云与云计算科普，高手请绕道

云计算？

云计算现在算是比较火的一个名词了。从最开始的怀疑，质疑，到普遍的应用，再到现在各大软件公司都开发自己的云，云计算这个方向在企业应用里，就如同SOA一样，已经开始飞入寻常百姓家了。

云计算其实乍听之下确实有点忽悠。主要还是因为现在还没有一个标准。但是云计算要解决的核心问题就是资源。让应用可以按需获取资源，可以灵活的增加 减少应用的资源（Scale Up/Down），而不需要惊动应用本身；把应用放在一起，让资源得到更高的利用。因为云计算服务提供商一般都有自己的数据中心，所以云计算的一个基础优 势就是可以享受云服务提供商打造的数据中心服务，比如，冗余设计，双线服务，专业高质量的主机维护等等。以下说到的三种云模式，都有这种优势。

（PS：这里插一句，云计算主要还是为企业应用提供服务的，不是面向个人桌面应用的，面对个人桌面应用的应该是虚拟桌面，这个已经是很成熟的系统了）

云计算的三种方式

现在主流的云模式分为三种。分别按照形式叫做SaaS，PaaS和IaaS。

SaaS既Software as a Service，这个其实是最忽悠的，随便一个站点也可以号称自己是SaaS的，比如一个blog，为每个注册的用户提供服务（Service），你可以 多花钱，增加上传附件的空间，或者开通别的附加服务，比如视频音频服务等等等等，这就勉强可以说是SaaS了。SaaS最出名的就是Saleforce。 其实Saleforce的SaaS确实算云，它提供可靠的，可伸缩的服务，有自己的基础设施，并不是一个简单的web site。而且saleforce已经推出了自己PaaS的平台（PaaS见下面的叙述），让用户可以有二次开发的灵活性。但是对于终端用户来看，SaaS跟一个普通的website没啥不一样。所以很多厂家就开始跟风云概念，啥都是云。就好象纳米技术一样。 SaaS是云概念开始提出来的时候，普及的云的概念。以至于很多时候再提起云，给人的感觉就是在忽悠。

SaaS模式下，依靠服务提供商的服务器集群，可以为用户提供可伸缩的资源。用户不用维护服务器，不用操心数据库的备份，不用网络的状态，不用操心 机房是不是停电了，是不是漏水了，只需要花钱买服务就行了。但是限制也是非常明显的，用户只能使用服务商提供的服务而已。比如saleforce的用户， 也只能在saleforce的云上使用saleforce的服务。

第二种是PaaS既Platform as a Service。比较著名的就是Google App Engine。它提供一个平台，让用户可以把自己的应用部署到这个平台上。目前支持Python和Java。乍听之下，好像跟一个应用服务器上部署多个应 用似的。。。没错，初看起来就是这么回事儿。。。但是GAE完全不是这么回事儿，它提供的其实是一个虚拟的，可伸缩的应用环境。首先，GAE提供了自己的 SDK，应用程序无法操作一些底层资源，比如文件（没错，不能完全操作文件，因为在PaaS云中的应用没有文件的概念，很多时候就是一个只读的包，比如 Java应用可能就是一个war包）。通过这个SDK，用户可以创建自己的web程序，也就是写jsp，servlet等等。同时，GAE还提供了 NoSQL存储服务作为数据存储（不能把数据存文件上，文件只能读不能写的）。除了这两大资源之外，GAE还提供了受限的Socket支持，可以抓取 URL内容，但是不能直接建立Socket连接。在这些GAE提供的资源之上，用户可以开发部署自己的应用程序。

PaaS模式比SaaS提供的资源更底层，所以也灵活的多。用户可使用PaaS提供的应用服务器、存储、网络等基础服务，开发自己的服务。PaaS 随着发展也开始提供更丰富、更灵活，等强大的服务，为上层的应用提供更多的支持。作为PaaS的用户，坏处当然是受到一些限制，比如不能直接操控底层资 源。但是好处是可以按照自己的需求购买需要的资源，不需要花不必要的钱。而且在业务发展到需要更多资源的时候，可以花钱购买，而应用本身不需要下线，用户 自己也不需要维护。

