云计算导论 # 1 云计算概述：起源、概念、发展现状、商业模式、架构与应用

1 云计算的由来

下面这些资源可能原本要在购买再安装，现在直接在云平台上选择添加即可

• 服务器
• cpu
• 带宽
• 增加存储
• 安全服务
  …

云计算是并行计算（Parallel Computing）、分布式计算（Distributed Computing）、网格计算（Grid Computing）的进一步发展

代表性公司：亚马逊、阿里巴巴

云计算服务模式

基础设施即服务 IaaS模式
软件即服务 SaaS模式
平台即服务 PaaS模式

虚拟化

• 顶尖的虚拟机平台提供商

  • Vmware （威睿）
  • Citrix（思杰）
  • Microsoft （微软）

• 虚拟化方式

  1. 硬件上进行虚拟化
  2. 操作系统上进行虚拟化

• 由虚拟化到云
  

历史节点

演化过程

1. 电厂模式阶段
   
   （电力成本很高，因此需要把机房放在电力成本低的地方~ 比较冷的地方，对制冷费用需求少）

2. 效用计算阶段
   
   

3. 网格计算阶段
   

4. 云计算阶段
   
   

云计算出现和发展的技术原动力

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2 云计算的概念与特征

定义：

特点：

1. 高可靠性
2. 高扩展性
3. 高可用性
4. 虚拟技术
5. 廉价性

云计算的组成：

1. 基础设施
2. 存储
3. 平台
4. 应用
5. 服务
6. 客户端

1、数据安全
2、互操作问题
3、提高网络性能
4、公共标准的开放问题

云计算的特征

1、资源配置动态化
根据消费者的需求动态划分或释放不同的物理和虚拟资源

• 当增加一个需求时，可通过增加可用的资源进行匹配，实现资源的快速弹性提供；如果用户不再使用这部分资源时，可释放这些资源。
• 云计算为客户提供的这种能力是无限的，实现了IT资源利用的可扩展性。

2、需求服务的自动化
3、以网络为中心
4、服务可计量化
5、资源的池化和透明化
对于服务的提供者而言：

• 各种底层资源（计算、储存、网络、资源逻辑等）的异构性（如果存在某种异构性）被屏蔽，边界被打破
• 所有的资源可以被统一管理和调度，成为所谓的“资源池”，从而为用户提供按需服务

对用户而言：

• 资源是透明的、无限大的
• 无须了解内部结构
• 只关心自己的需求是否得到满足

3 云计算发展现状

国外发展现状

• 云计算是多种技术混合演进的结果
• 成熟度较高
• 大公司推动，发展迅速

目前我国云计算市场仍旧较小，随着我国信息化的普及、人口规模的快速增长，云计算市场将会呈现出巨大的发展潜力。随着云计算应用不断向深处拓展，整个产业市场规模将迅速增长。

产业发展现状
工信部启动针对云计算的“十三五”规划：

• 重点培育龙头企业
• 打造云计算产业链
• 实现国产化设备进口替代保障信息安全

随着云计算“十三五”规划的进一步落地，未来信息设备国产化的步伐有望进一步加快，云计算行业有望迎来爆发式增长。

市场容量

• 我国公有云服务市场仍处于低总量、高增长的产业发展初期
• 2013年我国公有云服务市场规模约为47.6亿元，远高于全球平均水平
• 国内市场竞争带来产业格局变革、开源技术受到广泛关注，使得信息技术得到快速发展

前景预测
云计算市场竞争激烈，整合将进一步加剧，基础互联网服务商将被改造；一些老旧商业模式在新一轮革命浪潮中将被抛弃。

云计算面临的问题
1、云数据中心部署结构不合理，资源利用率较低
在规模结构方面，中国大规模数据中心比例偏低，还没有实现集约化、规模化的建设。
2、云服务能力亟待提高，配套资源匮乏

