云计算思维导图

云计算是建立在虚拟化技术的基础上，通过互联网提供按需的计算资源和服务。

云计算专家、《Cloud Application Architectures》一书作者George Reese 在6月30日发表了一篇博客，在博客中写到 ：“让您的大脑记忆云计算的所有内容是一个巨大的挑战。因为里面太多专业术语，且有很多新功能。几个月前，我整理了我的云计算领域的些思维导图，来帮助人们更系统的了解云计算。

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云计算推动因素：

1、需求推动
	政企客户的信息化需求强烈，但同时要求低成本投入、高性能获得；个人用户的互联网、移动互联网应用需求强烈，追求更好用户体验。
	2、技术进步
	虚拟化技术、分布与并行计算、互联网及WEB技术的发展与成熟，使得基于互联网提供包括IT基础设施、开发平台、软件应用成为可能；宽带技术及用户发展，使得基于互联网的服务使用模式逐渐成为主流。
	3、商业模式转变
	少数云计算的先行者（例如Amazon的IaaS)的云计算服务已开始运营市场对云计算商业模式已有一定认可，越来越多的用户接受并使用云计算服务几年之内,云计算已从新兴技术发展成为当今的热点技术。从Google公开发布的核心文件到Amazon EC2（亚马逊弹性计算云）的商业化应用，再到美国电信巨头AT&T（美国电话电报公司）推出的Synaptic Hosting（动态托管）服务，云计算从节约成本的工具到盈利的推动器，从ISP（网络服务提供商）到电信企业，已然成功地从内置的IT系统演变成公共的服务。

2、云计算概念：
云计算（cloud computing）是基于互联网的相关服务的增加、使用和交付模式，通过互联网来提供动态易扩展且虚拟化的资源。云是网络、互联网的一种比喻说法。
狭义云计算指IT基础设施的交付和使用模式，指通过网络以按需、易扩展的方式获得所需资源；
广义云计算指服务的交付和使用模式，指通过网络以按需、易扩展的方式获得所需服务。这种服务可以是IT和软件、互联网相关，也可是其他服务。它意味着计算能力也可作为一种商品通过互联网进行流通。
云计算的资源是动态易扩展而且虚拟化的，通过互联网提供。终端用户不需要了解“云”中基础设施的细节，不必具有相应的专业知识，也无需直接进行控制，只关注自己真正需要什么样的资源以及如何通过网络来得到相应的服务。
云计算展现出了一种理想的解决方案来满足众多公司的ICT需求。这些需求包括技术方面（硬件、软件、IT技能、灾难恢复）和经济方面（硬件开销、软件授权、培训、电源和制冷开销）。尤其是搭建在外部的云，云基础架构有专业人士进行维护，公司只需要获取相应的资源来使用。
IT即服务，云计算就是建设信息电厂提供IT服务。
云计算是通过互联网提供软件、硬件与服务，并由网络浏览器或轻量级终端软件来获取和使用服务；即服务从局域网向Internet迁移，终端计算和存储向云端迁移；
从商业的视角看，云计算是以Google为代表的“Internet时代”和以微软/Intel为代表的“PC时代”之间两个时代的竞争；这个过程将是逐步的、长期的但呈加快的趋势；
云计算好比是从古老的单台发电机模式转向了电厂集中供电的模式。它意味着计算能力也可以作为一种商品进行流通，就像电一样，取用方便，费用低廉。
较于传统的ICT基础架构，云计算有了很多的变化。在传统ICT基础架构中，应用程序运行在物理服务器上，程序本身和用户数据都存储在本地硬盘（DAS）或是外置硬盘（SAN/NAS）之上，ICT管理员的任务是确保所有的硬件都正常运行，新生成的数据需要进行保护以防丢失，这就意味着每一个公司或组织都需要具备服务器、应用程序、操作系统、网络、存储技术、以及备份/容灾相关的技能。不难想象，随着用户数据的增长，传统ICT基础架构将面临的越来越多的问题。同时，应用需求的增长也将超过单台服务器的性能。

