前言

云計算是現(xiàn)在很熱門的話題，很多的企業(yè)、行業(yè)都已經(jīng)將傳統(tǒng)的IT架構(gòu)替換成云計算的架構(gòu)。很多興起的應(yīng)用：大數(shù)據(jù)、AI都比較需要用云計算作為支撐的。云計算相比于傳統(tǒng)的IT行業(yè)有著巨大的優(yōu)勢，本文就帶大家認(rèn)識什么是云計算，云計算的優(yōu)勢是什么。

云計算的確是最近幾年興起的話題，但是它采用的技術(shù)并不是新穎的，反而是很多年前的老技術(shù)，組合起來使用。需要涉獵范圍很廣，需要理解存儲，網(wǎng)絡(luò)，服務(wù)器，虛擬化等。我們可以這樣去理解：云計算是一種將現(xiàn)有的技術(shù)整合起來的服務(wù)。

云計算應(yīng)用

很多人應(yīng)該都在之前或多或少的聽說過、接觸過云計算。但是可能不真正理解云計算到底是什么。
像我們最熟悉的百度云就是一種最基礎(chǔ)云計算服務(wù)。在沒有百度云之前，我們存儲資料主要的途徑本地存儲。想要將資料移動到另一臺電腦上，最常見的操作就是用U盤拷貝，或者是通過QQ等聊天軟件來傳輸資料。而有了百度云這樣的云存儲APP之后，我們只需要在不同的設(shè)備上下載相應(yīng)的APP，就能實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的上傳、下載。百度云的工作原理很簡單的來說就是將數(shù)據(jù)存儲到云端，然后用戶在何時何地都可以使用。
同樣使用云計算功能的APP還有很多，如：網(wǎng)易云、手機(jī)的云備份服務(wù)、云筆記等等。
還有熟悉剪輯、后期制作等工作的小伙伴都知道，這類的工作都需要我們的工作站擁有非常強(qiáng)勁的性能。想要達(dá)到好萊塢特效等級的電影更是需要上千人、上億美金的支持。前段時間中國電影圈非常火的流浪地球，它的特效可以說是比肩好萊塢的水準(zhǔn)。該電影后期的制作就用到了華為云平臺的云渲染等相關(guān)服務(wù)。

云計算的優(yōu)勢

云計算最近成為熱門，這是時代發(fā)展的趨勢。那么為什么云計算會成為現(xiàn)在信息時代的熱門呢？我們來看一下它的優(yōu)勢。

這里我來解釋一下這些優(yōu)勢

拿鋼鐵俠舉例，鋼鐵俠有許多的戰(zhàn)甲，如：MK 1、MK 2、MK 50等等。每套戰(zhàn)甲都有獨(dú)特的作用。比如打綠巨人用的是反浩克戰(zhàn)甲，打滅霸用的是MK 50。我根據(jù)敵人的不同選擇不一樣的戰(zhàn)甲這就是按需自助服務(wù)；托尼在外出時并不將自己的戰(zhàn)甲隨身攜帶，而是需要時通過遠(yuǎn)程召喚的方式，將戰(zhàn)甲召喚到自己身上。無論在哪無論什么時間都可以召喚。這就是廣泛的網(wǎng)絡(luò)接入，我們使用云計算的服務(wù)重要的一點(diǎn)就是需要網(wǎng)絡(luò)的支撐。鋼鐵俠召喚戰(zhàn)甲我就不知道是用網(wǎng)絡(luò)還是用其他高科技了；鋼鐵俠的戰(zhàn)甲可以拆分成很多的部件、在戰(zhàn)斗的過程中，哪個部件壞掉了可以直接更換新的部件。這便是資源池化

在云計算中，底層的硬件（硬盤、網(wǎng)卡、CPU、內(nèi)存等）組成資源池，供上層使用。資源池內(nèi)的硬件可以是不用的型號，不同品牌的。就好比KFC中的可樂桶中既可以加百事可樂又可以加可口可樂一樣。

快速彈性伸縮可以理解為大師兄的金箍棒，可大可小，可長可短。需要要大的時候就大，需要小的時候就小。云計算中，比如我今天用云電腦打游戲，發(fā)現(xiàn)內(nèi)存不太夠，那我就可以立馬再去購買相應(yīng)的內(nèi)存，給我的主機(jī)增加內(nèi)存。

