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云计算通读

详情请见:云计算技术与应用学习教程(精华版)

1.软件是什么

键盘和鼠标是最常见的输入设备,显示器和音箱是最常见的输出设备,CPU、内存、存储和网络统称为计算资源

两个概念:实时输入/输出和批量输入/输出。

  • 实时输入/输出是指 CPU 执行输入/输出步骤时,立即完成输入/输出动作。
  • 批量输入/输出是一次性输入全部的信息,一次性输出全部的计算结果。

对于实时的强交互性软件,有两种解决方法:

就近部署云计算分支中心。改造软件以便能通过网页浏览器访问,用户只与本地的网页浏览器进行实时输入/输出交互,而网页浏览器与“云”中软件进行批量输入/输出传输

2.计算机由哪些软件和硬件组成?

计算机系统逻辑层次结构
图 1 计算机系统逻辑层次结构

手段与目的分离是云计算的另一个特征,即云计算服务提供商拥有计算资源这个“手段”,而云计算用户拥有数据资料这个“目的”。

3.计算机网络(因特网)是什么?

消息的打包和传递都是由计算机网络自动完成的,而且以电或光的速度传播,所以速度非常快。传递路径上转发机构(通常是路由器)的多少决定了一条消息到达对方计算机所消耗的时间(术语称延时),因此位于深圳的用户给美国的朋友发送消息有可能比给武汉的朋友发送消息还快。

一个云计算中心的延时半径通常为 100 毫秒,即一个数据包从云中心出发,50 毫秒所能到达的范围(返回也要 50 毫秒),这个数字与地理位置没有直接关系,而与网络路径上的转发机构和数目有关。

延时半径100毫秒
图 2 延时半径100毫秒

4.IT系统组成

IT系统的逻辑层次结构
图 1 IT系统的逻辑层次结构

IT 就是信息(Information)与技术(Technology),其中 I 是目的,T 是手段,T 是用来加工处理 I 的。T 广义上还包括企业中的计算机技术人员。

应用软件与平台软件的关系
图 2 应用软件与平台软件的关系

运行库有点像电工人员的工具袋,里面有螺丝刀、电笔、老虎钳、剥线钳等,应用软件在运行时需要使用各种小工具(术语叫系统库函数调用),操作系统提供了绝大多数常用的小工具,并分门别类地保存在硬盘的文件中。Windows 操作系统中以 .dll为扩展名的文件。

5.云计算是什么?它有哪些形式?

云计算的可视化模型
图 1 云计算的可视化模型

6.IaaS、PaaS和SaaS:云计算的三种服务模式

云计算的3种服务模式
图 1 云计算的 3 种服务模式

IaaS

IaaS 是“Infrastructure as a Service”的首字母缩写,意思是基础设施即服务,即把 IT 系统的基础设施层作为服务出租出去。由云服务提供商把 IT 系统的基础设施建设好,并对计算设备进行池化,然后直接对外出租硬件服务器、虚拟主机、存储或网络设施(负载均衡器、防火墙、公网IP地址及诸如 DNS 等基础服务)等。

云服务提供商负责管理机房基础设施、计算机网络、磁盘柜、服务器和虚拟机,租户自己安装和管理操作系统、数据库、中间件、应用软件和数据信息,

Iaas云
图 1 IaaS 云

IaaS 云服务提供商计算租赁费用的因素包括 CPU、内存和存储的数量,一定时间内消耗的网络带宽,公网 IP 地址数量及一些其他需要的增值服务(如监控、自动伸缩等)等。

IaaS云端基本架构模型
图 2 IaaS 云端基本架构模型

第一层云管理器是云端对外的总入口,在这里验证用户身份,管理用户权限,向合法用户发放票据(然后用户持此票据使用计算资源)、分配资源并管理用户租赁的资源。

第二层每一个集群负责管理本集群内部的高速互联在一起的计算机,一个集群内的计算机可能有成百上千台。

集群管理器接受上层的资源查询请求,然后向下层的计算机管理器发送查询请求.