云计算与传统的单机和网络应用模式相比，具有如下特点：

1、虚拟化：这是云计算最核心的特点，包括资源虚拟化和应用虚拟化。每一个应用部署的环境和物理平台是没有关系的。通过虚拟平台进行管理达到对应用进行扩展、迁移、备份。
	2、动态可扩展：通过动态扩展虚拟化的层次达到对应用进行扩展的目的。可以实时将服务器加入到现有的服务器集群中，增加计算能力。
	3 、按需部署：用户运行不同的应用需要不同的资源和计算能力。云计算平台可以按照用户的需求部署资源和计算能力。
	4、高灵活性：现在大部分的软件和硬件都对虚拟化有一定支持，各种IT资源（例如软件、硬件、操作系统、存储网络等）通过虚拟化，放在云计算虚拟资源池中进行统一管理。同时，能够兼容不同硬件厂 商的产品，兼容低配置机器和外设而获得高性能计算。
	5、高可靠性：虚拟化技术使得用户的应用和计算分布在不同的物理服务器上面，即使单点服务器崩溃，仍然可以通过动态扩展功能部署新的服务器，保证应用和计算的正常运转。
	6、高性价比：云计算采用虚拟资源池的方法管理所有资源，对物理资源的要求较低。可以使用廉价的PC组成云，而计算性能却可超过大型主机。

“On-Demand”商业模式，即按需服务模式。用户所需要的应用软件和数据都位于云中，用户使用客户端按照自己的需求访问所要的应用。云服务提供商同样按照客户的需求提供相应的服务，和收到相应费用。
从商业视角来看，云服务可以划分为以下几种类型：
	 1、 IaaS：基础架构即服务（Infrastructure as a Service）。IaaS提供ICT基础架构资源并确保其正常运行。
	 2、 PaaS：平台即服务（Platform as a Service）。PaaS为软件开发者提供了开发平台。在传统的开发环境中，开发者在编写应用程序的时候，同时需要关注所采用的操作系统和硬件设备。而使用PaaS，开发者可以专注于编写最好的应用程序，基础平台的维护由PaaS供应商负责。
	 3、SaaS：软件即服务（Software as a Service）。这是云计算最早出现的服务模式。用户只需要使用简易的设备去连接SaaS供应商提供的操作系统和应用程序。所有繁杂的系统维护工作，例如软件和授权的升级，均由SaaS供应商来负责。

3、云计算模式

云计算有三种部署模式：私有云、公有云、混合云。
私有云：一般由一个组织来使用，同时由这个组织来运营。华为数据中心属于这种模式，华为自己是运营者，也是它的使用者，也就是说使用者和运营者是一体，这就是私有云。
公有云：就如共用的交换机一样，电信运营商去运营这个交换机，但是它的用户可能是普通的大众，这就是公共云。
混合云：它强调基础设施是由二种或更多的云来组成的，但对外呈现的是一个完整的实体。企业正常运营时，把重要数据保存在自己的私有云里（比如：财务数据），把不重要的信息放到公有云里，两种云组合形成一个整体，就是混合云。比如说电子商务网站，平时业务量比较稳定，自己购买服务器搭建私有云运营，但到了圣诞节促销的时候，业务量非常大，就从运营商的公有云租用服务器，来分担节日的高负荷；但是可以统一的调度这些资源，这样就构成了一个混合云。
商业模式：
        IaaS（Infrastructure as a service）：基础设施即服务，提供给消费者的服务是对所有基础设施的使用，包括计算、存储、网络和其它的计算资源，用户能够部署和运行任意软件，包括操作系统和应用程序。消费者不需要管理或控制任何云计算基础设施，但能控制操作系统的选择、存储空间、部署的应用，也有可能获得网络组件（例如，防火墙，负载均衡器等）的控制。Amazon EC2是IaaS的典型代表。

PaaS（Platform as a service）：平台即服务，提供给消费者的服务是部署在云计算基础设施上的应用程序开发平台（例如Java，.Net等）。客户不需要管理或控制底层的云计算基础设施，但能控制部署的应用程序开发平台。Microsoft Azure是PaaS的典型代表。

SaaS（Software as a service）：软件即服务，提供给消费者的服务是运行在云计算基础设施上的应用程序，如CRM、ERP、OA等。Salesforce online CRM就属于SaaS。