可計量服務(wù)比較的抽象，計量就是將單位統(tǒng)一化，從而使用戶能夠簡單的理解用了多少資源。也可以在計費(fèi)的時候有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)。但是這樣注意一下：計量不等同于計費(fèi)，但是計量包括計費(fèi)。

云計算的定義

美國國家標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)研究院（NIST）定義：

云計算是一種模型，它可以實(shí)現(xiàn)隨時隨地、便捷地、隨需應(yīng)變地從可配置計算資源共享池中獲取所需的資源（例如，網(wǎng)絡(luò)、服務(wù)器、存儲、應(yīng)用、及服務(wù)），資源能夠快速供應(yīng)并釋放，使管理資源的工作量和與服務(wù)提供商的交互減小到最低限度。

從定義中我們也可以看出云計算的優(yōu)勢

通俗的云計算定義

云計算=網(wǎng)絡(luò)+計算

云：網(wǎng)絡(luò)
計算：算力、CPU、存儲。（包括功能、資源、儲存）

“云計算”可以理解為：

通過互聯(lián)網(wǎng)可以使用足夠強(qiáng)大的計算機(jī)為用戶提供的服務(wù)，這種服務(wù)的使用量可以使用統(tǒng)一的單位來描述

云計算是互聯(lián)網(wǎng)和計算發(fā)展的必然產(chǎn)物離開了計算，厲害了互聯(lián)網(wǎng)都不算云計算。

云計算的發(fā)展

我們將云計算的發(fā)展史拆分成網(wǎng)路的發(fā)展史和計算的發(fā)展史來講。

互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展

計算發(fā)展史

計算發(fā)展史

串行計算

假設(shè)有AB兩個任務(wù)

A和B兩個任務(wù)運(yùn)行在一個CPU線程上，在A任務(wù)執(zhí)行完之前不可以執(zhí)行B。即，在整個程序的運(yùn)行過程中，僅存在一個運(yùn)行上下文，即一個調(diào)用棧一個堆。程序會按順序執(zhí)行每個指令。

如果要計算的問題、任務(wù)很復(fù)雜、很大，那么使用串行計算所需的時間就很長

并行計算

概念

并行計算（Parallel Computing）是指同時使用多種計算資源解決計算問題的過程，是提高計算機(jī)系統(tǒng)計算速度和處理能力的一種有效手段。它的基本思想是用多個處理器來協(xié)同求解同一問題，即將被求解的問題分解成若干個部分，各部分均由一個獨(dú)立的處理機(jī)來并行計算。

并行計算中的CPU，可以來自同一臺計算機(jī)；也可以來自同一網(wǎng)絡(luò)中的不同計算機(jī)。

分類

所謂并行計算可分為時間上的并行和空間上的并行。 時間上的并行就是指流水線技術(shù)，而空間上的并行則是指用多個處理器并發(fā)的執(zhí)行計算。

時間上的并行：是指流水線技術(shù)

比如說工廠生產(chǎn)食品的時候步驟分為：

1． 清洗：將食品沖洗干凈。

2． 消毒：將食品進(jìn)行消毒處理。

3． 切割：將食品切成小塊。

4． 包裝：將食品裝入包裝袋。

如果不采用流水線，一個食品完成上述四個步驟后，下一個食品才進(jìn)行處理，耗時且影響效率。但是采用流水線技術(shù)，就可以同時處理四個食品。這就是并行算法中的時間并行，在同一時間啟動兩個或兩個以上的操作，大大提高計算性能。

空間上的并行

是指多個處理機(jī)并發(fā)的執(zhí)行計算，即通過網(wǎng)絡(luò)將兩個以上的處理機(jī)連接起來，達(dá)到同時計算同一個任務(wù)的不同部分，或者單個處理機(jī)無法解決的大型問題。

比如小李準(zhǔn)備在植樹節(jié)種三棵樹，如果小李1個人需要6個小時才能完成任務(wù)，植樹節(jié)當(dāng)天他叫來了好朋友小紅、小王，三個人同時開始挖坑植樹，2個小時后每個人都完成了一顆植樹任務(wù)，這就是并行算法中的空間并行，將一個大任務(wù)分割成多個相同的子任務(wù)，來加快問題解決速度。

