系統架構設計筆記（105）—— 雲端計算

雲端計算是一種基於網際網路的計算方式，通過這種方式，共享的軟硬體資源和資訊可以按需提供給計算機和其他裝置。雲其實是網路 、 網際網路的一種比喻說法。雲端計算的核心思想，是將大量用網路連線的計算資源統一管理和排程，構成一個計算資源池向使用者按需服務。提供資源的網路稱為雲。狹義雲端計算指 IT 基礎設施的交付和使用模式，指通過網路以按需 、 易擴充套件的方式獲得所需資源；廣義雲端計算指服務的交付和使用模式，指通過網路以按需 、 易擴充套件的方式獲得所需服務。這種服務可以是 IT 和軟體 、 網際網路相關，也可是其他服務。通俗一點來說，提供資源的網路稱為雲。

雲中的資源在使用者看來是可以無限擴充套件的，並且可以隨時獲取，按需使用，隨時擴充套件，按使用付費。這種特性經常被稱為像水電一樣使用 IT 基礎設施。這就好比是從古老的單臺發電機模式轉向了電廠集中供電的模式。它意味著計算能力也可以作為一種商品進行流通，就像煤氣 、 水電一樣，取用方便，費用低廉。最大的不同在於，它是通過網際網路進行傳輸的。

1 雲端計算的特點

雲端計算是一項交叉學科技術，所以它有許多的特點：

（1）計算資源整合提高裝置計算能力

雲端計算把大量計算資源集中到一個公共資源池中，通過租用的方式共享計算資源。雖然單個使用者在雲端計算平臺獲得服務水平受到網路頻寬等各因素影響，未必獲得優於本地主機所提供的服務，但是從整個社會資源的角度而言，整體的資源調控降低了部分地區峰值荷載，提高了部分荒廢的主機的執行率，從而提高了資源利用率。

（2）分散式資料中心保證系統容災能力

分散式資料中心可將雲端的使用者資訊備份到地理上相互隔離的資料庫主機中，甚至使用者自己也無法判斷資訊的確切備份地點。該特點不僅僅提供了資料恢復的依據，也使得網路病毒和網路黑客的攻擊失去目的性而變成徒勞，大大提高系統的安全性和容災能力。

（3）軟硬體相互隔離減少裝置依賴性

虛擬化層將雲平臺上方的應用軟體和下方的基礎裝置隔離開來。技術裝置的維護者無法看到裝置中執行的具體應用。同時對軟體層的使用者而言基礎裝置層是透明的，使用者只能看到虛擬化層中虛擬出來的各類裝置。這種架構減少了裝置依賴性，也為動態的資源配置提供可能。

（4）平臺模組化設計體現高可擴充套件性

目前主流的雲端計算平臺均根據 SPI 架構在各層整合功能各異的軟硬體裝置和中介軟體軟體。大量中介軟體軟體和裝置提供針對該平臺的通用介面，允許使用者新增本層的擴充套件裝置。部分雲與雲之間提供對應介面，允許使用者在不同雲之間進行資料遷移。類似功能更大程度上滿足了使用者需求，整合了計算資源，是未來雲端計算的發展方向之一。

（5）虛擬資源池為使用者提供彈性服務

雲平臺管理軟體將整合的計算資源根據應用訪問的具體情況進行動態調整，包括增大或減少資源的要求。因此雲端計算對於在非恆定需求的應用，如對需求波動很大 、 階段性需求等，具有非常好的應用效果。在雲端計算環境中，既可以對規律性需求通過事先預測事先分配，也可根據事先設定的規則進行實時公臺調整。彈性的雲服務可幫助使用者在任意時間得到滿足需求的計算資源。

（6）按需付費降低使用成本

作為雲端計算的代表按需提供服務 、 按需付費是目前各類雲端計算服務中不可或缺的一部分。對使用者而言，雲端計算不但省去了基礎裝置的購置運維費用，而且能根據企業成長的需要不斷擴充套件訂購的服務，不斷更換更加適合的服務，提高了資金的利用率。

2 雲端計算的型別

雲端計算包括三種基本型別。

（1）軟體即服務

軟體即服務（ Software-as-a-Service ， SaaS ）是基於網際網路提供軟體服務的軟體應用模式。作為一種在 21 世紀開始興起的創新的軟體應用模式， SaaS 是軟體科技發展的最新趨勢。

