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第一章 云计算概述

2023-07-11 22:20 由 一个程序原 发表于 #其他

1 IT发展趋势

1.1 什么是IT

IT就是信息处理的总集，包括：软件、硬件、通信和相关服务等。

IT的核心：以数据中心为基础的核心架构

传统的IT基础架构由常见的硬件和软件组件构成：

设施、数据中心、服务器、网络硬件、桌面计算机，以及企业应用软件解决方案。

1.2 传统IT面临的挑战

迅速攀升的互联网普及率给企业带来了大量的流量，用户以及数据，为了能够匹配企业高速发展的进度，就需要不断地采购传统IT设备，时间一长，传统IT设备的弊端就逐渐显示出来：

  • 采购周期长等原因，导致新业务系统上线慢；

  • 集中式架构扩展性差，纵向扩展只能增加单机处理性能；

  • 传统硬件设备孤立存在，可靠性只能依赖软件侧；

  • 设备种类多，厂商多，导致管理十分复杂；

  • 单个设备性能有限；

  • 设备整体利用率不高，企业总成本支出居高不下。

企业IT架构该如何应对这些挑战？

  • IT基础架构整合

  • 资源整合以及综合利用

  • 业务协同和持续优化

1.3 IT的发展趋势

传统IT基础架构由通常的硬件和软件组件组成：设施、数据中心、服务器、网络硬件、台式计算机和企业应用软件解决方案。

    虚拟化是指计算机元件在虚拟的基础上而不是真实的基础上运行。虚拟化技术可以扩大硬件的容量，简化软件的重新配置过程。

企业数据中心“云化”转型的要点：

  • 从资源孤岛到真正资源池化；

  • 从集中式向分布式架构转型；

  • 从专用硬件向开放的软件定义模式转型；

  • 从人工处理向自助、自动服务转型；

  • 从分散统计到统一计量转型。

三大平台：现在已经主流第三平台

平台 名称 年份 用户 应用
第一平台 大型机 始于1964 百万级 千级
第二平台 局域网、因特网、服务器 始于1981 亿级 万级
第三平台 云、大数据、移动互联、互联网 始于2012 十亿级 百万级

2 云计算简介

2.1 计算机发展史

2.2 虚拟化技术发展史

    虚拟化（Virtualization）的含义很广泛。将任何一种形式的资源抽象成另一种形式的技术都是虚拟化，是资源的一种逻辑表示。

虚拟化是云计算的基础。简单地说，虚拟化使得在一台物理服务器上可以跑多台虚拟机，虚拟机共享物理机的CPU、内存、IO 硬件资源，但逻辑上虚拟机之间是相互隔离的。

在计算机方面，虚拟化一般指通过对计算机物理资源的抽象，提供一个或多个操作环境，实现资源的模拟、隔离或共享等。

本质上，虚拟化就是由位于下层的软件模块，通过向上一层软件模块提供一个与它原先所期待的运行环境完全一致的接口的方法，抽象出一个虚拟的软件或硬件接口，使得上层软件可以直接运行在虚拟环境上。通过空间上的分割、时间上的分时以及模拟，虚拟化可将一份资源抽象成多份，亦可将多份资源抽象成一份。

虚拟化创建了一层隔离层，把硬件和上层应用分离开来，允许在一个硬件资源上运行多个逻辑应用。

发展史图示

2.3 什么是云计算

2.3.1 云计算的两种定义

美国国家标准与技术研究院（NIST）定义

    云计算是一种模型，它可以实现<mark>随时随地，便捷地，随需应变地</mark>从可配置计算<mark>资源共享池</mark>中获取所需的资源（例如，网络、服务器、存储、应用及服务），资源能够<mark>快速供应并释放</mark>，使管理资源的工作量和与服务提供商的<mark>交互减小到最低</mark>限度。

维基百科定义

    云计算是一种通过<mark>Internet</mark>，以<mark>服务</mark>的方式提供<mark>动态可伸缩</mark>的虚拟化的资源的计算模式。

说明一下定义中的重点：

    云计算不是技术，而是一种<mark>模型</mark>；

    通过云计算，用户可以使用的资源包括<mark>网络、服务器、存储、应用及服务</mark>等，这些资源全部属于IT领域，云计算的目标就是让大众像获取水电一样获取到IT服务；

    通俗地讲，“云”是网络、互联网的一种比喻说法，即互联网与建立互联网所需要的底层基础设施的抽象体。“计算”指的是一台足够强大的计算机提供的计算服务（包括各种功能，资源，存储）。“云计算”可以理解为：*通过互联网可以使用足够强大的计算机为用户提供的服务，这种服务的使用量可以使用统一的单位来描述。*

2.4 云计算的发展

针对上述三大云计算发展演进里程碑阶段而言，云计算1.0普遍已经是过去式。且一部分行业、企业客户已完成初步规模的云计算2.0建设商用，正在考虑该阶段的进一步扩容，以及面向云计算3.0的演进；而另一部分客户则正在从云计算1.0走向云计算2.0，甚至同步展开云计算2.0和3.0的演进评估与实施。

