云计算的定义
目前,云计算没有统一的定义,这也与云计算本身特征很相似。维基百科对云计算的定义是:云计算是一种基于互联网的计算新方式,通过互联网上异构、自治的服务为个人和企业提供按需即取的计算。由于资源是在互联网上,而互联网通常以云状图案来表示,因此以云来类比这种计算服务,同时云也是对底层基础设施的一种抽象概念。云计算的资源是动态扩展且虚拟化的,通过互联网提供,终端用户不需要了解云中基础设施的细节,不必具有专业的云技术知识,也无需直接进行控制,只关注自身真正需要什么样的资源以及如何通过网络来获得相应的服务。
关于云计算的描述,在当前具有的共同特征是:云是一种服务,类似水电一样,按需使用、灵活付费,使用者只关注服务本身。H3C 的云计算理念认为云计算是一种新的 IT 服务模式,支持大规模计算资源的虚拟化,提供按需计算、动态部署、灵活扩展能力。
图3给出了一个用户使用云计算的示意,用户对云资源的使用不用关注具体技术实现细节,只需关注业务的体验。比如当前被广泛使用的搜狗拼音输入法,它其实就是一种云服务:搜狗输入法能够以快速简单的方式为使用者提供需要的语境、备选的语素,使得文字的编排可以成为激发灵感的一个辅助工具;但是用户并不关注搜狗输入法在后台运行的数千台服务器提供的大型集群计算,这些工作都交给了ISP。
图3 云计算视图
云计算模型
对于云计算的分类,目前比较统一的方式是从以下两个维度进行划分。
按服务的层次
图4 云计算的服务层次
如图4所示,最底层是 IT Foundation,严格来说这并不是云计算的一层,是构成云计算的 IT 基础设施的集合,具体表现为不同的软硬件厂商的产品与方案。
云计算服务的基础层次是 IaaS(Infrastructure as a Service,基础架构即服务)。在这一层面,通过虚拟化、动态化将 IT 基础资源(计算、网络、存储)形成资源池。资源池即是计算能力的集合,终端用户(企业)可以通过网络获得自己所需要的计算资源,运行自己的业务系统,这种方式使用户不必自己建设这些基础设施,而只是通过对所使用资源付费即可。
在 IaaS 之上是 PaaS(Platform as a Service,平台即服务)层。这一层面除了提供基础计算能力,还具备了业务的开发运行环境,对于企业或终端用户而言,这一层面的服务可以为业务创新提供快速低成本的环境。
最上层是SaaS(Soft as a Service,软件即服务)。SaaS 可以说在云计算概念出现之前已经有了,而随着云计算技术的发展而得到了更好的支撑。SaaS 的软件是拿来即用的,不需要用户安装,因为 SaaS 真正运行在 ISP 的云计算中心,SaaS 的软件升级与维护也无需终端用户参与,SaaS 是按需使用的软件,传统软件买了一般是无法退货的,而 SaaS 是灵活收费的,不使用就不付费。
层次化的云计算一般也称为 I-P-S 云计算,各层可独立提供云服务,下一层的架构也可以为上一层云计算提供支撑。仍以搜狗拼音为例,由大型服务器群、高速网络、存储系统等组成的 IaaS 架构为内部的业务开发部门提供基础服务,而内部业务开发系统在 IaaS 上构建了 PaaS,并部署运行搜狗拼音应用系统,这样一个大型的系统对互联网用户而言,就是一个大规模SaaS 应用。
按云的归属
图5 云的归属
如图5 所示,主要分为公有云、私有云和混合云。公有云一般属 ISP 构建,面向公众、企业提供公共服务,由 ISP 运营;私有云是指由企业自身构建的为内部提供云服务;当企业既有私有云,同时又采用公共云计算服务,这两种云之间形成一种内外数据相互流动的形态,便是混合云的模式。
3、云计算的基础架构要求
