[架构之路-128]-《软考-系统架构设计师》-计算机网络 -2- 云计算概述（IaaS, Paas，SaaS)

Posted 2023-03-08 文火冰糖的硅基工坊

第5章 云计算

网络化CPU、网络化的OS、网络化中间件、网络化应用程序

5.1 概述

云计算（cloud computing）是分布式计算的一种，指的是通过网络“云”将巨大的数据计算处理程序分解成无数个小程序，然后，通过多部服务器组成的系统进行处理和分析这些小程序得到结果并返回给用户。云计算早期，简单地说，就是简单的分布式计算，解决任务分发，并进行计算结果的合并。因而，云计算又称为网格计算。通过这项技术，可以在很短的时间内（几秒钟）完成对数以万计的数据的处理，从而达到强大的网络服务。

现阶段所说的云服务已经不单单是一种分布式计算，而是分布式计算、效用计算、负载均衡、并行计算、网络存储、热备份冗杂和虚拟化等计算机技术混合演进并跃升的结果。

云计算指通过计算机网络(多指因特网)形成的计算能力极强的系统，可存储、集合相关资源并可按需配置，向用户提供个性化服务。

5.2 云计算完整协议栈

5.3 服务类型

通常，它的服务类型分为三类，即基础设施即服务(IaaS)、平台即服务(PaaS)和软件即服务(SaaS)。

这3种云计算服务有时称为云计算堆栈，因为它们构建堆栈，它们位于彼此之上，以下是这三种服务的概述： [6]

（1）基础设施即服务（IaaS) => 硬件 + 操作系统

基础设施即服务是主要的服务类别之一，它向云计算提供商的个人或组织提供虚拟化计算资源，如虚拟机CPU、存储、网络和操作系统OS。

（2）平台即服务(PaaS) => 中间件服务，大平台

PAAS平台即(Platform-as-a-Service：平台即服务)，把应用服务的(运行和开发)环境作为一种服务提供的商业模式。

平台即服务是一种服务类别，为开发人员提供通过全球互联网构建应用程序和服务的平台。

Paas为开发、测试和管理软件应用程序提供按需开发环境。

PaaS 是云中的完整开发和部署环境，其资源使组织能够提供从简单的基于云的应用到复杂的支持云的企业应用程序的所有内容。 资源是按照“即用即付”的方式从云服务提供商处购买的，并通过安全的 Internet 连接进行访问。 [2]

PaaS 通常用于以下场景：

开发框架。 PaaS 提供了一种框架，开发人员可以基于该框架进行构建，从而开发或自定义基于云的应用程序。 就像 Microsoft Excel 宏一样，PaaS 使开发人员能够使用内置软件组件创建应用程序。 包含可扩展性、高可用性和多租户功能等在内的云功能减少了开发人员的代码编写工作量。

Analytics 或商业智能。 借助作为 PaaS 服务提供的工具，组织可以分析和挖掘其数据。 他们可以查找见解和模式并预测结果，以改进预测、产品设计和投资回报等业务决策。

（3）软件即服务(SaaS) => 应用程序，小产品

软件即服务也是其服务的一类，通过互联网提供按需软件付费应用程序，云计算提供商托管和管理软件应用程序，并允许其用户连接到应用程序并通过全球互联网访问应用程序。45.3 特点

云计算的可贵之处在于高灵活性、可扩展性和高性比等，与传统的网络应用模式相比，其具有如下优势与特点： [5]

5.4 云计算技术特征

（1）网络技术、网络化。

可以这样讲，没有互联网技术，就没有云计算。互联网支撑起来云计算运行环境。

通过网络，分布在不同地方的用户就可以通过Web浏览器使用分布式的云计算服务。

（2）虚拟化技术。

必须强调的是，虚拟化突破了时间、空间的界限，是云计算最为显著的特点，虚拟化技术包括应用虚拟和资源虚拟两种。

众所周知，物理平台与应用部署的环境在空间上是没有任何联系的，正是通过虚拟平台对相应终端操作完成数据备份、迁移和扩展等。 [5]

虚拟化技术是在物理计算机硬件或操作系统之上，再虚拟出多个不同的计算机。这是云计算的核心和关键！没有虚拟的计算机，可以无法实现云计算机的其他特征，设想一下，如果全部时物理机器，如何实现计算机资源的动态创建、动态分配、动态关闭呢？

• 虚拟化服务器 （CPU + 操作系统）

• 虚拟化存储

• 虚拟化网络

（3）动态可扩展。

云计算具有高效的运算能力，在原有服务器基础上增加云计算功能能够使计算速度迅速提高，最终实现动态扩展虚拟化的层次达到对应用进行扩展的目的。 [5]

（4）按需部署。

计算机包含了许多应用、程序软件等，不同的应用对应的数据资源库不同，所以用户运行不同的应用需要较强的计算能力对资源进行部署，而云计算平台能够根据用户的需求快速配备计算能力及资源。 [5]

（5）灵活性高。

目前市场上大多数IT资源、软、硬件都支持虚拟化，比如存储网络、操作系统和开发软、硬件等。虚拟化要素统一放在云系统资源虚拟池当中进行管理，可见云计算的兼容性非常强，不仅可以兼容低配置机器、不同厂商的硬件产品，还能够外设获得更高性能计算。 [5]

（6）可靠性高。

倘若服务器故障也不影响计算与应用的正常运行。因为单点服务器出现故障可以通过虚拟化技术将分布在不同物理服务器上面的应用进行恢复或利用动态扩展功能部署新的服务器进行计算。 [5]

（7）性价比高。

将资源放在虚拟资源池中统一管理在一定程度上优化了物理资源，用户不再需要昂贵、存储空间大的主机，可以选择相对廉价的PC组成云，一方面减少费用，另一方面计算性能不逊于大型主机。 [5]

（8）可扩展性。

用户可以利用应用软件的快速部署条件来更为简单快捷的将自身所需的已有业务以及新业务进行扩展。如，计算机云计算系统中出现设备的故障，对于用户来说，无论是在计算机层面上，亦或是在具体运用上均不会受到阻碍，可以利用计算机云计算具有的动态扩展功能来对其他服务器开展有效扩展。这样一来就能够确保任务得以有序完成。在对虚拟化资源进行动态扩展的情况下，同时能够高效扩展应用，提高计算机云计算的操作水平。