  • Cloud 1.0：强调虚拟化，追求更高的资源利用率。

  • Cloud 2.0：以资源为中心，实现基础设施云化、资源服务标准化、自动化。

  • Cloud 3.0：以应用为中心，实现应用云化，敏捷应用开发与生命周期管理。

2.5 云计算的价值

五个主要价值点：

按需自助服务：消费者可以按需部署处理能力，如服务器时间和网络存储，而不需要与每个服务供应商进行人工交互。

广泛网络接入：可以通过互联网获取各种能力, 并可以通过标准方式访问，通过各种客户端接入使用。例如移动电话，笔记本电脑，PAD等。

资源池化：供应商的计算资源被集中起来，以便以多用户租用模式服务所有客户，同时不同的物理和虚拟资源可根据客户需求动态分配和重新分配。客户一般无法控制或知道资源的确切位置。这些资源包括存储、处理器、内存、网络带宽和虚拟机等。

快速部署，弹性扩容：云计算可以迅速、弹性地提供能力，能快速扩展，也可以快速释放实现快速缩小。对客户来说，可以租用的资源看起来似乎是无限的，并且可在任何时间购买任何数量的资源。

可计量服务：云服务的收费是基于用户实际使用的资源进行计量，比如云主机的CPU、内存、存储容量，网络带宽的消耗，按小时计费或者包年包月。

2.6 云计算的服务和部署模式

2.6.1 云计算的服务模式

IaaS：Infrastructure as a Service，基础设施即服务，就是由云平台提供基础设施（如：服务器、存储、网络、虚拟化资源）以及负责相关资源的维护，用户只需要关注系统和应用层面的部分即可。

PaaS：Platform as a Service，平台即服务，就是由云平台提供基础设施（如：服务器、存储、网络、虚拟化资源）+应用部署环境（如：操作系统、中间件、软件运行环境）以及负责相关资源的维护，用户只需要关注应用和数据本身即可。

SaaS：Software as a Service，软件即服务，就是由云平台提供全部资源服务以及维护，用户只管使用应用即可。

2.6.2 云计算的部署模式

私有云：私有云通常部署在企业或单位内部，运行在私有云上的数据全部保存在企业自有的数据中心内，如果需要访问这些数据，就需要经过部署在数据中心入口的防火墙，这样可以在最大程度上保护数据。

公有云：云服务运营商拥有云基础设施，并且为公众或者企业用户提供云服务。云计算基础设施由一个组织拥有并且向公众或者大型的工业团体销售云计算服务，用户可以通过互联网像使用水电一样使用IT服务。

混合云：混合云是一种比较灵活的云计算模式，它可能包含了公有云、私有云或者后面要讲的行业云中的两种或两种以上的云，用户的业务可以根据需求在这几种云上切换。

3 主流云计算技术

3.1 AWS简介

AWS：Amazon Web Services，亚马逊（Amazon）公司的云计算平台服务。AWS面向用户提供包括弹性计算、存储、数据库、应用程序在内的一整套云计算服务，能够帮助企业降低IT投入成本和维护成本。

    AWS合作伙伴通过各种Program（VMware on AWS、渠道经销商计划、托管服务计划、SaaS合作伙伴计划、能力计划、试用方案、政府合作伙伴计划、Marketplace、Direct Connect计划）在AWS业务领域获得支持。

AWS的服务逻辑：

  • 低价策略；

  • 更多使用量；

  • 基础设施扩容；

  • 规模经济效益；

  • 通过技术创新和生态圈构建驱动良性循环。

3.2 VMware简介

    VMware是面向所有应用提供多云服务的领先提供商，可通过企业控制实现数字化创新。

    VMware云计算技术利用VMware混合云和原生公有云，为IT组织提供在任意云中运行、管理、连接和保护的应用。

VMware服务介绍

    应用现代化：对应用开发进行现代化改造，以加快数字化创新。

    云环境：支持在任何云环境中构建、运行、管理、连接和保护所有应用。

    电信云：支持在任何云环境中构建、运行、管理、连接和保护所有应用。

    数字化工作空间：在任何设备上提供安全的消费级用户体验。

3.3 华为云简介

华为云官网：https://www.huaweicloud.com

3.3.1 华为云Stack模式
    华为云Stack是华为云为政企客户提供的，部署在客户本地数据中心的云基础设施。

产品优势：

    <mark>三大使能（AI使能、数据使能、应用使能）</mark>—公有云能力，本地化部署；

    <mark>多级云管</mark>—匹配政企治理架构，云联邦、多级架构、智能运维；

    <mark>云边协同</mark>—将智能延伸到边缘，统一边缘框架、视频AI/IoT接入、开箱即用；

    <mark>安全可信</mark>—功能/性能领先，全栈可信、一云双池、丰富生态。

总结

APV：Advanced Power Virtualization，高级电源虚拟化

IaaS：Infrastructure as a Service，基础设施即服务

KVM：Kernel-based Virtual Machine，基于内核的虚拟机

LPAR：Logical Partition，逻辑分区

PaaS：Platform as a Service，平台即服务

SaaS：Software as a Service，软件即服务1 IT发展趋势

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