雲計算與其3種服務模式

參考：http://c.biancheng.net/view/3787.html

理解之前

我們打開計算機中已有的一份文檔，編輯，保存，退出。
這份文檔存在於硬盤中，當我們打開後，讀入內存；我們敲擊鍵盤，內存會按照一定的計算方式輸出相應的文字；輸入設備是這份文檔，輸出也是。
在這個場景中，計算設備和輸入/輸出設備沒有分離！
對於計算來講，計算設備一般指 CPU、內存、存儲和網絡；計算設備就是程序運行時需要使用的資源——計算資源

計算設備和輸入/輸出設備的分離是雲計算的特徵之一。也就是說，對於雲計算而言，計算設備位於遠方的雲端，而輸入/輸出設備就在眼前。

IT 系統

一個典型的 IT 系統從邏輯上分爲九層，施工時也是嚴格按照從第 1 層到第 9 層的順序進行的，九層歸併之後形成四層結構，分別是基礎設施層、平臺軟件層、應用軟件層和數據信息層

雲計算

計算資源所在地稱爲雲端（也稱爲雲基礎設施），輸入/輸出設備稱爲雲終端。

雲終端就在人們觸手可及的地方，而云端位於“遠方”（與地理位置遠近無關，需要通過網絡才能到達），兩者通過計算機網絡連接在一起。

雲終端與雲端之間是標準的 C/S 模式，即客戶端/服務器模式——客戶端通過網絡向雲端發送請求消息，雲端計算處理後返回結果

雲計算的可視化模型下圖，有5個基本特徵、3種服務模式、4種部署模型

5個基本特徵

1. 自助服務
   消費者不需要或很少需要雲服務提供商的協助，就可以單方面按需獲取雲端的計算資源。
2. 廣泛的網絡訪問
   消費者可以隨時隨地使用任何雲終端設備接入網絡並使用雲端的計算資源。常見的雲終端設備包括手機、平板、筆記本電腦、PDA 掌上電腦和臺式機等。
3. 資源池化
   雲端計算資源需要被池化，以便通過多租戶形式共享給多個消費者，也只有池化才能根據消費者的需求動態分配或再分配各種物理的和虛擬的資源。消費者通常不知道自己正在使用的計算資源的確切位置，但是在自助申請時允許指定大概的區域範圍（比如在哪個國家、哪個省或者哪個數據中心）。
4. 快速彈性
   消費者能方便、快捷地按需獲取和釋放計算資源，也就是說，需要時能快速獲取資源從而擴展計算能力，不需要時能迅速釋放資源以便降低計算能力，從而減少資源的使用費用。對於消費者來說，雲端的計算資源是無限的，可以隨時申請並獲取任何數量的計算資源。
5. 計費服務
   消費者使用雲端計算資源是要付費的，付費的計量方法有很多。

4種部署模式

1. 私有云
   雲端資源只給一個單位組織內的用戶使用，這是私有云的核心特徵。而云端的所有權、日常管理和操作的主體到底屬於誰並沒有嚴格的規定，可能是本單位，也可能是第三方機構，還可能是二者的聯合。雲端可能位於本單位內部，也可能託管在其他地方
2. 社區雲
   雲端資源專門給固定的幾個單位內的用戶使用，而這些單位對雲端具有相同的訴求（如安全要求、雲端使命、規章制度、合規性要求等）。雲端的所有權、日常管理和操作的主體可能是本社區內的一個或多個單位，也可能是社區外的第三方機構，還可能是二者的聯合。雲端可能部署在本地，也可能部署於他處。
3. 公共雲
   雲端資源開放給社會公衆使用。雲端的所有權、日常管理和操作的主體可以是一個商業組織、學術機構、政府部門或者它們其中的幾個聯合。雲端可能部署在本地，也可能部署於其他地方，比如中山市民公共雲的雲端可能就建在中山，也可能建在深圳。
4. 混合雲
   混合雲由兩個或兩個以上不同類型的雲（私有云、社區雲、公共雲）組成，它們各自獨立，但用標準的或專有的技術將它們組合起來，而這些技術能實現雲之間的數據和應用程序的平滑流轉。由多個相同類型的雲組合在一起屬於多雲的範疇。
   比如兩個私有云組合在一起，混合雲屬於多雲的一種。由私有云和公共雲構成的混合雲是目前最流行的——當私有云資源短暫性需求過大（稱爲雲爆發，Cloud Bursting）時，自動租賃公共雲資源來平抑私有云資源的需求峯值。
   例如，網店在節假日期間點擊量巨大，這時就會臨時使用公共雲資源來應急。

