100个云计算基础知识

云计算核心概念与特点

云计算定义：一种基于互联网的计算方式，通过这种方式，共享的软硬件资源和信息可以按需提供给计算机和其他设备。
云：一种为提供自助服务而开发的虚拟环境。
按需自助服务：用户可以根据自己的需求，自助地获取计算、存储和应用程序等服务，无需依赖特定的管理员或服务提供商。
广泛的网络接入：用户可以通过网络，通过各种客户端设备（如手机、平板、笔记本电脑）访问云服务。
资源池化：将计算、存储、网络等资源整合到一个资源池中，用户可以根据自己的需求选择相应的资源。资源池利用多租户模式为多个消费者服务。
快速弹性：能够迅速地、有弹性地提供各种功能，在某些情况下自动地快速扩大，接着迅速释放，再快速缩小。
可计量的服务：云系统利用一种计量功能（通常是一种付费使用的业务模型）自动地控制和优化资源使用，测定资源和服务，如存储、处理、带宽和活跃用户账户。
虚拟化：计算元件在虚拟的基础上而不是真实的基础上运行，是云计算基础架构的核心技术，可以扩大硬件的容量，简化软件的重新配置过程。
高可靠性：通过分布式计算和冗余备份等技术，提高了系统的可靠性和稳定性。倘若服务器故障也不影响计算与应用的正常运行。
高可用性：云计算服务提供商通常会提供高可用性的服务，确保用户的数据和应用程序在出现故障时仍能正常运行。
成本效益：通过集中管理和自动化管理等技术，降低了运营成本和维护成本。用户按需付费，无需大量前期投资。
灵活性高：云计算的兼容性非常强，用户可以随时随地访问和使用计算资源，并根据需求灵活地调整资源的使用量。

云计算服务与部署模式

IaaS（基础设施即服务）：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。用户能控制操作系统、存储、部署的应用，也有可能选择网络组件（例如，防火墙，负载均衡器）。典型代表有Amazon Web Services (AWS)，提供EC2（弹性计算云）和S3（简单存储服务）等服务。
PaaS（平台即服务）：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，为开发、测试和管理软件应用程序提供按需开发环境。典型代表有Google App Engine (GAE)。
SaaS（软件即服务）：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。用户通常通过Web浏览器访问。
BaaS（后端即服务）：提供了一系列后端服务，如用户管理、数据存储、身份验证等，使开发人员可以更加专注于应用程序的业务逻辑实现。
FaaS（功能即服务）：一种新型的云计算服务模型，将应用程序拆分成一系列微服务（功能），每个微服务都可以独立部署和运行，常用于无服务器计算架构。
公有云：由第三方提供商提供的公共计算资源和服务，放在Internet上，只要是注册用户、付费用户都可以用。
私有云：由企业或组织内部管理和维护的云基础设施，只供内部用户使用，为企业提供对数据、安全性和服务质量的有效控制。
混合云：结合了公有云和私有云的一种方式，可以满足用户对安全性和灵活性的需求。当私有云资源不够时，可以动态地申请公有云作为补充。
社区云：由有着类似需求并打算共享基础设施的组织共同创立的云，目的是实现云计算的一些优势。其隐私、安全和政策遵从性通常比公有云高。

核心技术与发展背景

分布式计算：一门计算机科学，研究如何将一个需要非常巨大的计算能力才能解决的问题分成许多小的部分，然后把这些部分分配给许多计算机进行处理，最后把这些计算结果综合起来攻克大问题。
虚拟化技术：可以扩大硬件的容量，简化软件的重新配置过程，允许一个平台同时运行多个操作系统，并且应用程序都可以在相互独立的空间内运行而互不影响，从而显著提高计算机的工作效率。
存储虚拟化：将存储作为池子一样，存储空间可以任意地根据需要进行分配。
服务器虚拟化：将服务器物理资源抽象成逻辑资源，让一台服务器变成几台甚至上百台相互隔离的虚拟服务器，让CPU、内存、磁盘、I/O等硬件变成可以动态管理的"资源池"。
网络虚拟化：通过软件创建虚拟网络组件（如虚拟交换机、虚拟网卡），连接虚拟机并管理网络流量。
容器化：一种将应用程序及其依赖项打包成一个独立容器的技术，它可以轻松地在不同的环境中部署和运行应用程序。容器共享同一份操作系统。
容器化 vs 虚拟化：虚拟化是在物理服务器上创建多个虚拟机，每个虚拟机都有自己的操作系统和应用程序；而容器化则是在同一台物理服务器上创建多个容器，每个容器都有自己的应用程序和依赖项，但共享同一份操作系统。
微服务：一种将应用程序拆分成多个小型服务的架构风格，每个服务都运行在自己的进程中，并使用轻量级通信协议进行通信。优势包括独立性、可扩展性、灵活性、可靠性等。
DevOps：一种集开发（Development）和运维（Operations）于一体的软件交付方法，它强调开发人员和运维人员之间的协作和沟通。主要目标是提高软件交付速度和质量，同时降低软件开发和运维之间的沟通成本。
大数据：一个体量特别大，数据类别特别大的数据集，并且这样的数据集无法用传统数据库工具对其内容进行抓取、管理和处理。通常用4V概括：Volume（体量大）、Variety（多样性）、Value（价值密度低）、Velocity（速度快）。
Hadoop：一个分布式系统基础架构，用户可以在不了解分布式底层细节的情况下，开发分布式程序。充分利用集群的威力高速运算和存储。具有扩容能力、成本低、高效率、可靠性等特点。
发展背景：云计算是继1980年代大型计算机到客户端-服务器的大转变之后的又一种巨变。其思想起源于上世纪60年代麦卡锡提出的把计算能力作为一种像水和电一样的公用事业提供给用户的理念。
演化阶段：主要经历了四个阶段才发展到现在比较成熟的水平，这四个阶段依次是电厂模式、效用计算、网格计算和云计算。
概念提出：2006年左右，Google首席执行官埃里克·施密特在搜索引擎大会上首次提出"云计算"的概念。
自动化计算：指的是计算系统可以进行自我管理。
超大规模："云"具有相当的规模，Google云计算已经拥有100多万台服务器。企业私有云一般拥有数百上千台服务器。"云"能赋予用户前所未有的计算能力。
软件定义技术：其核心是"资源虚拟化"和"功能可编程"，主要任务是给硬件"派活儿"，并负责组织、协调、统筹，保障云计算的基本需求。

