云计算入门必读
云計算
百科名片
【云計算】概念是由Google提出的,這是一個美麗的網絡應用模式。狹義云計算是指IT基礎設施的交付和使用模式,指通過網絡以按需、易擴展的方式獲得所需的資源;廣義云計算是指服務的交付和使用模式,指通過網絡以按需、易擴展的方式獲得所需的服務。這種服務可以是IT和軟件、互聯網相關的,也可以是任意其他的服務,它具有超大規模、虛擬化、可靠安全等獨特功效;“云計算”圖書版本也很多,都從理論和實踐上介紹了云計算的特性與功用。
簡要介紹
英譯:cloud computing。
云計算(Cloud Computing)是網格計算(Grid Computing)、分布式計算(Distributed Computing)、并行計算(Parallel Computing)、效用計算(Utility Computing)網絡存儲(Network Storage Technologies)、虛擬化(Virtualization)、負載均衡(Load Balance)等傳統計算機技術和網絡技術發展融合的產物。它旨在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,并借助SaaS、PaaS、IaaS、MSP等先進的商業模式把這強大的計算能力分布到終端用戶手中。Cloud Computing的一個核心理念就是通過不斷提高“云”的處理能力,進而減少用戶終端的處理負擔,最終使用戶終端簡化成一個單純的輸入輸出設備,并能按需享受“云”的強大計算處理能力!
云計算,在廣范應用的同時,還有另外一種云存儲來作為其輔助,像中國上海信息科技有限公司的WinStor云端存儲,其以用戶為基礎,以磁盤為導向,強大的數據安全功能,使其中國的云計算更進一步提前進入市場,所謂云存儲,就是以廣域網為基礎,跨域/路由來實現數據無所不在,無需下載,無需安裝即可直接運行,實現另外一種云計算架構
最簡單的云計算技術在網絡服務中已經隨處可見,例如搜索引擎、網絡信箱等,使用者只要輸入簡單指令即能得到大量信息。
未來如手機、GPS等行動裝置都可以透過云計算技術,發展出更多的應用服務。
進一步的云計算不僅只做資料搜尋、分析的功能,未來如分析DNA結構、基因圖譜定序、解析癌癥細胞等,都可以透過這項技術輕易達成[1]。
稍早之前的大規模分布式計算技術即為“云計算”的概念起源
云計算時代,可以拋棄U盤等移動設備,只需要進入Google Docs頁面,新建文檔,編輯內容,然后,直接將文檔的URL分享給你的朋友或者上司,他可以直接打開瀏覽器訪問URL。我們再也不用擔心因PC硬盤的損壞而發生資料丟失事件。
1.狹義云計算
提供資源的網絡被稱為“云”。“云”中的資源在使用者看來是可以無限擴展的,并且可以隨時獲取,按需使用,隨時擴展,按使用付費。這種特性經常被稱為像水電一樣使用IT基礎設施。[2]
1.廣義云計算
這種服務可以是IT和軟件、互聯網相關的,也可以是任意其他的服務。
解釋:
這種資源池稱為“云”。“云”是一些可以自我維護和管理的虛擬計算資源,通常為一些大型服務器集群,包括計算服務器、存儲服務器、寬帶資源等等。云計算將所有的計算資源集中起來,并由軟件實現自動管理,無需人為參與。這使得應用提供者無需為繁瑣的細節而煩惱,能夠更加專注于自己的業務,有利于創新和降低成本。
有人打了個比方:這就好比是從古老的單臺發電機模式轉向了電廠集中供電的模式。它意味著計算能力也可以作為一種商品進行流通,就像煤氣、水電一樣,取用方便,費用低廉。最大的不同在于,它是通過互聯網進行傳輸的。