第三种是IaaS既Infrastructure as a Service。比较著名的就是Amazon EC2。它提供的是一个完整的虚拟机环境，CPU，内存，硬盘，网络等等都是虚拟的，可以动态伸缩。用户可以在虚拟机中安装Linux或者Windows 服务器，安装需要的软件，提供自己的应用服务。相比PaaS，IaaS更为高级和底层，适应更高级的用户需求。一般来说，提供IaaS的云服务提供商，也 会相应的提供一些别的服务，比如数据库存储服务等。Amazon提供了Amazon RSD （Amazon Relational Database Service）。

从上面的介绍可以看出，灵活性越大，云服务用户需要关心的底层细节就越多。而灵活性越小，用户需要关心的底层细节越少。

PS：还有一些服务提供商，从不同的出发点搞出了不同的名字，比如CaaS，C代表computing，计算。StaaS，St代表storage。出发点不一样，命名也不一样。

云计算的技术基础

走在前面的云服务提供商已经支撑了很多耳熟能详的应用了，比如dropbox就是使用的Amazon EC2。虽然标准还不清晰，但是云计算已经是成熟可商用的技术，而不仅仅是一个概念或者试验阶段的技术。云服务的基础设施是大型数据中心，在此基础之上， 云的基础是早已成熟的虚拟化技术，在虚拟化的基础上，提供一套操作，管理和监控的系统。

比如一个服务提供商有100台物理机器，100m上行带宽和100m下行带宽。如果租物理机器出去，租给100个用户，每人1m上下行的带宽。这样 的问题是资源无法得到充分合理的利用。用户A可能在1点钟的时候CPU撑满，导致应用服务速度缓慢；而此时用户B可能CPU根本就是闲置的。两点钟的时候 AB两个用户情况可能正好反过来。如果A和B都购买新的物理机来应对峰值情况，那么在非峰值的情况下，资源则极大的浪费了。很明显，资源无法以物理机为单 位进行合理的配置。

应用虚拟技术，可以在物理机和应用之间增加一层虚拟层。用户直接操作的资源都是虚拟的。用户购买的资源也是虚拟的。再配合相应的管理层实现资源的查找、分配、管理和监控，就可以算是个云了。

以上面的usecase 为例。用户A只需要购买足够的CPU时间，在1点钟峰值来的时候，云会分配足够的CPU资源给A用户的应用。至于这些CPU物理上在哪个机器里，用户根本 无需操心。用户A只需要为自己的应用所使用的CPU时间（也可能是虚拟CPU个数）付钱就可以了。这就做到了资源的合理分配，可以充分利用资源。

对于带宽则更明显，用户无需购买带宽，而只需要购买流量。云服务提供商会使用自己已有的宽带来满足用户的需求。可能在某个时刻，用户享受的是50m 的上下行速度，但是付出的钱却只和流量相关。资源在云用户之间是共享的，按需分配的。而用户购买的，也是虚拟的资源而非物理的资源。

依靠云技术，虽然还是100台机器，100m上下行带宽，但是可以服务的用户数有可能多于100个，而且每个用户的需求都可以得到更好的满足。当然，如果用户继续增长，云服务提供商可以购买更多的主机和更大的上下行带宽为用户服务。这篇文章就扯到这里。如果对云丝毫没有概念，可能有所帮助。

共有云 私有云

云的概念除了出现频率很高的SaaS，PaaS和IaaS之外，还有两个概念也经常冒出来，就是私有云和共有云（private cloud, public cloud）。这两个概念是从另一个侧面描述云的用途。

所谓私有云，就是企业内部使用的，不对外部开放的云系统。

私有云是企业自身为了利用云的各种优势而开发的云系统。一个大的企业，集群肯定是必不可少的。而一个新的系统or功能想上线，就不得不面临申请资 源，安装软件，配置环境等一系列的问题。如果可以让资源分配这一块流程化自动化，无疑可以大大提高工作效率，而且可以减少人为操作造成的错误。比如说，一 个功能如果需要10台8CoreCPU，100G内存的机器，安装Linux XX版，Oracle XXg，并且五台在A数据中心，五台在B数据中心。如果要认为操作，会非常麻烦，而且不一定就有现成的机器，如果需要购置机器，那就更费事了。同时，企业 为了应用系统的安全，隔离，维护和升级的考虑，一般不会在一台物理机器上运行两个不一样的系统，这时候一台配置很高的机器可能大多数时间并没有被跑在上面 的应用充分利用。这也是一种很大的资源浪费。

