趣云笔记
云计算是任何涉及通过互联网提供托管服务的事物的总称。这些服务分为三个主要类别或类型的云计算，分别为基础架构即服务 ( IaaS )、平台即服务 ( PaaS ) 和软件即服务 ( SaaS )。
云可以是私有的或公有的。公有云向互联网上的任何人销售服务，而私有云是一个专有网络或数据中心，它为有限数量的人提供托管服务，具有特定的访问和权限设置。私有或公有云计算的目标是提供对计算资源和 IT 服务的简单、可扩展的访问。
云基础设施涉及正确实施云计算模型所需的硬件和软件组件。云计算也可以被认为是效用计算或按需计算。云计算这个名称的灵感来自云符号，该符号通常用于在流程图和图表中表示互联网。
如今，云计算是个人和企业的热门选择，原因有很多，包括节省成本、提高生产力、速度和效率、性能和安全性等优势特点。
云计算工作原理
云计算的工作原理是使客户端设备能够通过互联网从远程物理服务器、数据库和计算机访问数据和云应用程序。
互联网网络连接将前端（包括访问客户端设备、浏览器、网络和云软件应用程序）与后端（包括数据库、服务器和计算机）连接起来。后端充当存储库，存储前端访问的数据。
前端和后端之间的通信由中央服务器管理，中央服务器依靠协议来促进数据交换。中央服务器使用软件和中间件来管理不同客户端设备和云服务器之间的连接。通常情况下，每个单独的应用程序或工作负载都有一个专用服务器。
云计算在很大程度上依赖于虚拟化和自动化技术，虚拟化支持将服务和底层云系统轻松抽象和配置为用户可以请求和使用的逻辑实体。自动化和伴随的编排功能为用户提供了高度的自助服务来配置资源、连接服务和部署工作负载，而无需云提供商的IT员工的直接干预。
云计算构架类型
云计算不是像微芯片或手机那样的单一技术。相反，它是一个主要由三种服务体系构架组成：软件即服务(SaaS)、基础设施即服务 (IaaS) 和平台即服务 (PaaS)。
- 基础设施即服务 (IaaS) ；Amazon Web Services ( AWS )等IaaS提供商提供虚拟服务器实例和存储，以及允许用户将工作负载迁移到虚拟机 ( VM ) 的应用程序编程接口 ( API ) 。用户拥有分配的存储容量，可以根据需要启动、停止、访问和配置VM和存储。IaaS供应商提供小型、中型、大型、超大型和内存或计算优化的实例，此外还支持实例定制，以满足各种工作负载需求。IaaS云模型最接近业务用户的远程数据中心。
- 平台即服务(SaaS)；在PaaS类型中，云提供商在其基础架构上托管开发工具。用户使用API、网络门户或网关软件通过互联网访问这些工具。PaaS用于一般的软件开发，许多PaaS提供商在软件开发完成后对其进行托管。常见的PaaS产品包括 Salesforce 的 Lightning Platform、AWS Elastic Beanstalk和Google App Engine。
- 软件即服务(SaaS)；SaaS是一种通过Internet交付软件应用程序的分发模型，这些应用程序通常称为网络服务。用户可以使用具有Internet访问权限的计算机或移动设备从任何位置访问SaaS应用程序和服务。在SaaS类型中，用户可以访问应用程序软件和数据库。SaaS应用程序的一个常见示例是用于生产和电子邮件服务的Microsoft 365。
云计算部署模型
云计算部署模型可以分为公有云、私有云、混合云和多云等几大类，每种类型都有各自的特点和应用。
私有云服务从企业的数据中心交付给内部用户。借助私有云，组织可以构建和维护自己的底层云基础架构。该模型提供了云的多功能性和便利性，同时保留了本地数据中心共有的管理、控制和安全性。常见的私有云技术和供应商包括 VMware和OpenStack。
