云计算概述，基本思想，服务类型，部署模式，使用场景,变革，结构
概述
云计算是指IT资源的交付和使用模式，通过网络以按需、易扩展的方式获得所需的资源（硬件、平台、软件）。典型的云计算提供商往往提供通用的网络业务应用，可以通过浏览器等软件或者其他Web服务来访问，而软件和数据都存储在远程数据中心的服务器上。用户通过计算机、手机等方式接入数据中心，按自己的需求进行运算。 提供资源的网络被称为“云”。“云”中的资源在使用者看来是可以无限扩展的，并且可以随时获取、按需使用、随时扩展、按使用付费。
基本思想
- 所有的计算能力、存储能力、和各种各样功能的应用都通过网络从云端获得
- 用户不需要不停地更换昂贵的高性能电脑
- 用户不需要购买、安装和维护各种系统和应用软件
- 用户不需要担心数据的安全存储
定义
云计算是一种无处不在、便捷且按需对一个共享的可配置计算资源（包括网络、服务器、存储、应用和服务）进行网络访问的模式，它能够通过最少量的管理以及与服务提供商的互动实现计算资源的迅速供给和释放。
基本特征
- 自助式服务；
- 随时随地使用；
- 可度量的服务；
- 快速资源的扩缩；
- 资源池化
发展历程
云计算是分布式计算、并行计算、效用计算、虚拟化、网络存储、负载均衡、热备份冗余等传统计算机和网络技术发展融合的产物，更是SaaS、SOA等技术混合演进的结果，下图所示的五大契机更是直接促进了云计算的诞生。
云计算的服务类型
基础设施即服务（IaaS）
IaaS是把计算、存储、网络以及搭建应用环境所需的一些工具当成服务提供给用户，使得用户能够按需获取IT基础设施。IaaS主要由计算机硬件、网络、存储设备、平台虚拟化环境、效用计费方法、服务级别协议等组成。IaaS服务模式如图所示。
特点
- 把IT资源以服务的方式提交给用户；
- 基础设施可以动态扩展，即可以根据应用的需求动态增加或者减少资源；
- 计费服务灵活多变，按实际使用的资源进行计费；
- 多租户，相同的基础设施资源可以同时提供给多个用户共享使用；
- 企业级的基础设施，不仅仅可以为个人用户提供IT资源，而且可以满足中小企业的IT资源需求，使得它们可以从聚集的计算资源池中获利。
核心技术
- 虚拟化技术
- 分布式存储技术
- 高速网络技术
- 超大规模资源管理技术
- 云服务计费技术
优势
平台即服务(PaaS)
PaaS是一种分布式平台服务，为用户提供一个包括应用设计、应用开发、应用测试及应用托管的完整的计算机平台。 PaaS的主要用户是开发人员，PaaS平台的种类目前较少，比较著名的有
- Force.com
- Google App Engine
- Windows Azure
- Cloud Foundry
核心技术
- REST技术
- 多租户技术
- 并行计算技术
- 应用服务器
- 分布式缓存
服务示意图
优势
- 友好的开发环境
- 丰富的服务
- 精细的管理和控制
- 弹性强
- 多租户机制
- 整合率高
软件即服务
SaaS就是软件服务提供商为了满足用户的需求提供的软件的计算能力。SaaS云服务提供商负责维护和管理云中的软件以及支撑软件运行的硬件设施，同时免费为用户提供服务或者以按需使用的方式向用户收费。所以，用户无需进行安装、升级和防病毒等，并且免去了初期的软硬件支出。SaaS服务的示意图如图所示。
SaaS是出现最早的云计算服务，其前身是ASP，最早的ASP厂商有Citrix、Salesforce.com和Netsuite等。
优势
关键技术
部署模式
IDC公有云
公有云是一种对公众开放的云服务，由云服务提供商运营，为最终用户提供各种IT资源，可以支持大量用户的并发请求。公有云的结构如图所示。
- 优点是其所应用的程序及相关数据都存放在公有云的平台上，自己无需前期的大量投资和漫长的建设过程。