从本质上来说,云计算是一种 IT 模式的改变,这种变化使得 IT 基础架构的运营专业化程度不断集中和提高从而对基础架构层面提出更高的要求。如图 6 所示,云计算聚焦于高性能、虚拟化、动态性、扩展性、灵活性、高安全,简化用户的 IT 管理,提升 IT 运行效率,大幅节省成本。
图6 云计算对基础架构的关注点
云计算的基础架构主要以计算(服务器)、网络、存储构成,为满足云计算的上述要求,各基础架构层面都有自身的要求。如图7 所示,对于服务器,云计算要求其支持更密集的计算能力(目前多路多核架构),完全的虚拟化能力(CPU 指令虚拟化、软件虚拟化、桥片虚拟化、IO 虚拟化),多个IO(数据访问与存储)的整合—CEE 与FCOE;对于网络,面向100G的性能成为云计算的基本支撑平台,搭建更扁平化、高度可扩展的架构,满足虚拟机算环境的大规模二层无环网络、FCOE/DCE 的统一交换、L2-L7 的深度高速(10GE 级性能)安全集成;对于存储,高速IO 将面向10G/16G,高度扩展的虚拟化海量存储,面向统一交换IO 整
合的FCOE。
图7 云计算的基础架构要求
4、构建与交付云计算
不论使用 I-P-S 的哪一层云计算服务,企业都需要考虑是采用 SP 的计算资源还是自建云计算资源。从目前运营方式,主要可能有6种方式,如图8所示。
图8 云计算的服务交付方式
方式一,企业所有,自行运营。这是一种典型的私有云模式,企业自建自用,基础资源在企业数据中心内部,运行维护也由企业自己承担。
方式二,企业所有,运维外包。这也是私有云,但是企业只进行投资建设,而云计算架构的运行维护外包给服务商(也可以是SP),基础资源依然在企业数据中心。
方式三,企业所有,运维外包,外部运行。由企业投资建设私有云,但是云计算架构位于服务商的数据中心内,企业通过网络访问云资源,这是一种物理形体的托管型。
方式四,企业租赁,外部运行,资源独占。由 SP 构建云计算基础资源,企业只是租用基础资源形成自身业务的虚拟云计算,但是相关物理资源完全由企业独占使用,这是一种虚拟的托管型服务(数据托管)。
方式五,企业租赁,外部运行,资源共享调度。由 SP 构建,多个企业同时租赁 SP 的云计算资源,资源的隔离与调度由 SP 管理,企业只关注自身业务,不同企业在云架构内虚拟化隔离,形成一种共享的私有云模式。
方式六,公共云服务。由 SP 为企业或个人提供面向互联网的公共服务(如邮箱、即时通信、共享容灾等),云架构与公共网络连接,由 SP 保证不同企业与用户的数据安全。从更长远的周期来看,云的形态会不断演化,从孤立的云逐步发展到互联的云,如图9所示。
图9 云的形态演变
在云计算建设初期,发展比较快的是公共云,第一阶段企业的数据中心依然是传统 IT 架构,但是面向互联网应用的公共云服务快速发展,不同的 ISP 会构建各自的云,这些云之间相互孤立,为互联网的不同用户需求集服务(如搜索、邮件等),企业数据中心与公共云之间存在公网互联(企业可能会采用公共云服务);
第二阶段企业开始构建自己的私有云,或租赁 SP 提供的私有云服务,这一阶段是企业数据中心架构的变化,同时,企业为降低成本,采用公共云服务的业务会增加。
第三阶段,企业为进一步降低 IT 成本,逐步过渡到采用 SP 提供的虚拟私有云服务(也可能直接跨过第二阶段到第三阶段),存在企业内部云与外部云的互通,形成混合云模式。
第四阶段,由于成本差异和服务差异,企业会采用不同 SP 提供的云计算服务,因此,形成了一种不同云之间的互联形态,即互联云。
5、结束语
云计算不仅带来了 IT 模式的变化,也将引发 IT 服务的变革,企业和用户只需要关注数据是自己的,而对数据的计算存储方式、效率均采用云的服务来实现和提升,云的供应商则将核心业务重点放在 IT 架构的运营上,服务将成为下一代 IT 的核心内容。
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