走進云計算

云計算：云計算是一種按使用量付費的模式，這種模式提供可用的、便捷的、按需的網絡訪問， 進入可配置的計算資源共享池（資源包括網絡，服務器，存儲，應用軟件，服務），這些資源能夠被快速提供，只需投入很少的管理工作，或與服務供應商進行很少的交互。

1.1 云計算的特點和優勢

1）云計算是一種使用模式

2）云計算必須通過網絡訪問

3）彈性計算，按需付費

1.2 在云計算之前的模式或技術

1）IDC托管

2）IDC租用

3）虛擬主機（賣空間的）

4）vps：虛擬專有主機，openvz超賣很坑人的，xen不支持超賣

1.3 相對于云計算，傳統數據中心面臨的問題

1）資源利用率低（大部分機器cpu所占比率低于15%）

2）資源分配不合理

舉例：由于某個活動，上線各種服務器，但是并未達到實際效果，導致服務器資源浪費

3）很難實現真正的運維自動化

1.4圖解云計算的三層服務

基礎設施：計算，存儲，網絡服務 

平臺服務：對象存儲，身份認證，運行環境，消息隊列，數據庫服務 

應用平臺：監控，內容，合作，通信，財務 

云計算與虛擬化

2.1 公有云、私有云和混合云

公有云（Public Cloud） 

通常指第三方提供商為用戶提供的能夠使用的云，公有云一般可通過 Internet 使用，可能是免費或成本低廉的，公有云的核心屬性是共享資源服務。這種云有許多實例，可在當今整個開放的公有網絡中提供服務。例如：aws，阿里云，青云，百度云，騰訊云。 

優點：價格低廉，使用方便

私有云(Private Clouds) 

是為一個客戶單獨使用而構建的，因而提供對數據、安全性和服務質量的最有效控制。該公司擁有基礎設施，并可以控制在此基礎設施上部署應用程序的方式。私有云可部署在企業數據中心的防火墻內，也可以將它們部署在一個安全的主機托管場所，私有云的核心屬性是專有資源。 

優點：可控，數據安全（銀行必然使用私有云

混合云（Hybrid Cloud） 

混合云融合了公有云和私有云，是近年來云計算的主要模式和發展方向。我們已經知道私企業主要是面向企業用戶，出于安全考慮，企業更愿意將數據存放在私有云中，但是同時又希望可以獲得公有云的計算資源，在這種情況下混合云被越來越多的采用，它將公有云和私有云進行混合和匹配，以獲得最佳的效果，這種個性化的解決方案，達到了既省錢又安全的目的，例如在一次活動中，只需要暫時幾臺機器，在私有云存在的情況，考慮混合云的使用，是最合理化的。 

優點：集合的使用方式更完美，可擴展，更節省

2.2云計算的層次

SaaS 

提供給客戶的服務是運營商運行在云計算基礎設施上的應用程序，用戶可以在各種設備上通過客戶端界面訪問，如瀏覽器。消費者不需要管理或控制任何云計算基礎設施，包括網絡、服務器、操作系統、存儲等等；平時使用的郵件服務器，即屬于SaaS服務。

PaaS 

提供給消費者的服務是把客戶采用提供的開發語言和工具（例如Java，python, .Net等）開發的或收購的應用程序部署到供應商的云計算基礎設施上去?？蛻舨恍枰芾砘蚩刂频讓拥脑苹A設施，包括網絡、服務器、操作系統、存儲等，但客戶能控制部署的應用程序，也可能控制運行應用程序的托管環境配置；更適合提供給開發人員使用，在這里也可以使用docker容器技術實現

IaaS 

提供給消費者的服務是對所有計算基礎設施的利用，包括處理CPU、內存、存儲、網絡和其它基本的計算資源，用戶能夠部署和運行任意軟件，包括操作系統和應用程序。消費者不管理或控制任何云計算基礎設施，但能控制操作系統的選擇、存儲空間、部署的應用，也有可能獲得有限制的網絡組件（例如路由器，防火墻、負載均衡器等）的控制。更適合提供給運維人員使用

2.3 虛擬化的優勢

虛擬化可以虛擬出來多個操作系統：每個操作系統之間是相互獨立的，所以每個操作系統上所跑的應用自然是相互不影響的。在這里用一個經典的例子說明，一臺物理機跑8個tomcat和8個虛擬機上各跑一個tomcat，跑8個tomcat的物理機，如果其中一個tomcat出問題（內存有問題，jvm有問題等），勢必會影響到其他7個tomcat，但是在8個虛擬機上跑分別各跑一個tomcat，他們之間是互不影響的，由于虛擬化一層原因占用了一些資源，效果并沒有直接一臺物理機跑8個tomcat效果好，但是虛擬機的互相獨立互不影響是更重要的，而且便于管理，每個tomcat實例都會起3個端口（8080:對外服務端口，8009:AJP端口，8005:關閉端口），使用虛擬機之后，就不會擔心多個tomcat端口沖突的情況。 

