目前云計算、云存儲、云備份等技術(shù)可謂是鋪天蓋地，其中不乏有很多是渾水摸魚的，本來沒有多少云的性質(zhì)，只是打著云的旗號來炒作而已。

目前市場對一款產(chǎn)品是否是云，沒有明顯的界定。因為云本來就沒有一個標準。

云的是怎么來的

國外在指代一堆設(shè)備的時候，一般使用Cluster這個詞，而中文翻譯一般是“簇”或者“集群”。云這個詞來源已不可考，也許是某個人在講授PPT的時候，順口說了一句"The Servers in the cloud"的吧，這樣Cloud這個詞就誕生了。

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對云的幾種認識

目前人們對云的認識基本就有4種不同的觀點：云即設(shè)備、云即集群、云即IT系統(tǒng)、云即服務(wù)

• 云即設(shè)備：
• 這是最原始的觀點，也就是所謂的云只是指代一堆設(shè)備，因為沒有設(shè)備的支撐，哪來的云。
• 云即集群：
• 光有設(shè)備還不行，還需要這堆設(shè)備有機的聯(lián)系起來，相互協(xié)同，對外呈現(xiàn)為一個集群，這是在“云即設(shè)備”上的一次發(fā)展。
• 云即IT系統(tǒng)：
• 上面說到的集群，也只是一堆服務(wù)器放在一起，可以協(xié)作，若要進一步發(fā)展，需要加上軟件作為靈魂，比如某企業(yè)的IT系統(tǒng)。
• 云即服務(wù)：
• IT系統(tǒng)一般是用來支撐企業(yè)的業(yè)務(wù)的，但是我們能不能通過他來盈利呢？這就涉及到商業(yè)模式上面了。主要有如下幾種模式：
• 直接賣了：
• 如果像賣房子一樣，受眾很小，因為需要購買一整套IT系統(tǒng)的人很少。
• 租出去：
• 這就如同租房子一樣，受眾相對于賣房子大很多。但是盈利慢
• 利用IT系統(tǒng)來運營某種業(yè)務(wù)，用來賺錢：
• 這種方式受眾更大，像郵箱、網(wǎng)頁、博客，幾乎全民都是客戶，所以盈利面很大。這樣看來，能提供某種形式IT服務(wù)的一整套IT系統(tǒng)都是云。從這個角度，所有的互聯(lián)網(wǎng)運營商，比如各大網(wǎng)站，都是云運營商。

給云下個定義

那么云目前最主流的定義是啥？

上面提到過，設(shè)備組成集群，集群搭上軟件稱為IT系統(tǒng)，IT系統(tǒng)用來服務(wù)，好了我們可以把之前的觀點結(jié)合起來下個定義：

云是一個可運營的IT系統(tǒng)，

但是這個定義缺少最關(guān)鍵的東西，就是資源迅速靈活地部署和回收。所以云當(dāng)前最主流的定義為：

云是一個智能IT系統(tǒng)，它是：

• 可運營的
• 可以迅速靈活部署
• 可迅速回收資源的

也就是

云是一個可運營的，迅速靈活部署和回收資源的智能IT系統(tǒng)。

那么云應(yīng)該具有如下性質(zhì)：

• 云提供商擁有一定規(guī)模的硬件基礎(chǔ)（計算、存儲、網(wǎng)絡(luò)）
• 作為服務(wù)進行交易，而不是實物交易，客戶只是租用資源

也就是云其實是一種商業(yè)模式，如果認為只有底層使用了硬件集群和虛擬化技術(shù)的系統(tǒng)才是云這種觀點是非常狹隘的。

誰催生了云

誰催生了云？當(dāng)然是需求

傳統(tǒng)IT的問題

互聯(lián)網(wǎng)以及智能終端的普及，讓信息得到了爆發(fā)性的增長，那么對IT基礎(chǔ)架構(gòu)（計算、存儲、網(wǎng)絡(luò)）來說，正在快速被飽和。

我們可以看看傳統(tǒng)IT怎么運作的？比如運營商部門分析出網(wǎng)頁游戲業(yè)務(wù)會有20%的增長，所以需要擴容，比如增加Web服務(wù)器、數(shù)據(jù)庫服務(wù)器、存儲系統(tǒng)的數(shù)量或容量，然后需要采購設(shè)備，遵循一系列的流程，這樣周期非常的長，甚至慢于業(yè)務(wù)的變化周期。

