系统架构设计笔记（105）—— 云计算

àì夳堔傛蜴生んèń 2022-12-17 13:00 235阅读 0赞

云计算是一种基于互联网的计算方式，通过这种方式，共享的软硬件资源和信息可以按需提供给计算机和其他设备。云其实是网络 、 互联网的一种比喻说法。云计算的核心思想，是将大量用网络连接的计算资源统一管理和调度，构成一个计算资源池向用户按需服务。提供资源的网络称为云。狭义云计算指 IT 基础设施的交付和使用模式，指通过网络以按需 、 易扩展的方式获得所需资源；广义云计算指服务的交付和使用模式，指通过网络以按需 、 易扩展的方式获得所需服务。这种服务可以是 IT 和软件 、 互联网相关，也可是其他服务。通俗一点来说，提供资源的网络称为云。

云中的资源在使用者看来是可以无限扩展的，并且可以随时获取，按需使用，随时扩展，按使用付费。这种特性经常被称为像水电一样使用 IT 基础设施。这就好比是从古老的单台发电机模式转向了电厂集中供电的模式。它意味着计算能力也可以作为一种商品进行流通，就像煤气 、 水电一样，取用方便，费用低廉。最大的不同在于，它是通过互联网进行传输的。

## 1 云计算的特点 ##

云计算是一项交叉学科技术，所以它有许多的特点：

**（1）计算资源集成提高设备计算能力**

云计算把大量计算资源集中到一个公共资源池中，通过租用的方式共享计算资源。虽然单个用户在云计算平台获得服务水平受到网络带宽等各因素影响，未必获得优于本地主机所提供的服务，但是从整个社会资源的角度而言，整体的资源调控降低了部分地区峰值荷载，提高了部分荒废的主机的运行率，从而提高了资源利用率。

**（2）分布式数据中心保证系统容灾能力**

分布式数据中心可将云端的用户信息备份到地理上相互隔离的数据库主机中，甚至用户自己也无法判断信息的确切备份地点。该特点不仅仅提供了数据恢复的依据，也使得网络病毒和网络黑客的攻击失去目的性而变成徒劳，大大提高系统的安全性和容灾能力。

**（3）软硬件相互隔离减少设备依赖性**

虚拟化层将云平台上方的应用软件和下方的基础设备隔离开来。技术设备的维护者无法看到设备中运行的具体应用。同时对软件层的用户而言基础设备层是透明的，用户只能看到虚拟化层中虚拟出来的各类设备。这种架构减少了设备依赖性，也为动态的资源配置提供可能。

**（4）平台模块化设计体现高可扩展性**

目前主流的云计算平台均根据 SPI 架构在各层集成功能各异的软硬件设备和中间件软件。大量中间件软件和设备提供针对该平台的通用接口，允许用户添加本层的扩展设备。部分云与云之间提供对应接口，允许用户在不同云之间进行数据迁移。类似功能更大程度上满足了用户需求，集成了计算资源，是未来云计算的发展方向之一。

**（5）虚拟资源池为用户提供弹性服务**

云平台管理软件将整合的计算资源根据应用访问的具体情况进行动态调整，包括增大或减少资源的要求。因此云计算对于在非恒定需求的应用，如对需求波动很大 、 阶段性需求等，具有非常好的应用效果。在云计算环境中，既可以对规律性需求通过事先预测事先分配，也可根据事先设定的规则进行实时公台调整。弹性的云服务可帮助用户在任意时间得到满足需求的计算资源。

**（6）按需付费降低使用成本**

作为云计算的代表按需提供服务 、 按需付费是目前各类云计算服务中不可或缺的一部分。对用户而言，云计算不但省去了基础设备的购置运维费用，而且能根据企业成长的需要不断扩展订购的服务，不断更换更加适合的服务，提高了资金的利用率。

## 2 云计算的类型 ##

云计算包括三种基本类型。

**（1）软件即服务**

软件即服务（ Software-as-a-Service ， SaaS ）是基于互联网提供软件服务的软件应用模式。作为一种在 21 世纪开始兴起的创新的软件应用模式， SaaS 是软件科技发展的最新趋势。