云計算是并行計算(Parallel Computing)、分布式計算(Distributed Computing)和網格計算(Grid Computing)的發展,或者說是這些計算機科學概念的商業實現。云計算是虛擬化(Virtualization)、效用計算(Utility Computing)、IaaS(基礎設施即服務)、PaaS(平臺即服務)、SaaS(軟件即服務)等概念混合演進并躍升的結果。
總的來說,云計算可以算作是網格計算的一個商業演化版。我國劉鵬教授早在2002年,就針對傳統網格計算思路存在不實用問題,提出計算池的概念:“把分散在各地的高性能計算機用高速網絡連接起來,用專門設計的中間件軟件有機地粘合在一起,以Web界面接受各地科學工作者提出的計算請求,并將之分配到合適的結點上運行。計算池能大大提高資源的服務質量和利用率,同時避免跨結點劃分應用程序所帶來的低效性和復雜性,能夠在目前條件下達到實用化要求。”這個理念與當前的云計算非常接近。劉鵬教授當時通過在清華大學、北京大學、中科院計算所等單位的一系列精彩演講,推動計算池思想的普及,受到廣泛關注和接受。
云計算的特點
(1) 超大規模
云計算管理系統具有相當的規模,Google云計算已經擁有100多萬臺服務器, Amazon、IBM、微軟、Yahoo等的“云”均擁有幾十萬臺服務器。企業私有云一般擁有數百上千臺服務器。“云”能賦予用戶前所未有的計算能力。
(2) 虛擬化
云計算支持用戶在任意位置、使用各種終端獲取應用服務。所請求的資源來自“云”,而不是固定的有形的實體。應用在“云”中某處運行,但實際上用戶無需了解、也不用擔心應用運行的具體位置。只需要一臺筆記本或者一個手機,就可以通過網絡服務來實現我們需要的一切,甚至包括超級計算這樣的任務。
(3) 高可靠性
“云”使用了數據多副本容錯、計算節點同構可互換等措施來保障服務的高可靠性,使用云計算比使用本地計算機可靠。
(4) 通用性
云計算不針對特定的應用,在“云”的支撐下可以構造出千變萬化的應用,同一個“云”可以同時支撐不同的應用運行。
(5) 高可擴展性
“云”的規模可以動態伸縮,滿足應用和用戶規模增長的需要。
(6) 按需服務
“云”是一個龐大的資源池,你按需購買;云可以像自來水,電,煤氣那樣計費。
(7) 極其廉價
由于“云”的特殊容錯措施可以采用極其廉價的節點來構成云,“云”的自動化集中式管理使大量企業無需負擔日益高昂的數據中心管理成本,“云”的通用性使資源的利用率較之傳統系統大幅提升,因此用戶可以充分享受“云”的低成本優勢,經常只要花費幾百美元、幾天時間就能完成以前需要數萬美元、數月時間才能完成的任務。
云計算可以徹底改變人們未來的生活,但同時也要重視環境問題,這樣才能真正為人類進步做貢獻,而不是簡單的技術提升。
(8) 潛在的危險性
云計算服務除了提供計算服務外,還必然提供了存儲服務。但是云計算服務當前壟斷在私人機構(企業)手中,而他們僅僅能夠提供商業信用。對于政府機構、商業機構(特別象銀行這樣持有敏感數據的商業機構)對于選擇云計算服務應保持足夠的警惕。一旦商業用戶大規模使用私人機構提供的云計算服務,無論其技術優勢有多強,都不可避免地讓這些私人機構以“數據(信息)”的重要性挾制整個社會。對于信息社會而言,“信息”是至關重要的。另一方面,云計算中的數據對于數據所有者以外的其他用戶云計算用戶是保密的,但是對于提供云計算的商業機構而言確實毫無秘密可言。這就象常人不能監聽別人的電話,但是在電訊公司內部,他們可以隨時監聽任何電話。所有這些潛在的危險,是商業機構和政府機構選擇云計算服務、特別是國外機構提供的云計算服務時,不得不考慮的一個重要的前提。