在公共云模型中，第三方云服务提供商 ( CSP ) 通过互联网提供云服务。公有云服务按需销售，通常按分钟或小时销售，但许多服务可提供长期承诺。客户只需为他们消耗的中央处理器周期、存储或带宽付费。领先的公有云计算包括 AWS、Microsoft Azure、IBM和Google Cloud Platform ( GCP )及IBM、Oracle、阿里云和腾讯云。
混合云是公共云服务和本地私有云的组合，两者之间具有编排和自动化。公司可以在私有云上运行关键任务工作负载或敏感应用程序，并使用公共云来处理工作负载突发或需求高峰。混合云的目标是创建一个统一、自动化、可扩展的环境，利用公共云基础设施可以提供的所有优势，同时仍然保持对关键任务数据的控制。
此外，现在越来越多的组织还采用多云模型，或使用多个IaaS提供商。这使应用程序能够在不同的云提供商之间迁移，甚至可以跨两个或多个云提供商同时运行。组织出于各种原因采用多云。例如，他们可以这样做以最大程度地降低云服务中断的风险，或者利用来自特定提供商的更具竞争力的定价。由于云提供商的服务和API之间的差异，多云实施和应用程序开发可能是一个挑战。然而，随着提供商的服务和API融合并通过开放云计算接口等行业计划变得更加标准化，未来多云部署应该会变得更加容易。
由多个组织共享的社区云支持具有相同关注点的特定社区——例如，相同的任务、策略、安全要求和合规性考虑。社区云由这些组织或第三方供应商管理，可以在内部或外部。
云计算优势特点
云计算已经存在了几十年，如今云计算基础设施展示了一系列特征，这些特征为各种规模的企业带来了有意义的好处。云计算的一些主要特点如下：
- 自助服务供应；最终用户可以根据需要为几乎任何类型的工作负载启动计算资源，并且用户可以配置计算能力，例如服务器时间和网络存储，从而消除了IT管理员配置和管理计算资源的传统需求。
- 弹性机制；公司可以随着计算需求的增加而自由扩大规模，并随着需求的减少而再次缩小规模。这消除了对当地基础设施进行大量投资的需要，这些基础设施可能会或可能不会保持活跃。
- 按使用付费；计算资源在粒度级别进行测量，使用户只需为他们使用的资源和工作负载付费。
- 工作负载弹性；公有云计算通常实施冗余资源以确保弹性存储并保持用户的重要工作负载运行——通常跨越多个全球区域。
- 迁移灵活性；组织可以根据需要或自动将某些工作负载移入或移出云或者是不同的云平台——以更好地节省成本或在新服务出现时使用它们。
- 广泛网络访问；用户可以使用任何设备通过互联网连接从任何地方访问云数据或将数据上传到云。
- 多租户和资源池；多租户让众多客户共享相同的物理基础设施或相同的应用程序，但仍保留对自己数据的隐私和安全性。通过资源池，云提供商可以使用相同的物理资源为众多客户提供服务。云提供商的资源池应该足够大且足够灵活，以便能够满足多个客户的需求。
这些特性使得云计算支持现代企业获得各种重要优势，主要包括：
- 成本管理；使用云基础设施可以降低资本成本，因为组织不必花费大量资金购买和维护设备。这降低了他们的资本支出成本——因为他们不必投资硬件、设施、公用事业或建设大型数据中心来适应他们不断增长的业务。此外，公司不需要大型IT团队来处理云数据中心运营，因为他们可以依赖云提供商团队的专业知识。云计算还可以降低与停机相关的成本。由于云计算很少发生停机，因此公司不必花费时间和金钱来解决可能与停机相关的任何问题。
- 数据和工作负载移动性；将信息存储在云中意味着用户可以从任何地方使用任何设备访问它，只需连接互联网。这意味着用户不必随身携带 USB 驱动器、外部硬盘驱动器或多张 CD 来访问他们的数据。用户可以通过智能手机和其他移动设备访问公司数据，使远程员工能够与同事和客户保持同步。最终用户可以轻松地在云中处理、存储、检索和恢复资源。此外，云供应商自动提供所有升级和更新，节省时间和精力。
