[云计算]概念辨析：云计算 [IaaS/PaaS/SaaS & 公有云/私有云/混合云]

1 云计算(Cloud Computing)

1.0 云计算的发展

1.1 概念

“云”实质上就是一个【网络】，
狭义上讲，云计算就是一种提供资源的网络，使用者可以随时获取“云”上的资源，按需求量使用，并且可以看成是无限扩展的，只要按使用量付费就可以，
“云”就像自来水厂一样，我们可以随时接水，并且不限量，按照自己家的用水量，付费给自来水厂就可以。

从广义上说，云计算是与信息技术、软件、互联网相关的一种服务，这种【计算资源共享池】叫做“云”，云计算把许多计算资源集合起来，通过软件实现自动化管理，只需要很少的人参与，就能让资源被快速提供。
也就是说，【计算能力】作为一种【商品】，可以在互联网上流通，就像水、电、煤气一样，可以方便地取用，且价格较为低廉。

总之，云计算不是一种【全新的网络技术】，而是一种【全新的网络应用概念】，
云计算的【核心概念】就是以互联网为中心，在网站上提供快速且安全的云计算服务与数据存储，让每一个使用互联网的人都可以使用网络上的庞大计算资源与数据中心。

云计算与网格计算 不同，需要注意这一点。

云计算（Cloud Computing）是【分布式计算】的一种。

云计算，指的是通过网络“云”将巨大的数据计算处理程序分解成无数个小程序；

然后，通过多部服务器组成的系统进行处理和分析这些小程序得到结果并返回给用户。

云计算早期，简单地说，就是简单的分布式计算，解决任务分发，并进行计算结果的合并。

通过这项技术，可以在很短的时间内（几秒钟）完成对数以万计的数据的处理，从而达到强大的网络服务。

1.2 云计算的特点

1.2.1 虚拟化技术

必须强调的是，虚拟化突破了时间、空间的界限，是云计算最为显著的特点，虚拟化技术包括：【应用虚拟】和【资源虚拟】两种。
众所周知，物理平台与应用部署的环境在空间上是没有任何联系的，正是通过虚拟平台对相应终端操作完成数据备份、迁移和扩展等。

• 应用虚拟:

Kubernetes(应用容器集群管理系统，面向应用层，变革业务架构，管理App Container；支持对Docker、Rkt等应用容器的管理；支持应用容器的自动化部署、自动扩缩容、维护等)
  Kubernetes这个单词来自于希腊语，含义是舵手或领航员。 K8S是它的缩写，用“8”字替代了“ubernete”这8个字符。
  一个K8S系统，通常称为一个K8S集群（Cluster）。这个集群主要包括2个部分：一个Master节点（主节点）一群Node节点（计算节点）。Master节点主要还是负责管理和控制。Node节点是工作负载节点，里面是具体的容器。
  K8S并不是一件全新的发明。它的前身，是Google自己捣鼓了十多年的Borg系统。
  K8S是2014年6月由Google公司正式公布出来并宣布开源的。同年7月，微软、Red Hat、IBM、Docker、CoreOS、Mesosphere和Saltstack等公司，相继加入K8S。之后的一年内，VMware、HP、Intel等公司，也陆续加入。
  2015年7月，Google正式加入OpenStack基金会。与此同时，Kuberentes v1.0正式发布。

Docker(应用容器引擎，应用虚拟化)
  Docker 是一个开源的应用容器引擎，让开发者可以打包他们的应用以及依赖包到一个可移植的容器中，然后发布到任何流行的 Linux 机器上，也可以实现虚拟化。

• 资源虚拟

Marathon：
  Marathon是一个成熟的，轻量级的，扩展性很强的Apache Mesos的容器编排框架；
  提供了友好的界面和Rest API来创建和管理应用；能够支持运行长服务，比如web应用等。
  是集群的分布式Init.d，能够原样运行任何Linux二进制发布版本，如Tomcat Play等等，可以集群的多进程管理。
  也是一种私有的Pass，实现服务的发现，为部署提供提供REST API服务，有授权和SSL、配置约束，通过HAProxy实现服务发现和负载平衡。

Mesos
  Mesos kernel利用资源管理和调度的API在整个数据中心或云环境中运行和提供引用（例如，Hadoop，Spark，Kafaka，Elastic Search）。
  Mesos是Apache下的开源分布式资源管理框架，它被称为是分布式系统的内核。Mesos采用与Linux kernerl相同的机制，只是运行在不同的抽象层次上。
  Mesos能够在同样的集群机器上运行多种分布式系统类型，更加动态有效率低共享资源。
  提供失败侦测，任务发布，任务跟踪，任务监控，低层次资源管理和细粒度的资源共享，可以扩展伸缩到数千个节点。Mesos已经被Twitter用来管理它们的数据中心。