3種服務模式

可以和IT系統部分結合起來

基礎設施即服務（Infrastructure as a Service，IaaS）

1. 直觀理解
   1.1 雲服務提供商把 IT 系統的基礎設施層作爲服務出租出去，由消費者自己安裝操作系統、中間件、數據庫和應用程序。
   1.2 雲服務提供商負責機房基礎設施、計算機網絡、磁盤櫃和服務器/虛擬機的建設和管理，而云服務消費者自己完成操作系統、數據庫、中間件和應用軟件的安裝和維護。另外，還要管理數據信息（如初始化、數據備份、恢復等）

2. 細節理解

   
   

IaaS 雲服務提供商計算租賃費用的因素包括 CPU、內存和存儲的數量，一定時間內消耗的網絡帶寬，公網 IP 地址數量及一些其他需要的增值服務（如監控、自動伸縮等）等。

3. 服務商如何出租
   出租的物理服務器和虛擬機統稱爲主機，相對於租戶來說，這些主機不在現場而在“遠方”，租賃之後並不是把這些主機從雲端搬到租戶的辦公室來使用。
4. 租戶如何使用
   出租前後主機的物理位置並沒有改變，租戶仍然是通過網絡使用這些雲端主機。租戶登錄雲服務提供商的網站，填寫並提交主機配置（如需要多少個 CPU、多少內存、多少網絡帶寬等）表後付款，然後雲服務提供商向租戶頒發賬號和密碼，最後租戶以此賬號和密碼登錄雲端的自助網站。
   在這裏，租戶可以管理自己的主機：啓動和關閉機器、安裝操作系統、安裝和配置數據庫、安裝應用軟件等。其實只有啓動機器和安裝操作系統必須要在自助網站上完成，其他操作可以直接登錄到已經安裝了操作系統並配置好網卡的主機中完成
5. 常見服務
   虛擬機VM，下載之後你需要在上面自己安裝操作系統，可選ubuntu/centos等~

平臺即服務（Platform as a Service，PaaS）

1. 直觀理解
   1.1 雲服務提供商把 IT 系統中的平臺軟件層作爲服務出租出去，消費者自己開發或者安裝程序，並運行程序。
   1.2 雲服務消費者只需安裝自己需要的應用軟件並進行數據初始化即可
2. 細節理解
   
   PaaS 雲服務提供商要做的事情增加了，他們需要準備機房、布好網絡、購買設備、安裝操作系統、數據庫和中間件，即把基礎設施層和平臺軟件層都搭建好，然後在平臺軟件層上劃分“小塊”（習慣稱之爲容器）並對外出租。PaaS 雲服務提供商也可以從其他 IaaS 雲服務提供商那裏租賃計算資源，然後自己部署平臺軟件層。另外，爲了讓消費者能直接在雲端開發調試程序，PaaS 雲服務提供商還得安裝各種開發調試工具
3. 分類
   根據平臺軟件層中安裝的軟件種類多少，PaaS 又分爲兩種類型。
   1）半平臺 PaaS
   平臺軟件層中只安裝了操作系統，其他的留給租戶自己解決。最爲流行的半平臺 PaaS 應用是開啓操作系統的多用戶模式，爲每個租戶創建一個系統賬號，並對他們做權限控制和計算資源配額管制。比如我們實驗室有高級GPU的服務器，老師創建不同權限的賬號後分配給實驗室的學生和其他老師，學生的權限一般是最低的，在UBUNTU系統中連安裝軟件的權限都沒有。
   2）全平臺 PaaS
   全平臺 PaaS 安裝了應用軟件依賴的全部平臺軟件（操作系統、數據庫、中間件、運行庫）。不同於半平臺 PaaS，全平臺 PaaS 是針對應用軟件來做資源配額和權限控制的，儘管最終還需要通過賬號實現。公共雲多采用全平臺 PaaS。
4. 服務
   對於半平臺Paas，比如虛擬機安裝好操作系統Ubuntu後，你可以從你的筆記本上訪問這臺ubuntu虛擬機。我蹭過實驗室大佬的阿里雲的服務器，有現成的ubuntu操作系統。
   對於全平臺Paas，還擁有擁有豐富的開發環境（InteliJ IDEA、Eclipse、visual studio等）

軟件即服務（Software as a Service，SaaS）

1. 直觀理解
   1.1 雲服務提供商把 IT 系統中的應用軟件層作爲服務出租出去，消費者不用自己安裝應用軟件，直接使用即可，這進一步降低了雲服務消費者的技術門檻。
   1.2 雲服務消費者不需要安裝軟件，進行簡單的註冊後就可以使用

2. 細節理解

   
   
   

   SaaS 雲服務提供商負責 IT 系統的底三層（基礎設施層、平臺軟件層和應用軟件層），也就是整個 T 層，最後直接把應用軟件出租出去

3. 服務
   各類的網盤(Dropbox、百度網盤等)
   電子郵件
   在線辦公：GoogleDoc、騰訊文檔

總結

雲計算的精髓就是把有形的產品（網絡設備、服務器、存儲設備、各種軟件等）轉化爲服務產品，並通過網絡讓人們遠距離在線使用，使產品的所有權和使用權分離