云计算技术：自动化管理IT资源，降低复杂性，提高效率

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    云计算技术可以实现IT资源的自动化管理和配置，降低IT管理的复杂度，提高资源利用效率。云计算代表了一种数据存储和计算能力。与云计算相结合，这是时代发展的必然趋势。

    1.云计算定义

    由于云计算涉及多个领域和应用场景，且各厂商代表各自不同的利益，因此目前云计算还没有一个权威的定义。不同的组织从不同的角度给出了不同的定义。

    1. 维基百科

    云计算的想法最早起源于电话网络。业界称之为透明、黑盒的电话传输网络云。虽然云过去代表电话网络，后来在图表中用作互联网底层基础设施的抽象表示，但云计​​算的范围已经扩展到不仅包括网络基础设施。

    简而言之，云计算是一种基于互联网的新型计算方式，通过互联网上异构、自治的服务向个人和企业用户提供按需计算、软件和信息。

    2、咨询机构

    定义云计算是一种利用网络技术并通过IT使其具有可扩展性和弹性能力并作为服务提供给多个外部用户的计算方法。

    IDC将云计算定义为一种新兴的IT技术开发、部署和发布模式，可以通过互联网实时提供产品、服务和解决方案。

    NIST将云计算定义为：一种可以通过网络方便地按需访问云系统的可配置计算资源（如网络、存储、应用程序和服务）共享池的云计算模型。同时，它能够以最少的管理开销以及最少的与供应商的交互来快速配置、提供或释放资源。

    3、运营商视角

    由于业界对云计算尚无统一共识，电信运营商基于对网络基础设施、运营可信度、服务支撑等多因素分析，提出了以下云计算的定义。

    云计算是一种新的计算方法和商业模式。通过虚拟化等技术，我们可以以“即插即用”的方式自主管理计算、存储等资源能力，形成高效的资源池，以按需服务的形式提供计算能力，整合IT资源和资源。通过公共通信网络开展业务。 ，为用户提供新的业务产品和新的交付模式。

    2、云计算特点

    云计算的典型特征包括资源共享、按需分配、弹性调度、服务可扩展等，下面简单介绍一下。

    (1)资源共享

    云计算可以类似于水电等基础设施行业，提供公共计算能力，充分利用闲置资源，通过共享提供服务。

    (2) 按需分配

    云计算可以根据云应用的资源状况主动调整和调度资源分配，支持根据应用需求快速资源分配，并且可以灵活分配资源以适应需求。

    (3)灵活排班

    云计算利用虚拟化技术实现资源的快速迁移，降低故障风险。

    (4)服务可扩展

    “云”的规模可以动态扩展，以满足应用和用户规模增长的需求。

    (5) 普遍接入

    云计算接入没有地域限制，在任何地点都可以使用各种终端获取应用服务。

    (六)系统安全

    云计算可以保证数据传输的安全，选择合适的加密方法来保证系统的安全。

    (7)地理分布

    云计算提供的资源在地理上是分散的，并且通过虚拟技术进行统一和集成。

    3、云计算架构

   

    云计算的经典架构如图1所示，按照服务方式从底层分为基础设施即服务层（IaaS）、平台即服务层（PaaS）和软件即服务层（SaaS）到顶部。需要注意的是，服务方法的级别之间没有严格的依赖关系。例如，PaaS可以构建在IaaS之上，也可以直接构建在数据中心之上； SaaS 可以构建在 IaaS 或 PaaS 之上。平台之上（统一的运行环境和数据模型）。

    图1 云计算架构

    如果按照部署方式分类，可以分为公有云、私有云和混合云。

    1、按服务方式分类

    (1)基础设施即服务

    IaaS以服务的形式提供虚拟硬件资源，如虚拟主机、存储、网络、数据库等，用户无需购买网络设备或存储设备。他们可以通过互联网租用来构建自己的应用系统。

    (2)平台即服务

    PaaS是指云计算服务提供商提取公共能力，通过开放接口提供给个人和第三方开发使用。如果提供互联网应用程序接口（API）或操作平台，用户可以基于服务引擎构建此类服务。

    (3)软件即服务

    SaaS是一种提供软件的商业模式。制造商将应用软件统一部署在自己的计算机上。客户可以根据自己的实际需要，通过互联网向制造商订购所需的应用软件服务，并根据订购服务的金额和时间向制造商支付费用，通过互联网获得制造商提供的服务。服务。用户不再需要购买软件，而是从提供商处租用基于网络的软件来管理业务活动。用户无需维护软件。服务提供商将全面管理和维护该软件。软件厂商在向客户提供互联网应用的同时，还提供软件的离线运行和本地数据存储，让用户随时随地使用所订购的软件和服务。对于许多小型企业来说，SaaS 是采用先进技术的最佳方式，消除了企业购买、构建和维护基础设施和应用程序的需要。在这种模式下，客户不再像传统模式那样在硬件、软件和人员上花费大量的投资，而只需支付一定的租赁服务费，就可以通过互联网享受相应的硬件、软件和维护服务，并享有软件使用权和持续升级是网络应用最高效的运营模式。