原理
云計算(Cloud Computing)是分布式處理(Distributed Computing)、并行處理(Parallel Computing)和網格計算(Grid Computing)的發展,或者說是這些計算機科學概念的商業實現。
云計算的基本原理是,通過使計算分布在大量的分布式計算機上,而非本地計算機或遠程服務器中,企業數據中心的運行將更與互聯網相似。這使得企業能夠將資源切換到需要的應用上,根據需求訪問計算機和存儲系統。
這可是一種革命性的舉措,打個比方,這就好比是從古老的單臺發電機模式轉向了電廠集中供電的模式。它意味著計算能力也可以作為一種商品進行流通,就像煤氣、水電一樣,取用方便,費用低廉。最大的不同在于,它是通過互聯網進行傳輸的。
云計算的藍圖已經呼之欲出:在未來,只需要一臺筆記本或者一個手機,就可以通過網絡服務來實現我們需要的一切,甚至包括超級計算這樣的任務。從這個角度而言,最終用戶才是云計算的真正擁有者。
云計算的應用包含這樣的一種思想,把力量聯合起來,給其中的每一個成員使用。
判斷是不是云計算的三條標準
什么是云計算
到底什么是云計算?這是大家比較關注的一個問題。現在我們發現了有很多種不同的說法,到底什么是云,什么不是云,讓人很費解。有人講公有云是云,私有云不是云;還有人說支持虛擬化叫云,不支持虛擬化不叫云,但是Google不支持虛擬化,而我們都認為Google是云;還有人講有1000臺服務器是云,好像999臺就不是云。現在有個別高性能計算中心,什么都沒變,就是名字改成叫云計算中心啦。為什么有那么多人要打著云計算的旗號呢?要么賺眼球,要么圈錢,各有各的目的。
作為公眾,需要鑒別哪些是真云,哪些是假云。為此,劉鵬教授提出判斷是不是云計算的三條參考標準,供大家參考[4]:
用戶所需的資源不在客戶端而來自網絡
這是云計算的根本理念所在,即通過網絡提供用戶所需的計算力、存儲空間、軟件功能和信息服務等。
服務能力具有分鐘級或秒級的伸縮能力
如果資源節點服務能力不夠,但是網絡流量上來,這時候需要平臺在一分鐘幾分鐘之內,自動地動態增加服務節點的數量,從100個節點擴展到150個節點。能夠稱之為云計算,就需要足夠的資源來應對網絡的尖峰流量,哪怕是突然出現了“賈君鵬”這樣的熱點。過了一陣子,流量下來了,服務節點的數量在隨著流量的減少而減少。現在有的傳統IDC自稱也能提供伸縮能力,但需要多個小時之后才能提供給用戶。問題是網絡流量是不可預期的,不可能等那么久。
具有較之傳統模式5倍以上的性能價格比優勢
看了上面一條,有些人在想,沒關系,多配一些機器,流量再大也應付得了。但這不是云計算的理念。我們還有個性能價格比指標。云計算之所以是一種劃時代的技術,就是因為它將數量龐大的廉價計算機放進資源池中,用軟件容錯來降低硬件成本,通過將云計算設施部署在寒冷和電力資源豐富的地區來節省電力成本,通過規模化的共享使用來提高資源利用率。國外代表性云計算平臺提供商達到了驚人的10-40倍的性能價格比提升。國內由于技術、規模和統一電價等問題,暫時難以達到同等的性能價格比,我們暫時將這個指標定為5倍。擁有256個節點的中國移動研究院的云計算平臺已經達到了5到7倍的性能價格比提升,其性能價格比隨著規模和利用率的提升還有提升空間。