安全、风险与合规

特权用户访问：在使用云服务时，存在服务商的特权用户访问客户数据的风险。
法规遵从：为了满足法规要求，用户可能不得不采用社区或混合模式来部署云计算，这些模式通常较贵。
数据位置：客户可能无法知道自己的数据具体存储在哪个国家的服务器上，这可能会引发法律合规性问题。
数据隔离：云环境中多个用户的数据可能会共存，数据隔离措施不当可能导致数据泄露。
可用性：担心云服务的可用性水平，即服务是否会中断。
灾难恢复：在发生灾难时，云服务商如何恢复数据和服务。
调查支持：当发生安全事件时，调查取证的难度可能会增加。
数据丢失与泄露：如果云服务提供商没有足够的安全措施，数据可能被未经授权的用户访问或泄露。
网络攻击：网络攻击者可能会利用漏洞来攻击云服务提供商的系统，从而获取敏感信息或破坏数据。
合规性：在许多国家和地区，都有关于数据保护和隐私的法律和规定。云服务提供商需要遵守这些规定。
云安全联盟（CSA）：一个非赢利性的组织，旨在提高云计算的安全性，发布了云安全指南。
服务等级协议 (SLA)：关于网络服务供应商和客户间的一份合同，其中定义了服务类型、服务质量和客户付款等术语。

应用场景与产品服务

云主机：是云基础架构即服务层次的一个产品，通过划分出虚拟的各种基础架构资源来虚拟出一个完全独立的主机。拥有自己的操作系统。
云存储：一个网络计算机数据存储模型，数据存储在多个虚拟主机上，一般由第三方持有。用户可以根据需要购买或租用存储容量。
云备份：一种全新的基于宽带互联网、大容量存储空间的备份服务，通过集群应用、网格技术或分布式文件系统等功能，将网络中大量各种不同类型的存储设备通过应用软件集合起来协同工作，共同对外提供数据存储备份和业务访问的功能服务。
云杀毒：基于特征码杀毒，但病毒库不全部在本地，而是在服务器里，扫描时和服务器交互来判断是否有病毒。能降低升级频率和查杀占用。
云迁移：指的是企业从传统的平台向云平台的迁移。
云操作系统：旨在将大型基础架构集合(CPU、存储、网络)作为一个无缝、灵活和动态的操作环境进行全面管理。
云计算中心：基于超级计算机系统对外提供计算资源、存储资源等服务的机构或单位。
政务云：由政府部门主导、专业信息化企业实施，利用云计算技术对政府电子政务系统进行整合并提供服务。
金融云：为金融机构处理突发业务需求、部署业务快速上线提供有力支持，如支付宝和微信支付。
工业云：通过网络将弹性的、可共享的资源提供给制造企业，促进工业资源和业务能力的共享和供需对接。
移动互联网：将移动通信和互联网二者结合起来，成为一体。云计算可以为其提供高效的计算和存储服务。
物联网：物联网设备产生的大量数据需要高效的计算和存储服务，云计算可以为其提供支持。
人工智能和机器学习：AI和机器学习需要大量的计算和存储能力，云计算可以为其提供高效的计算和存储服务。
游戏开发：游戏开发需要处理大量的图形渲染和实时数据，云计算可以为其提供高效的计算和存储服务。

关键特性与优势价值

敏捷性：使用户得以快速的，且以低价格的获得技术架构资源。
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。
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。
绿色计算：云计算通常被认为是"绿色计算"的一种形式，通过资源共享和提高利用率节约能源。
云服务的客观效果：把创业成本降到最低，创业者只专注于创意等核心环节，运营和管理将不再重要。小公司开始挑战大公司。
云计算的优势总结：成本效益、灵活性、可扩展性、高可用性、安全性（在集中安全资源方面有优势）。