但是另外一個部們的在線視頻業(yè)務(wù)因為業(yè)績不好，利用率不足60%。

當(dāng)然最原始的想法是將在線視頻業(yè)務(wù)的的40%余量分配給網(wǎng)游部門，不過會存在大量的技術(shù)風(fēng)險。比如兩種業(yè)務(wù)部署在同一個操作系統(tǒng)，會增加業(yè)務(wù)的粘度，不利于運維，然是如果把業(yè)務(wù)部署在不同的服務(wù)器上，更不利于運維。

加上現(xiàn)在數(shù)據(jù)中心中存在不同的協(xié)議、不同廠商的設(shè)備，如果靠手動來部署、管理和回收資源，效率低而且容易錯，業(yè)務(wù)上線的速度也不快。

我們總結(jié)一下，傳統(tǒng)的IT系統(tǒng)存在三個問題：

• 業(yè)務(wù)部署周期長
• 資源不能充分回收利用，存在孤島
• 手動部署無法滿足需求。

這就痛點。

云其實是商業(yè)模式

不過上面的說法只是云誕生的一部分理由，實際上最初的云，實際是一種商業(yè)模式，當(dāng)商業(yè)模式與計算機技術(shù)結(jié)合之后，才產(chǎn)生了云這個代名詞。這也是云沒有外在的像技術(shù)一樣嚴格的標準的原因。

系統(tǒng)架構(gòu)變化

要解決之前提到的業(yè)務(wù)部署周期長，無法實現(xiàn)自動化，資源不能方便的回收和復(fù)用等，最容易想到的技術(shù)手段自然是虛擬化。

服務(wù)器虛擬化，即虛擬機系統(tǒng)，充分利用了資源，再加上Vmotion,DRS(Distrubted Resource Scheduler)等技術(shù)，極大的增加了部署靈活性和資源均衡性。

我們來看看部署了虛擬機以后對之前的問題帶來的變化。

• 資源充分利用問題：舊業(yè)務(wù)余量會自動回收，新業(yè)務(wù)所需的應(yīng)用可以直接以虛擬機的形式部署在物理機，因為操作系統(tǒng)各用各的，粘合影響得以避免。
• 上線業(yè)務(wù)周期長的問題：部署虛擬機消耗的時間比物理機少了很多，上線速度加快
• 手動部署問題：使用一種資源自動化分配和回收平臺來解決自動化部署問題。

那么所謂虛擬化，其實就是在傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)中心上加上一個彈性層，這樣整個數(shù)據(jù)中心就變成了軟數(shù)據(jù)中心了。

如果還能做到部署回收自動化、可度量化、服務(wù)化、可運營的數(shù)據(jù)中心，則就是一個云數(shù)據(jù)中心了。

綜上所述，云系統(tǒng)中重要的角色有：

• 虛擬化
• 集群化
• 自動化：實現(xiàn)資源自動部署、調(diào)度、分配、回收的管理者
• 對內(nèi)可以與其他組件進行通信，管理資源
• 對外可以響應(yīng)業(yè)務(wù)部署的需求，并且將這些需求轉(zhuǎn)化為對內(nèi)的資源調(diào)度
• 這個模塊綜合起來就是“自動化”。
• 可度量化：
• 也就是用戶用了什么資源，為期多少時間，耗費多少成本，毛利率幾何，報價幾合可以精確度量、定價。

縱觀云發(fā)展的過程中，說不清到底是先有云這種商業(yè)模式還是先有云這種技術(shù)架構(gòu)的，兩者其實是相互催生、相輔相成。

回顧存儲系統(tǒng)的技術(shù)發(fā)展過程。

• 最開始的時候，存儲系統(tǒng)只需要關(guān)心數(shù)據(jù)存儲，只要提供一塊空間，怎么管，怎么用，底層是不關(guān)心的，
• 后來，存儲系統(tǒng)開始注重數(shù)據(jù)管理，開發(fā)了諸如快照、重刪、容災(zāi)等功能。
• 再后來，又到了數(shù)據(jù)運營階段，還關(guān)心數(shù)據(jù)怎么用的問題，此時需要更貼近用戶的應(yīng)用，注重業(yè)務(wù)展現(xiàn)。

