前言

云計算是現在很熱門的話題，很多的企業、行業都已經將傳統的IT架構替換成云計算的架構。很多興起的應用：大數據、AI都比較需要用云計算作為支撐的。云計算相比于傳統的IT行業有著巨大的優勢，本文就帶大家認識什么是云計算，云計算的優勢是什么。

云計算的確是最近幾年興起的話題，但是它采用的技術并不是新穎的，反而是很多年前的老技術，組合起來使用。需要涉獵范圍很廣，需要理解存儲，網絡，服務器，虛擬化等。我們可以這樣去理解：云計算是一種將現有的技術整合起來的服務。

云計算應用

很多人應該都在之前或多或少的聽說過、接觸過云計算。但是可能不真正理解云計算到底是什么。
像我們最熟悉的百度云就是一種最基礎云計算服務。在沒有百度云之前，我們存儲資料主要的途徑本地存儲。想要將資料移動到另一臺電腦上，最常見的操作就是用U盤拷貝，或者是通過QQ等聊天軟件來傳輸資料。而有了百度云這樣的云存儲APP之后，我們只需要在不同的設備上下載相應的APP，就能實現數據的上傳、下載。百度云的工作原理很簡單的來說就是將數據存儲到云端，然后用戶在何時何地都可以使用。
同樣使用云計算功能的APP還有很多，如：網易云、手機的云備份服務、云筆記等等。
還有熟悉剪輯、后期制作等工作的小伙伴都知道，這類的工作都需要我們的工作站擁有非常強勁的性能。想要達到好萊塢特效等級的電影更是需要上千人、上億美金的支持。前段時間中國電影圈非常火的流浪地球，它的特效可以說是比肩好萊塢的水準。該電影后期的制作就用到了華為云平臺的云渲染等相關服務。

云計算的優勢

云計算最近成為熱門，這是時代發展的趨勢。那么為什么云計算會成為現在信息時代的熱門呢？我們來看一下它的優勢。

優勢	描述
按需自助服務	用戶可根據自己的需求購買云計算服務
廣泛的網絡接入	任何地點、任何時間只要有網絡即可
資源池化	可隨意加減資源 最大特點：屏蔽硬件差異：品牌、型號
快速彈性伸縮	可快速根據需求增減服務
可計量服務	用技術和其他的手段實現單位的統一

這里我來解釋一下這些優勢

拿鋼鐵俠舉例，鋼鐵俠有許多的戰甲，如：MK 1、MK 2、MK 50等等。每套戰甲都有獨特的作用。比如打綠巨人用的是反浩克戰甲，打滅霸用的是MK 50。我根據敵人的不同選擇不一樣的戰甲這就是按需自助服務；托尼在外出時并不將自己的戰甲隨身攜帶，而是需要時通過遠程召喚的方式，將戰甲召喚到自己身上。無論在哪無論什么時間都可以召喚。這就是廣泛的網絡接入，我們使用云計算的服務重要的一點就是需要網絡的支撐。鋼鐵俠召喚戰甲我就不知道是用網絡還是用其他高科技了；鋼鐵俠的戰甲可以拆分成很多的部件、在戰斗的過程中，哪個部件壞掉了可以直接更換新的部件。這便是資源池化

在云計算中，底層的硬件（硬盤、網卡、CPU、內存等）組成資源池，供上層使用。資源池內的硬件可以是不用的型號，不同品牌的。就好比KFC中的可樂桶中既可以加百事可樂又可以加可口可樂一樣。

快速彈性伸縮可以理解為大師兄的金箍棒，可大可小，可長可短。需要要大的時候就大，需要小的時候就小。云計算中，比如我今天用云電腦打游戲，發現內存不太夠，那我就可以立馬再去購買相應的內存，給我的主機增加內存。

可計量服務比較的抽象，計量就是將單位統一化，從而使用戶能夠簡單的理解用了多少資源。也可以在計費的時候有統一的標準。但是這樣注意一下：計量不等同于計費，但是計量包括計費。