如果使用云系统来管理集群，把资源的分配，配置和管理都流程化标准化，上面提到的问题都会迎刃而解了。企业的私有云可以是PaaS，也可以是 IaaS，这个需要根据企业自身业务需求确定。如果一个公司的业务就是跑war包，每个系统都是独立的war包跑在应用服务器上，那做成PaaS很合适。 每个系统上线的时候，只要配置好自己需要的资源（CPU，数据库，存储，带宽，数据中心位置等等）就可以扔给云了。企业的私有云是为企业量身打造，肯定会 更加方便适用于企业自身的业务。

私有云因为是为了企业自身服务的，所以在权限管理，安全等方面的要求可以不做的很高，主要还是集中在解决繁琐的资源分配，应用系统部署，应用系统的稳定性可用性上。

相对于私有云，共有云的概念就是想外部开放申请和使用的云系统。相比之下就是需要增加用户管理，安全策略等模块。GAE，Amazon EC2这些都是共有云。

Why Cloud

习惯了传统模式之后，可能一下无法理解为什么要兴师动众的上云系统。随着IT业的发展，公司的基础设施规模开始飞速扩大，更好的管理和利用这些资源 慢慢变成了一个问题。就个人来说，我对装系统配环境是无比痛恨的。服务器压力大，一会儿硬盘坏了，一会儿路由器出毛病了，机器一多了，故障率再低也几乎每 天都有几个机器出问题。如何让这些问题不去影响到上层业务，是一个必须解决的问题。

IT界有句俗话说，所有问题都可以通过增加一层来解决。

增加一层，让上层应用不再直面自己不应该处理的问题，让增加的这一层专门处理普遍的，通用的问题。比如，增加Spring这一层，就可以把 Runtime Dependency交给Spring管理；增加Hibernate这一层，就可以把ORMapping交给Hibernate处理，应用不再直面数据 库。同时，也增加了隔离性。当Spring中的一个bean改变的时候，别的bean可能并不需要改变代码，只要改改配置文件就行了。同样，从MySQL 迁移到Oracle的时候，隔离性也可以帮助我们尽量少的修改代码，而通过修改配置来适应新的环境。笔者曾经悲催的管理过一个SharePoint站点。 为了应对站点down掉，站点迁移等一系列的问题，最佳实践就是增加虚拟机这一层，把它装到一个虚拟机上，配置好一切之后，备份初始虚拟环境，然后让虚拟 机跑去吧。每天备份SP数据，就算虚拟机挂了，直接用备份的初始环境恢复数据就行了，最多损失一天的数据。

对于企业遇到的基础设施的问题，这里需要增加的一层就是云。云可以通过虚拟化来管理硬件资源，进而可以提供更多的服务。资源分配，资源利用，环境配 置，资源管理，环境监控，错误恢复，应用迁移等等都可以在上层应用没有注意到的情况下来进行（比自己玩虚拟机高级多了）。正所谓，不要重复自己，如果一件 事情做了一遍又一遍，就应该想办法让它自动化。云平台就是自动化管理硬件资源的解决方案。

如果需要配置一个LAMP环境，手动安装可能能需要下载image，安装，配置，漫长等待后还要测试。不出任何问题可能也要折腾个一天半天的，身心疲乏不说，可能到时候都不一定能成。如果IaaS服务商提供了现成的配置好的image，租用云主机可能只需要将它挂载到云主机上就行了，整个过程可能都 不到一个小时，而且保证能用。综合考虑到服务可用性，成本，易用性，无差别服务（无论是卖一小块云还是一大片云，都是享受同样的专业数据中心机器的服务）等等。对比之下，云平台优势就能看得出来了。