SaaS 提供商为企业搭建信息化所需要的所有网络基础设施及软件 、 硬件运作平台，并负责所有前期的实施 、 后期的维护等一系列服务，企业无须购买软硬件 、 建设机房 、 招聘 IT 人员，即可通过互联网使用信息系统。就像打开自来水龙头就能用水一样，企业根据实际需要，从 SaaS 提供商租赁软件服务。

**（2）平台即服务**

平台即服务（ Platform-as-a-Service ， PaaS ）是把服务器平台或者开发环境作为一种服务提供的商业模式，如将软件研发的平台作为一种服务，以 SaaS 的模式提交给用户。因此， PaaS 也是 SaaS 模式的一种应用。但是， PaaS 的出现可以加快 SaaS 的发展，尤其是加快 SaaS 应用的开发速度。早在 2007 年，国内外 SaaS 厂商就先后推出了自己的 PaaS 平台。 PaaS 之所以能够推进 SaaS 的发展，主要在于它能够提供企业进行定制化研发的中间件平台，同时涵盖数据库和应用服务器等。 PaaS 可以提高在 Web 平台上利用的资源数量。

**（3）基础设施即服务**

基础设施即服务（ Infrastructure as a Service ， IaaS ）是指消费者通过 Internet 可以从完善的计算机基础设施获得服务，如 《 纽约时报 》 就使用成百上千台 Amazon EC2 实例在 36 小时内处理 TB 级的文档数据。如果没有 EC2 ， 《 纽约时报 》 处理这些数据将要花费数天或者数月的时间。

> infrastructure /ˈɪnfrəstrʌktʃər/  
> The basic facilities, services, and installations needed for the functioning of a community or society, such as transportation and communications systems, water and power lines, and public institutions including schools, post offices, and prisons.

## 3 云计算的应用 ##

云计算目前已应用到各个领域，大多大型电子商务企业近几年也将云计算的布局作为自己战略目标中的一个方面。下面将谈一谈具体的应用场景。

**（1）云安全**

云安全（ Cloud Security ）是一个从 “ 云计算 ” 演变而来的新名词。云安全的策略构想是：使用者越多，每个使用者就越安全，因为如此庞大的用户群，足以复盖互联网的每个角落，只要某个新木马病毒出现，就会立刻被截获。

“ 云安全 ” 通过网状的大量客户端对网络中软件行为的异常监测，获取互联网中木马 、 恶意程序的最新信息，推送到 Server 端进行自动分析和处理，再把病毒和木马的解决方案分发到每一个客户端。

**（2）云存储**

应用云存储是在云计算概念上延伸和发展出来的一个新的概念，是指通过集群应用 、 网格技术或分布式文件系统等功能，将网络中大量各种不同类型的存储设备通过应用软件集合起来协同工作，共同对外提供数据存储和业务访问功能的一个系统。当云计算系统运算和处理的核心是大量数据的存储和管理时，云计算系统中就需要配置大量的存储设备，那么云计算系统就转变成为一个云存储系统，所以云存储是一个以数据存储和管理为核心的云计算系统。

**（3）云呼叫**

应用云呼叫中心是基于云计算技术而搭建的呼叫中心系统，企业无须购买任何软 、 硬件系统，只需具备人员 、 场地等基本条件，就可以快速拥有属于自己的呼叫中心，软硬件平台 、 通信资源 、 日常维护与服务由服务器商提供。具有建设周期短 、 投入少 、 风险低 、 部署灵活 、 系统容量伸缩性强 、 运营维护成本低等众多特点；无论是电话营销中心还是客户服务中心，企业只需按需租用服务，便可建立一套功能全面 、 稳定 、 可靠 、 座席可分布全国各地，全国呼叫接入的呼叫中心系统。

**（4）云会议**

应用云会议是基于云计算技术的一种高效 、 便捷 、 低成本的会议形式。它是视频会议与云计算的完美结合，带来了最便捷的远程会议体验。使用者只需通过互联网界面，进行简单易用的操作，便可快速高效地与全球各地团队及客户同步分享语音 、 数据文件及视频，而会议中数据的传输 、 处理等复杂技术由云会议服务商帮助使用者进行操作。目前国内云会议大多以 SaaS 模式为主体，其服务内容包括电话 、 网络 、 视频等形式。

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