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云计算 ── cloud computing 基础设施即服务 IaaS PaaS SaaS 大数据

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发表于 2017-10-4 19:29:49 | 显示全部楼层 |阅读模式
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云计算 ── cloud computing 基础设施即服务 IaaS PaaS SaaS 大数据

云计算是 Grid 计算、(广义基于 Service-Oriented Architecture SOA 的) SaaS 技术理念的融合、提升、发展后的产物。


云计算是通过使计算分布在大量分布式计算机上,而非本地计算机或远程服务器中,企业数据中心的运行与互联网更相似。这使得企业能够将资源切换到需要的应用上,根据需求访问计算机和存储系统。


云计算起源于大型互联网企业,成本压力、指数级的业务增长压力,使之关注于物理资源的利用率、应用的可扩展性。在应用服务器层,通过 Cluster Session 来实现水平扩展;在数据存储层,采用基于 BASE 模型的 NOSQL 数据存储来实现扩展。


“云“ 使用了数据多副本容错、计算节点同构可互换等措施来保障服务的高可靠性,使用云计算比使用本地计算机可靠。云计算并不针对特定应用,在 “云“ 的支撑下可构造出千变万化的应用,同一个 “云“ 可同时支撑不同应用的运行。“云“ 是一个庞大资源池,可按需购买,也可以像自来水、电、煤气那样计费。由于 “云“ 的特殊容错措施,可采用极其廉价的节点构成云。“云“ 的自动化集中式管理,使大量企业无需负担日益高昂的数据中心管理成本。“云“ 的通用性,使资源的利用率较之传统系统大幅提升。因此,用户可以充分享受 “云“ 的低成本优势,花几百美元、几天时间就能完成以前需数万美元、数月时间才能完成的任务。


云计算支持用户在任意位置、使用各种终端获取应用服务。所请求的资源来自 “云“,而不是固定有形实体。应用在 “云“ 中某处运行,但实际上用户无需了解、也不用担心应用运行的具体位置。只需要一台笔记本或手机,就可通过网络服务实现我们需要的一切,甚至包括超级计算任务。


“云“ 能赋予用户,前所未有的计算能力。但 “云“ 要具有相当规模,企业私有云,一般拥有数百上千台服务器。“云“ 规模可动态伸缩,以满足应用和用户规模增长的需要。Google 云计算已拥有 100 多万台服务器,Amazon、IBM、MicroSoft 微软、Yahoo 等的 “云“ 均拥有几十万台服务器。


云计算 (cloud computing) 是基于互联网相关服务的增加、使用、交付模式,通常涉及通过互联网来提供动态易扩展,且经常是虚拟化的资源。


美国国家标准与技术研究院 (NIST) 定义:云计算是一种按使用量付费的模式,这种模式提供可用、便捷、按需的网络访问, 进入可配置的计算资源共享池 (资源包括:网络、服务器、存储、应用软件、服务),这些资源能被快速提供,只需投入很少管理工作,或与服务供应商进行很少交互。


据 美国国家标准与技术研究院 (NIST) 定义,云计算有 SPI ( 即 SaaS) 、PaaS、IaaS 三大服务模式,而 PaaS 和 IaaS 则源于 SaaS 理念。


PaaS 和 IaaS 可直接通过 SOA ( Service-Oriented Architecture) 和 Web Services 向平台用户提供服务,也可作为 SaaS 模式支撑平台间接向最终用户提供服务。


2009 年 9 月阿里巴巴在十周年庆典上宣布成立子公司 "阿里云”,该公司将专注于云计算领域的研发。"阿里云” 将打造中国互联网数据第一分享平台,成为以数据为中心的先进的云计算服务公司。


由于云计算应用的不断深入,及对大数据处理需求的不断扩大,用户对性能强大、可用性高的 4 路、8 路服务器需求强劲。2011 年浪潮以天梭 TS850 产品实现了超 15% 市场占有率,以不到 1% 的差距排名 IBM、HP之后,成为中国高端服务器三强。


云计算除了提供计算服务外,还必然提供存储服务。但是,云计算当前主要垄断在私人机构或企业手中。对于政府机构、商业机构 (特别像持有敏感数据的商业银行),选择云计算服务应保持警惕。一旦商业用户大规模使用私人机构提供的云计算服务,无论其技术优势如何,都不可避免地让这些私人机构能以“数据信息“ 的重要性进行挟制。现代社会,“信息“ 至关重要。对于数据所有者以外的其他用户,数据是保密的,但对于提供云计算的商业机构确是毫无秘密可言。所有这些潜在的危险,也是商业机构和政府机构选择云计算服务、特别是国外机构提供的云计算服务时,不得不考虑的一个重要前提。


