华为认证云计算工程师学习一——云计算概念和价值

一、云计算的概念和背景

1.1  云计算的概念

　　云计算（cloud service）是基于互联网的相关服务增加、使用和交付模式，通常涉及通过互联网来提供动态易扩展的且经常是虚拟化的资源。狭义的云计算指IT基础设施的交付和使用模式通过网络以按需、易拓展的的方式获得所需的资源；广义的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的资源。这种服务可以是IT和软件、互联网相关，也可以是其他服务。这样意味着计算能力也可以作为一种商品通过互联网进行流通。

　　云计算的资源是动态易扩展而且是虚拟化的，通过互联网提供。终端用户不需要了解“云”中基础设施细节，不必具有相应的专业知识，也无需进行控制，只关注自己真正需要什么样的资源以及通过网络来得到相应的服务。

1.2  云计算的关键特征

　　●按需自助服务

　　●无处不在的网络接入

　　●与位置无关的资源池

　　●快速弹性

　　●按使用付费

1.3  云计算产生的背景

　　云计算产生是需求推动、技术进步、商业模式转变共同促进的结果。

　　云计算（Cloud Computing）是网格计算（Grid Computing）、分布式计算（Distributed Computing）、并行计算（Parallel Computing）、网格存储（Network Storage Technologics）、虚拟化（Virtualization）、负载均衡（Load Balance）等传统计算机和网络技术结合的产物。

二、云计算的模式

2.1  云计算的部署模式

　　●  私有云计算：一般一般由一个组织来使用，同时由这个组织来运营。华为数据中心属于这种模式，华为自己是运营者，也是它的使用者，也就是说使用者和运营者是一体，这就是私有云。

　　●  公有云计算：就如共用的交换机一样，电信运营商去运营这个交换机，但是它的用户可能是普通的大众，这就是公有云。

　　●  混合云计算：它强调基础设施是由二种或更多的云来组成的，但对外呈现的是一个完整的实体。企业正常运营时，把重要数据保存在自己的私有云里面（比如：财务数据），把不重要的信息放到公有云里，两种云组合形成一个整体，就是混合云。比如说电子商务网站，平时业务量比较稳定，自己购买服务器搭建私有云运营，但到了圣诞节促销的时候，业务量非常大，就从运营商的公有云租用服务器，来分担节日的高负荷；但是可以统一的调度这些资源，这样就构成了一个混合云。

2.2  云计算的商业模式

　　●  Iaas（Infrastructure as a service）：基础设施即服务，指的是把基础设施以服务形式提供给最终用户使用。包括计算、存储、网络和其它的计算资源，用户能够部署和运行任意软件，包括操作系统和应用程序。例如：虚拟机出租、网盘等。

　　●  Paas（Platform as a service）：平台即服务，指的是把二次开发的平台以服务形式提供给最终用户使用，客户不需要管理或控制底层的云计算基础设施，但能控制部署的应用程序开发平台。例如：微软的Visual Studio开发平台。

　　●  Saas（Software as a service）：软件即服务，提供给消费者的服务是运行在云计算基础设施上的应用程序。例如：企业办公系统。

2.3  云计算的流派

　　●  大分小模式：资源在应用间时分复用；关键技术点包括计算、存储和网络虚拟化以及虚拟机监控、调度和迁移。典型代表： Amazon EC2。

　　●  小聚大模式：应用资源需求大，可以划分为子任务；关键技术点包括任务分解、调度、分布式通信总线和全局一致性。典型代表： Google。

三、云计算的核心技术

3.1  核心技术识别

　　从物理设备（服务器、存储和网络设备）、虚拟化软件平台、分布式计算和存储资源调度、一体化自动化管控软件、虚拟化数据中心的安全和E2E的集成交付能力，都是构建高效绿色云数据中心的关键技术。

3.2  云计算关键技术

　　通过对多项核心技术进行归类汇总，可归结为三个方面：整体的计算架构、承载的硬件设备和软件系统。

3.3  云计算硬件技术

3.3.1  计算架构

 　　●  许多系统开始很简单，但当需要进行系统扩展时就会变得复杂。升级系统最常见的原因是需要更多的容量，以支持更多的用户、文件、应用程序或连接的服务器。常见的系统扩展方式有Scale up和Scale out两种。

