雲端運算

简介

比较

云计算经常与其他理念相混淆。

• 网格计算：分布式计算的一种形式，即"超级计算机和虚拟计算机"由一组联网的、松散耦合的计算机组成，共同完成非常大的任务。
• 公用事业计算：将计算和存储等计算资源打包，作为一种计量服务提供，必须支付类似于电力等传统公用事业的费用。
• 自主计算：能够自我管理的计算机系统。

云计算通常使用网格计算，具有自主特性，并像公用事业一样计费，但云计算可以被视为网格-公用事业模式的自然下一步。一些成功的云计算架构几乎没有或根本没有集中式基础设施或计费系统，包括BitTorrent和Skype等点对点网络。

建筑学

目前，大多数云计算基础设施由通过数据中心提供的可靠服务组成，这些中心建立在计算机和存储虚拟化技术之上。这些服务在世界任何地方都可以访问，"云"作为消费者所有计算需求的单一访问点出现。商业产品需要满足客户的服务质量要求，通常提供服务水平协议。开放标准和开源软件对云计算的发展也至关重要。

特征

由于客户一般不拥有基础设施，也不知道基础设施的所有细节，主要是访问或租用，所以他们可以将资源作为一种服务来消费，可能是为他们不需要的东西付费，而不是为他们实际需要使用的东西付费。很多云计算服务商采用的是公用事业计算模式，这种模式类似于电力等传统公共事业的消费方式，而有的云计算服务商则是以订阅的方式进行计费。通过在多个"租户"之间共享可消耗和"无形"的计算能力，可以提高利用率（因为服务器不会闲置），这可以大大降低成本，同时提高应用开发速度。

这种方法的一个副作用是，"计算机能力急剧上升"，因为客户不必为高峰负荷进行设计。由于"增加了高速带宽"，使其他地点的集中式基础设施也能得到同样的响应时间，从而使这种方法得以采用。

供应商

云计算由包括谷歌、亚马逊和雅虎在内的供应商以及包括IBM、英特尔、微软和SAP在内的传统厂商推动。它可以被各种用户采用，无论是个人还是大型企业。目前大多数互联网用户都在使用云服务，即使他们没有意识到这一点。例如Webmail是一种云服务，Facebook和维基百科也是一种云服务，还有联系人名单同步和在线数据备份。

历程

云是互联网的一个比喻，或者说更一般的是由他人管理的组件和服务。

其基本概念可以追溯到1960年，当时约翰-麦卡锡发表了"计算有一天可能会被组织成一种公共事业"的观点，而云计算一词在20世纪90年代初就已经在商业上使用，指的是大型ATM网络。到了21世纪初，云计算解决方案开始出现在市场上，不过这时的焦点大多是软件即服务。

亚马逊公司在网络泡沫后升级其数据中心，并在2002年通过亚马逊网络服务以实用计算的方式提供对其系统的访问，在云计算的发展中起到了关键作用。他们发现新的云架构使内部效率得到了显著的提高。

2007年的活动有所增加，包括谷歌、IBM和一些大学开始大规模的云计算研究项目，大约在这个时候，这个术语开始在主流媒体上流行起来。到2008年年中，它已成为一个热门话题，并安排了许多云计算活动。

2008年8月，Gartner指出，"各组织正在从公司拥有的硬件和软件资产转向基于每次使用的服务模式"，"预计向云计算的转变将导致某些领域的IT产品大幅增长，而其他领域则大幅减少"。

政治问题

云计算跨越许多国家的边界，"可能是全球化的最终形式"。因此，它是复杂的地缘政治问题的主题，供应商必须满足许多法律限制，才能向全球市场提供服务。这可以追溯到互联网的早期，自由主义思想家们认为"网络空间是一个独特的地方，需要有自己的法律和法律制度"；作家尼尔-斯蒂芬森在其科幻经典小说《密码学》中把它设想为一个小岛数据的天堂。