支持異構 ：linux系統可以虛擬化windows系統，方便不同場景系統的使用 

支持快照功能和克隆等功能：快照功能在某個物理機不知運行什么，是否正在運行的情況下，如果是一臺虛擬機就好辦了，直接停了該虛擬機，只不過是占了一些磁盤空間而已。

2.4 虛擬化和云計算的簡單總結

虛擬化是一種技術，云計算是通過虛擬化技術實現的一種通過網絡訪問獲取資源，流量，交付的使用模式，兩者并不能相互比較，虛擬化相當于實干家，而云計算是思想家。

虛擬化的分類

3.1 全虛擬化與半虛擬化

全虛擬化 

又叫硬件輔助虛擬化技術，最初所使用的虛擬化技術就是全虛擬化（Full Virtualization)技術，它在虛擬機（VM）和硬件之間加了一個軟件層–Hypervisor，或者叫做虛擬機管理程序（VMM）。hypervisor 可以劃分為兩大類。首先是類型 1，這種 hypervisor 是直接運行在物理硬件之上的。其次是類型 2，這種 hypervisor 運行在另一個操作系統（運行在物理硬件之上）中。類型 1 hypervisor 的一個例子是基于內核的虛擬機（KVM —— 它本身是一個基于操作系統的 hypervisor）。類型 2 hypervisor 包括 QEMU 和 WINE。因為運行在虛擬機上的操作系統通過Hypervisor來最終分享硬件，所以虛擬機發出的指令需經過Hypervisor捕獲并處理。為此每個客戶操作系統（Guest OS）所發出的指令都要被翻譯成CPU能識別的指令格式，這里的客戶操作系統即是運行的虛擬機，所以Hypervisor的工作負荷會很大，因此會占用一定的資源，所以在性能方面不如裸機。但是運行速度要快于硬件模擬。全虛擬化最大的優點就是運行在虛擬機上的操作系統沒有經過任何修改，唯一的限制就是操作系統必須能夠支持底層的硬件，不過目前的操作系統一般都能支持底層硬件，所以這個限制就變得微不足道了。 

半虛擬化 

半虛擬化技術是后來才出現的技術，半虛擬化技術英文是paravirtualization，也叫做準虛擬化技術，現在比較熱門，它就是在全虛擬化的基礎上，把客戶操作系統進行了修改，增加了一個專門的API，這個API可以將客戶操作系統發出的指令進行最優化，即不需要Hypervisor耗費一定的資源進行翻譯操作，因此Hypervisor的工作負擔變得非常的小，因此整體的性能也有很大的提高。不過缺點就是，要修改包含該API的操作系統，但是對于某些不含該API的操作系統（主要是windows）來說，就不行能用這種方法，Xen就是一個典型的半虛擬化的技術。 

3.2服務器虛擬化，桌面虛擬化，應用虛擬化

服務器虛擬化 

數量少的情況推薦使用ESXI，XenServer 

數量大的情況推薦使用KVM，RHEV（并不開源），oVirt，Openstack，Vmvare vshpere

桌面虛擬化 

桌面虛擬化依賴于服務器虛擬化，在數據中心的服務器上進行服務器虛擬化，生成大量的獨立的桌面操作系統（虛擬機或者虛擬桌面），同時根據專有的虛擬桌面協議發送給終端設備。用戶終端通過以太網登陸到虛擬主機上，只需要記住用戶名和密碼及網關信息，即可隨時隨地的通過網絡訪問自己的桌面系統，從而實現單機多用戶。多用于IP外包，呼叫中心，銀行辦公、移動桌面。

應用虛擬化 

技術原理是基于應用/服務器計算A/S架構，采用類似虛擬終端的技術，把應用程序的人機交互邏輯（應用程序界面、鍵盤及鼠標的操作、音頻輸入輸出、讀卡器、打印輸出等）與計算邏輯隔離開來。在用戶訪問一個服務器虛擬化后的應用時，用戶計算機只需要把人機交互邏輯傳送到服務器端，服務器端為用戶開設獨立的會話空間，應用程序的計算邏輯在這個會話空間中運行，把變化后的人機交互邏輯傳送給客戶端，并且在客戶端相應設備展示出來，從而使用戶獲得如同運行本地應用程序一樣的訪問感受。