软件开发

云计算环境下,软件技术、架构会发生显著变化。

01、所开发的软件必须与云相适应,能与虚拟化为核心的云平台有机结合,适应运算能力、存储能力的动态变化。


02、要能满足大量用户的使用,包括数据存储结构、处理能力。


03、要互联网化,基于互联网提供软件的应用。


04、安全性要求更高,可以抗攻击,并能保护私有信息。


05、可工作于移动终端、手机、网络计算机等各种环境。


云计算环境下,软件开发的环境、工作模式也将发生变化。虽然,传统的软件工程理论不会发生根本性变革,但基于云平台的开发工具、开发环境、开发平台将要为敏捷开发、项目组内协同、异地开发等带来便利。软件开发项目组内可以利用云平台,实现在线开发,并通过云实现知识积累、软件复用。


云计算环境下,软件产品的最终表现形式将更为丰富多样。在云平台上,软件可以是一种服务 (如 SaaS),也可以是一个 Web Services,也可以是可在线下载的应用 (如 Apple 苹果在线商店中的应用) 等。


软件测试

在云计算环境下,由于软件开发工作的变化,也必然会对软件测试带来影响和变化。软件技术、架构发生变化,要求软件测试的关注点也应做出相应调整。


在关注传统软件质量的同时,还应关注云计算环境所提出的新质量要求。譬如:软件动态适应、大量用户支持、安全性、多平台兼容性等。


云计算环境下,软件开发工具、环境、工作模式发生了转变,也就要求软件测试的工具、环境、工作模式也应发生相应转变。软件测试工具也应工作于云平台之上,测试工具的使用也应通过云平台来进行,而不再是传统的本地方式。


软件测试的环境也可移植到云平台上,通过云构建测试环境。软件测试也应可通过云实现协同、知识共享、测试复用。


软件产品表现形式的变化,要求软件测试可对不同形式的产品进行测试 (如 Web Services 测试,互联网应用的测试,移动智能终端内软件的测试等)。


发展历程

云计算主要经历了 4 个阶段,才发展到现在比较成熟的水平,依次是电厂模式、效用计算、网格计算、云计算。


01、电厂模式

电厂模式好比是利用电厂的规模效应,降低电力价格,并让用户使用起来更方便,且无需维护和购买任何发电设备。


02、效用计算

1960 年前,当时的计算设备价格是非常昂贵的,远非普通企业、学校和机构所能承受,所以很多人产生了共享计算资源的想法。


196 1年人工智能之父 "麦肯锡",在一次会议上提出 "效用计算" 概念。其核心是借鉴了电厂模式,具体目标是整合分散在各地的服务器、存储系统及应用程序来共享给多个用户,让用户能像把灯泡插入灯座一样使用计算机资源,并根据其所使用的量来付费。由于当时整个 IT 产业还处于发展初期,很多强大的技术还未诞生 (比如:互联网等),所以,虽然此想法一直为人称道,但 “叫好不叫座”。


03、网格计算

网格计算是研究,如何把一个需要非常巨大计算能力才能解决的问题分成许多小的部分;然后,把这些部分分配给许多低性能的计算机来处理,最后把这些计算结果综合起来攻克大问题。


可惜的是,由于网格计算在商业模式、技术和安全性方面的不足,使得其并没有在工程界和商业界取得预期的成功。


04、云计算

云计算的核心与效用计算和网格计算非常类似,也是希望 IT 技术能像使用电力那样方便,并且成本低廉。


但与效用计算和网格计算不同的是,2014 年后云计算在需求方面已有一定规模,同时在技术方面也已基本成熟。


SaaS

SaaS 是 Software as a Service "软件即服务" 的简称。SaaS 在 CRM 领域应用广泛,更广义的工具化 SaaS 如视频会议、企业邮箱等。


提供给客户的服务,是运营商运行在云计算基础设施上的应用程序,SaaS 用户可在各种设备上通过客户端界面访问 (如:浏览器)。


SaaS 用户不需要管理或控制任何云计算基础设施,包括网络、服务器、操作系统、存储等。


SaaS 是随着互联网技术的发展及应用软件的成熟, 在 21 世纪开始兴起的一种完全创新的软件应用模式。SaaS 和 on-demand software 按需软件、the application service provider (ASP) 应用服务提供商、hosted software 托管软件等具有相似含义。SaaS 提供商会通过有效技术措施,保证每家企业数据的安全性和保密性。


最早的 Application Service provider  (ASP) 应用服务提供商是 Salesforce 和 Netsuite,其后还有一批跟随企业,这些厂商创业时都专注于客户关系管理 (CRM) 的在线化,但 ASP 厂商很快遭遇互联网泡沫破裂,风险资本撤离互联网企业,大批 ASP 厂商破产。