除此之外，还有另外一种模式：DaaS，即Data as a service，是一种以数据存储为服务内容的服务模式。
在业界，云计算的部署形态主要有两种，一种是大分小，另一种是小聚大。
        大分小是指通过虚拟化技术，对性能强大的物理机资源进行虚拟化，形成可动态调整分配的计算、存储、网络资源池。这种方式的关键技术主要包括虚拟化、虚拟机监控、虚拟机调度与迁移，主要适用于资源可时分复用的场景。Amazon EC2业务是大分小形式的典型代表。
        小聚大指的是，把多个性能较低的物理资源，通过一定的软硬件方式，形成逻辑上性能强大的物理资源。一个对资源需要较大的任务，可以分配到各个小的物理机进行处理。这种方式主要涉及任务分解与调度、分布式通信总线、全局一致性等技术。Google是小聚大的典型厂家。
4、云计算关键技术：
        虚拟化实现了IT资源的逻辑抽象和统一表示，在大规模数据中心管理和解决方案交付方面发挥着巨大的作用，是支撑云计算伟大构想的最重要的技术基石。采用虚拟化技术对计算、存储、网络等物理资源进行虚拟化，形成资源池对用户提供按需服务。
        云计算中用到的虚拟化有：存储虚拟化、计算虚拟化、网络虚拟化。
        存储虚拟化的目标是将存储设备变成一种可供用户使用的资源，用户不需要了解同硬件管理相关的技术，只需要提出具体的容量和性能需求。
        计算虚拟化 （也称作服务器虚拟化）是将操作系统以及应用程序同物理硬件解耦。传统的ICT基础架构搭建过程是在物理服务器上安装操作系统和应用程序，通常一个应用程序要占用一台物理服务器，因此一个公司就需要很多台服务器来运行多个应用程序，而大多数情况下，应用程序只会使用一部分硬件资源（CPU、内存、存储空间）。计算虚拟化的目标就是将多个虚拟服务器运行在同一个物理设备之上。常见的计算虚拟化平台有VMware, XEN, KVM和
Virtuozzo。
        网络虚拟化就是在一个物理网络上模拟出多个逻辑网络来。目前比较常见的网络虚拟化应用包括虚拟局域网，即VLAN，虚拟专用网，VPN，以及虚拟网络设备等。
虚拟存储精简置备是一种通过以灵活的按需方式分配存储空间来优化存储利用率的方法。
        精简置备与传统模式（称为厚置备）截然不同：厚置备预先提供大量存储空间以满足未来的存储需要，但是空间可能一直未被使用，这样会导致无法充分利用存储容量；精简置备可以为客户虚拟出比实际物理存储更大的存储空间，只有写入数据的存储空间才会为之真正分配物理存储，未写入的虚拟存储空间不占用物理存储资源，从而提高存储利用率。虚拟存储精简配置基于虚拟磁盘级别提供，管理员可以按“普通”格式或“精简”格式分配虚拟磁盘文件。通过将虚拟磁盘设为“精简”配置，虚拟存储管理为虚拟磁盘在数据存储上分配存储空间，在开始时仅交付存储数据所需的存储空间，并不交付已经分配但并未使用的存储空间，并且随着虚拟磁盘上数据量的增加而增加空间供应量。当所有分配空间都已经交付时，“精简”磁盘与“普通”磁盘没有差异。
        存储无关：虚拟存储精简配置与操作系统和硬件完全无关，因此只要使用虚拟镜像管理系统，就能提供虚拟存储精简配置功能。
        容量监控：提供数据存储容量预警，可以设置阈值，当存储容量超过阈值时发出告警。
         空间回收：提供虚拟磁盘空间监控和回收功能，当虚拟磁盘使用了一段时间，分配空间较大而实际使用空间较小时，可以通过磁盘空间回收功能回收已经分配交付但不在使用的空间。当前支持NTFS格式的虚拟机磁盘回收。
        在虚拟化环境中，资源规划是一项很重要的工作。因为所有的虚拟机共同使用一台或多台虚拟化服务器，所以，一方面不能有某一台虚拟机占用全部的资源，另一方面每一个虚拟机都需要占用一定的资源来满足应用程序的运行。需要规划的资源包括：
CPU资源