公有云和私有云

現(xiàn)在我們已經(jīng)有了一個云化的數(shù)據(jù)中心了，那么可以按照數(shù)據(jù)中心的是對企業(yè)內(nèi)部開放服務(wù)還是給任何人開放服務(wù)來分為私有云和共有云：

• 私有云：數(shù)據(jù)中心對企業(yè)內(nèi)部開發(fā)，提供云服務(wù)，比如存儲空間申請、企業(yè)應(yīng)用系統(tǒng)的快速部署等。
• 公有云：對外營業(yè)，通過互聯(lián)網(wǎng)提供各種云服務(wù)。
• 私有云讓企業(yè)IT部門角色轉(zhuǎn)變
• 傳統(tǒng)的IT部門是一個支撐部門，始終處于業(yè)務(wù)部門的牽引之下，所有的采購、經(jīng)費申請必須以業(yè)務(wù)需求為前提。
• 那么怎么提升IT部門的地位，只要也得與業(yè)務(wù)部門處于平等的地位。云中的“服務(wù)”兩字正好滿足了這種需求，比如IT部門可以通過建立規(guī)范的資源申請流程，然后建立電子工單審批系統(tǒng)，只有通過審批以后才提供對應(yīng)的服務(wù)。還可以統(tǒng)計某個部門在某段時間內(nèi)使用了多少IT資源，消耗了多少成本。
• 這樣IT部門成為一個獨立的服務(wù)角色，其他部門向IT部門申請資源的時候，是以協(xié)商的態(tài)度而不是強勢的牽制的態(tài)度，而且因為資源可度量了，IT部門可以做出合理的預(yù)測，申請后續(xù)經(jīng)費等資源變得更有說服性。
• 公有云受制于互聯(lián)網(wǎng)帶寬發(fā)展
• 如今互聯(lián)網(wǎng)的接入速度還是比較低的，大量用戶的速度還是1Mbps，也就是只有100KB/s的吞吐量的接入速度。此時，若給他一個iSCSI協(xié)議訪問的存儲空間是不現(xiàn)實的，最多提供網(wǎng)盤這樣的上傳下載服務(wù)。
• 常用的SaaS服務(wù)（網(wǎng)頁、聊天、視頻、網(wǎng)盤等）基本上可以基于低速網(wǎng)絡(luò)，但是IaaS就困難了，比如訪問虛擬機的時候，如果不是用xshell這種方式，而是使用虛擬桌面登錄，1Mbps非常勉強。而且，如果要安裝軟件，還得把安裝包傳上去。

綜上所述，云目前最能被廣泛推進的地方就是新建數(shù)據(jù)中心，企業(yè)興建私有云，運營商興建混合云

云系統(tǒng)架構(gòu)及組成

下圖為云具體的架構(gòu)：

分為如下幾個層次

• 物理架構(gòu)層：比如供電、散熱等
• 基礎(chǔ)IT架構(gòu)層：包括網(wǎng)絡(luò)、存儲、服務(wù)器等
• 需要注意的是這些服務(wù)器與存儲設(shè)備不是孤島，他們會組成集群，上面搭載虛擬化，并進行自動化的管理。
• 基礎(chǔ)架構(gòu)/集群管理層
• 有了集群還不夠，需要在上面覆蓋虛擬化層來增加系統(tǒng)的彈性。
• 對于服務(wù)器就是VMware這樣的虛擬機平臺。對于存儲，就只能分布式文件系統(tǒng)或者分布式卷管理系統(tǒng)才能滿足這種需求。
• 資源部署層：
• 現(xiàn)在我們已經(jīng)可以得到一個網(wǎng)絡(luò)、服務(wù)器、存儲的集群，還需要一個用來管理和驅(qū)動集群的角色。
• 比如VMware的Vsphere可以進行計算資源的包裹，分布式系統(tǒng)可以進行存儲資源的包裹。
• 利用VSphere提供的Vmotion與DRS可以將虛擬機在集群節(jié)點中靈活移動，自動資源動態(tài)分配和回收。
• 中間件層
• 應(yīng)用層與資源層需要一個中間層來適配，這就是中間件層
• 應(yīng)用引擎層
• 這一層需要提供一個通用的業(yè)務(wù)開發(fā)平臺，可以實現(xiàn)統(tǒng)一發(fā)布。
• 業(yè)務(wù)展現(xiàn)與運營層
• 現(xiàn)在數(shù)據(jù)中心的架構(gòu)已經(jīng)具有集群化、虛擬化、自動化的形態(tài)了，但是這只是對自己有用，對用戶來說，他們不用關(guān)心底層用不用集群或者虛擬化，只關(guān)心是否能得到快速的服務(wù)和響應(yīng)
• 所以我們還需要一個業(yè)務(wù)展現(xiàn)界面，這就是云服務(wù)。