云計算的定義

美國國家標準與技術研究院（NIST）定義：

云計算是一種模型，它可以實現隨時隨地、便捷地、隨需應變地從可配置計算資源共享池中獲取所需的資源（例如，網絡、服務器、存儲、應用、及服務），資源能夠快速供應并釋放，使管理資源的工作量和與服務提供商的交互減小到最低限度。

從定義中我們也可以看出云計算的優勢

定義	優勢
隨時隨地、便捷地	廣泛的網絡接入
隨需應變的、資源能夠快速供應并釋放	快速彈性伸縮
使管理資源的工作量和與服務提供商的交互減小到最低限度	按需自助服務

通俗的云計算定義

云計算=網絡+計算

云：網絡
計算：算力、CPU、存儲。（包括功能、資源、儲存）

“云計算”可以理解為：

通過互聯網可以使用足夠強大的計算機為用戶提供的服務，這種服務的使用量可以使用統一的單位來描述

云計算是互聯網和計算發展的必然產物離開了計算，厲害了互聯網都不算云計算。

云計算的發展

我們將云計算的發展史拆分成網路的發展史和計算的發展史來講。

互聯網的發展

1969年	ARPANET誕生（阿帕網）	想要兩臺計算機之間能夠通訊。 被稱作互聯網的起源 最開始軍事使用。因為好用后來分為軍用、民用。但是不同的網絡之間不能通信
1981年	TCP/IP協議的完整規范建立	DoD建立
1983年	三個原始網絡采用TCP/IP協議通訊	標志著真正的互聯網的誕生 現在不同網絡的計算機也可以通信？怎么通信？ 每個計算機都會被分配一個IP地址，通信的時候需要用到IP地址來找目的主機 遇到一個新問題：IP地址很難記，容易記錯
1984年	DNS服務出現（IP地址和域名的轉換）	訪問的時候不需要輸入IP地址，只需要輸入域名（百度） 舉例：身份證號、姓名
1991年	WWW正式向公眾開放	使用的云計算都可以通過網頁購買云計算服務
1995年	亞馬遜、eBay電商成立	為什么提電商：因為電商對云計算貢獻很大 國外：亞馬遜、微軟 國內：阿里云、騰訊云、華為云 介紹：雙十一、黑色星期五 云計算概念出現：甲骨文：互聯網電腦，所有硬件、操作系統、應用都在云端。但是由于當時網絡速度慢，加上互聯網泡沫破裂，所以失敗。

計算發展史

計算發展史

串行計算

假設有AB兩個任務

A和B兩個任務運行在一個CPU線程上，在A任務執行完之前不可以執行B。即，在整個程序的運行過程中，僅存在一個運行上下文，即一個調用棧一個堆。程序會按順序執行每個指令。

如果要計算的問題、任務很復雜、很大，那么使用串行計算所需的時間就很長

并行計算

概念

并行計算（Parallel Computing）是指同時使用多種計算資源解決計算問題的過程，是提高計算機系統計算速度和處理能力的一種有效手段。它的基本思想是用多個處理器來協同求解同一問題，即將被求解的問題分解成若干個部分，各部分均由一個獨立的處理機來并行計算。

并行計算中的CPU，可以來自同一臺計算機；也可以來自同一網絡中的不同計算機。

分類

所謂并行計算可分為時間上的并行和空間上的并行。 時間上的并行就是指流水線技術，而空間上的并行則是指用多個處理器并發的執行計算。

時間上的并行：是指流水線技術

比如說工廠生產食品的時候步驟分為：

1． 清洗：將食品沖洗干凈。

2． 消毒：將食品進行消毒處理。

3． 切割：將食品切成小塊。

4． 包裝：將食品裝入包裝袋。

如果不采用流水線，一個食品完成上述四個步驟后，下一個食品才進行處理，耗時且影響效率。但是采用流水線技術，就可以同時處理四個食品。這就是并行算法中的時間并行，在同一時間啟動兩個或兩個以上的操作，大大提高計算性能。

