互联网简史/第7章：云计算

作者/编辑：翁永胜（简介、概述和类型）Nurul Syafiena（应用），Fatin Ramli（），翁福裕（优点和缺点），Nur Malina（架构）

简介

云计算，大多数人无法将这两个词联系在一起。 “云”如何与“计算”相关？事实上，在现代信息与通信技术生活中，我们使用了很多云计算的应用。简单来说，我们可以将云描述为互联网，将云计算描述为连接在公共或私人网络中的大型系统。例如，一家公司可以拥有连接到应用程序的计算机，并允许员工登录到一个基于 Web 的服务，该服务托管用户工作所需的程序。在这个系统中，公司不必为每位雇员提供完成工作所需的硬件和软件。因此，它可以降低成本，并使数据或应用程序更容易获取和普遍访问。^[1]

概述

我们可以将云计算分为三个领域

• 软件即服务（SaaS）。在 SaaS 层，用户无需安装和管理软件，软件由主机提供。用户只需连接到互联网。（例如，Google Apps、Salesforce.com、WebEx）
• 平台即服务（PaaS）。在 PaaS 层，提供黑盒服务，开发人员可以在计算基础设施之上构建应用程序。作为构建服务或数据访问和数据库服务的提供的开发人员工具将在该层提供。（例如，Coghead、Google 应用引擎）
• 基础设施即服务（IaaS）。在集中式、位置透明的服务中提供计算和存储基础设施（例如，亚马逊）

云计算架构

通常，云计算架构分为两部分。这两个部分通过网络相互连接。第一个部分称为前端，它由客户端计算组成；第二个部分称为后端，它由数据存储、应用程序服务器和某些类型的控制节点组成。

前端

前端是计算机用户和客户端可以观察到的部分。它表示客户端的计算机和访问云计算架构所需的应用程序。此外，应用程序编程接口 (API) 被用作与云计算架构相关的每个硬件组件之间的通信媒介。通常，云计算系统具有不同类型的 Web 服务接口，例如微软的 Internet Explorer 或 Firefox。此外，云计算的另一个优势是它提供了专门为特定任务设计的特殊软件系统。^[4]

后端

后端是系统的“云”部分，它指的是一些物理外设。后端架构包含三个主要组件。第一个组件是数据存储，信息可以放置在那里以快速恢复。数据可以通过客户端或云应用程序存储在云中。通常，云系统的存储容量具有大量的冗余数据。此外，云计算架构中的数据存储组件通常设计为存储多个数据副本。这是为了防止数据损坏和无法访问。第二个组件是连接到云计算架构的应用程序服务器。通常，它涉及许多不同的应用程序服务器，换句话说，它可以负责不同的功能。这些服务器中的每一个通常被设计为运行一个程序或服务，并且许多服务器可以通过前端接口（如视频游戏或数据处理）提供给客户端。第三个组件是云计算架构中涉及的控制节点。它用于维护整个系统。此外，它还用于监控客户端的需求和流量，以确保系统平稳运行。协议被称为包含服务器信息的规则集。中间件是一种特殊的软件，它应用于云计算系统中的每个服务器。通过使用这种软件，它将在连接到网络的每台计算机之间创建通信链接。^[5]

云计算类型

公有云

公有云（也称为“外部”云）描述了云计算的传统意义。计算基础设施托管在供应商的场所。用户无法查看云计算基础设施的位置。计算基础设施在组织之间共享。

私有云

私有云（也称为“企业”或“内部”云）用户专用计算架构，不与任何其他用户或组织共享。它比公有云更安全，可以是外部托管或内部托管的云。

混合云

一些关键的、安全的文件或应用程序托管在私有云中，而不太重要的应用程序或文件托管在公有云中。这种组合被称为混合云。

顶层是应用程序，也称为“软件即服务”（SaaS）。在此层中，用户实际上受限于应用程序的功能。涉及此类的公司包括公共电子邮件提供商，如 Gmail、Hotmail、Yahoo Mail 等。大多数公司使用此特定云层中的服务。通常，用户只能获得预定义的功能，无法访问更多内容。除此之外，云应用程序还具有优缺点。优点是它是免费的，易于使用，并且提供许多不同的功能。缺点是用户只能使用应用程序的现有功能。用户对应用程序没有了解或控制权。