　　●  Scale up(纵向扩展) 主要是利用现有的系统，通过不断增加存储容量来满足数据增长的需求。但是这种方式只增加了容量，而带宽和计算能力并没有相应的增加。所以，整个系统很快就会达到性能瓶颈，需要继续扩展。

　　●  Scale out横向扩展架构的升级通常是以节点为单位，每个节点往往将包含容量、处理能力和I/O带宽。一个节点被添加到系统，系统中的三种资源将同时升级。而且，Scale out架构的系统在扩展之后，从用户的视角看起来仍然是一个单一的系统。所以Scale out方式使得系统升级工作大大简化，用户能够真正实现按需购买，降低TCO。

　　●  云计算的设计思想是以最低成本构建出整体的性能最优，与传统电信设备和IT设备（服务器、大型机、企业存储等）追求设备可靠性和性能的思路完全不同。

3.3.2  存储系统

　　●  企业存储一般采用专用的存储设备，成本高。

　　●  分布式存储系统把使用便宜的IDE/SATA硬盘的服务器本地存储构建存储资源池，即降低了服务器的成本，也降低了存储成本，构建最低成本的计算和存储。通过“分布式存储和多副本备份”来解决海量信息的存储和系统可靠性，数据存储可以配置多分副本，保证数据安全性。

3.3.3  数据中心的联网

　　●  随着云计算的发展，越来越多的业务承载在数据中心的虚拟机上，业务数据的流动从南北向转变为东西向，对数据中心网络需求和冲击提出了很大的挑战。

　　●  数据中心内部虚拟机的迁移促进了大二层网络虚拟交换技术的发展，支持大容量数据通信和超高的端口密度，可以连接更多的服务器提升数据中心的处理能力。

东西向流量增长

　　并行计算业务（如：搜索）需要服务器集群协同运算，产生大量横向交互流量。

　　虚拟机的自由部署和动态迁移，虚拟机需要实时同步大量的数据。

3.4  云计算软件技术：集群管理

　　●  云计算虚拟化软件平台，支持分布式集群管理。可以针对业务模型，对物理服务器创建不同的业务集群，并在集群内实现资源调度和负载均衡，在业务负载均衡的基础上实现资源的动态调度，弹性调整。

　　●  云计算虚拟化平台需要支持各种不同的存储设备，包括本地存储、SAN存储、NAS存储和分布式本地存储，保证业务的广适配性。

　　●  同时，提供链接克隆、资源复用、精简制备和快照功能，降低企业成本并提供高效率、高可靠性的资源池。

四、云计算的价值

　　●  资源整合、提高资源利用率

　　●  快速部署，弹性扩容

　　●  数据集中，信息安全

　　●  自动调度，节能减排

　　●  降温去燥，绿色办公

　　●  高效维护，降低成本

　　●  无缝切换，移动办公

　　●  升级扩容不中断业务

　　●  软硬件系统统一管理

五、缩略语　　

　　IT：Information technology，信息技术。

　　ICT：I你formation and Communication Technology，信息与通讯技术。

　　PC：Personal Computer，个人电脑。

　　API：Application Programming Interface，应用编程接口。

　　CRM：Customer Relationship Management，客户关系管理。

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

　　Paas：Platform as a Service，平台即服务。

　　Saas：Software as a Service，软件即服务。

　　VM：Virtual Machine，虚拟机。

　　VMM：Virtual Machine Monitor，虚拟机监视器。

　　CPU：Central Process Unit，中央处理器。

　　EC2：Elastic Computer Cloud，弹性计算云。

　　IDC：International Computer Cloud，弹性云计算。

　　GE：Gigabit Ethernet，千兆以太网。

　　IO：Input and Output，输入输出。

　　IOPS：I/O Operations Per Second，每秒读写次数。

　　TC：Thin Client，廋客户端。

　　TRILL：Transparent Interconnection of Lots of Links，多链接透明互联。

　　OS：Operating Query Language，结构化数据库查询语言。

　　SQL：Structured Query Language，结构化数据库查询语言。

　　ECS：Elastic Computer Service，弹性计算服务。

　　SLB：Server Load Balancer，负载均衡。

　　RDS：Relationship Database Service，关系型数据库服务。

　　OSS：Open Storage Service，开发存储服务。

　　CDN：Content Delivery Network，内容分发网络。

　　ICP：Internet Content Provider，互联网内容提供商。

　　STB：Set Top Box，机顶盒设备。

　　DC：Data Center，数据中心。