新一代网络建设理论与实践读书笔记-云计算

Posted 2020-11-03

一、云计算定义：

维基百科：云计算是一种基于互联网的新计算方式，通  
         过互联网上异构、自治的服务为个人和企业提供按需即取的计算。  

1.云计算描述共同特征：云是一种服务 按需使用 灵活付费
2.特点：云计算是一种新的IT服务模式，支持大规模计算资源的虚拟化，
提供按需计算、动态部署、灵活扩展能力；用户只需关注业务体验，无需关注具体技术实现细节
二、为什么需要云计算
从企业的IT建设过程进行分析：
第一阶段：大集中阶段。
（1）将企业分散的数据资源和IT资源进行了物理集中，形成了规模化的数据中心基
础设施，解决了数据业务分散时期混乱无序的问题；同时在数据集中中后期开始容灾建设，以金融为热点行业开展了容灾建设热潮，面向应用级容灾（数据零丢失为目标）。
（2）总结：解决了企业IT分散管理和容灾的问题。
（3）存在的问题：系统建设成本高，周期长，集中的大规模IT基础设施出现了大量系统利
用率不足的问题，不同的系统运行在独占的硬件资源中效率低下，而数据中心的能耗和空间问题逐步突显出来。
第二阶段：虚拟化阶段。
（1）以降低成本，提高IT运行灵活性，提升资源利用率为目的的虚拟化部署方案。虚拟化
屏蔽了不同物理设备的异构性，将基于标准化接口的物理资源虚拟化成逻辑上完全标准 化和一致化的逻辑计算资源和逻辑存储空间。将多台服务器整合成单台，每台服务器运行多种应用的虚拟机，实现物理服务器资源利用率的提升；计算和存储资源的逻辑化变更，特别是虚拟机克隆，使得数据中心IT实施的灵活性大幅提升；应用以VM为单元部署运行，数据中心服务器数量大大减少，且计算能效提高，使得数据中心的能耗和空间问题得到控制。
（2）总结：提升了企业IT架构的灵活性，数据中心资源利用率得到有效提高，运行成本降
低。
（3）存在的问题：数据中心的各种系统（包括软硬件与基础设施）是一大笔资源投入；新系统（特别是硬件）在建成后一般经历3~5年即面临逐步老化与更换的问题，而软件技术则不断面临升级的压力；
第二阶段：云计算阶段。
企业IT产生新的期望：IT资源能够弹性扩展，按需服务，将服务作为IT的核心，提升业务敏捷性，进一步降低成本。云计算架构可以由企业自己架构和第三方云设施，但基本趋势是企业将逐步采用租用IT资源的方式来实现业务需求，计算、存储、网络将成为企业IT运行的一种被使用的资源，按需获得即可。

总结：三个阶段中，大集中和容灾是面向数据中心物理组件和业务模块，虚拟化是面向数据中心的计算和存储资源，云计算最终面向IT服务。云计算最终根本改变了传统IT的服务结构，它剥离了IT系统中与企业核心业务无关的因素（如IT基础设施），将IT与核心业务完全融合，使企业IT服务能力与自身业务变化相适应。

三、云计算的技术驱动力
1.标准化：公共技术的长期发展，使得基础组件的标准化非常完善；开源技术使得很多系统架构和软件基础架构相同，为整合提供了基础；硬件标准接口实现了硬件层面的互通，即使非常封闭的大型机目前也支持对外直接出IP接口。大规模云计算运营的云计算能够极大降低单位建设成本。
2.虚拟化与自动化：虚拟化技术不断纵深发展，IT资源已经可以通过自动化的架构提供全局动态调度能力，自动化提升了IT架构的伸缩性和扩展性。
3.并行与分布式：大规模的计算与数据处理系统已经在分布式、并行处理的架构上得到广泛应用，计算算密集、数据密集、大型数据文件系统成为云计算的实现基础，从而要求整个基础架构具有更高的弹性和扩展性。