那么出租數(shù)據(jù)中心其實可以在以下幾個層次中進行：

• 基礎(chǔ)設(shè)施即服務(wù)（IaaS）
• 所謂基礎(chǔ)設(shè)施指的是云系統(tǒng)中的硬件設(shè)施如服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)、存儲。所以IaaS只是提供硬件平臺，具體的計算任務(wù)由用戶自行部署。
• 如何賣存儲空間：
• 可以有多種方式，比如賣裸空間、文件存儲空間等。
• 裸空間就是最終用戶看到的是一塊硬盤，所有協(xié)議當(dāng)然首選ISCSI，以便跨越IP網(wǎng)絡(luò)，這樣用戶可以通過ISCSI Initiator連接云提供商的ISCSI Target，然后就可以獲得多個LUN。
• 對于云中存儲系統(tǒng)，精簡重刪這些特性應(yīng)該是必須的，可以降低不必要的空間占用，而動態(tài)分級可以進一步節(jié)省存儲成本。
• 如何賣服務(wù)器、虛擬機
• 虛擬機平臺需要考慮幾種功能：
• 一是動態(tài)遷移，即虛擬機可以在不影響應(yīng)用系統(tǒng)的情況下在物理機之間進行遷移。
• 二是資源動態(tài)分配調(diào)度，
• 三是管理方便。
• Amazon在IaaS提供兩個產(chǎn)品：彈性計算云（Elastic Compute Cloud , EC2）和簡單存儲服務(wù)(Simple Storage Service ,S3)，分別對應(yīng)了主機計算集群和存儲集群
• 平臺即服務(wù)
• 相對于IaaS，PaaS屏蔽而不出租基礎(chǔ)架構(gòu)，轉(zhuǎn)而出租更高一層的軟件平臺。用戶可以通過這個平臺制作應(yīng)用。因為這個平臺是一種運行與硬件集群中的軟件，用戶實際上相當(dāng)于租用了計算業(yè)務(wù)。
• 軟件即服務(wù)
• SaaS是云服務(wù)中的最外層，直接出售業(yè)務(wù)級別的內(nèi)容。比如Web網(wǎng)頁等。

實例說云

下面使用3Tera Applogic的例子來說一下IaaS層

3Tera的IaaS平臺名為Applogic，是一不可以實現(xiàn)IaaS功能的軟件虛擬化平臺。我們可以看一下它的底層架構(gòu)：

主要分為4大層次：

• 硬件層：
• 本層包含服務(wù)器、存儲、網(wǎng)絡(luò)設(shè)施等。
• Applogic不要求底層存儲必須是基于SAN的，可以是本地IDE。若干服務(wù)器通過千兆以太網(wǎng)連接起來，形成集群。
• 然后在這個有限且分配不靈活的資源池上，實現(xiàn)一種管理方便、使用方便、資源靈活分配的虛擬化層。
• 分布式核心虛擬化層(Applogic OS)：
• 計算虛擬化：Distributed Virtual Machine Manager（DVM）
• 本層的核心是虛擬機技術(shù)，通過Hypervisor引擎來虛擬化成多個主機，比如說VMware的ESX Server就是實現(xiàn)這個目的的。只不過Applogic使用的是Xen虛擬機平臺。
• 存儲虛擬化：Global Volume Store(GVS)子層：
• Applogic使用的是自研分布式文件系統(tǒng)，在這個文件系統(tǒng)之上虛擬出Volume，而且Volume可以Mirror、Clone、Snapshot等。
• 每個Volume在多個物理主機上有鏡像以解決HA問題，并且可以提升讀性能。
• 而這些Volume對于最終的虛擬機就是裸磁盤，在這個虛擬化層上，每個節(jié)點將自己的本地存儲空間貢獻出來，所有節(jié)點的存儲被整合起來進行虛擬化。
• 網(wǎng)絡(luò)資源虛擬化：Logical Connection Manager(LCM):將物理網(wǎng)絡(luò)搞成虛擬網(wǎng)絡(luò)
• 一次性基礎(chǔ)設(shè)施虛擬層
• 所謂一次性基礎(chǔ)設(shè)施，其實就是虛擬機可以按需創(chuàng)建。每個應(yīng)用程序可以分配一個獨立基礎(chǔ)設(shè)施，包括防火墻、負載均衡、Web服務(wù)器、數(shù)據(jù)庫服務(wù)器等。當(dāng)要刪除應(yīng)用程序的時候，可以直接把虛擬機刪除了。
• 這些角色可以虛擬成一個個對象，在圖形界面使用鼠標拖拽的方式建立對象