- 具有规模的优势，其运营成本比较低；只需为其所使用的付费，可节省使用成本。
- 数据安全和隐私等问题是使用公有云时较为担心的问题
现在国际上如Amazon AWS、Google App Engine和Google Apps、Microsoft Azure等公司，及一些传统的IDC厂商都提供云计算服务。
私有云
私有云是指组织机构建设的专供自己使用的云平台。私有云的结构如图所示。
- 与公有云不同，私有云部署在企业内部网络，私有云可以支持动态灵活的基础设施，降低IT架构的复杂度，降低企业IT运营成本。
- 私有云的缺点是企业需要有大量的前期投资，需要采用传统的商业模型。
- 私有云的规模相对于公有云来说一般要小得多，无法充分发挥规模效应。
混合云
混合云是由私有云及外部云提供商构建的混合云计算模式。使用混合云计算模式，机构可以在公有云上运行非核心应用程序，而在私有云上支持其核心程序以及内部敏感数据。
- 相比较而言，混合云的部署方式对提供者的要求较高。
- 在混合云部署模式下，公有云和私有云相互独立，但在云的内部又相互结合，可以发挥出所混合的多种云计算模型各自的优势。
- 通过使用混合云，企业可以在私有云的私密性和公有云的低廉之间做一定的权衡。
社区云
社区云服务的用户是一个特定范围的群体，它既不是一个单位内部的，也不是一个完全公开的服务，而是介于两者之间。所产生的成本由他们共同承担，因此，所能实现的成本节约效果也并不很大。社区云的结构如图所示。
社区云服务是由几家企业联合管理和提供给自己使用的。
使用场景
IDC公有云
IDC（Internet Data Center，互联网数据中心）公有云在原有IDC的基础上加入了系统虚拟化、自动化管理和能源监控等技术，通过IDC公有云，用户能够使用虚拟机和存储等资源。原有IDC可通过引入新的云技术来提供PaaS服务，现在已成型的IDC公有云有Amazon的AWS和Rackspace Cloud等，公有云的服务类型包含SaaS、ERP和CRM。
企业私有云
企业私有云帮助企业提升内部数据中心的运维水平，使IT服务更围绕业务展开。企业私有云的优势在于建设灵活性和数据安全性，但企业需要付出更高的维护成本、构建专业的技术队伍。RackSpace的私有云产品、华为的FusionSphere和IBM的SoftLayer等是典型的企业私有云。
云存储系统
云存储系统通过整合网络中多种存储设备来对外提供云存储服务，并能管理数据的存储、备份、复制和存档。云存储系统非常适合互联网企业、电信公司等，还有广大的网民。相关的产品有：中国电信的E云、Amazon的S3云存储服务、Google的Picasa相册和微软的SkyDrive网络硬盘等。
虚拟桌面云
虚拟桌面云使用了桌面虚拟化技术，将用户的桌面环境与其使用的终端解耦，在服务器端以虚拟镜像的形式统一存放和运行每个用户的桌面环境，而用户则可通过小型的终端设备来访问其桌面环境。相关的产品有Citrix的XenDesktop和VMware的VMwareView。
开发测试云
开发测试云通过友好的Web界面预约、部署、管理和回收整个开发测试环境，开发测试云适合那些需要开发和测试多种应用的组织和企业使用，比如银行、电信和政府等。相关解决方案有IBM Smart Business Developmentand Test Cloud。
协作云
协作云是云供应商在IDC云的基础上构建或者直接构建的专属云，在云中搭建整套协作软件，将这些软件共享给用户，适合那些需要一定的协作工具，但不希望维护软硬件和支付高昂的软件许可证费用的企业与个人。
最具代表性的产品是IBM的Lotus Live，其主要包括会议、办公协作和电子邮件这3大服务。Google Apps也是主流的协作云产品，其中Gmail和Gtalk都是协作的利器。
HPC云