在云计算还没有盛行的年代,就已经有了一些 SaaS 应用,譬如:无需安装就可通过浏览器使用 Google、百度等搜索引擎,E-mail 邮箱系统。在 PC 上使用的 MicroSoft 微软 Office Word、Excel、PowerPoint 等办公软件,通常需要在本地安装才能使用的;而在GoogleDocs (DOC、XLS、ODT、ODS、RTF、CSV 和 PPT 等)、Microsoft Office Online (WordOnline、ExcelOnline、PowerPointOnline 和 OneNoteOnline) 网站上,无需本机安装,打开浏览器注册帐号,就可随时随地通过网络来使用这些软件编辑、保存、阅读文档。用户只需使用,无需升级、维护软件等操作。


随着 SaaS 的细化和深入发展,除 CRM 外,ERP、eHR、SCM 等系统也开始 SaaS 化。ERP 这样的企业应用,部署和实施比软件本身的功能、性能更为重要,万一部署失败,那所有的投入几乎全部白费,这样的风险是每个企业用户都不愿看到的。ERP、CRM 项目部署周期至少需要 1 - 2 年甚至更长时间,而 SaaS 软件项目的部署通常只需其五分之一的时间,且用户无需在软件许可和硬件方面进行投资。传统软件在使用方式上受空间、地点限制,必须在固定设备上使用,而 SaaS 软件项目可在任何能接入互联网的地方随时使用。


2010 年阿里巴巴宣布放弃 SaaS 业务,意味着中国 SaaS 的路并不平坦。在经过几年的喧嚣后,SaaS 变得冷清了许多,“云“ 取代 SaaS 成为新热点。


PaaS

PaaS 是 Platform as a Service "平台即服务" 的简称。PaaS 是把服务器平台作为一种服务提供的商业模式。


简单地说,PaaS 就是指云计算环境中的应用基础设施服务,也就是 "中间件服务"。PaaS 在云架构中位于中间层,其上层是 SaaS,其下层是 IaaS。


On-Premise 传统部署方式下,应用基础设施 (即中间件) 种类很多, 包括:应用服务器、数据库、ESB, BPMPortal消息中间件远程对象调用中间件等。对于 PaaS 平台,Gartner 把它们分为 2 类:一是应用部署和运行平台 APaaS (application platform as a service),另一是集成平台 IPaaS (integration as a service)。 人们经常说的 PaaS 平台基本上是指 APaaS,如 Force 和 Google App Engine。


PaaS 实际上是把应用研发平台作为一种服务,以 SaaS 的模式提交给用户。因此,PaaS 也是 SaaS 模式的一种应用。但 PaaS 的出现可加快 SaaS 的发展,尤其是加快 SaaS 应用的开发速度。


PaaS 能将各种现有业务能力进行整合,可归类为:应用服务器、业务能力接入、业务引擎、业务开放平台,向下根据业务能力需要测算基础服务能力,通过 IaaS 提供的 API 调用硬件资源,向上提供业务调度中心服务,实时监控平台的各种资源,并将这些资源通过 API 开放给 SaaS 用户。


提供给消费者的服务,是把客户采用开发语言 (如:Java、python、.Net 等) 或工具开发或收购的应用程序,部署到供应商的云计算基础设施上。


PaaS 用户无需管理或控制底层的云基础设施,包括网络、服务器、操作系统、存储等。但 PaaS 用户能控制部署的应用程序,也能控制运行应用程序的托管配置环境。


IaaS

IaaS 是 Infrastructure as a Service "基础设施即服务" 的简称。消费者通过 Internet 可从完善的计算机基础设施获得服务,这类服务就是 "基础设施即服务"。基于 Internet 的服务 (如:存储、数据库) 都是 IaaS 的一部分。


IaaS 通常分为 3 种:公有云、私有云、混合云。


提供给消费者的服务,是对所有设施的利用。包括处理器、存储、网络及其它基本计算资源。IaaS 用户能部署和运行任意软件,包括操作系统、应用程序。


IaaS 用户无需管理或控制任何云计算基础设施,但能控制操作系统的选择、储存空间、部署的应用,也有可能获得有限制的网络组件 (如:防火墙、负载均衡器等) 的控制。


IaaS 也存在安全漏洞,如服务商提供的是共享基础设施 (如 CPU 缓存、GPU 等对于使用者而言并不是完全隔离的),这样当一个攻击者得逞时,全部服务器都会向攻击者敞开大门,即使使用了 hypervisor,有些客户机操作系统也能获得基础平台不受控制的访问权。解决办法:开发一个强大的分区和防御策略,IaaS 供应商必须监控环境是否有未经授权的修改和活动。



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