分布式計算（網(wǎng)格計算和云計算都屬于分布式計算）

與集中式計算相對立

分布式計算，是用于研究分布式系統(tǒng)的計算機(jī)科學(xué)領(lǐng)域。分布式系統(tǒng)是將自己所有的組件分布在不同網(wǎng)絡(luò)的計算機(jī)上。這些計算機(jī)通過通以消息機(jī)制來配合。工作在不同網(wǎng)絡(luò)中的計算機(jī)通過相互協(xié)作來完成一個共同的目標(biāo)。

分布式計算將該應(yīng)用分解成許多小的部分，分配給多臺計算機(jī)進(jìn)行處理。這樣可以節(jié)約整體計算時間，大大提高計算效率。

特點(diǎn)

稀有資源可以共享

通過分布式計算可以在多臺計算機(jī)上平衡計算負(fù)載

可以把程序放在最適合運(yùn)行它的計算機(jī)上

其中，共享稀有資源和平衡負(fù)載是計算機(jī)分布式計算的核心思想之一。

與并行計算對比

分布式計算和并行計算都是運(yùn)行并行，來獲取更高的性能。將大的任務(wù)化為小的任務(wù)。如果處理單元共享內(nèi)存，就稱為并行計算，反之就是分布式計算。

也有人認(rèn)為：分布式計算是并行計算的一種特例，也可以這樣說。

但是分布式的任務(wù)互相之間是有獨(dú)立性的，上一個任務(wù)包的結(jié)果錯誤、未返回，并不會對下一個任務(wù)包有影響。并行計算每一個Part之間的結(jié)果是相互依賴的。所以分布式計算要求的實(shí)時性不高，而且可以出現(xiàn)錯誤。

網(wǎng)格計算

利用廣泛的，零散的資源來完成一個任務(wù)。分布式計算的一種。

IBM定義

本地網(wǎng)絡(luò)或互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)中零散的可用資源集合起來，使終端用戶或者應(yīng)用覺得他們在使用一臺性能強(qiáng)悍的計算機(jī)。

應(yīng)用：BT下載，你在下載的同時，也在給別人提供資源。

云計算

新興的共享技術(shù)的架構(gòu)方法，可以將巨大的資源池連接在一起，提供各種IT服務(wù)。
云計算和其他計算都不同，將任務(wù)（Job）放在云端，用戶只需要通過互聯(lián)網(wǎng)連接云端就可以完成job的整個過程。

云計算與并行計算、分布式計算的區(qū)別，以計算機(jī)用戶來說:

云計算的發(fā)展

云計算1.0

在云計算1.0時代的重點(diǎn)關(guān)注是計算虛擬化也就是通過虛擬化集群調(diào)度軟件將更多的IT應(yīng)用復(fù)用的更少的服務(wù)器節(jié)點(diǎn)上從而實(shí)現(xiàn)資源利用率提高。華為HCIA階段就是主要學(xué)習(xí)虛擬化的知識。
在1.0時代大家都發(fā)現(xiàn)雖然我使用了虛擬化，我可以提升我的硬件利用率，但是了用戶在申請我這個虛擬機(jī)的時候，還是需要走傳統(tǒng)的那個審批流程。比如我需要創(chuàng)建的虛擬機(jī)需要幾個CPU、最大內(nèi)存、多大硬盤、然后再由管理員手動的去創(chuàng)建這個虛擬機(jī)。如果一個企業(yè)比較大的話，管理員這個工作的效率非常低而且的非常耗時間。所以我們就進(jìn)入了云計算2.0時代。

云計算2.0

2.0面向的是基礎(chǔ)設(shè)施云租戶和云用戶的資源服務(wù)化和管理自動化的階段，在這個階段，以前需要人工創(chuàng)一個虛擬機(jī)、云硬盤等等這些操縱的全部能夠變成了自動化，同時在提供虛擬機(jī)的規(guī)格。比如多大把硬盤、CPU個數(shù)等，也進(jìn)行了標(biāo)準(zhǔn)化的定制。用戶在Web界面就可以看到自己所需要的虛擬機(jī)的規(guī)格，進(jìn)行自助的申請。然后的管理員只需要通過審批，用戶的就可以使用自己的虛擬機(jī)了。

