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《系统架构设计师教程（第2版）》第11章-未来信息综合技术-06-云计算(Cloud Computing) 技术概述

news 来源：原创 2024/9/20 7:26:37

文章目录

1. 相关概念
2. 云计算的服务方式
- 2.1 软件即服务 (SaaS)
- 2.2 平台即服务 (PaaS)
- 2.3 基础设施即服务 (IaaS)
- 2.4 三种服务方式的分析
- - 2.4.1 在灵活性
  - 2.4.2 方便性方
3. 云计算的部署模式
- 3.1 公有云
- 3.2 社区云
- 3.3 私有云
- 3.4 混合云
4. 云计算的发展历程
- 4.1 虚拟化技术
- 4.2 分布式计算技术
- 4.3 软件应用模式的发展

1. 相关概念

标志：谷歌和IBM宣布联合加入“云计算”的研究工作，并给出定义。
定义：“‘云计算’是同时描述一个系统平台或者一类应用程序的术语
- 在平台方面：
  - 云计算平台按需进行动态部署、配置、重新配置以及取消服务等
  - 在云计算平台中的服务器可以是物理或虚拟的服务器
  - 通常包含一些其他的计算资源，如存储区域网络 (SANs), 网络设备，防火墙等
- 在应用方面
  - 云计算描述了一类可以通过互联网进行访问的可扩展应用程序
  - 这类云应用基于大规模数据中心及高性能服务器来运行网络应用程序与Web服务
  - 用户可以通过合适的互联网接入设备，以及标准的浏览器访问云计算应用程序

教材对IBM给出定义的解析如下：
明确指出云计算概念的内涵包含两个方面：平台和应用

平台：即基础设施，云计算应用程序需要构建在平台之上
云计算应用：所需的计算与存储通常在“云端”完成，客户端需要通过互联网访问计算与存储能力。

2. 云计算的服务方式

在对云计算定义深入理解的基础上，产业界和学术界对云计算的服务方式进行了总结。目
前一致认为云计算自上而下具有“软件即服务 (Software as a Service)”、 “平台即服务 (Platform
as a Service,PaaS)” 和“基础设施即服务 (Infrastructure as a Service,laaS)” 三类典型的服务
方式，下面将依次简要论述。

2.1 软件即服务 (SaaS)

概念：
- Software as a Service
服务过程
- 服务提供商将应用软件统一部署在云计算平台上
- 客户根据需要通过互联网向服务提供商订购应用软件服务
- 服务提供商根据客户所订购软件的数量、时间的长短等因素收费，并且通过标准浏览器向客户提供应用服务

2.2 平台即服务 (PaaS)

概念：
- Platform as a Service
- 服务提供商将分布式开发环境与平台作为一种服务来提供
过程：
- 厂商提供开发环境、服务器平台、硬件资源等服务给客户
- 客户在服务提供商平台的基础上定制开发自己的应用程序，并通服务器和互联网传递给其他客户

2.3 基础设施即服务 (IaaS)

概念：
- Infrastructure as a Service
- 服务提供商将多台服务器组成的“云端”基础设施作为计量服务提供给客户。

服务提供商将内存、 I/O设备、存储和计算能力等整合为一个虚拟的资源池，为客户提供所需要的存储资源、虚拟化服务器等服务。

2.4 三种服务方式的分析

2.4.1 在灵活性

排序：SaaS < PaaS < laaS
原因：用户可以控制的资源越来越底层，粒度越来越小，控制力增强，灵活性也增强

2.4.2 方便性方

排序：IaaS < PaaS < SaaS
原因：
- IaaS：只提供CPU、存储等底层基本计算能力，用户必须在此基础上针对自身需求构建应用系统，工作量大，方便性差
- SaaS：服务提供商直接将具有基本功能的应用软件提供给用户，用户根据自身需求进行简单配置后即可上线，工作量小，方便性较好
- PaaS：以特定的互联网资源为中心，采用开放平台的形式，为上层 SaaS 应用的开发提供API。

3. 云计算的部署模式

根据NIST 的定义，云计算从部署模式分为公有云、社区云、私有云和混合云四种类型

3.1 公有云

概述：在公有云模式下，云基础设施是公开的，可以自由地分配给公众
优势
- 价格低
- 方便整合上下游用户，打造生态系统

3.2 社区云

概念：云基础设施被社区内的一个或多个组织所拥有、管理及操作

3.3 私有云

概念：云基础服务设施分配给单个组织

这个组织可由过个组织组成，他的管理操作可分配给先关的第三方组织

3.4 混合云

概念：公有云、私有云和社区云的组合
示例：由于安全和控制原因，企业将公有信息放置在公有云，私有信息、敏感信息放置在私有云

4. 云计算的发展历程

4.1 虚拟化技术

可以看作是laaS服务模式的发展历程

首次提出：1959年6月的国际信息处理大会
核心思想：使用虚拟化软件在一台物理机上虚拟出一台或多台虚拟机
虚拟机：使用系统虚拟化技术，运行在一个隔离环境中、具有完整硬件功能的逻辑计算机系统。
优点：可实现计算机资源利用的最大化

4.2 分布式计算技术

分布式计算技术的发展可以看作是PaaS服务模式的发展历程

20世纪70年代左右出现

大致经历了程序在多处理器上的运行、分布式对象、 Web 服务、网格计算、对等计算和效用计算等几个主要的阶段

分布式计算：
- 具有多个处理和存储系统
- 在松耦合或集中控制的方式下
- 由并发进程或多个程序进行任务处理的计算方式
和并行计算的异同
- 分布式计算是并行计算的一种形式
- 不同：
  - 并行计算：一个程序的不同部分在单一计算机内部的多个处理器上同时且独立地执行
  - 分布式计算：将一个复杂或大规模的计算任务分割成多个较小的部分，这分配到通过网络连接的不同计算机上执行，最后将各部分的计算结果汇总以完成整个计算任务