社区云

同一社区的组织共享相同的云基础设施。

应用程序和层

云计算中基本上有 3 层。公司根据提供的服务以不同的方式使用它。这 3 层分别是应用程序、平台和基础设施。它通常以金字塔的形式呈现，底部是基础设施，中间是平台，顶部是应用程序。

底层

底层是基础设施，也称为“基础设施即服务”（IaaS）。这是事情开始的地方，也是人们开始构建的地方。这是云托管所在的地方。提供云基础设施的公司示例包括亚马逊网络服务、GoGrid 和 Rackspace 云。云基础设施也被称为提供计算机基础设施。此部分的大多数公司将运营自己的基础设施。这将使他们能够提供更多服务和功能，以及比云金字塔中的其他层提供更多控制。云基础设施的特征有优缺点。优点是它可以使公司完全访问或控制公司基础设施，而缺点是它有时会带来溢价。它可能非常复杂，难以维护、管理和构建。

中间层

中间层是平台，也称为“平台即服务”（PaaS）。云平台的公司和产品的例子包括 Google App Engine、Heroku、Mosso（现在的 Rackspace CloudSites 产品）、Engine Yard、Joyent 或 force.com。与云应用程序相反，在此层中，用户可以构建以提高灵活性并进行控制。不幸的是，它仍然在某种程度上限制了用户可以做什么或不能做什么。此云平台的特征有优点和缺点。云平台的优点是它比云应用程序具有更多控制权，而且它也适合于具有特定职位目标的开发人员。而缺点是它有时更依赖于云基础设施提供商，而且有时它也只坚持平台的能力。

顶层

顶层是应用程序，也称为“软件即服务”（SaaS）。在此层中，用户实际上受限于应用程序的功能。涉及此类的公司包括公共电子邮件提供商，如 Gmail、Hotmail、Yahoo Mail 等。大多数公司使用此特定云层中的服务。通常，用户只能获得预定义的功能，无法访问更多内容。除此之外，云应用程序的特征有优缺点。优点是它是免费的，易于使用，并且提供许多不同的功能。缺点是用户只能使用应用程序的现有功能。用户对应用程序没有了解或控制权。

优点和缺点

优点

• 降低计算机成本。您不需要高端计算机来运行云计算的基于 Web 的应用程序。由于应用程序在云中运行，而不是在桌面 PC 上运行，因此您的桌面 PC 不需要传统桌面软件所需的处理能力或硬盘空间。这降低了成本，因为它实际上比需要您在任何方面额外付费的软件便宜得多。此外，它还降低了存储成本，因为您需要额外支付才能获得急需的额外存储空间。

• 提高性能。由于运行云只需要很少的程序和进程，因此您的 RAM 将有空间用于其他程序。这肯定会提高您的 PC 的性能。

• 无软件成本。您可以免费获得所需的大部分内容，而不是购买昂贵的软件应用程序。如今，大多数云计算应用程序（如 Google Docs 套件）都是免费的。

• 无限存储容量。云计算提供几乎无限的存储空间。与云中可用的数百 PB（百万 GB）相比，您计算机当前的 200 GB 硬盘驱动器微不足道。这是因为在云计算中，所有用户的硬盘驱动器都被视为存储空间，这将累积到非常大的存储量。

• 提高数据可靠性。与桌面计算不同，桌面计算中硬盘崩溃会破坏您所有宝贵的数据，而云中的计算机崩溃不会影响您的数据存储。这是因为您的数据存储在云中以及您的硬盘驱动器中。因此，即使其中一个崩溃，您仍然有另一个。

缺点

• 需要持续的互联网连接。云计算在线工作，绝对依赖于网络连接。这带来了很多缺点，例如：如果网络连接缓慢或不可用，您将无法工作。

• 可能很慢。即使在快速连接上，基于 Web 的应用程序有时也会比访问桌面 PC 上的类似软件程序慢。这是由于延迟问题。例如，如果云数据中心位于离岸客户的连接时间可能不像您希望的那样快。

• 存储的数据可能会丢失。理论上，存储在云中的数据通常是安全的，数据在多台机器上进行复制。但您的数据可能会从所有这些机器中丢失。因此，以防万一，请在您的磁盘中保存数据的副本。