• 规模单一
• 业务单一
• 配套环境建设落后

3、信息安全法律法规和监管体系不够健全
4、云计算人才缺口较大，缺乏成熟商业模式

云计算的发展趋势
Google认为云计算的应用意味着未来是数据跟着用户走。

• 环境
• 内容
• 信息

微软认为云计算的下一步发展就是将这些用户通过互联网更紧密地连接起来，并向他们提供云计算服务。
微软战略路线：

1. 完成企业软件组合向网络服务的转型
2. 发布PC软件的网络版
3. 继续建设数据中心网络

4 云计算的商业模式

云计算的优势和带来的变革

1、 按需分配的自助服务

• 消费者可以在需要的时候，不必与服务提供商接触
• 单方面地自动提供计算能力， 如服务器时间、网络和存储

2、 宽带网络访问

• 用户通过基于网络的标准机制访问计算能力

3、资源池化

• 服务提供商的资源
• 使用多租户模式
• 服务多个消费者
• 依据用户的需求，不同的物理和虚拟资源被动态的分配和再分配
• 用户通常不能掌控或者了解资源的具体位置
• 用户可以在更高层次的抽象层指定位置

4、快速弹性

• 弹性地提供或者释放计算能力，以快速伸缩匹配等量的需求

5、可评测的服务

• 通过利用与服务匹配的抽象层次的计算能力、存储、处理、带宽、活跃用户帐号数，云系统自动控制和优化资源
• 资源使用可以被监视、控制报告
• 提供透明度给服务提供商和服务使用者

云计算技术的优点

• 节省成本
• 资源整合
• 灵活性
• 跨平台
• 轻松管理
  • Web端管理
  • 客户端管理
• 时间人员
• 安全性
• 节能环保

云计算的三大商业模式

1、软件即服务（SaaS）
2、效用计算（Utility computing）
3、云计算的网络服务
4、平台即服务（Platform as a service）
5、管理服务供应商（MSP）

• 电子邮件病毒扫描
• 应用软件监控服务

6、服务商业平台

• 服务商业平台是软件即服务（SaaS）和管理服务供应商（MSP）的混合体，提供了一种与用户相结合的服务采集器。

7、网络集成

5 云计算整体架构和组织

云计算体系结构

云计算数据中心总体架构

服务

以提供给用户经营的各种服务为主

• 基础设施即服务（IaaS）
• 平台即服务（PaaS）
• 软件即服务（SaaS）

管理

以云的管理层为主

• 确保整个云计算中能够安全稳定的运行，并且能够被有效的管理

云计算的机房架构

• 标准化
• 模块化
  …

模块化机房

• 集装箱模块化机房
  

• 楼宇模块化机房
  

云计算网络系统架构

云主机的计算架构

云计算的核心是计算力的集中和规模性突破，云计算中心对外提供的计算类型决定了云计算中心的硬件基础架构。

云计算中心需提供的计算能力
1、高端计算
主要处理紧耦合计算任务

• 对外的数据库、商务智能数据挖掘等关键服务
• 自身账户、计费等核心系统

2、通用型计算

• 硬件要求较低
• 一般采用高密度、低成本的超密度集成服务器

3、高性能计算

• 超级服务器
• 高性能集群

云计算的应用平台架构

云计算存储系统架构

云计算采用数据统一集中存储的模式。

• 使用光纤网络，能够操作快速的光纤磁盘，适合于对性能与可靠性要求比较高的场所
• 使用以太网，采取iSCSI协议，能够运行在普通的局域网环境下，从而降低成本

知名云架构示例

6 丰富多彩的云应用

云办公、云储蓄、云教育、云医疗、云政务

云办公

• 把办公平台放在云端
• 在服务端购买应用软件，从服务端用浏览器的方式打开，降低成本
• 数据放在云端，可以增加资源使用效率，降低成本

云办公的原理是把传统的办公软件以瘦客户端（Thin Client）或智能客户端（Smart Client）的形式运行在网络浏览器中，从而达到轻量化的目的。

特性：
1、编写出符合规格的专业文档，且文档能在云端进行智能处理
2、在线协调办公
3、移动办公

云存储



云存储应用

• 视频监控系统
• 云教育网
• 企业数据存储系统
• …

云教育

• 基于云计算商业模式的教育平台服务
• 各个资源相互展示和互动，按需交流，达成意向，从而降低教育成本，提高效率

应用包含：
1、建设大规模共享教育资源库
2、构建新型图书馆
3、打造科学科研“云”环境
4、创建网络学习平台
5、实现网络协作办公

解决了：
1、教育资源分布不均
2、教育资源更新速度慢
3、教育资源共享程度低
4、降低教育资源成本

服务特点：
1、成本低 2、易管理 3、易升级 4、易定制

云医疗


云政务