虽然一直在努力匹配法律环境（如美国-欧盟安全港），但像亚马逊网络服务这样的供应商通常通过部署本地基础设施并允许客户选择国家来应对国际市场（通常是美国和欧盟）。然而，通过不同的政府层面，仍然存在对个人安全和隐私的担忧，（例如美国爱国者法案和使用国家安全信和电子通信隐私法案标题二，存储通信法案）。

法律问题

2007年3月，戴尔公司在美国申请'"云计算"商标。2008年7月，该公司收到"允许通知"，随后于8月6日被取消，结果不到一周，该商标申请就被正式驳回。

2007年11月，自由软件基金会发布了Affero通用公共许可证(简称Affero GPL和AGPL)，这是GPLv3的一个版本，旨在弥补与设计在网络上运行的自由软件相关的法律漏洞，特别是作为服务的软件。根据AGPL许可证，服务提供商必须公布他们对AGPL开放源码的任何修改。

建筑学

云架构是由通常为云集成商工作的云架构师设计的涉及交付云计算的软件系统（如硬件、软件）的系统架构。它通常涉及多个云组件通过应用编程接口（通常是网络服务）相互沟通。

这与Unix的理念非常相似，即让多个程序做好一件事，并通过通用接口一起工作。复杂度得到控制，产生的系统比单片机更容易管理。

云架构扩展到客户端，其中网络浏览器和/或软件应用程序被用于访问云应用。

云存储架构是松散耦合的，其中元数据操作是集中的，使得数据节点可以扩展到数百个，每个节点都能独立向应用或用户提供数据。

主要特点

• 资本支出最小化，因此进入门槛低，因为基础设施由供应商拥有，不需要为一次性或不经常的密集型计算任务购买。服务通常是向零售消费者和小企业提供或专门针对他们的。
• 设备和位置的独立性，使用户无论身处何地或使用何种设备（如PC、手机等）都能访问系统。
• 多租户使大量用户能够共享资源(和成本)，允许：

• 将基础设施集中在成本较低的地区(如房地产、电力)
• 高峰负荷能力增加（用户不需要为尽可能高的负荷水平进行设计）。
• 往往只有10-20%利用率的系统的利用率和效率提高。

• 性能受到监控并保持一致，但可能会受到带宽不足或网络高负荷的影响。
• 通过多个冗余站点的方式实现可靠性，这使得它适用于业务连续性和灾难恢复，然而当中断事件发生时，IT和业务经理却无能为力。云计算事故数据库中跟踪了云中断的历史数据。
• 可扩展性，可快速满足不断变化的用户需求，而无需为高峰负荷进行设计。大规模的可扩展性和庞大的用户群是常见的，但不是绝对的要求。
• 安全性，通常会因数据集中化、增加安全资源等而得到改善，但会引起对某些敏感数据失去控制的担忧。访问通常会被记录下来，但访问审计记录本身可能很难或不可能。
• 通过提高资源利用率、提高系统效率和碳中和来实现可持续性。

组成部分

应用

云应用影响了软件架构的The Cloud模式，通常无需在客户自己的计算机上安装和运行应用程序，从而减少了软件维护、持续运营和支持。比如说

• 点对点/志愿计算（Bittorrent、SETI@home、Skype）。
• 网络应用（Facebook）
• 软件即服务(谷歌应用、Salesforce)
• 软件加服务（微软在线服务）

客户

云客户机是指依靠云来交付应用的计算机硬件和/或计算机软件，或者是专门为交付云服务而设计的，无论哪种情况，如果没有云，它基本上都是无用的。例如：

• 手机（Android、iPhone、Windows Mobile
• 瘦客户机(CherryPal、基于Zonbu gOS的系统)
• 厚重的客户端/网络浏览器(谷歌浏览器、火狐浏览器)

基础设施

云基础设施(如基础设施即服务)是指将计算机基础设施(通常是平台虚拟化环境)作为一种服务来交付。例如：

• 完全虚拟化(GoGrid、Skytap)
• 网格计算
• 管理（RightScale）
• 准虚拟化(亚马逊弹性计算云)