        虚拟化环境中的每个CPU都有若干个核，每个核有一定的计算能力，CPU的性能 = 核的数量 x 每个核的时钟周期。时钟周期的表示单位为GHz，表示在一秒钟能做多少次计算。在做CPU资源规划的时候用到两个参数：“限制”和“预留”。 “限制”是VM所能申请的最大CPU时钟周期。这个参数确保一台虚拟机不会占用掉整台服务器的资源。“预留”设置一台虚拟机所需的最小资源。当有大量虚拟机在一台服务器上运行的时候，资源会非常紧缺。一台虚拟机或许可以正常启动，但是却只有很少的资源来运行，也就是说这台虚拟机的性能会很低。给虚拟机设定“预留”资源就是用来保障其能够正常运行。当然，如果剩余资源小于“预留”的量，虚拟机将不能启动。
CPU QoS(服务质量)
        预留百分比：控制虚拟机获得的最低计算能力，其值为虚拟机CPU配置值与预留量的乘积。
        限制百分比：控制虚拟机获得的最大计算能力，其值为虚拟机CPU配置值与限制量的乘积。
动态资源调度(DRS)：动态分配和平衡资源，采用智能调度算法，根据系统的负载情况，对资源进行智能调度，达到系统的负载均衡，保证系统良好的用户体验。
        在一个云计算的环境中，会有多台服务器同时运行上百台虚拟机，上图使用两台服务器和4台虚拟机为例，有3台虚拟机在第一台服务器上运行，有1台虚拟机在第二台服务器上运行。DRS特性确保每台虚拟机都有足够的资源来运行，如果有新的虚拟机被创建，DRS会寻找最适合的服务器来运行。当发现提供给某一台虚拟机的资源不足的时候，会自动将其迁移至其他资源充足的服务器上。在迁移的过程中，应用程序保持运行状态。
功能描述
        动态资源调度策略针对集群 (Cluster) 设置，支持负载均衡策略。
        负载均衡调度策略中，可以设置调度阈值、定义策略生效的时间段。在策略生效的时间段内，如果某主机的CPU、内存负载阈值超过调度阈值，系统就会自动迁移一部分虚拟机到其它CPU、内存负载低的主机中，保证主机的CPU、内存负载处于均衡状态。
应用场景：本特性应用于计算资源的负载均衡和节能减排场景
5、云计算的价值：
        资源整合提高利用率：利用虚拟化技术，实现资源的弹性伸缩。每台服务器虚拟出多台虚拟机，避免原来的服务器只能给某个业务独占的问题；可通过灵活调整虚拟机的规格（CPU、内存等），增加虚拟机/减少虚拟机，快速满足业务对计算资源需求量的变化；利用虚拟化计算，将一定量的物理内存资源虚拟出更多的虚拟内存资源，可以创建更多的虚拟机。
        自动调度，节能减排：基于策略的智能化、自动化资源调度，实现资源的按需取用和负载均衡，消峰填谷，达到节能减排的效果，白天基于负载策略进行资源监控，自动负载均衡，
        实现高效热管理；夜晚基于时间策略进行负载整合，将不需要的服务器关机，最大限度降低耗电量。节能减排即动态电源管理(DPM)可以优化数据中心的能耗。开启DPM后，当集群中虚拟机使用资源比较低时，可以聚合虚拟机到少量主机，并关闭其它无虚拟机运行的主机，实现节能减排。当虚拟机所需资源增加时，DPM动态上电主机，确保提供足够资源。
        数据集中，信息安全：传统IT平台，数据分散在各个业务服务器上，可能存在某单点有安全漏洞的情况。部署云系统后，所有数据集中在系统内存放和维护，并提供以下网络传输、系统接入、数据安全、趋势防病毒软件等安全保障。
         高效维护，降低成本 ：对于一个大型企业，传统办公设备是人手一台PC机，如果PC发生故障，需要IT人员对发生故障的PC逐一进行维护。从故障报修，到IT故障排除将耗费大量人力和时间。而应用云桌面办公方式，员工的办公系统和数据都在云端，前端免维护，相比传统维护方式将节省大量人力和时间。
		 
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