    2、按部署方式分类

    (1)私有云

    私有云是指企业自身使用的云。其提供的所有服务不供外部使用，而是供企业内部人员或分支机构使用。私有云的部署比较适合政府部门或者分支机构较多的大型企业。随着这些大型企业数据中心的集中化，私有云将成为企业部署IT系统的主流模式。

    (2)公有云

    公有云是指向外部用户提供服务的云。其所有服务仅供外部使用，不供企业使用。对于用户来说，公有云最大的优势在于所使用的程序、服务以及相关数据都存储在云服务提供商处，不需要进行相应的投资和建设。

    (3)混合云

    混合云结合了公有云模式和私有云模式，是一种可供自身及其用户使用的云服务。相比之下，混合云部署对提供商的要求更高。

    4.云计算及相关技术

    云计算见证了单机计算、并行计算、分布式计算、网格计算的兴衰，可以认为是上述计算的延伸（如图2所示）。下面将介绍这些计算技术并提及云计算。与相关技术进行比较。

    图2 计算技术的演变

    1、单机计算

    计算初期，各个计算节点相互独立，由单机独立完成计算。由于缺乏协作，单机的计算能力受到限制，但单机是一个封闭的系统，具有良好的安全性能。目前，单机计算仍然是广泛使用的计算方式。

    2. 并行计算

    并行计算是指同时使用多个计算资源来解决问题的过程。传统上，串行计算是指在单个计算机（具有单个中央处理单元）上执行软件写入操作。 CPU 使用一系列指令来解决问题，一次只执行一条指令。并行计算是相对于串行计算而言的。并行计算分为时间并行和空间并行。时间上的并行指的是流水线技术，空间上的并行指的是使用多个处理器同时进行计算。目前的并行计算主要指的是后者，即将计算任务分成多个部分，提交给多个计算节点处理。但这样划分的任务关联性强，容错性差，导致并行计算失败。价格比较高，这种计算模型目前多用于科学计算。

    3.分布式计算

    分布式计算是指两个或多个软件彼此共享信息。计算任务可以在同一台计算机上运行，​​也可以在通过网络连接的多台计算机上运行。分布式计算可以实现稀有资源的共享，平衡任务的计算负载。共享稀缺资源和平衡负载是计算机分布式计算的核心思想之一。

    4.网格计算

    网格计算随着互联网的发展而迅速发展。它是专门为复杂的科学计算而设计的新型计算模型。它利用互联网将分散在不同地理位置的计算机组织成一个虚拟的计算机，其中每台参与计算的计算机就是一个“节点”，整个计算就是一个由数千个“节点”组成的“网格”，所以这种计算方法称为网格计算。这样组织起来的“虚拟”有两个优点：一是数据处理能力强；二是数据处理能力强。其次，可以充分利用网络中闲置的处理能力。

    5.云计算与相关技术的关联与比较

   

    单机计算是计算的最初计算形式；并行计算和分布式计算的基本原理是相同的，但是分布式计算划分的任务是相互独立的。通过将任务分配给多个计算节点进行计算，然后验证结果，保证了计算的稳定性。与并行计算的任务划分相互关联；网格计算是分布式计算的延伸，它利用计算节点的部分技术资源组成超级计算处理器来执行运算。

    (1)云计算和网格计算

    云计算与网格计算的比较如表1所示。

    表1 云计算与网格计算对比

    (2)云计算、分布式计算、并行计算

    分布式计算是使用硬件和软件系统在松散或严格约束下处理任务。该系统包含多个处理器单元或存储单元、多个并发进程和多个程序。程序被分为多个部分，并在通过网络连接的计算机上同时运行。分布式计算与并行计算类似，但并行计算通常指程序的多个部分同时运行在计算机的多个处理器上。分布式计算通常必须处理异构环境、多样化的网络连接以及不可预测的网络或计算机错误。

    此外，云计算强调基于虚拟化等技术在分布式硬件环境上提供共享资源服务。

    (3)云计算和P2P技术

    P2P技术也是分布式计算的一种，对互联网产生了巨大的影响。它与云计算相似但又不同。

    1）从架构上来说，云计算与P2P有不同的概念。云计算以集群为中心。计算和数据存储由网络中的云端完成，终端只能实现输入和输出。 P2P强调去中心化的理念，充分挖掘终端能力，网络只是一个传输管道。