- 业务连续性和灾难恢复 ( BCDR )；所有组织都担心数据丢失。将数据存储在云中可确保用户始终可以访问他们的数据，即使他们的设备（例如笔记本电脑或智能手机）无法运行。借助基于云的服务，组织可以在发生自然灾害或停电等紧急情况时快速恢复数据。这有利于BCDR并有助于确保工作负载和数据可用，即使业务遭受损坏或中断也是如此。
云计算的缺点
尽管依赖云服务有明显的好处，但云计算也给IT专业人员带来了挑战，一些局限性包括：
- 云安全；安全性通常被认为是云计算面临的最大挑战。当依赖云时，组织会面临数据泄露、API和接口遭到黑客攻击、凭证泄露和身份验证问题的风险。此外，在处理委托给云提供商的敏感信息的方式和地点方面缺乏透明度。安全性要求仔细注意云配置和业务策略和实践。
- 成本不可预测；云使用的现收现付订阅计划，以及扩展资源以适应不断变化的工作负载需求，可能使定义和预测最终成本变得困难。云成本也经常相互依赖，一项云服务通常使用一项或多项其他云服务——所有这些都出现在经常性的月度账单中，这会产生额外的计划外云租用成本。
- 缺乏能力和专业知识；随着云支持技术的快速发展，组织正在努力跟上对工具和员工不断增长的需求，这些员工拥有在云中构建、部署和管理工作负载和数据所需的适当技能和知识。
- IT治理；强调云计算中自己动手的能力会使IT治理变得困难，因为无法控制基础设施运营的供应、取消供应和管理。这可能使正确管理风险和安全、IT合规性和数据质量变得具有挑战性。
- 遵守行业法规；将数据从本地本地存储传输到云存储时，很难通过第三方管理对行业法规的合规性。了解数据和工作负载的实际托管位置非常重要，以便保持法规遵从性和适当的业务治理。
- 管理多个云；每个云都是不同的，因此多云部署可以分散努力来应对更普遍的云计算挑战。
- 云性能；性能，例如延迟，在很大程度上超出了与供应商签订云服务合同的组织的控制范围。如果组织没有准备好应急计划，网络和供应商中断可能会影响生产力并扰乱业务流程。
- 构建私有云；架构、构建和管理私有云，无论是为了自己的目的还是为了混合云目标，这对IT部门和员工来说都是一项艰巨的任务。
- 云迁移；将应用程序和其他数据移动到云端 的过程通常会导致复杂情况。迁移项目通常需要比预期更长的时间并且超出预算。工作负载和数据遣返的问题，从云端移回本地数据中心，经常被忽视，直到出现不可预见的成本或性能问题。
- 供应商锁定；通常情况下，在云提供商之间切换会导致重大问题。这包括技术不兼容性、法律和监管限制以及大量数据迁移产生的大量成本。
云计算示例和应用
云计算已经发展并多样化为范围广泛的产品和功能，旨在满足几乎所有可以想象的业务需求。云计算能力和多样性的例子包括：
- Google Docs、Microsoft 365；用户可以通过互联网访问Google Docs和Microsoft 365。这样可以让用户提高工作效率，因为他们可以随时随地通过任何设备访问存储在云中的工作演示文稿和电子表格。
- 电子邮件、Skype、WhatsApp；电子邮件、Skype和WhatsApp利用云的能力为用户提供远程访问数据的能力，这样他们就可以随时随地在任何设备上访问他们的个人数据。
- Zoom；Zoom是一个基于云的视频和音频会议软件平台，可以记录会议并将其保存到云端，使用户能够随时随地访问它们。另一个常见的交流和协作平台是Microsoft Teams。
- AWS Lambda；Lambda使开发人员能够为应用程序或后端服务运行代码，而无需配置或管理服务器。现收现付模型随着组织不断扩展，以适应数据使用和数据存储的实时变化。其他主要的云提供商也支持无服务器计算功能，例如Google Cloud Functions和Azure Functions。
那么，云实际上是如何使用的呢？现代公共云中的无数服务和功能已应用于无数用例，典型的应用包括：
- 测试和开发；即时、量身定制的环境可以加快时间表和里程碑。