空間上的并行

是指多個處理機并發的執行計算，即通過網絡將兩個以上的處理機連接起來，達到同時計算同一個任務的不同部分，或者單個處理機無法解決的大型問題。

比如小李準備在植樹節種三棵樹，如果小李1個人需要6個小時才能完成任務，植樹節當天他叫來了好朋友小紅、小王，三個人同時開始挖坑植樹，2個小時后每個人都完成了一顆植樹任務，這就是并行算法中的空間并行，將一個大任務分割成多個相同的子任務，來加快問題解決速度。

分布式計算（網格計算和云計算都屬于分布式計算）

與集中式計算相對立

分布式計算，是用于研究分布式系統的計算機科學領域。分布式系統是將自己所有的組件分布在不同網絡的計算機上。這些計算機通過通以消息機制來配合。工作在不同網絡中的計算機通過相互協作來完成一個共同的目標。

分布式計算將該應用分解成許多小的部分，分配給多臺計算機進行處理。這樣可以節約整體計算時間，大大提高計算效率。

特點

稀有資源可以共享

通過分布式計算可以在多臺計算機上平衡計算負載

可以把程序放在最適合運行它的計算機上

其中，共享稀有資源和平衡負載是計算機分布式計算的核心思想之一。

與并行計算對比

分布式計算和并行計算都是運行并行，來獲取更高的性能。將大的任務化為小的任務。如果處理單元共享內存，就稱為并行計算，反之就是分布式計算。

也有人認為：分布式計算是并行計算的一種特例，也可以這樣說。

但是分布式的任務互相之間是有獨立性的，上一個任務包的結果錯誤、未返回，并不會對下一個任務包有影響。并行計算每一個Part之間的結果是相互依賴的。所以分布式計算要求的實時性不高，而且可以出現錯誤。

網格計算

利用廣泛的，零散的資源來完成一個任務。分布式計算的一種。

IBM定義

本地網絡或互聯網網絡中零散的可用資源集合起來，使終端用戶或者應用覺得他們在使用一臺性能強悍的計算機。

應用：BT下載，你在下載的同時，也在給別人提供資源。

云計算

新興的共享技術的架構方法，可以將巨大的資源池連接在一起，提供各種IT服務。
云計算和其他計算都不同，將任務（Job）放在云端，用戶只需要通過互聯網連接云端就可以完成job的整個過程。

云計算與并行計算、分布式計算的區別，以計算機用戶來說:

計算類型	用戶
并行計算	是由單個用戶完成的
分布式計算	是由多個用戶合作完成的
云計算	是沒有用戶參與，而是交給網絡另一端的服務器完成的

云計算的發展

云計算1.0

在云計算1.0時代的重點關注是計算虛擬化也就是通過虛擬化集群調度軟件將更多的IT應用復用的更少的服務器節點上從而實現資源利用率提高。華為HCIA階段就是主要學習虛擬化的知識。
在1.0時代大家都發現雖然我使用了虛擬化，我可以提升我的硬件利用率，但是了用戶在申請我這個虛擬機的時候，還是需要走傳統的那個審批流程。比如我需要創建的虛擬機需要幾個CPU、最大內存、多大硬盤、然后再由管理員手動的去創建這個虛擬機。如果一個企業比較大的話，管理員這個工作的效率非常低而且的非常耗時間。所以我們就進入了云計算2.0時代。

云計算2.0

2.0面向的是基礎設施云租戶和云用戶的資源服務化和管理自動化的階段，在這個階段，以前需要人工創一個虛擬機、云硬盤等等這些操縱的全部能夠變成了自動化，同時在提供虛擬機的規格。比如多大把硬盤、CPU個數等，也進行了標準化的定制。用戶在Web界面就可以看到自己所需要的虛擬機的規格，進行自助的申請。然后的管理員只需要通過審批，用戶的就可以使用自己的虛擬機了。

