云计算历史发展

云计算的发展历史可以分成三个阶段：

• 自建机房：首先需要自行承担机房的所有工作，包括机房的设计，土木工程新建，机柜、UPS、精密空调、跳线等机房环境的建设。然后是服务器存储网络设备的采购和上架，最后才是业务系统的开发和部署，实现可用性、可靠性和安全运维的保障。
• IDC托管：需求越来越多之后，IDC（互联网数据中心）出现了，这就是IDC托管阶段。IDC服务商为企业提供了标准的机房，企业只需要完成服务器存储设备的采购和上架后，就可以将重心放在业务系统的开发部署和运维上。
• 云计算：云计算服务商不仅仅是为企业提供一个标准机房，而是以同时为企业提供一个云计算的资源池。具备了快速上线，按需所求、灵活伸缩等特点。企业只需要关注业务系统的开发及功能的问题，无需关注基础设施的细节。在云计算的环境下，业务系统可以快速部署上线，而且一旦上线就已经具备了易维护、高可用、高可靠、高安全的特点。

虚拟化技术

任何计算机的问题都可以通过另一层抽象来解决。在云计算的体系架构中，虚拟化的技术把物理的硬件抽象成逻辑的资源，为应用程序的运行提供一个动态灵活和高效的资源池。允许应用程序在运行的过程中获取自己所需要的资源，从而保障正常运行。物理机和虚拟机对比：

虚拟化技术是云产品的基石，依据不同的应用场景和不同的发展阶段，可以分为不同的虚拟化技术：

• 按虚拟对象：

  • 服务器虚拟化：允许在同一台物理服务器当中运行多个不同的虚拟机、多个不同的操作系统和应用程序，共享同一台物理服务器的CPU和内存资源。这样能够有效地提升同一台物理服务器CPU和内存资源的利用率，同时CPU硬件辅助虚拟化的技术能够为虚拟机去提供高性能的计算能力
  • 存储虚拟化：在标准的x86服务器当中安装很多的磁盘，为应用程序去提供稳定和可靠的网络存储服务，实现按需所求，透明伸缩，提升利用率。另外可以同时添加机械磁盘和固态磁盘，当应用程序经常访问的数据，可以放到固态磁盘上，从而去提升它的访问效率。
  • 网络虚拟化：为云平台中的虚拟机提供了虚拟网卡和虚拟交换机功能。虚拟网卡配置好合适的ip地址之后，云平台当中的虚拟机就具备了网络连接和网络通信的能力。并且提供了网络地址隔离和网络地址转换的功能，实现了云平台多租户的环境功能，不同的租户可以依据自己的业务需求，定义自己所需要的网络。
  • GPU虚拟化：云平台中虚拟机的硬件实际上是由物理服务器的CPU计算和模拟的虚拟硬件，它的性能和效率并不是非常高。如果在云平台当中有一个租户租用了一台虚拟机进行图形图像和视频的处理，gpu的虚拟化技术就允许虚拟机能够直接调用物理服务器的物理gpu资源，从而去增强用户的体验。

• 按方案：

  • 软件虚拟化：截获或模拟物理平台访问
  • 硬件虚拟化：硬件本身提供截获和重定向支持

• 按方式：

  • 全虚拟化（Full virtualization）：指模拟硬件环境，包括指令集、输入输出操作、中断、内存访问等等。纯软件的模拟导致速度慢。
  • 准/半虚拟化（Para-virtualization）
  • 硬件辅助虚拟化

虚拟机技术的标准：

• 等价性（例如虚拟网卡和物理网卡功能上要有一致性）
• 高效性（降低性能损失）

虚拟机监控器（即Hypervisor或VMM（Virtual Machine Monitor））：

• 作用为管理虚拟机生命周期，为虚拟机抽象出硬件环境
• 两种类型：
  1. 虚拟机直接运行在物理硬件（即裸机）上（例如Xen）
  2. 虚拟机运行在操作系统上（例如KVM）

下图来自虚拟化技术性能总结文章中。

云计算产品介绍

使用云产品的优势：

• 快速交付（区域化、快速化、多副本）
• 资源随需而取（云存储、云网络、云主机、大数据、人工智能）
• 成本低（机房建设成本、系统和软件采购成本、周期长导致的时间成本、运营人力成本）
• 运维便捷（系统更新、软件升级、机房等维护）
• 易用、易管理（统一Web管理入口、资源配置、计费管理）

企业在进行信息化建设时，一旦选择了云产品，就不再需要考虑新建机房和采购服务器、存储及网络设备的问题。企业只需要依据业务系统需求作用，租用合适的云产品即可。这样不仅可以有效地降低整个信息化建设的实际成本，同时也极大地压缩了采购周期。云产品的响应速度非常快，企业选择合适的云产品，获取到业务系统所需要的资源，并将业务系统部署上线，只需要数小时甚至几分钟。

云产品服务有三个不同产品形态层面：

• Saas（软件即服务）： 例如提供视频服务、人脸识别、智能语音…
• Paas（平台即服务）：例如提供云数据库、云缓存、对象存储…
• Iaas（基础架构即服务）：例如提供云服务器、负载均衡、云硬盘…