云计算基础之云计算概念

云计算基础

主机资源使用方式在云计算出现之前，常用的主机资源使用方式有： IDC托管、IDC租用、自己购买、虚拟机、...

传统的资源管理方式

资源方面：

初始投入/后期维护成本高，后期资源闲置浪费

人力方面：

纯手工操作，自动化能力差技术水平限制，资源分配不合理

最终效果：

资源利用率低

虚拟化是什么？

就是本来没有，但是通过某种特殊的手段，让你以为有，而且确信不已，这些手段就是虚拟化技术

虚拟化的目的：

在时间上和空间上突破我们工作的限制，提升工作效率。

时间上：多种工作在一时间段内同时进行
空间上：在一台物理主机上，虚拟出来多台主机，多台主机共同做一件事情。

为什么要云计算？

对提供商而言：

资源方面：海量资源动态管理，灵活的调配，达到资源高效率使用人力方面：技术团队高效使用

对客户而言：

使用方式多：网络访问无处不在成本投入低：按需使用的自助服务，资源可以弹性伸缩

云计算的历史

1961年 "云"概念由计算机科学家John McCarthy提出

1990年各大厂商开始普及并且验证了现代云计算基础的核心概念：功能服务

2006年 "云计算"出现在商业领域，Google提出"云计算"概念

2009年美日韩将其纳入***议程 2010年中国将其纳入战略性产业，云计算开始在中国进入迅速发展期

2013年 ***工信部发布基于云计算的政务平台设计指南

2015年云计算脱离争论不休和宣扬阶段，开始进入落地实施阶段

基本概念

云计算概念

　　云计算是一种模型，可以实现随时随地、便捷的、按需地从可配置计算资源共享池中获取所需的资源(网络、服务器、存储、应用程序及服务)，资源客户快速的供给和释放，使管理的工作量和服务提供者的介入降低至最少。 -- 2011.9 NIST(美国国家标准与技术研究院)对云计算的修订版定义。

什么是云计算

Management 是云计算实现的一种方式，因为包含众多组件，所以也有人称之为Cloud OS

从表现形式上来讲：

　　底层由物理硬件构建出一个环境，在这个环境上运行一个操作系统，对终端用户而言，当我们需要用到一个操作系统或应用实现特殊功能时，它只需要向CloudOS提出申请而就能够立即申请获取一个对应的请求环境，这个环境我们可以随时终止，开启等功能。

对于用户而言，无需关心它所需要的计算能力从哪里来，有别于传统使用计算机操作系统的状况(看得见、摸得着) 虚拟机资源总容量，不能超过物理资源的容量大小

从本质上来讲：

云计算是一种资源交付的模式。它的特点是：基于网络、按需付费、弹性拓展。
云服务提供商基于有效的网络通信对所有资源进行统一管理，客户对使用的计算资源按需付费，计算资源使用

过程中支持弹性拓展，客户只需投入很少的管理工作就可以高效率的使用计算资源。

Private：传统/私有方式

优点：所有事情都亲自做，可控
缺点：用户成本比较高，要求自身技术水平高
典型软件：传统物理主机

Iaas：基础设施即服务

优点：底层硬件到操作系统，都不需要用户操心，省事，可以集中精力做业务项目。
缺点：服务商提供的东西，非自己***定制，所以不可控
典型软件：OpenStack，CloudStack

PaaS：平台即服务

优点：我不会运维，我只会开发，底层到运行环境，都不需要用户操心，省事，可以集中精力做应用项目
缺点：服务商提供的东西，定制太强，不灵活，只适用于特殊的应用项目，
典型软件：Docker、Rocket、Openshift...

SaaS：软件、应用即服务

优点：所有东西都由服务商提供，自己只需要花钱使用就行了，对于广大(大中小)企业来说，SaaS是采用先进技术实施信息化的最好途径。比如说，买企业邮箱，买财务软件云
缺点：对客户来说，所有东西都不可控，安全不安全，看情况。

企业云使用现状

弱水三千，只取一瓢，所以有眼光的和实力专一的人，做中间某一应用为"特殊服务"，通过应用软件许可证费、软件维护费以及技术支持费等方式技术变现，实现价值。
常见的应用服务有：DBaaS、FWaaS、LBaaS、XaaS...
现在创业公司，如果没有拿得出手的XaaS的话，你都不好意思说你是创业的，拉投资都拉不过来。这种模式是很重要的。
举例：各种运维平台、日志管理平台、监控平台、财务平台。。。
所以说："一切皆服务" 才是云计算的最终目标，再次验证了云计算不是一种技术手段，而是资源使用模式的变革。

云供应商基本情况：

亚马逊：国外企业，支持分级别的资源使用
阿里云：国内企业，支持天级别的资源使用
青云：国内企业，支持分级别的资源使用
腾讯云、华为云。。。
目前他们提供的云主机，一般只支持容量扩充，不支持缩小，因为没有必要。

常见种类

这一节我们从云计算分类、衍生云类型、使用现状三个方面来学习。云计算分类

公有云：普遍性

用户按需使用，成本低廉，管理方面。
用户的数据保存在公有云的提供商那里，从技术上来讲，数据安全是没有办法保证的，这能从业务层面上来看待
比如：银行不用公有云，竞争对手的云服务战略合作伙伴
举例：亚马逊、阿里云、openstack。。。