另外,本层 PLS 中存储了本集群内的全部虚拟机镜像文件,这样一台虚拟机就能在集群内任意一台计算机上运行,并轻松实现虚拟机热迁移。

第三层每台计算机上都有一个计算机管理器,它一方面与上层的集群管理器打交道,另一方面与本机上的虚拟机软件打交道。

一些搞研发的计算机技术人员倾向于租赁 IaaS 主机。但是对于租户来说,IaaS 云主机除管理难度大外,还有一个明显的缺陷:计算资源浪费严重。因为操作系统、数据库和中间件本身要消耗大量的计算资源(CPU、内存和磁盘空间)。

下面是一些 IaaS 云服务的实际应用。

  1. 备份和恢复服务。
  2. 计算服务:提供弹性资源。
  3. 内容分发网络(CDN):把内容分发到靠近用户的地方,对于一些基于网页的应用系统,为了提高用户体验,往往在各个地方(人口稠密的地方)设立分支服务器,当用户浏览网页时,被重定向到本地 Web 服务器,所以数据必须实时分发并保持一致。
  4. 服务管理:管理云端基础设施平台的各种服务。
  5. 存储服务:提供用于备份、归档和文件存储的大规模可伸缩存储。

PaaS

PaaS 是“Platform as a Service”的首字母缩写,意为平台即服务,即把 IT 系统的平台软件层作为服务出租出去,如图 1 所示。

PaaS云
图 1 PaaS 云

相比于 IaaS 云服务提供商,PaaS 云服务提供商要做的事情增加了,他们需要准备机房、布好网络、购买设备、安装操作系统、数据库和中间件,即把基础设施层和平台软件层都搭建好,然后在平台软件层上划分“小块”(习惯称之为容器)并对外出租。

PaaS 云服务提供商也可以从其他 IaaS 云服务提供商那里租赁计算资源,然后自己部署平台软件层。另外,为了让消费者能直接在云端开发调试程序,PaaS 云服务提供商还得安装各种开发调试工具。相反,租户要做的事情相比 IaaS 要少很多,租户只要开发和调试软件或者安装、配置和使用应用软件即可。PaaS 云服务的消费者主要包括以下人员。程序开发人员,程序测试人员,软件部署人员,应用软件管理员,应用程序最终用户。

半平台 PaaS平台软件层中只安装了操作系统,其他的留给租户自己解决。全平台 PaaS 安装了应用软件依赖的全部平台软件(操作系统、数据库、中间件、运行库)。

下面是一些 PaaS 云服务的实际应用。

  1. 商业智能(BI):用于创建仪表盘、报表系统、数据分析等应用程序的平台。
  2. 数据库:提供关系型数据库或者非关系型数据库服务。
  3. 开发和测试平台。
  4. 软件集成平台。
  5. 应用软件部署:提供应用软件部署的依赖环境。

SaaS

SaaS 是“Software as a Service”的首字母缩写,意为软件即服务。简言之,直接使用软件。

SaaS云
图 1 SaaS 云

SaaS 云服务提供商这时有 3 种选择:

  1. 租用别人的 IaaS 云服务,自己再搭建和管理平台软件层和应用软件层。
  2. 租用别人的 PaaS 云服务,自己再部署和管理应用软件层。
  3. 自己搭建和管理基础设施层、平台软件层和应用软件层。

适合做 SaaS 的应用软件有的几个特点1)复杂 2)主要面向企业用户 3)模块化结构 4)多租户 5)多币种、多语言、多时区支持 6)非强交互性软件

适合云化并以 SaaS 模式交付给用户的软件 1)企事业单位的业务处理类软件 2)协同工作类软件 3)办公类软件 4)软件工具类

不适合作为公共 SaaS 云服务出租的软件 1)实时处理软件 2)时时产生并处理大量消费者数据的软件 3)关键软件

与传统的软件运行模式相比,SaaS 模式具有的优点: 1)云终端少量安装或不用安装软件 2)有效使用软件许可证 3)数据安全性得到提高 4)有利于消费者摆脱 IT 运维的技术泥潭而专注于自己的核心业务 5)消费者能节约大量前期投资

服务的实际应用 1)电子邮件和在线办公软件 2)计费开票软件 3)客户关系管理系统(CRM) 4)协作工具 5)内容管理系统(CMS) 6)财务软件 7)人力资源管理系统 8)销售工具 9)社交网络:如微信、WhatsApp、LINE 等 10)企业资源计划(ERP)11)谷歌在线翻译。

私有云、社区云、公共云和混合云:云计算的4种部署模型

云计算有 4 种部署模型,分别是私有云、社区云、公共云和混合云,这是根据云计算服务的消费者来源划分的,即:

  • 如果一个云端的所有消费者只来自一个特定的单位组织(如微算科技公司),那么就是私有云。
  • 如果一个云端的所有消费者来自两个或两个以上特定的单位组织,那么就是社区云。
  • 如果一个云端的所有消费者来自社会公众,那么就是公共云。
  • 如果一个云端的资源来自两个或两个以上的云,那么就是混合云。

目前绝大多数混合云由企事业单位主导,以私有云为主体,并融合部分公共云资源,也就是说,混合云的消费者主要来自一个或几个特定的单位组织。


2020/12/11

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