云計算3.0

到了3.0時代，云計算關注的是云原生以及業務的重構。他將其IT之前的業務架構逐步從縱向擴展應用分層架構體系，走向分布式無狀態化的架構。從而使得其IT在支撐企業業務敏捷化智能化以及資源利用率效率提升方面的邁上了一個新的高度和臺階。

發展	定義	技術代表	特點
云計算1.0	計算虛擬化	Hyper-v（微軟）、XEN、KVM、Vmware ESX	虛擬化，更好的資源利用率
云計算2.0	軟件定義與整合	Openstack、Vmware、AWS（亞馬遜）	基礎設施云化，資源服務標準化、自動化
云計算3.0	云原生與重構業務	Docker、CoreOS、Cloud Foundry	應用云化，敏捷應用開發與生命周期管理

云計算的部署模式

兩種依據分類依據：運營模式（公有云、私有云、混合云、行業云），服務模式（IaaS、PaaS、SaaS）

公有云

大眾熟知的云計算。

前面提到的百度網盤、華為手機的云備份恢復功能、有道云筆記、以及網易云音樂都屬于公有云。

目前的公有云可以提供給用戶眾多的服務，用戶呢可以通過互聯網像使用水電一樣使用公有云服務。隨用隨到，用多少付多少。

從用戶的角度來說，自己只需要購買云計算上的資源或者服務，而云計算所用的硬件以及相應的管理工作都是由第三方的服務商負責的。
公有云的資源那向公眾開放

私有云

部署在企業和單位的內部

運行在私有云中的數據的全部保存在企業自有的數據中心

那如果需要訪問數據需要經過部署在數據中心入口的防火墻。

建設的過程中那可以基于企業應有的勁架構進行改造，同時從以前買過了哪些硬件設備那也可以就可以最大程度上保護客戶的現有投資

但是所有的事情他都有兩面性的如果企業采用私有云可以保證數據的安全也可以設備利用。但是自己的原有的架構會隨著時間的推移，設備會越來越舊，而更換這些設備會是相當高的費用。

還有另外一種說法那就是在公有云購買云專屬服務。這種方式可以將企業的關鍵業務和關鍵數據的放在公有云的專屬服務器上。因為可靠的網絡隔離，完全可以滿足和私有云一樣的高安全性、高可靠性、高性能性。

混合云

包含了私有云、公有云、行業云中的兩種或兩種以上。
企業一般會使用企業防火墻，對公有云和私有云進行隔離，來保護數據的安全。

行業云

由某個行業或者某個區域內起主導作用或者掛掌握了關鍵資源的組織建立和維護已公開或者半公開的方式向行業內部和相關組織和公眾提供有償或者是無償服務的云平臺。

除了行業云還有一個社區、政府等建設的云，可以叫做社區云等。這類云其實也算是行業云。

各種云的優劣勢

分類	區別	優勢	劣勢
公有云	搭建者和用戶不同	便宜 不需要自己管理 按需自助 彈性伸縮	不安全 性能低（畢竟不是部署在自己家，需要通過互聯網） 不可靠
私有云	搭建者和用戶是同一人	高安全 高性能 高可靠	成本高（建設時：需要自己買硬件。升級硬件時成本高） 需要自己運維
行業云	一個行業一起用的云（醫療）（私有云）
混合云	上述三種云兩種或兩種以上混合	集合以上優點	成本高、學習成本高

云計算服務模式

傳統模式：在我們使用電腦的時候，使用的是一些應用程序。但是應用程序需要運行環境、中間件做支撐。中間件、運行環境又需要操作系統和底層的硬件做支撐。
云計算服務商根據用戶需求提供不同的服務模式：

IaaS

PaaS

SaaS

玩游戲舉例

iaas：我只購買了電腦包含cpu、顯卡、內存

paas：不僅購買了電腦、還給我裝好了操作系統、.net等中間件

saas：不僅裝好了操作系統，游戲都給我裝好了。