4.带宽：大规模的数据交换需要超高带宽支撑，网络平台在40Gbps/100Gbps能力下可具备更扁平化的结构，使得云计算的信息交互以最短快速路径执行。

四、云计算模型
1.服务层次划分
（1）最低层是IT Foundation，是构成云计算的IT基础设施的集合，即不同的软硬件厂商的产品和
方案。
（2）IaaS(Infrastructure as a Servcie，基础架构即服务)。通过虚拟化、动态化将IT基础资
源（计算、网络、存储）形成资源池。资源池即是计算能力的集合，终端用户（企业）可以通过网络获得自己所需要的计算资源，运行自己的业务系统，只需对自己的所使用资源付费即可。
（3）PaaS(Platform as a Service，平台即服务)。除了提供基础计算能力，还具备了业务的开
发运行环境，对于企业或终端用户而言，为业务创新提供快速低成本的环境。
（4）SaaS(Soft ware as aService，软件即服务)。软件拿来即用，不需要用户安装，软件真正
运行在ISP的云计算中心。软件升级与维护无需终端用户参与，按需使用，不使用不付费

总结：层次化的云计算又称为I-P-S云计算，各层可独立提供云服务，下一层架构也可以为上一层云计算
提供支撑。
2.云归属分类
（1）公有云。一般由ISP构建，面向公众和企业提供服务，由ISP运营。
（2）私有云。由企业自身构建的为内部提供云服务的云。
（3）混合云。当企业既有私有云，同时又采用公共云计算服务，两种云之间形成一种内外数据相互流
动的形态，即为混合云。

五、云计算服务交付方式
（1）企业所有，自行运营。典型私有云模式，企业自建自用，基础资源在企业数据中心内部，自己进
行企业运行维护。
（2）企业所有，运维外包。私有云，企业投资建成，云计算架构的运行维护外包给服务商，基础资源
依然在企业数据中心。
（3）企业所有，运维外包，外部运行。企业投资建设私有云，但云计算架构位于服务商的数据中心
内，企业通过网络访问云资源，这是一种物理形体的托管型。
（4）企业租赁，外部运行，资源独占。由SP构建云计算基础资源，企业只是租用基础资源形成自身
业务的虚拟云计算，但相关物理资源完全由企业独占使用，这是一种虚拟的托管型服务(数据托管)。
（5）企业租赁，外部运行，资源共享调度。由SP构建，多个企业同时租赁SP的云计算资源，资源的
隔离与调度由SP管理，企业只关注自身业务，不同企业在云架构内虚拟化隔离，形成一种共享的私有云模式。
（6）公共云服务。由SP为企业或个人提供面向互联网的公共服务(如邮箱、即时通信、共享容灾等),
云架构与公共网络连接，由SP保证不同企业与用户的数据安全。

六、云发展过程
从更长远的周期来看，云的形态会不断演化，从孤立的云逐步发展到互联的云。
在云计算建设初期，发展比较快的是公共云，
（1）企业的数据中心依然是传统T架构，但随着面向互联网应用的公共云服务快速发展，不同的ISP会
构建各自的云。这些云之间相互孤立，为互联网的不同用户需求收集服务(如搜索、邮件等)，企业数据中心与公共云之间存在公网互联(企业可能会采用公共云服务)
（2）企业开始构建自己的私有云或租赁SP提供的私有云服务，这阶段是企业数据中心架构的变化，同
时，企业为降低成本，采用公共云服务的业务会增加。
（3）企业为进一步降低IT成本,逐步过渡到采用SP提供的虚拟私有云服务(也可能直接跨过第二阶段到
第三阶段),存在企业内部云与外部云的互通，形成混合云模式。
（4）由于成本差异和服务差异，企业会采用不同SP提供的云计算服务，因此，形成了一种不同云之间
的互联形态，即互联云。
总结：云计算带来IT模式的变化和IT服务的变革，企业和用户只需要关注数据，而对数据的计算存储方
式、效率均采用云服务来实现和提升，云的供应商则将核心业务重点放在IT架构的运营上,服务将成为下一代IT的核心内容。