云計算3.0

到了3.0時代，云計算關(guān)注的是云原生以及業(yè)務(wù)的重構(gòu)。他將其IT之前的業(yè)務(wù)架構(gòu)逐步從縱向擴(kuò)展應(yīng)用分層架構(gòu)體系，走向分布式無狀態(tài)化的架構(gòu)。從而使得其IT在支撐企業(yè)業(yè)務(wù)敏捷化智能化以及資源利用率效率提升方面的邁上了一個新的高度和臺階。

云計算的部署模式

兩種依據(jù)分類依據(jù)：運(yùn)營模式（公有云、私有云、混合云、行業(yè)云），服務(wù)模式（IaaS、PaaS、SaaS）

公有云

大眾熟知的云計算。

前面提到的百度網(wǎng)盤、華為手機(jī)的云備份恢復(fù)功能、有道云筆記、以及網(wǎng)易云音樂都屬于公有云。

目前的公有云可以提供給用戶眾多的服務(wù)，用戶呢可以通過互聯(lián)網(wǎng)像使用水電一樣使用公有云服務(wù)。隨用隨到，用多少付多少。

從用戶的角度來說，自己只需要購買云計算上的資源或者服務(wù)，而云計算所用的硬件以及相應(yīng)的管理工作都是由第三方的服務(wù)商負(fù)責(zé)的。
公有云的資源那向公眾開放

私有云

部署在企業(yè)和單位的內(nèi)部

運(yùn)行在私有云中的數(shù)據(jù)的全部保存在企業(yè)自有的數(shù)據(jù)中心

那如果需要訪問數(shù)據(jù)需要經(jīng)過部署在數(shù)據(jù)中心入口的防火墻。

建設(shè)的過程中那可以基于企業(yè)應(yīng)有的勁架構(gòu)進(jìn)行改造，同時從以前買過了哪些硬件設(shè)備那也可以就可以最大程度上保護(hù)客戶的現(xiàn)有投資

但是所有的事情他都有兩面性的如果企業(yè)采用私有云可以保證數(shù)據(jù)的安全也可以設(shè)備利用。但是自己的原有的架構(gòu)會隨著時間的推移，設(shè)備會越來越舊，而更換這些設(shè)備會是相當(dāng)高的費(fèi)用。

還有另外一種說法那就是在公有云購買云專屬服務(wù)。這種方式可以將企業(yè)的關(guān)鍵業(yè)務(wù)和關(guān)鍵數(shù)據(jù)的放在公有云的專屬服務(wù)器上。因?yàn)榭煽康木W(wǎng)絡(luò)隔離，完全可以滿足和私有云一樣的高安全性、高可靠性、高性能性。

混合云

包含了私有云、公有云、行業(yè)云中的兩種或兩種以上。
企業(yè)一般會使用企業(yè)防火墻，對公有云和私有云進(jìn)行隔離，來保護(hù)數(shù)據(jù)的安全。

行業(yè)云

由某個行業(yè)或者某個區(qū)域內(nèi)起主導(dǎo)作用或者掛掌握了關(guān)鍵資源的組織建立和維護(hù)已公開或者半公開的方式向行業(yè)內(nèi)部和相關(guān)組織和公眾提供有償或者是無償服務(wù)的云平臺。

除了行業(yè)云還有一個社區(qū)、政府等建設(shè)的云，可以叫做社區(qū)云等。這類云其實(shí)也算是行業(yè)云。

各種云的優(yōu)劣勢

云計算服務(wù)模式

傳統(tǒng)模式：在我們使用電腦的時候，使用的是一些應(yīng)用程序。但是應(yīng)用程序需要運(yùn)行環(huán)境、中間件做支撐。中間件、運(yùn)行環(huán)境又需要操作系統(tǒng)和底層的硬件做支撐。
云計算服務(wù)商根據(jù)用戶需求提供不同的服務(wù)模式：

IaaS

PaaS

SaaS

玩游戲舉例

iaas：我只購買了電腦包含cpu、顯卡、內(nèi)存

paas：不僅購買了電腦、還給我裝好了操作系統(tǒng)、.net等中間件

saas：不僅裝好了操作系統(tǒng)，游戲都給我裝好了。