平台

云平台(例如平台即服务)(计算平台和/或解决方案堆栈的交付即服务)促进了应用程序的部署，而无需购买和管理底层硬件和软件层的成本和复杂性。例如：

• 网络应用框架

• Python Django (Google App Engine)
• Ruby on Rails (Heroku)

• 网站托管(Mosso)
• 专有的(Azure、Force.com)

服务项目

云服务（如网络服务）是"旨在支持通过网络进行机器对机器的互操作交互的软件系统"，可由其他云计算组件、软件（如软件加服务）或最终用户直接访问。例如：

• 身份识别(OAuth, OpenID)
• 集成（亚马逊简单队列服务
• 地图(谷歌地图、雅虎地图)
• 支付（亚马逊灵活支付服务，谷歌结账，PayPal）。
• 搜索（Alexa、谷歌自定义搜索、雅虎BOSS）。
• 其他（亚马逊机械突击队

存储

云存储是将数据存储作为一种服务(包括类似数据库的服务)来提供，通常以实用计算为基础(如每月每千兆字节)计费。例如：

• 数据库（亚马逊SimpleDB，谷歌应用引擎的BigTable数据存储）。
• 网络附加存储（MobileMe iDisk组件、Nirvanix CloudNAS）。
• 同步(Live Mesh Live桌面组件、MobileMe推送功能)
• 网络服务(亚马逊简单存储服务、Nirvanix SDN)

传统的存储厂商最近开始提供他们自己的云存储，有时与他们现有的软件产品相结合（例如赛门铁克的Backup Exec在线存储）。其他厂商则专注于提供一种为提供云存储而优化设计的新型后端存储（EMC的Atmos），归类为云优化存储。

角色

供应商

云计算提供商或云计算服务提供商拥有并运营云计算系统为他人服务。通常这需要建设和管理新的数据中心。一些组织通过成为"内部"云计算提供商并为自己提供服务来获得云计算的一些好处，尽管他们不能从同样的规模经济中获益，并且仍然必须为高峰负荷进行工程设计。进入门槛也明显较高，需要资本支出，计费和管理也会产生一些开销。然而，即使是小型组织也可以实现显著的运营效率和快速优势，服务器整合和虚拟化的推广已经在进行中。亚马逊公司是第一个这样的供应商，对其数据中心进行了现代化改造，与大多数计算机网络一样，这些数据中心在任何时候都只使用了10%的容量，只是为了给偶尔的峰值留出空间。这使得小型的、快速发展的集团能够更快、更容易地增加新的功能，他们接着在2002年以实用计算的方式将其作为亚马逊网络服务对外开放。

组件部分所列的公司是供应商。

用户

用户是云计算的消费者。在云计算中，用户的隐私越来越受到关注。用户的权利也是一个问题，目前正在通过社区努力制定一项权利法案（目前正在起草中）来解决这个问题。

供应商

厂商销售促进云计算的交付、采用和使用的产品和服务。例如：

• 计算机硬件(戴尔、惠普、IBM、Sun Microsystems)

• 存储(3PAR、EMC、MogileFS)
• 基础设施(Solace系统、第7层技术、F5网络)

• 计算机软件(3tera、GigaSpaces、Hadoop)

• 操作系统(Windows Azure、Linux和Solaris)
• 平台虚拟化(Citrix、Microsoft、VMware、Sun xVM)

标准

云标准是促进云计算发展的一些现有（通常是轻量级）开放标准之一，包括：

• 应用

• 通信(HTTP, XMPP)
• 安全性(OAuth、OpenID、SSL/TLS)
• 辛迪加(原子)

• 客户

• 浏览器(AJAX)
• 离线 (HTML 5)

• 基础设施

• 虚拟化(OVF)

• 平台

• 解决方案堆栈(LAMP，基于空间的架构)

• 服务项目

• 数据（XML、JSON）
• 网络服务(REST)

• 存储