為雲端使用數據多副本容錯機制、計算節點同構可互換措施、鏡像和災備方案、分佈式集群技術等措施來保障服務的高可用，以最大限度地減少發生災難時的停機時間。
4.6 多租戶資源池
在雲計算服務商匯集計算資源形成資源池，通過多租戶模式為多個消費者提供服務。根據消費者需求動態分配、重新分配、自動回收和釋放不同的物理和虛擬資源。
4.7 服務可以度量
所有雲服務和資源都可以被度量，雲計算系統能夠自動的控制、監控、優化、報告和取消資源的使用，為服務商和消費者提供透明的使用情況統計和實時結算等服務。
4.8 可動態伸縮
通過虛擬化技術將一臺服務器虛擬成多臺服務器，虛擬化技術可以用來對計算資源進行虛擬化和管理，可以實現服務器虛擬化、存儲虛擬化、網絡虛擬化和桌面虛擬化。對於雲服務商來說資源能夠靈活配置、彈性擴容、等量伸縮和快速下發。對於消費者來說，服務商可以提供的資源通常看起來像是無限的，可以隨時任意數量購買資源。
4.9 極低成本
雲計算的特殊容錯措施使得可以使用極其廉價的計算機節點來構成雲；自動化管理使數據中心管理成本大幅降低，公用性和通用性使資源的利用率大幅提升，設施可以建在電力資源豐富的地區，從而大幅降低資源成本。因此雲計算的具有前所未有的性價比。
5、雲計算的優勢劣勢
5.1 雲計算的優勢
1) 提高資源利用率
這裡所謂的提高資源利用率是指提高對網絡資源、存儲資源和計算資源的利用率，通過虛擬技術來達到資源的盡可能的最大化的利用，從而提高投入產出比，帶來更高的利益。使用雲技術服務的方式，可以為我們節省很多的建設成本、投入成本、試錯成本和安全成本。我們隻為我們需要的並且使用的資源付費，如果沒使用的資源，我們可以不付費。
2) 提升效率
雲計算能提升開發效率、運行效率、維護效率、測試效率。
3) 降低成本
雲用戶自己不需要考慮投入硬件及硬件維護成本、軟件及軟件維護成本和管理成本等，首席信息官（CIO，Chief Information Officer的縮寫）將不再需要專門的IT資產，也不需要關註IT技術問題，他們可以將更多的精力投入到企業的業務運營上，提升瞭工作效率，還降低瞭管理成本。
- 降低硬件及維護成本
降低硬件成本和運維成本。雲計算技術優化IT基礎設施，降低瞭IT的硬件成本和運維成本，不存在硬件或軟件安裝或維護。由於雲用戶無需投資信息技術基礎設施，購買硬件或購買軟件許可證，其優勢包括低前期成本，快速投資回報，快速部署，定制化，靈活使用以及可使使用新的創新。由於應用程序在雲中運行，而不是在桌面PC上運行，因此您的桌面PC不需要傳統桌面軟件所需的處理能力或硬盤空間。當您使用基於網絡的應用程序時，您的PC可以更便宜，硬盤更小，內存更少，處理器效率更高。實際上，在這種情況下，您的PC甚至不需要CD或DVD驅動器，因為不需要加載軟件程序，也不需要保存任何文檔文件。
- 降低軟件及軟件維護成本
降低軟件成本。您可以使用大部分免費軟件，而無需購買昂貴的軟件應用程序。如今的大多數雲計算應用程序，例如Google Docs套件。它比支付類似的商業軟件要好，而且單單可能是切換到雲應用程序的理由。
降低軟件實施成本。您可以直接使用各種應用軟件，而不需要安裝維護各種應用軟件，也不再需要選擇陳舊的軟件和較高的升級成本。當應用程序基於Web時，下次登錄到雲時會自動更新。當您訪問基於Web的應用程序時，無需付費或下載升級即可獲得最新版本。
- 降低管理成本
首席信息官（CIO，Chief Information Officer的縮寫）將不再需要專門的IT資產，也不需要關註IT技術問題。雲計算服務商本身提供給客戶瞭一些方便的管理功能，內置瞭一些自動化的管理，對應用進行自動化和動態管理。高效率是雲計算的核心，因此，雲計算要保證當用戶創建一個服務時，用最短的時間和最少的操作來滿足用戶的需求，當用戶停用某個服務操作時，需要提供自動完成停用的操作，並行回收相應的資源，同時進行費用的自動結算。當然，由於虛擬化技術在雲計算中的大量應用，提供瞭很大的靈活性和自動化，降低瞭用戶對應用管理的開銷。雲計算平臺會根據用戶應用的業務需求，來動態增減資源分配，完成資源的動態管理，並且對用戶增減模塊時自動資源配置，自動資源釋放等，包括一些自動的冗餘備份，安全性，宕機的自動恢復等
5.2 雲計算的劣勢
1) 嚴重依賴互聯網
如果無法連接到互聯網，則無法進行雲計算。既然你使用互聯網連接你的應用程序和文件，如果你沒有互聯網連接，你甚至不能訪問任何東西，包括你自己的文件。死亡的互聯網連接意味著沒有工作，並且在互聯網連接很少或本質上不可靠的領域，這可能是一個破壞交易的行為。
低速連接不能很好地工作，低速互聯網連接（例如撥號服務所發現的連接）使雲計算充滿痛苦，而且往往是不可能的。與大型文檔一樣，基於Web的應用程序需要大量帶寬下載。在5G時代來臨之際，這個問題將不存在。
2) 功能可能有限
這種情況必然會發生變化，但如今許多基於Web的應用程序不像基於桌面的應用程序那樣功能全面。例如，您可以使用Microsoft Power-Point進行更多操作，而不是使用Google Presentation的基於Web的產品。
3) 速度可能很慢
即使連接速度很快，基於Web的應用程序有時可能比在臺式PC上訪問類似的軟件程序要慢。從接口到當前文檔的所有程序必須從計算機來回發送到雲中的計算機。如果雲服務器恰好在那個時候備份，或者如果互聯網的發展緩慢，那麼您將無法從桌面應用程序中獲得即時的訪問權限。
4) 數據安全擔憂
通過雲計算，您的所有數據都存儲在雲中。問題是雲有多安全？未經授權的用戶可以訪問您的機密數據嗎？存儲的數據可能丟失，理論上，存儲在雲中的數據是安全的，可以在多臺機器上復制。但是，如果數據丟失的可能性很小，則您沒有物理或本地備份。簡而言之，如果雲讓你失望，依靠雲就會使你處於風險之中。
5) 系統兼容性差
每個雲系統使用不同的協議，並且不同的API可能無法在基於雲的系統之間運行應用程序。亞馬遜已經創建瞭自己的數據庫系統和工作流系統，所以你的應用程序將不得運行在該平臺。還有一些與政策和訪問有關的問題，就好像您的數據存儲在國外，而您的政策遵守瞭哪些政策？如果遠程服務器出現故障會發生什麼？你將如何訪問文件？有一些用戶被鎖定在帳戶外並且無法訪問數據。