•  

  上圖創(chuàng)建了一個防火墻、負載均衡、2臺Web防火墻、數(shù)據(jù)庫服務(wù)器，整個網(wǎng)格中的Volume按照Application進行隔離，不同的Application只能看到自己的Volume。
• 防火墻、負載均衡、WebServer之間互聯(lián)的IP用戶不需要關(guān)心，系統(tǒng)自動分配，唯一需要配置的是整體Application的IP地址信息。
• 網(wǎng)絡(luò)控制層和應(yīng)用程序管理層
• 以Application為單位向用戶交付。

Applogic帶來的革命是把復(fù)雜的底層硬件變得簡單，通過拖拽對象來狀態(tài)自己的基礎(chǔ)架構(gòu)，最終以適合某中Application運行的整體服務(wù)器&存儲&網(wǎng)絡(luò)來交付。

云的缺點

在看云的缺點之前先看一下云的優(yōu)點：

• 避免資源的浪費：
• 節(jié)能
• 角色轉(zhuǎn)變

存在的問題：

• 穩(wěn)定性和安全性：如何解決兩個存儲資源互通的問題，如何才能保證完全隔離。
• 平臺遷移
• 怎么樣才能在不影響業(yè)務(wù)的前提下遷移到云平臺上。
• 不兼容的問題：不同云服務(wù)商提供的架構(gòu)不同，接口也不同。

云之后的發(fā)展

云的本質(zhì)

云本質(zhì)是一種服務(wù)，而不是一種物質(zhì)，正因為此，它必須基于物質(zhì)才能顯示功效，《易經(jīng)》有云：“形而上者謂之道，形而下者謂之器”。所以下器者，謂之服務(wù)器+存儲+部署管理軟件；上道者，謂之“云”。所以云是一種道，是一種方式和方法，而不是某種設(shè)備，某個軟件，當(dāng)然云需要由硬件+軟件來承載而已。

所以，云和速度性能沒有直接關(guān)系。云本身不一定就是一個高速高冗余的東西，而是說底層硬件一般使用并行計算集群和存儲集群，在這個基礎(chǔ)上，云才能表現(xiàn)出更大的效能。

而且云也不是為了提速而生，它的主要目的是廉價高效的利用資源并降低硬件的應(yīng)用成本和管理成本。

其實云早就存在了，只有近兩年才被炒作起來，互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)器就是云服務(wù)，所以有人提出IT服務(wù)即云，Everything as a service。

其實在40年前，我們還是用集中分時計算，隨后到了世紀相交的紀念，用戶各自購買基礎(chǔ)架構(gòu)進行計算和存儲，然后又逐漸回到了集中計算的時代，實際上這既不是進化，又不是退化，是“分久必合，合久必分。萬物皆在輪回中不斷發(fā)展，到一定程度就回到當(dāng)初的形態(tài)，但是承載它的物質(zhì)是連續(xù)不斷的提升的。所輪回的只是其上的那層能量，謂之道。

Micro、Mini、Normal、Huge、Grid彈性數(shù)據(jù)中心

彈性核或者軟數(shù)據(jù)中心：將若干刀片與高密度的磁盤柜以及微型交換機打包到一個或者幾個機柜里面，再覆蓋以彈性層，比如虛擬機管理系統(tǒng)以及分布式存儲系統(tǒng)，將這樣一個微型彈性軟核心做為一個可提供IaaS服務(wù)的整體交付給用戶。

或者再在這個軟核上覆蓋一層業(yè)務(wù)展現(xiàn)于管理層，直接交付到SaaS層。一柜或者數(shù)柜交付的彈性基礎(chǔ)設(shè)施，可以稱為Micro Cloud