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OpenStak(云计算管理平台，面向资源层，变革资源供给模式，管理虚拟机VM，提供IaaS服务)

YARN(Yet Another Resource Negotiator)
  Apache Hadoop YARN （Yet Another Resource Negotiator，另一种资源协调者）是一种新的 Hadoop 资源管理器，它是一个通用资源管理系统，可为上层应用提供统一的资源管理和调度。Yarn是Hadoop2的产物。
  Mesos采用Linux Container容器（一种内核虚拟化技术）对多计算框架共享资源进行隔离。而Yarn则是通过进程隔离，这一点Yarn的性能比较好（Yarn的发展借鉴了Mesos思想）
  Mesos和Yarn都采用双层调度机制，即资源管理系统层（将资源分配给应用程序）和资源调度层（将资源具体分配给计算框架中的任务），但资源分配程度不同。Mesos只负责为Framework计算框架提供资源，具体的资源分配由计算框架自己实现。而Yarn则从计算框架中分离出资源管理，自己全权负责资源分配及调度

1.2.2 动态可扩展

云计算具有高效的运算能力，在原有服务器基础上增加云计算功能能够使计算速度迅速提高，最终实现动态扩展虚拟化的层次达到对应用进行扩展的目的。

1.2.3 按需部署

计算机包含了许多应用、程序软件等，不同的应用对应的数据资源库不同，所以用户运行不同的应用需要较强的计算能力对资源进行部署，而云计算平台能够根据用户的需求快速配备计算能力及资源。

1.2.4 灵活性高

目前市场上大多数IT资源、软、硬件都支持虚拟化，比如存储网络、操作系统和开发软、硬件等。
虚拟化要素统一放在云系统资源虚拟池当中进行管理，可见云计算的兼容性非常强，不仅可以兼容低配置机器、不同厂商的硬件产品，还能够外设获得更高性能计算。

1.2.5 可靠性高

倘若服务器故障也不影响计算与应用的正常运行。因为单点服务器出现故障可以通过虚拟化技术将分布在不同物理服务器上面的应用进行恢复或利用动态扩展功能部署新的服务器进行计算。

1.2.6 性价比高

将资源放在虚拟资源池中统一管理在一定程度上优化了物理资源，用户不再需要昂贵、存储空间大的主机，可以选择相对廉价的PC组成云，一方面减少费用，另一方面计算性能不逊于大型主机。

1.2.7 可扩展性

用户可以利用应用软件的快速部署条件来更为简单快捷的将自身所需的已有业务以及新业务进行扩展。
如，计算机云计算系统中出现设备的故障，对于用户来说，无论是在计算机层面上，亦或是在具体运用上均不会受到阻碍，可以利用计算机云计算具有的动态扩展功能来对其他服务器开展有效扩展。
这样一来就能够确保任务得以有序完成。
在对虚拟化资源进行动态扩展的情况下，同时能够高效扩展应用，提高计算机云计算的操作水平。

1.3 云 := 网络 / 云计算 := 网络计算模式

• 云 := 网络
  
  云计算的云 即指 网络.

• 云计算 := 网络计算模式

1.4 云计算 de 网络计算模式 := 服务类型 := 基本商业模式

通常，它的服务类型分为三类，即：

• 基础设施即服务(IaaS)
• 平台即服务(PaaS)
• 软件即服务(SaaS)。这3种云计算服务有时称为云计算堆栈，因为它们构建堆栈，它们位于彼此之上，以下是这三种服务的概述：

类型	说明	比喻	例子
IaaS:Infrastructure-as-a-Service(基础设施即服务)	提供的服务是计算基础设施	地皮，需要自己盖房子	Amazon EC2（亚马逊弹性云计算）
PaaS: Platform-as-a-Service(平台即服务)	提供的服务是软件研发的平台或业务基础平台	商品房，需要自己装修	GAE（谷歌开发者平台）
SaaS: Software-as-a-Service(软件即服务)	提供的服务是运行在云计算基础设施上的应用程序	酒店套房，可以直接入住	谷歌的Gmail邮箱

1）基础设施即服务(IaaS, Infrastructure as a Service)

基础设施即服务是主要的服务类别之一，它向云计算提供商的个人或组织提供虚拟化计算资源，如虚拟机、存储、网络和操作系统。

例如:

• OpenStack - 开源云计算平台管理软件

OpenStack
是一个开源的云计算管理平台项目，
为私有云和公有云提供可扩展的弹性的云计算服务。
主要任务是给用户提供IaaS服务；
项目目标是提供实施简单、可大规模扩展、丰富、标准统一的云计算管理平台。

• 阿里云（云服务器ECS等）
• 腾讯云
• 华为云

2）平台即服务(PaaS, Platform-as-a-Service)