- 生产工作负载托管；组织正在使用公共云来托管实时生产工作负载。这需要对云资源和服务进行仔细的设计和架构，以便为工作负载及其所需的弹性级别创建适当的操作环境。
- 大数据分析；通过云存储的远程数据中心具有灵活性和可扩展性，可以提供有价值的数据驱动洞察力。主要的云提供商提供为大数据项目量身定制的服务，例如 Amazon EMR和Google Cloud Dataproc。
- 基础设施即服务；IaaS使公司能够以可扩展的方式托管IT基础架构并访问计算、存储和网络功能。
- 平台即服务；PaaS可以帮助公司以更轻松、更灵活的方式开发、运行和管理应用程序，而且成本低于在本地维护平台的成本。PaaS服务还可以提高应用程序的开发速度并支持更高级别的编程。
- 混合云；组织可以选择针对不同的工作负载和应用程序使用适当的云（私有云或公共云），以根据情况优化成本和效率。
- 多云；使用来自不同云提供商的多种不同云服务可以帮助用户找到最适合具有特定要求的不同工作负载的云服务。
- 存储；可以远程存储和轻松访问大量数据，客户只需为他们实际使用的存储付费。
- 数据恢复；云提供比传统本地更快的数据恢复。此外，它以较低的成本提供。
- 数据备份；云备份解决方案通常更易于使用。用户不必担心可用性和容量，云提供商负责管理数据安全。
云计算与传统网络托管的区别
鉴于公共云的许多不同服务和功能，云计算与主要用途（例如网络托管）之间存在一些混淆。虽然公共云通常用于网络托管，但两者有很大不同。云服务具有三个区别于传统网络托管的明显特征：
- 用户可以按需访问大量的计算能力，它通常按分钟或小时计费。
- 它是有弹性的——用户可以在任何给定时间获得尽可能多或尽可能少的服务。
- 该服务完全由供应商管理——消费者只需要一台个人电脑和互联网接入。虚拟化和分布式计算方面的重大创新，以及高速互联网访问的改进，加速了人们对云计算的兴趣。
云计算服务提供商
云服务市场不乏供应商，目前在全球云计算行业中占主导地位的三个最大的公有云计算服务提供商如下：
- AWS
- GCP
- Microsoft Azure
其他主要云计算服务提供商包括：
- Apple
- Citrix
- IBM
- Salesforce
- Alibaba
- Oracle
- VMware
- SAP
- Joyent
- Rackspace
在考虑云服务供应商时，应考虑某些因素。首先，实际的服务套件因供应商而异，企业用户必须选择提供支持预期用例的服务（例如大数据分析或人工智能 (AI)服务）的供应商。尽管云服务通常依赖于按使用付费的模式，但不同的供应商通常需要考虑不同的定价计划。此外，如果云提供商将存储敏感数据，则还应考虑提供商服务器的物理位置。当然，可靠性和安全性应该是重中之重。提供商的服务级别协议应指定满足客户业务需求的服务正常运行时间级别。在考虑不同的云供应商时，应密切注意使用哪些技术和配置设置来保护敏感信息。
云计算安全
安全性仍然是考虑采用云的企业的主要关注点——尤其是采用公有云计算服务。公有云计算提供商在众多客户之间共享其底层硬件基础设施，因为公共云是一个多租户环境。这种环境需要逻辑计算资源之间的显着隔离。与此同时，对公共云存储和计算资源的访问受到帐户登录凭证的保护。
由于担心中断、丢失或被盗，许多受复杂监管义务和治理标准约束的组织仍然对将数据或工作负载放在公共云中犹豫不决。然而，这种阻力正在减弱，因为逻辑隔离已被证明是可靠的，并且数据加密和各种身份和访问管理工具的添加提高了公共云中的安全性。
最终，建立和维护安全云环境的责任落在了个人业务用户身上，他们负责构建工作负载的架构——工作负载运行的云资源和服务的组合——并实现云提供商提供的安全功能。
云计算的历史
云计算的历史和发展可以追溯到1950年代和60年代。