私有云：专用性

所有资源都自己提供，安全有保障
技术/人力/业务成本高昂，资源利用效率低。
举例：vmware、公司云。。。

混合云：协调性

核心业务用私有云，临时需求/轻量级业务需求使用公有云
成本的最优使用效率

衍生云类型：

出现原因：自己搞私有云成本太高，公有云又有安全风险，所以基于公有云衍生出来一系列的云

"托管云"：

IDC机房自己做一个私有云，我按需可以租给你，当然我还支持扩展，设备你不需要买，你可以自己管，也可以让我代管，设备你有使用权，但是产权是我的。

问题：

万一"一女两嫁",同一个机器，你租给了多家，安全没有保障怎么办？就出现了"专用云"

"专用云"：

你租用的物理主机，保证只有你一个人在用

"行业云"：

比如说银行不敢用公有云，那么某银行自己建立一个云，然后咱们同一行业的，你即想省钱又想保证安全，那么你来使用我的行业云。
"政务云"、"金融云"、"游戏云"

各云模型使用现状

选用的标准：根据业务特点，成本承受能力，业务故障承受能力，技术能力，综合确定选用哪种？

有实力的：自己搞一套云，富裕的话，共享一点
实力稍欠缺：核心自己搞一套云，其他的功能用公有云，作为补充，减轻成本
小微企业：由于自身特性，选择比较喜欢的云环境

基本架构

云计算基本架构

　　根据我们对kvm虚拟机的理解，创建虚拟机需要获取各种物理资源及其映像文件，最重要的就是映像文件。那么在云计算基本架构中，各种资源我们好获取，重要的是VM实例的磁盘映像文件，因为该文件包含了VM实例的规格以及各种配置信息。

　　为了保证用户定制的vm实例能够运行，指定主机提供VM实例所需的CPU和内存及网络资源，为了避免延迟，一个携带操作系统的映像文件一般会在指定主机的本地磁盘空间里面。但是我们生产中一般不能确定VM实例被指定的具体主机，所以我们一般会单独找个空间存储该映像文件，

为了资源的高使用效率，映像文件一般不包括存储功能，而是找一个专用的存储资源，按需分配存储空间，既然是永久存储，那么磁盘/网络io就是一个性能挑战，所以也用分布式存储来解决它。

所以: 资源的计算、网络、存储是非常重要的

2) 销毁后怎么重新建？

　　VM实例销毁后，各种资源已各归各位，如果再重新创建规格一样的VM实例，怎么重建呢？ VM实例创建后，会生成各种各样的配置信息，如果重建或者再来一个同规格的VM实例，那么他们用到的配置信息都是一样的，所以我们需要专门找一个数据库来存放这些配置信息。数据库在整个过程中会有如下操作：创建虚拟机实例时候，配置信息的检索销毁虚拟机实例时候，配置信息的更新虚拟机实例资源变更时候，配置信息的更新 ... 所以：数据库很重要,引申-数据的缓存也很重要

3) 怎么批量创建VM实例？

　　如果批量创建多个VM实例，是同时创建还是按顺序创建呢？为了避免同时创建多个VM实例时候，给用户和各种资源带来的压力，我们应该按照创建请求的顺序，一个一个的创建，而满足顺序的功能的软件，这就可以用异步协作的消息队列。所以：消息队列很重要

通过上面的案例场景分析：

在云计算场景中，至少有三大支撑性服务：数据库、缓存、消息队列，三大主要功能：计算、网络、存储

虚拟化 VS 云计算

虚拟化：

　　虚拟化是一种技术，它的目的在于提高资源的使用率，并将底层硬件和上层的应用软件进行隔离，使得上层软件及应用计算变得更加弹性可控。最终达到有限成本的高价值。默认情况下，虚拟化技术默认并不对外，将底层资源抽象为上层应用软件服务，一个没有被服务化的虚拟化环境只能被称为"资源池"，只有内部管理人员才可以操作。

云计算：

　　它是以虚拟化技术为核心技术和基础，面向服务架构(SOA)的一种实现,将虚拟化环境"资源池"隐藏起来，将其上层应用软件形成丰富的云管理接口，达到所有人***使用所有资源的一种现象，他是一种资源使用模式的变革。所以：虚拟化是一种技术，云计算是资源交付模式，云计算不等于虚拟化。云计算是基于虚拟化技术的一种资源交付使用模式。

OpenStack简介

学习目标：

了解 openstack的定义和特点
说出 openstack的核心服务
说出 openstack的完美组件及其作用
了解 openstack学习环境及其特点

OpenStack简介

这一节，我们从历史、简介、核心服务、发行版本、使用简介五个方面来学习 Openstack历史

2010年的时候，云计算的老大是AWS，老二是Rackspace，老二打不过老大，所以就和NASA拉帮结派，Rac kspace拿出自己的对象存储产品项目swift，NASA拿出自己的云计算项目nova，2010年7月份将它们开源，项目命名为OpenStack。

2012年9月，在OpenStack的6版本，Nova中的两个子项目独立出来，成立了Neutron和Cinder项目，自此，OpenStack的关键项目(Nova+Neutron+Cinder)就稳定了。

2016年OpenStack基本上就成了开源云计算领域的行业标准了。

OpenStack官方简介

官方地址：

https://www.openstack.org

官方文档地址：

https://docs.openstack.org

发行版本介绍：

https://releases.openstack.org/index.html

OpenStack是一个正在开发中的云管理平台的"大"项目，覆盖了网络、虚拟化、操作系统、服务器等各个方面

OpenStack核心服务

三个核心服务：

compute、networking、storage

OpenStack官方项目，基本上每半年更新一次版本，迭代周期太短。所以，企业如果要使用OpenStack的话，因为原生的openstack满足不了公司的业务需求，我们必须有能力(特别是二次研发)跟得上OpenStack的发展，成本也能承受得起，最主要的是承受得起对客户的承诺(我们提供的服务，满足您日益增长的需求)

openstack经过漫长的8年发展，它逐渐的走向了成熟。