SaaS 提供商為企業搭建資訊化所需要的所有網路基礎設施及軟體 、 硬體運作平臺，並負責所有前期的實施 、 後期的維護等一系列服務，企業無須購買軟硬體 、 建設機房 、 招聘 IT 人員，即可通過網際網路使用資訊系統。就像開啟自來水龍頭就能用水一樣，企業根據實際需要，從 SaaS 提供商租賃軟體服務。

（2）平臺即服務

平臺即服務（ Platform-as-a-Service ， PaaS ）是把伺服器平臺或者開發環境作為一種服務提供的商業模式，如將軟體研發的平臺作為一種服務，以 SaaS 的模式提交給使用者。因此， PaaS 也是 SaaS 模式的一種應用。但是， PaaS 的出現可以加快 SaaS 的發展，尤其是加快 SaaS 應用的開發速度。早在 2007 年，國內外 SaaS 廠商就先後推出了自己的 PaaS 平臺。 PaaS 之所以能夠推進 SaaS 的發展，主要在於它能夠提供企業進行定製化研發的中介軟體平臺，同時涵蓋資料庫和應用伺服器等。 PaaS 可以提高在 Web 平臺上利用的資源數量。

（3）基礎設施即服務

基礎設施即服務（ Infrastructure as a Service ， IaaS ）是指消費者通過 Internet 可以從完善的計算機基礎設施獲得服務，如 《 紐約時報 》 就使用成百上千臺 Amazon EC2 例項在 36 小時內處理 TB 級的文件資料。如果沒有 EC2 ， 《 紐約時報 》 處理這些資料將要花費數天或者數月的時間。

infrastructure /ˈɪnfrəstrʌktʃər/
The basic facilities, services, and installations needed for the functioning of a community or society, such as transportation and communications systems, water and power lines, and public institutions including schools, post offices, and prisons.

3 雲端計算的應用

雲端計算目前已應用到各個領域，大多大型電子商務企業近幾年也將雲端計算的佈局作為自己戰略目標中的一個方面。下面將談一談具體的應用場景。

（1）雲安全

雲安全（ Cloud Security ）是一個從 “ 雲端計算 ” 演變而來的新名詞。雲安全的策略構想是：使用者越多，每個使用者就越安全，因為如此龐大的使用者群，足以覆蓋網際網路的每個角落，只要某個新木馬病毒出現，就會立刻被截獲。

“ 雲安全 ” 通過網狀的大量客戶端對網路中軟體行為的異常監測，獲取網際網路中木馬 、 惡意程式的最新資訊，推送到 Server 端進行自動分析和處理，再把病毒和木馬的解決方案分發到每一個客戶端。

（2）雲端儲存

應用雲端儲存是在雲端計算概念上延伸和發展出來的一個新的概念，是指通過叢集應用 、 網格技術或分散式檔案系統等功能，將網路中大量各種不同型別的儲存裝置通過應用軟體集合起來協同工作，共同對外提供資料儲存和業務訪問功能的一個系統。當雲端計算系統運算和處理的核心是大量資料的儲存和管理時，雲端計算系統中就需要配置大量的儲存裝置，那麼雲端計算系統就轉變成為一個雲端儲存系統，所以雲端儲存是一個以資料儲存和管理為核心的雲端計算系統。

（3）雲呼叫

應用雲呼叫中心是基於雲端計算技術而搭建的呼叫中心繫統，企業無須購買任何軟 、 硬體系統，只需具備人員 、 場地等基本條件，就可以快速擁有屬於自己的呼叫中心，軟硬體平臺 、 通訊資源 、 日常維護與服務由伺服器商提供。具有建設週期短 、 投入少 、 風險低 、 部署靈活 、 系統容量伸縮性強 、 運營維護成本低等眾多特點；無論是電話營銷中心還是客戶服務中心，企業只需按需租用服務，便可建立一套功能全面 、 穩定 、 可靠 、 座席可分佈全國各地，全國呼叫接入的呼叫中心繫統。

（4）雲會議

應用雲會議是基於雲端計算技術的一種高效 、 便捷 、 低成本的會議形式。它是視訊會議與雲端計算的完美結合，帶來了最便捷的遠端會議體驗。使用者只需通過網際網路介面，進行簡單易用的操作，便可快速高效地與全球各地團隊及客戶同步分享語音 、 資料檔案及視訊，而會議中資料的傳輸 、 處理等複雜技術由雲會議服務商幫助使用者進行操作。目前國內雲會議大多以 SaaS 模式為主體，其服務內容包括電話 、 網路 、 視訊等形式。

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