平台即服务是一种服务类别，为开发人员提供通过全球互联网构建应用程序和服务的平台。Paas为开发、测试和管理软件应用程序提供按需开发环境。

例如:

• 百度应用引擎BAE (Baidu App Engine)专业版

应用引擎BAE提供弹性、便捷、高可用的多语言环境应用部署服务，适于部署App、公众号、小程序、网站及电商/O2O/企业门户/CRM/办公应用等各种应用，并可无缝支持DuerOS SDK，极大简化运维工作

• 考拉云(Koala Cloud)
  
  考拉云是基于主流容器技术构建的自动运维平台

• Zoho Creator - 一款企业级低代码开发平台

Zoho Creator是一款企业级低代码开发平台，从简单的工作流程到复杂的管理系统、从构建独立应用再到应用生态集成，您只需通过丰富直观的可视化构建器、拖拽式操作、代码编辑器和现成的应用模板，即可快速创建应用程序，助力企业数智化。

• 云表 - 可自由定制的管理软件平台

3）软件即服务(SaaS, Software as a Service)

软件即服务也是其服务的一类，通过互联网提供按需软件付费应用程序，云计算提供商托管和管理软件应用程序，并允许其用户连接到应用程序并通过全球互联网访问应用程序。
    即 通过软件解决用户、企业的协作及管理问题

例如:

• Worktile(工作坊/工作台) - 项目制管理软件 / 企业级项目协作与目标管理工具
• ONES - 一款SaaS 企业级研发管理工具、团队协作与项目管理工具
• 有赞微商城 - 一个SaaS软件解决网上开店所有问题
• 有赞零售 - 私域营销专家
  
  （提供：移动商城、网上营销、门店收银、会员管理[会员卡、会员积分、会员充值、会员通知、礼品卡]、全渠道进销存[商品入库、库存管理、进销存管理、库存盘点、库存预警]）
• 有赞教育 -
  
  （提供：招生拓客、线索管理、教务管理、学员管理、互动督学、多校区管理）
• Zoho CRM - 一款SaaS云端CRM客户管理系统

2 部署云计算资源的类型: 什么是【公有云】、【私有云】和【混合云】？

没有一种云计算类型适用于所有人。多种不同的云计算模型、类型和服务已得到发展，可以满足组织快速变化的技术需求。

部署云计算资源有三种不同的方法：公共云、私有云和混合云。

采用的部署方法取决于业务需求。

2.1 公有云：在所有权上，提供服务的核心服务器是公共的、或 互联网IP的服务器

• 公有云

公有云是最常见的云计算部署类型。
公有云资源（例如服务器和存储空间）由第三方云服务提供商拥有和运营，这些资源通过 Internet 提供。
在公有云中，所有硬件、软件和其他支持性基础结构均为云提供商所拥有和管理。Microsoft Azure 是公有云的一个示例。
在公有云中，你与其他组织或云“租户”共享相同的硬件、存储和网络设备，并且你可以使用 Web 浏览器访问服务和管理帐户。
公有云部署通常用于提供基于 Web 的电子邮件、网上办公应用、存储以及测试和开发环境。

公有云是指第三方提供商通过公共 Internet 提供的计算服务，面向希望使用或购买的任何人。它可能免费或按需出售，允许客户仅根据 CPU周期、存储或带宽使用量支付费用。
与私有云不同，公有云可为企业节省购买、管理和维护本地硬件及应用程序基础结构的昂贵成本 - 云服务提供商将负责系统的所有管理和维护工作。相较于本地基础结构，公有云还可更快部署且附有一个几乎可无限缩放的平台。只要公司员工可访问 Internet，他们就可在任何办公室或分支机构通过自选设备使用相同的应用程序。虽然有人担忧公有云环境的安全性，但是如果提供商使用适当的安全方法（如入侵检测防御系统 (IDPS)），则正确实施后，公有云可以与高效管理的私有云实施同样安全。

公有云优势：

• 成本更低：无需购买硬件或软件，仅对使用的服务付费。
• 无需维护：维护由服务提供商提供。
• 近乎无限制的缩放性：提供按需资源，可满足业务需求。
• 高可靠性：具备众多服务器，确保免受故障影响。

2.2 私有云：在所有权上，提供服务的核心服务器是自身私有的、或 内网IP的服务器

私有云由专供一个企业或组织使用的云计算资源构成。
私有云可在物理上位于组织的现场数据中心，也可由第三方服务提供商托管。
但是，在私有云中，服务和基础结构始终在私有网络上进行维护，硬件和软件专供组织使用。

这样，私有云可使组织更加方便地自定义资源，从而满足特定的 IT 需求。
私有云的使用对象通常为:
    【政府机构（公安云、电子政务云等）】、【金融机构】以及其他具备业务关键性运营且希望对环境拥有更大控制权的中型到大型组织。