例子
這三條標準相當于三張濾網,可以一層層地濾掉那些不屬于云計算范疇的東西。讓我們來試試靈不靈——來看看下面這些是不是云計算:
PC系統:第一關過不了,因用戶所需的資源都在客戶端,所以不屬于云計算范疇;
iPhone應用軟件:如果下載到iPhone上就能獨立運行,與外界只是通信關系,則過不了第一關;如果是依托于網絡平臺運行,計算和數據資源來自網絡,iPhone端只是個訪問界面,則有可能進入云計算范疇;
Web網站:過得了第一關。但如果還過得了可伸縮性這一關,會很難過性能價格比這一關;
上網本:能過第一關,但它本身只是個終端,如果只是用于上網,則在傳統范疇,如果用于與云計算設施交互,只可劃入云計算范疇。
廣告聯盟:難過第二關。將不同網站的廣告組織在一起,就構成了廣告聯盟。發布一個廣告,可以出現在眾多的網站上。不過,由于公眾對廣告的點擊率不高,廣告聯盟不需要有大多的可伸縮性,也不容易做到——因為參與者都是眾多的小網站;
超級計算中心:如果規模夠大,勉強能過第二關,但性價比不好,過不了第三關。超級計算機都是很昂貴的,在性價比上沒有優勢。我們認為不是云;
在線Office:規模化運作后容易達到云計算的要求。例如,今天大家看到的百匯Office,還有Google的DOCS也是。
在線CRM:規模化運作后容易達到云計算的要求。提供給用戶一個月使用成本是幾十塊錢,這個遠遠優于我們使用傳統模式,是云;
IaaS:像亞馬遜租用機器的服務,所以這種性價比也非常好,租用一個虛擬機1小時只要0.1美元,也是云。
Paas:如微軟的Azure,可免費提供25GB的存儲空間,必定有非常好的性價比,也是云。
云安全:規模化運作后容易達到云計算的要求。比如360安全衛士,提供給用戶完全免費的服務,之所以能夠這樣,是因為有很高的性價比。
云計算的幾大形式
來源
InfoWorld網站同數十家公司、分析家和IT用戶討論出了云計算的幾大形式:
1.SAAS(軟件即服務)
這種類型的云計算通過瀏覽器把程序傳給成千上萬的用戶。在用戶眼中看來,這樣會省去在服務器和軟件授權上的開支;從供應商角度來看,這樣只需要維持一個程序就夠了,這樣能夠減少成本。shijiexuexi是迄今為止這類服務最為出名的公司。SAAS在人力資源管理程序和ERP中比較常用。 Google Apps和Zoho Office也是類似的服務
2.實用計算(Utility Computing)
這個主意很早就有了,但是直到最近才在shijiexuexi、Sun、IBM和其它提供存儲服務和虛擬服務器的公司中新生。這種云計算是為IT行業創造虛擬的數據中心使得其能夠把內存、I/O設備、存儲和計算能力集中起來成為一個虛擬的資源池來為整個網絡提供服務。
3.網絡服務
同SAAS關系密切,網絡服務提供者們能夠提供API讓開發者能夠開發更多基于互聯網的應用,而不是提供單機程序。
4.平臺即服務
另一種SAAS,這種形式的云計算把開發環境作為一種服務來提供。你可以使用中間商的設備來開發自己的程序并通過互聯網和其服務器傳到用戶手中。
5.MSP(管理服務提供商)
最古老的云計算運用之一。這種應用更多的是面向IT行業而不是終端用戶,常用于郵件病毒掃描、程序監控等等。
6.商業服務平臺
SAAS和MSP的混合應用,該類云計算為用戶和提供商之間的互動提供了一個平臺。比如用戶個人開支管理系統,能夠根據用戶的設置來管理其開支并協調其訂購的各種服務。