    2）在服务质量方面，P2P网络天然具有高度动态性，这导致P2P应用性能天然存在缺陷；云计算集群高度稳定，这使得基于云计算的应用范围更加广泛。广阔。

    3）从对网络流量的影响来看，P2P产生的流量在上下游方向上趋于相等，而云计算具有分布式结构，但外部类似于C/S模型，流量有天然的不对称特性，这与当前网络带宽特性是一致的。

    从对运营商的影响来看，P2P对运营商的影响正在进一步扩大，这对运营商网络产生了无限的带宽需求。 P2P占用了大部分网络带宽，但运营商并没有获得更多利益；云计算的发展和建设将加剧对超大规模数据中心的需求，为运营商带来新的商机。

    5.云计算和大数据

    数据已成为工业经济向知识经济转型的重要特征，是当今时代最关键的生产要素和产品形态。在数据大规模生产、共享、应用的时代，你可以随时随地通过微博、微博、即时通讯工具发送消息、分享照片、传输视频。每时每刻都会产生多种格式的数据，每个人都成为数据的使用者。创作者和用户。

    自从计算机发明之前，我们所面对的大部分数据都是结构化的。这类数据逻辑性很强，因果关系也很强。典型的例子是运营商的客户关系系统记录了用户的号码、开户时间、开户地点、套餐类型等信息。如今，我们面对的大多数数据都是非结构化的。这类数据具有随时可用、海量、弹性、不可控等特点。典型的例子包括某一时刻的交通拥堵、天气状况、社交事件产生的互联网数据（微博、图片、文章、音乐、视频）等。根据IDC等国外咨询公司的预测，非结构化数据占比更大。超过80%，并且这个比例还在逐渐增加。

    当前，以非结构化数据为主的数据已经颠覆了传统IT世界，挑战着企业存储架构和数据中心基础设施，影响着商业智能、云计算等各个应用环节。业界普遍共识，它将成为继云计算之后信息技术领域的又一热点。它是未来信息技术发展的战略方向，将催生价值数万亿美元的下一代软件公司。其所代表的数据密集型科学将成为新的技术变革的基石。

    说到云计算技术，就不可避免地要提到云计算的结合，这是时代发展的必然趋势。

    云计算技术可以实现IT资源的自动化管理和配置，降低IT管理的复杂度，提高资源利用效率；该技术主要解决大规模数据承载和计算等问题。云计算代表了一种数据存储和计算能力，代表了一种数据知识挑战。计算需要数据来体现其效率，数据需要计算来体现价值。云计算与云计算之间的关系包括两个层面。

    1）利用云计算的资源共享、高扩展性、服务化特点，构建数据管理和运营的平台；云计算架构和服务模型为挖掘和知识生产提供基础的信息存储和共享解决方案。根据。

    2）技术对存储、分析、安全的需求，推动了云计算架构、云存储、云安全技术的快速发展和演进，推动了云服务、云应用的落地。

    1、云计算技术是大数据处理的基础

    云计算技术是处理的基础，现有平台广泛采用云计算架构和云计算服务。例如，使用PB级别的半结构化和非结构化存储和处理；用于将问题分解为多个子问题，然后将子问题分配给数百或数千个处理节点，最后将结果收集到一个小的数据集中，更容易分析并得到最终结果。目前已成为AOL、AOL、AOL等公司分析的主要解决方案。

    此外，对于短期处理项目，如果数据处理需要大量的计算资源和存储资源，云平台是唯一可行的选择。项目启动时可以快速获得云端的存储空间和处理能力，项目结束后可以快速释放这些资源和能力。

    随着云计算技术不断成熟，云服务性价比、可扩展性、灵活性和可管理性不断提高，越来越多的应用和数据将迁移到云端，云计算与云计算的耦合将更加紧密。 。

    2、大数据是云计算的延伸

    该技术涵盖了从海量数据存储、处理到应用的广泛技术，如海量分布式文件系统、并行计算框架、NoSQL数据库、实时流数据处理、智能分析技术等。与云计算的发展密切相关，技术可以视为云计算技术的延伸。

    以电信运营商为例，技术可以给运营商带来新的机遇。目前，运营商建设了云计算平台来存储海量的网络运营数据、用户语音数据、移动用户上网数据等。运营商可以利用技术进一步应用和挖掘云平台中的数据。运营商的数据应用可以涵盖很多方面，包括战略分析、竞争分析等企业管理分析，以及用户分析、业务分析、流量管理等运营分析。网络信令监测、网络运行质量分析等分析、网络管理和维护优化，精准营销、个性化推荐等营销分析等。

    云计算技术的发展落后于业界的预期。由于安全性和可靠性问题尚未打消用户的疑虑，对技术的需求可能会加速云计算的发展并引发云架构的演进。在发展初期，它可能会成为云平台上的杀手级应用。