云计算的特征及分类

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云计算引发了软件开发部署模式的创新，成为承载各类应用的关键基础设施，并为大数据、物联网、人工智能等新兴领域的发展提供基础支撑。已成为推动制造业与互联网融合的关键要素，是推进制造强国、网络强国战略的重要驱动力量。
中国工信部 2017.4.10 日印发《云计算发展三年行动计划（2017-2019 年）》。按照工信部统计口径，2015 年云计算产业规模 1500 亿元，计划到 2019 年我国云计算产业规模达到 4300 亿元，2015~2019 年云计算产业规模年复合增长率达 30%。
1、云计算（Cloud Computing）：按需提供弹性的信息化资源与服务
云计算由谷歌首席执行官埃里克 · 施密特在 2006.8 月的搜索引擎大会（SES San Jose 2006）技术大会上提出。云计算是一种按需所取、按需付费的模式，其的内核是通过互联网把网络上的所有资源集成为一个叫 ” 云 ” 的可配置的计算资源共享池（资源包括网络，服务器，存储，应用软件，服务），然后对这个资源池进行统一管理和调度，向用户提供虚拟的、动态的、按需的、弹性的服务，逐渐发展成基于计算机技术、通信技术、存储技术、数据库技术的综合性技术服务。
按需使用，但往往最难搞清楚 ” 需要多少 “。企业传统方式由于采购与部署周期的原因，预先采购满足 2-3 年发展要求的基础设施，并组建信息化团队开发应用。每年实际需求不一定符合预期，则设施使用率将较低，而且买来的基础设施没法退，只能闲置折旧；不足的话扩容配置也比较慢。云计算模式就可以解决这些 ” 按需 ” 和 ” 弹性 ” 问题。


云计算平台搭建：底层都需要计算单元、存储单元、网络单元来支持，云服务厂商通过虚拟化将底层软硬件资源抽象分割，并通过云计算操作系统进行管理，组合输出。云计算数据中心设备包括服务器、存储设备、网络设备，机房附属设备包括机柜、UPS 不间断电源、精密空调、监控设施等。
虚拟化资源池–资源逻辑划分，实现 ” 按需 ” 和 ” 弹性 “：从逻辑的角度把单台的服务器、存储、网络设备虚拟成数十个，甚至成百上千个逻辑单元。这些单元能够在云计算管理平台上进行组合，形成非常多的虚拟机，让云计算输出的资源与用户的需求相匹配，做到不多也不少。虚拟机通过互联网提供，用户不用购买、安装、维护、管理硬件，大幅缩短部署时间。（一台服务器有多路计算单元，每一路计算单元有 CPU、内存、硬盘、网卡，每一个 CPU 有多核，每个核能被虚拟成多个虚拟机。一台存储有多个存储单元，每个存储单元有多个逻辑块。）
传统数据中心硬件资源均是独立存在，使用物理开关，由人工进行控制，每一个任务都需要调用一整套独立的计算、存储、网络等硬件。而软件定义数据中心以虚拟化为基础架构，包括计算虚拟化、存储虚拟化和网络虚拟化。硬件资源通过软件进行虚拟化和池化之后，可根据用户需求对硬件资源进行快速配置，形成独立的虚拟机。


图：传统数据中心资源与软件定义数据中心
云计算操作系统 – 自动化管理虚拟资源池：
1）自动化管理和驱动海量服务器、存储、网络等硬件逻辑资源；
2）为云应用软件提供统一、标准的接口；
3）管理海量的计算任务，实现跨数据中心的资源调配。
自动化是实现云计算规模效应的关键：对于传统数据中心，如果需要为不同用户部署 1000 个移动应用的后台系统，这可能需要若干个工程师花费数周甚至数月时间。而利用云计算操作系统，可以定义一套流程，对部署过程进行自动化的管理，并跨数据中心和地域进行同步，在实际应用时只需配置几个参数即可，可以将部署时间缩短至仅仅几分钟。
数量庞大的服务器，如果以传统数据中心的方式进行管理，其成本、风险以及效率所面临的问题极大，而云技术完善的解决这些问题，公有云厂商这方面建立了高技术壁垒。

2、云计算按部署类型可以分为私有云、公有云和混合云：
（1）公有云：云计算服务由第三方提供商完全承载和管理，为用户提供价格合理的计算资源访问服务，用户无需购买硬件、软件或支持基础架构，只需为其使用的资源付费。公有云用户无需支付硬件带宽费用、投入成本低，但数据安全性低于私有云。
（2）私有云：企业自己采购基础设施，搭建云平台，在此之上开发应用的云服务。私有云可充分保障虚拟化私有网络的安全，但投入成本相对公有云更高。
（3）混合云：一般由用户创建，而管理和运维职责由用户和云计算提供商共同分担，其在使用私有云作为基础的同时结合了公共云的服务策略，用户可根据业务私密性程度的不同自主在公有云和私有云间进行切换。
国内大型企业更偏好私有云而非公有云模式；私有云与公有云模式的核心区别在于使用云服务的客户是否自己有用对应的云基础设施。公有云模式灵活配置、成本低廉的优点受到中小企业的欢迎，而大型企业更关注解决方案的针对性、信息安全性，对成本相对不敏感，同时银行、电力等行业公有云的部署也受到监管的限制，使得私有云模式多地得到国内大型企业得采纳。对数据安全性较敏感的政府部门将以私有云为主要部署模式；银行、电信等大型企业也将大规模建设自己的私有云；传媒、零售、服务业等轻资产公司对私有云偏好不高。
3、云计算按服务模式可以分为 IaaS，PaaS 和 SaaS：
（1）IaaS 基础设施即服务（Infrastructure as a server）：用户通过 Internet 可以租用到完善的计算机基础设施层（计算、存储和网络带宽等资源）。用户不用理会云系统底层的基础架构，可以在上面运行软件、存储数据和发布程序。
（2）PaaS 平台即服务（platform as a Server）：将软件研发的平台作为一种服务（系统中资源的部署、分配、监控和安全管理以及分布式并发控制等）提供给用户。在 PaaS 平台上，企业用户不用担心程序运行时所需的资源，可以快速开发应用，第三方软件提供商也可以快速开发出适合企业的定制化应用。
（3）SaaS 软件即服务（Soft as a Server）：通过 Internet 向用户提供云端软件应用服务和用户交互接口等服务。用户：由于这些软件应用只是安装在云端，从而省去了购买软件的费用；云计算供应商：只需维持一个程序，大幅度降低了成本。


【商业模式类比】：
公有云提供基础设施整合成房间，租给客户使用，收取租金，这就是 IaaS 的商业模式。如果公有云把房间装修成健身房，客户配臵教练开健身馆，公有云收取租金，这就是 PaaS 的商业模式。如果公有云把房间装修成健身房，自己配臵健身教练开健身馆，收取客户的健身费用，这就是 SaaS 的商业模式。
如果客户自己买房子，找私有云装修成健身房，并把健身房交给私有云管理，私有云收建设费和管理费，这就是私有云的商业模式。