私有云优势：

• 灵活性更强：组织可自定义云环境以满足特定业务需求。
• 控制力更强：资源不与其他组织共享，因此能获得更高的控制力以及更高的隐私级别。
• 可伸缩性更强：与本地基础结构相比，私有云通常具有更强的可伸缩性。

中国私有云系统平台市场形成了以数据中心厂商和云厂商为主要参与者的竞争格局，在领导者象限中：

1、【华为】、【新华三(紫光云)】、【浪潮云】拥有较为完整的云计算产业链，在企业级数据中心市场具有广泛的客户基础；

2、【易捷行云】作为专业的私有云提供商，在金融市场表现突出，完成中国最大IT央企中国电子战投后发力政府市场；

3、【VMware虚拟化产品】 拥有广泛的市场基础，但在私有云系统平台市场的表现和全球有较大落差。

2.3 混合云：在所有权上，提供服务的核心服务器是既有自身私有的、内网IP，又有公共的、互联网IP的服务器

• 混合云计算

混合云是云计算的一种类型，它将本地基础结构（或私有云）与公有云结合在一起。使用混合云，可以在两种环境之间移动数据和应用。

许多组织选择混合云方法是出于业务需求方面的原因，例如要满足法规和数据主权要求、充分利用本地技术投资或解决低延迟问题。

混合云正在不断发展，也会包含边缘工作负载。边缘计算将云的计算能力引入靠近数据驻留位置的 IoT 设备。通过将工作负载迁移到边缘，设备可减少与云的通信时间并降低延迟，甚至能在较长的离线期内可靠地运行。

• 混合云平台的优势

混合云平台为组织提供了许多优势，例如更大的灵活性、更多的部署选项、更高的安全性和符合性，并能从其现有基础结构获得更多价值。
当计算和处理需求发生变化时，混合云计算使企业能够将其本地基础结构无缝扩展到公有云以处理任何溢出，而无需授予第三方数据中心访问其完整数据的权限。
通过在云中运行特定工作负载，组织可以获得公有云提供的灵活性和创新能力，同时将高度敏感的数据保存在自己的数据中心内，满足客户需求或监管要求。

这样不仅允许公司扩展计算资源，还消除了进行大量资本支出以处理短期需求高峰的需要，以及企业释放本地资源以获取更多敏感数据或应用程序的需要。
公司将仅就其暂时使用的资源付费，而不必购买、计划和维护可能长时间闲置的额外资源和设备。

混合云优势：

• 控制力：组织可以针对需要低延迟的敏感资产或工作负载维护私有基础结构。
• 灵活性：需要时可利用公有云中的其他资源。
• 成本效益：具备扩展至公有云的能力，因此可仅在需要时支付额外的计算能力。
• 轻松使用：无需费时费力即可过渡到云，因为可根据时间按工作负载逐步迁移。

2.4 公有化部署 VS 公有云 | 私有化部署 VS 私有云 | 混合部署 VS 混合云？

这款产品是私有化部署，还是私有化部署？使用的公有云，还是私有云？

提供资源、服务的核心服务器的所有权: 私有云、公有云、混合云

提供资源、服务的核心服务器的IP地址: 私有云、公有云、混合云

部署在不同所有权、不同IP地址的： 私有化部署、公有化部署、混合部署

按照二八定律 即
  大部分 【私有化部署】 的 云计算服务 是部署在 【私有云】上的
  大部分 【公有化部署】 的 云计算服务 是部署在 【公有云】上的
  大部分 【混合化部署】 的 云计算服务 是部署在 【混合云】上的

公有化、混合部署、私有化部署的成本、利润等的考量因素:
  1.硬件成本
  2.软件成本
  3.人力成本

  ↓影响:
  4.用户体验
  5.利润
  6.安全（数据存储、运维[服务器资源、账户及密码]）
  7.软件升级能力

推进文献

• 私有化部署，是什么 - 腾讯网 【强烈推荐】
• （四十）应该选择公有云还是私有化部署？ - Zhihu

X 参考文献

• 【科普】云计算到底是什么？ - Bilibili
• 云计算知识（虚拟化、容器、计算虚拟化、存储虚拟化、网络虚拟化） - Bilibili
• 云计算 - Baidu
• 什么是公有云、私有云和混合云？ - Microsoft
• OpenStack - 百度
• kubernetes和Docker关系简单说明 - CSDN
• Kubernetes和OpenStack到底是什么关系？ - CSDN
• Mesos+Zookeeper+Marathon的Docker管理平台部署记录 - CSDN
• 一篇漫画，看懂云计算！ - Weixin/数据库开发 【推荐】