7.互聯網整合
將互聯網上提供類似服務的公司整合起來,以便用戶能夠更方便的比較和選擇自己的服務供應商。
機構稱政府應對云
云計算對于每個國家的ICT業意義重大,政策制定者需要對此足夠重視,以免錯過時機。根據國際頂級市場分析機構Ovum日前發布的報告,云計算必須成為各個國家ICT產業政策中的一部分。 云計算或會導致無形離岸外包
根據日前亞太地區公共部門ICT政策首腦的一些列討論,很顯然,云計算已經成為了他們的關注對象,而許多人將之視為威脅而非機遇。
在過去,政府已經從ICT公司的服務中獲得了諸多好處,推動了電子政務改革并且建立了和本國ICT服務以及渠道提供商之間的伙伴關系。不過,云計算要求較過去更為全面的支持,更多的ICT軟件、平臺或者基礎構架需要外包。而全球主要的以及次級的云計算提供商都來自北美,例如亞馬遜、思科、谷歌、惠普、IBM、微軟、甲骨文、SUN等。這就意味著,ICT業務將會向北美高度集中。
云計算必須成為各個國家ICT產業政策中的一部分
云計算是一場規模游戲——規模越大越好,并且最先采取行動的公司將會變得最大。其規模必須支持無所不在的接入、連接的無縫靈活性、有競爭力的價格、持續為云服務的質量、功能以及安全進行投資。
正如一句臺詞“你建好了,他們就回來”,云計算的發展之路或許如此。這就意味著相關廠商必須進行預先投資,而且其基礎構架必須能夠支持足夠大的容量。而預先投資能力則會影響到在云服務中的市場位置。
究竟如何看待云計算,對于政府而言,有些兩難。如果是將之交由市場,很可能出現的一種情況便是本土市場會被吸入“全球云”,本土公司淪落為全球主流公司的海外工廠;而如果采取政策干預,從實踐角度也無法真正關閉云端。那政府究竟應該如何著手?
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國家云或是必要的自我防御
ICT政策高管必須充分考慮云計算對于國家ICT業帶來的風險以及機遇。一方面,它或許會帶來工作以及數據的“海外建廠”。另一方面,由于云是全球性的,而法律系統卻在國家之間存在的差異,這就意味著數據安全以及隱私問題會存在爭議或者隱患。
“國家云”則可以很好地解決這兩個問題。首先,“國家云”將為本土ICT業提供市場機會;另外,政府可以根據自身的需求管理云計算,結合本國的法規政策,保證其達到自身的安全要求。然而,對于中小國家,如何同諸如亞馬遜、谷歌、IBM、微軟這些IT巨頭競爭?
政府與通信企業合力?
政府如果想在云計算中獲得主導權,需要在兩方面下功夫,一是政策;二是ICT支出。核心之處在于,能夠保證本土企業在云計算中的地位。
由于云計算的投資巨大,這就意味著,每個國家中沒有多少廠商具備同全球ICT巨頭競爭的實力,由此本國內最大的電信運營商或許會是“國家云”建設的最佳候選對象——至少他們具備資源優勢,而且一般會只關注本國市場。
當然,政府也可以同全球云服務提供商合作以刺激本國云的發展。
云計算四個顯著特點
1.數據安全可靠
首先,云計算提供了最可靠、最安全的數據存儲中心,用戶不用再擔心數據丟失、病毒入侵等麻煩。
很多人覺得數據只有保存在自己看得見、摸得著的電腦里才最安全,其實不然。你的電腦可能會因為自己不小心而被損壞,或者被病毒攻擊,導致硬盤上的數據無法恢復,而有機會接觸你的電腦的不法之徒則可能利用各種機會竊取你的數據。此前轟動一時的“艷照門”事件據報道不也是因為電腦送修而造成個人數據外泄的嗎?
