4.2 云计算概述
电脑刚刚被发明的时候，还没有网络，每个电脑（PC），就是一个单机。每个用户在单机上处理自己的事务。后来，人们意识到，单机与单机之间联系的重要性，于是出现了网络（Network），用于交换信息。随着单机的进一步发展，性能越来越强，就将性能强大的单机组装成了服务器（Server）。人们把一些服务器集中起来，让用户通过网络，使用集中起来的资源。随着网络的进一步发展，不断壮大的网络，就变成了互联网；不断扩张的机房，就变成了IDC；不断变多的计算机资源和应用服务（Application）也被部署到了其中，就变成了云计算（Cloud Computing）。无数的大型机房，就成了云端。云计算的发展历程如图4-1所示。
图4-1 云计算的发展历程
4.2.1 云计算的定义
什么是云计算呢？云计算的定义有许多种，现阶段广为接受的定义是由美国国家标准与技术研究院（NIST）提出的，为“云计算是一种基于互联网的，只需最少管理与服务提供商的交互，就能够便捷、按需地访问共享资源（包括网络、服务器、存储、应用和服务等）的计算模式。”根据NIST的定义，云计算具有按需自助服务、广泛网络接入、计算资源集中、快速动态配置、按使用量计费等主要特点。
4.2.2 云计算的发展进程
1）第一时期：集群化时期
在这一阶段中，企业将自己的IT硬件资源进行物理型集中，将分散的资源集中起来，组成了一定程度的数据中心，并将这些集中起来的资源提供给各个企业，但是这样的集中对数据传输等也会产生不小的问题。
2）第二时期：网格计算时期
计算网格为计算资源提供了一个平台，使其能组织成一个或多个逻辑池。这些逻辑池统一协调为一个高性能分布式系统，所以也被称为超级虚拟计算机。网格计算与集群化的区别在于，网格系统更加松耦合，也更加分散，因此网格系统可以包含异构、异地的不同技术资源。这些IT资源构成一个网格池，实现统一的分配和协调，所以现在也普遍认为网格计算时期是云计算发展的雏形时期。
3）第三时期：传统虚拟化时期
这一时期，最迫切需要解决的问题就是成本过高、IT运行灵活性较低、资源利用率低下，因此虚拟化技术在这一时期被广泛利用。虚拟化集成了多台服务器，从而无视了底层设备的差异，并提高了资源的利用率。虚拟化打破了软、硬件间的依赖关系，提升了服务器的性能，减少了资源消耗。
4）第四时期：云计算时期
一方面，随着数据量的不断增大，搭建大型的数据中心，以及未来的运营维护，都会给企业带来巨大的压力。另一方面，随着业务需求的不断增加，企业在针对IT方面的投入也越来越大。因此，如何构建可以弹性扩展和按需服务的IT服务成为了这个时期最主要的核心。
4.2.3 云计算的分类
云计算的分类如图4-2所示。按照是否公开发布服务可分为公有云（Public Cloud）、私有云（Private Cloud）和混合云（Mixed Cloud）。
图4-2 云计算的分类
1）公有云
公有云通常指第三方供应商提供用户能够使用的云。公有云的最大意义是能够以低廉的价格，提供有吸引力的服务给用户，创造新的业务价值。目前主要的公有云包括Amazon AWS（Amazon Web Services）、Microsoft Azure和阿里云（Alibaba Cloud）等。
公有云的优点如下。
（1）方便。用户可直接使用供应商的计算资源，且不需要用户去安装和维护。
（2）共享。用户可以通过不同设备来查看公有云中的数据。
（3）易扩展。云计算的资源能够快速地扩展，具有强大的弹性。通过自动化供应，可以达到快速增减资源的目的。
公有云的缺点如下。
（1）安全性。用户对于云端的资源缺乏控制，无法保证隐私和保密数据的安全性。
（2）资源竞争，公有云共享资源的特性，流量峰值期间容易出现性能问题（如网络阻塞），公有云中最需要竞争的资源，如带宽，价格往往最昂贵。
2）私有云
私有云是针对不同的用户需求来开发的，因此能够在很大程度上保障其服务质量。私有云一般直接部署在用户的防火墙内部或相对安全的主机托管场所，因此用户数据的安全性有了极大的提高。目前主要的私有云包括易捷行云（EasyStack）、华为云（Huawei Cloud）和VMware等。
私有云的优点如下。
（1）安全。私有云资源独享，单个公司是唯一可以访问它的指定实体，提供了更高的安全性。
（2）服务质量好。因为私有云构建在防火墙内部，不是部署在远程服务器中，所以可以有效避免外部流量峰值的冲击。
私有云的缺点如下。
（1）费用高。当一个企业想要构建私有云时，需要考虑到收购、部署、支持和维护等成本费用。
（2）共享性差。用户一般链接到本地资源，与外界联系较少且难度相对较高。
3）混合云
混合云是公有云和私有云两种服务方式的结合。企业从安全的角度出发，会希望将自己的关键数据存放到私有云中。但是计算资源的局限性使得企业更加青睐于使用公有云。近年来，混合云逐渐被人们所使用，且它既可以保障数据安全，又可以节省开支。目前主要的混合云包括Amazon AWS、谷歌云（Google Cloud）和天翼云等。
混合云的优点如下。
（1）融合了其他两种云计算的优势，从私有云的角度出发，其可以提高安全性能。
（2）从公有云的角度出发，其具有在相同计算资源条件下的低成本和可扩展性的特点。
（3）可以通过灵活配置私有云和公有云，来匹配企业不同时期的发展状况。
混合云的缺点如下。
（1）可使用产品和服务较少。这是因为混合云的发展历程比较短。
（2）运营维护困难。如果要将混合云配置到位，技术人员就需要精通公有云和私有云两种技术，这对于企业来讲，极大地提高了运维的难度。
4.2.4 云计算的特点
云计算具有较好的灵活性、极强的扩展能力及较高的性价比，其具有如下优势与特点。
1）虚拟化技术
云计算和传统的技术相比最大的特点就是冲破了时间和空间的限制，这也是其最明显的优势。
2）动态可扩展
云计算有较高强度的运算能力。不仅可以在已有的服务器中补充元计算的功能，还可以进一步增加运算速度，来实现应用资源的扩展。
3）按需部署
不同的应用所需的资源大小不同，可以通过云计算高强度的计算能力，根据其需求配置来分配所需的资源。
4）灵活性高
目前大多数IT资源都支持虚拟化，可将不同的IT资源虚拟化后放入资源池中进行统一分配。
5）可靠性高
在云计算技术中，如果单个服务器出现了问题并不会影响用户的正常使用。
6）性价比高
云计算系统资源是被池化以后统一管理的。对于用户来讲，廉价的云服务器是一个不错的选择，而且其计算性能与大型主机相差不大。