1950年代，公司开始使用大型主机，但为每个用户购买一台电脑太贵了。因此，在20世纪50年代后期和60年代初期，开发了一种称为分时的过程，以更有效地利用中央大型机上昂贵的处理器时间。分时使用户能够同时访问多个计算大型机实例，从而最大限度地提高处理能力并最大限度地减少停机时间。这个想法代表了共享计算资源的首次使用，是现代云计算的基础。
使用全球网络提供计算资源的起源在很大程度上可以追溯到1969年，当时美国计算机科学家JCR Licklider帮助创建了高级研究计划署网络，即所谓的互联网前身。Licklider的目标是以一种使用户能够从任何位置访问程序和信息的方式连接全球的计算机。
在1970年代，随着第一批VM的推出，云计算开始变得更加有形，使用户能够在一个物理设置中运行多个计算系统。这些VM的功能导致了虚拟化的概念，这对云计算的进步产生了重大影响。在20世纪70年代和80年代，微软、苹果和IBM开发的技术增强了云环境并推动了云服务器和服务器托管的使用。然后，在1999年，Salesforce成为第一家从网站交付业务应用程序的公司。
2006年，亚马逊推出AWS，提供云计算、存储等服务。紧随其后，包括微软和谷歌在内的其他主要科技公司随后推出了自己的云产品以与AWS竞争。
云计算未来发展
根据“RightScale 2019年云状况报告”，超过30%的企业IT决策者将公有云确定为2019年的首要任务。尽管如此，企业对公共云的采用，尤其是对关键任务应用程序的采用，并没有像许多专家预测的那样迅速发生。
如今，组织更有可能将关键任务工作负载迁移到公有云。这种转变的原因之一是，希望确保其公司能够在数字化转型的新世界中竞争的企业高管需要公有云。企业领导者还希望利用公共云来利用其弹性，实现内部计算机系统的现代化，并为关键业务部门及其DevOps团队提供支持。
此外，IBM和VMware等云提供商正在专注于满足企业IT的需求，部分原因是消除了采用公有云的障碍，这些障碍导致IT决策者之前回避全面采用公有云。通常情况下，在考虑采用云时，许多企业主要关注新的云原生应用程序——即设计和构建专门用于使用云服务的应用程序。他们一直不愿意将他们最关键的应用程序转移到公有云中。然而，这些企业现在开始意识到，如果他们选择了正确的云平台，即那些有服务于企业需求历史的平台，那么云已经为企业做好了准备。
云提供商一直在争夺云市场份额，因此公有云不断发展、扩展和多样化其服务范围。这导致公有IaaS提供商提供的不仅仅是普通的计算和存储实例。例如，无服务器或事件驱动计算是一种执行特定功能（例如图像处理和数据库更新）的云服务。传统的云部署要求用户建立计算实例并将代码加载到该实例中。然后，用户决定该实例运行多长时间——并为此付费。
使用无服务器计算，开发人员只需创建代码，云提供商加载并执行该代码以响应现实世界的事件，因此用户不必担心云部署的服务器或实例方面。用户只需为函数执行的交易数量付费。AWS Lambda、Google Cloud Functions和Azure Functions是无服务器计算服务的典型示例。
公有云计算也非常适合大数据处理，这需要在相对较短的时间内使用大量计算资源。云提供商以大数据服务作为回应，包括用于大规模数据仓库的Google BigQuery和用于处理庞大数据集的Microsoft Azure Data Lake Analytics。
2023年，当人们谈论说到“云”时，他们通常指的是大型IaaS提供商：AWS（亚马逊网络服务）、谷歌云或微软Azure。这三者都已成为超越基础设施的庞大服务生态系统：开发人员工具、无服务器计算、机器学习服务和API、数据仓库以及数以千计的其它服务。其中，对于SaaS和IaaS，一个关键的好处是敏捷性。客户几乎可以立即获得新功能，而无需在硬件或软件上进行资本投资，而且他们可以根据需要立即扩展或缩减所消耗的云资源。