反之,當你的文檔保存在類似 Google Docs 的網絡服務上,當你把自己的照片上傳到類似 Google Picasa Web 的網絡相冊里,你就再也不用擔心數據的丟失或損壞。因為在“云”的另一端,有全世界最專業的團隊來幫你管理信息,有全世界最先進的數據中心來幫你保存數據。同時,嚴格的權限管理策略可以幫助你放心地與你指定的人共享數據。這樣,你不用花錢就可以享受到最好、最安全的服務,甚至比在銀行里存錢還方便。
2.客戶端需求低
其次,云計算對用戶端的設備要求最低,使用起來也最方便。
大家都有過維護個人電腦上種類繁多的應用軟件的經歷。為了使用某個最新的操作系統,或使用某個軟件的最新版本,我們必須不斷升級自己的電腦硬件。為了打開朋友發來的某種格式的文檔,我們不得不瘋狂尋找并下載某個應用軟件。
為了防止在下載時引入病毒,我們不得不反復安裝殺毒和防火墻軟件。所有這些麻煩事加在一起,對于一個剛剛接觸計算機,剛剛接觸網絡的新手來說不啻一場噩夢!如果你再也無法忍受這樣的電腦使用體驗,云計算也許是你的最好選擇。你只要有一臺可以上網的電腦,有一個你喜歡的瀏覽器,你要做的就是在瀏覽器中鍵入 URL ,然后盡情享受云計算帶給你的無限樂趣。
你可以在瀏覽器中直接編輯存儲在“云”的另一端的文檔,你可以隨時與朋友分享信息,再也不用擔心你的軟件是否是最新版本,再也不用為軟件或文檔染上病毒而發愁。因為在“云”的另一端,有專業的 IT 人員幫你維護硬件,幫你安裝和升級軟件,幫你防范病毒和各類網絡攻擊,幫你做你以前在個人電腦上所做的一切。
3.輕松共享數據
此外,云計算可以輕松實現不同設備間的數據與應用共享。
大家不妨回想一下,你自己的聯系人信息是如何保存的。一個最常見的情形是,你的手機里存儲了幾百個聯系人的電話號碼,你的個人電腦或筆記本電腦里則存儲了幾百個電子郵件地址。為了方便在出差時發郵件,你不得不在個人電腦和筆記本電腦之間定期同步聯系人信息。買了新的手機后,你不得不在舊手機和新手機之間同步電話號碼。
對了,還有你的 PDA 以及你辦公室里的電腦。考慮到不同設備的數據同步方法種類繁多,操作復雜,要在這許多不同的設備之間保存和維護最新的一份聯系人信息,你必須為此付出難以計數的時間和精力。這時,你需要用云計算來讓一切都變得更簡單。在云計算的網絡應用模式中,數據只有一份,保存在“云”的另一端,你的所有電子設備只需要連接互聯網,就可以同時訪問和使用同一份數據。
仍然以聯系人信息的管理為例,當你使用網絡服務來管理所有聯系人的信息后,你可以在任何地方用任何一臺電腦找到某個朋友的電子郵件地址,可以在任何一部手機上直接撥通朋友的電話號碼,也可以把某個聯系人的電子名片快速分享給好幾個朋友。當然,這一切都是在嚴格的安全管理機制下進行的,只有對數據擁有訪問權限的人,才可以使用或與他人分享這份數據。
4.可能無限多
最后,云計算為我們使用網絡提供了幾乎無限多的可能
為存儲和管理數據提供了幾乎無限多的空間,也為我們完成各類應用提供了幾乎無限強大的計算能力。想像一下,當你駕車出游的時候,只要用手機連入網絡,就可以直接看到自己所在地區的衛星地圖和實時的交通狀況,可以快速查詢自己預設的行車路線,可以請網絡上的好友推薦附近最好的景區和餐館,可以快速預訂目的地的賓館,還可以把自己剛剛拍攝的照片或視頻剪輯分享給遠方的親友……
離開了云計算,單單使用個人電腦或手機上的客戶端應用,我們是無法享受這些便捷的。個人電腦或其他電子設備不可能提供無限量的存儲空間和計算能力,但在“云”的另一端,由數千臺、數萬臺甚至更多服務器組成的龐大的集群卻可以輕易地做到這一點。個人和單個設備的能力是有限的,但云計算的潛力卻幾乎是無限的。當你把最常用的數據和最重要的功能都放在“云”上時,我們相信,你對電腦、應用軟件乃至網絡的認識會有翻天覆地的變化,你的生活也會因此而改變。
互聯網的精神實質是自由、平等和分享。作為一種最能體現互聯網精神的計算模型,云計算必將在不遠的將來展示出強大的生命力,并將從多個方面改變我們的工作和生活。無論是普通網絡用戶,還是企業員工,無論是IT管理者,還是軟件開發人員,他們都能親身體驗到這種改變。
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總結
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