HPC（High Performance Computing，HPC）云可为用户提供可以定制的高性能计算环境，用户可以根据自己的需求来设定计算环境的操作系统、软件版本和节点规模，避免与其他用户发生冲突。HPC云可以成为网格计算的支撑平台，以提升计算的灵活性和便捷性。HPC云特别适合需要使用高性能计算，但缺乏巨资投入的普通企业和学校。北京工业大学已经和IBM合作建设国内第一个HPC云计算中心。
电子政务云
电子政务云（E-Government Cloud）是使用云计算技术对政府管理和服务职能进行精简、优化、整合，通过信息化手段在政务上实现各种业务流程办理和职能服务，为政府各级部门提供可靠的基础IT服务平台，提高政府服务效率和服务的能力。
变革
主要变革体现
- 在云计算时代，计算机的处理能力被集中在数据中心，通过网络来进行使用，实现了“IT的服务化”。
- 用户的IT开销由一次性购买软硬件转变为按需购买服务，企业的IT维护成本大幅降低，无需担心数据的丢失；
- 用户的工作方式更加移动化、合作化，可以更迅速地启动新业务，小规模企业可以通过云计算模式向全球提供服务，实现全球化；
- 云计算模式可以助力发展中国家发展，并产生大量的创业机会。
给软件产业带来的变革
- 开发模式：可以调用后端的数据中心资源
- 开发工具：使用Python、Ruby on Rails、Java Script、QT等网络编程语言
- 架构：软件架构为位置感知和用户应用感知
- 设计模型：转变为并行计算模式
- 盈利模式：转变为按服务收费
给硬件产业带来的变革
- 扩充模式：转变为不断增加集群规模的横向扩充模式
- 设备总量：通过虚拟化把众多服务器组成一个巨大的资源池，资源利用率增加到80%以上
- 设备形态：客户端和移动设备的需求增加
- 采购模式：由硬件品牌转为扩充性和性价比
产业链结构
云计算作为一种新兴的IT应用模式，带动整个IT产业的调整和升级，催生了全新的产业链，既包含传统的硬件提供商、基础软件提供商和软件应用提供商，也包含新兴的云提供商和云服务提供商。
硬件提供商
硬件设备供应商是云计算市场的基础设备提供商，主要包括服务器制造商、储存设备制造商、芯片制造商和嵌入式设备制造商。
支持云计算技术需求的硬件产品，未来会占据更大的市场份额。
基础软件提供商
基础软件提供商主要提供操作系统和数据库、Web服务器、文件系统等中间件，处于云计算产业链的源头。
在云计算模式下，操作系统必须支持虚拟化、容器等技术，产业链上游的云平台提供商可以使用这些基础软件开发云计算平台；中间件需要适应单个云服务提供商的运行环境，提供具有跨多个云服务提供商的互操作性，并具有可扩展性。
云提供商
云提供商处于云计算产业的核心位置，它向下采购硬件提供商及基础软件提供商的产品，向上为云服务提供商提供构建公有云的解决方案，为企业机构用户提供构建私有云的解决方案，在云计算产业中处于“制云者”的角色。特点有：
- 具有丰富的硬件系统集成经验。
- 具有丰富的软件系统集成经验。
- 具有丰富的行业背景。
云服务提供商
云服务提供商是指通过云计算全新的商业模式为最终用户提供服务的企业，其可以是为本身企业提供服务的企业内部的云计算部门，也可以是为行业企业提供专业化服务的行业云计算厂商，这些服务商在基础架构层会提供基本的计算资源，在中间层提供相关的标准的平台层服务，在上层提供可执行的成熟的商业软件。
云应用提供商
在云计算模式下，云应用提供商只需将应用部署在云平台中，无需购买并维护各种软硬件资源，避免了传统方式中资源空闲所造成的浪费。
个人用户
个人用户无需自行维护数据的安全，云端严格的权限管理策略和专业的维护团队保障了用户的数据安全。
企业机构用户
企业无需自建数据中心，大大降低了IT部门的各种成本，专业的维护团队保障了各种软件系的性能和可靠性。