云计算存储
一、存储架构
1.1什么是存储
1.2 存储系统组成
1.3 存储分类
二、存储协议
三、RAID技术 -独立磁盘冗余阵列
四、虚拟存储
4.1 传统存储的限制
4.2 分布式存储：
五、存储高级特性
5.1预分配
5.2 什么是精简分配
5.3什么是快照
5.4 什么是副本，

一、存储架构
1.1什么是存储
存储是根据不同的环境通过采用合理、安全、有效的方式将数据保存到某些介质上并保证有效的访问

存储的实体必须安全的保存在介质上
必须提供对应该存储的实体有效访问
存储管理

常见存储介质：光盘、机械硬盘、固态盘、磁带

1.2 存储系统组成

存储硬件

外置存储系统：磁盘阵列；磁带机；磁带库；虚拟磁带库（VTL）

存储连接设备：交换机；网卡、HBA卡、RAID卡；光模块；光纤、网线
存储软件

存储管理软件；aSAN
存储方案：冗余；性能



1.3 存储分类


存储架构–DAS:

DAS存储设备是通过电缆（通常是SCSI接口电缆）直接连接到服务器的，I/O请求直接发送到存储设备，一服务为中心

优缺点：

A. 存储设备直接连接到主机

B. 数据分散管理

C.存储容量利用率低

D.扩展性差


存储架构–NAS

NAS网络附加存储，即将存储设备连接到现有的网络上，提供数据和文件服务

支持网络文件共享洗衣CIFS、NFS


存储架构-- SAN

SAN存储系统，服务器和客户端都是通过网络相互连接的架构，以网络为中心，分两大类

a） FC SAN

采用Fibre Channel 存储占用协议，通过FC交换机等连接设备，数据采用FCP次而已块 的当时存取访问

b） IP SAN

采用ISCSI协议，通过一台网连接设备，以块存取访问


存储架构–虚拟存储

存储虚拟化对硬件存储资源进行池化，对上层应用提供标准的存储访问接口，用户直接访问虚拟出来的“存储池”


存储性能指标

a）IOPS ：每秒输入输出次数，指的是系统在单位时间内能处理的最大I/O频度

b）宽带：值单位时间内的流量，用MB/s表示

笔试题目举例：

某存储系统性能指标为：带宽10MB/s，IOPS1000，如果：写入1000个1KB文件，用时1秒，带宽=1MB/s，IOPS=1000，此IOPS容易成为瓶颈；写入1个1MB文件，用时0.1秒，带宽=10MB/s，IOPS=10，此时带宽容易成为瓶颈

二、存储协议




比较项
SCSI协议
FC协议
iSCSI协议
FCoE协议




接口技术
SCSI
光纤通道
以太网
以太网


接口类型
并行
串行
串行
串行


交换机
无
FC交换机
一台网交换机、路由器
FCoF交换机


目前最大速率
320MB/s
16Gb/s
20GbMB/s
20GbMB/s


兼容性
好
差
好
差


三、RAID技术 -独立磁盘冗余阵列

RAID优势:提高容量；提高性能；缓存机制





项目
RAID0
RAID1
RAID10
RAID5
RAID6




最小配置
1
2
4
3
4


性能
最高
最低
5<10<0
1<5<10
6<5


特点
无容错
最佳容错
最佳容错兼容性能
提供容错
提供容错


磁盘利用率
100%
50%
50%
(N-1)/N
(N-2)/N


描述
不带救校验的条带集
磁盘镜像
RAID0与RAID1结合
带奇偶校验的条带集
双校验位


四、虚拟存储
4.1 传统存储的限制
需要通过RAID才能增加冗余以提升数据可靠性

主机之间磁盘不共享，无法跨主机访问

IO和容量瓶颈，无法平滑扩容

虚拟机HA受限

外置存储

需要购买第三方存储设备，成本非常高

存储部署复杂，维护困难

存在兼容性问题

4.2 分布式存储：
-分布式存储：

是将数据分散存储在多个单独设备上，分布式是网络存储系统采用可扩展的系统结构，利用多台存储服务器负载分担存储负荷，利用位置服务器定位存储信息，它不但提高了系统的可靠性可用性和存取效率，还易于扩展

分布式存储特性：

透明性：物理存储位置和底层操作过程对用户透明

开放性：提供标准的发昂问接口，可操作，可移植

可扩展性：基于分布式设计，可平滑扩容

可用性：有数据冗余包装

一致性：防止通信故障导致存储系统脑裂
分布式文件系统：

-分布式存储使用的分布式文件系统将同一网络的不同计算机管理的物理存储资源（本地存储）通过网络组织起来，形成一个统一的共享系统

分布式文件系统的设计基于C/S架构模式，客户端在访问文件是不需要知道文件的实际物理存储位置，即分布在多个计算机的文件在用户端体验就想本地存储一样

分布式文件系统开源代表：

Google File System:Google为了存储海量搜索数据而设计的专用文件系统。

Hadoop Distributed File System: 由Apache支持的开源分布式文件系统，具有高度容错性，提供高吞吐量的数据访问，适合大规模数据集上的应用，用于支持分布式计算。

GlusterFS: 主要由Z RESEARCH 公司负责开发，应用在集群系统中，具有很好的可扩展性。模块化设计，易于扩展和配置。



五、存储高级特性
5.1预分配
设置预分配的磁盘，在磁盘初始化时就占用了配置的全部空间，这样可以大幅提升该虚拟机的IOPS和吞吐量，但是虚拟机为使用的磁盘空间无法被其他虚拟机使用。
5.2 什么是精简分配

进件分配：

虚拟机写磁盘时按需分配，虚拟机未使用的空间还能够给其他虚拟机使用，可以节省存储空间，但是虚拟机写磁盘时需要先申请存储空间没这个过程对写性能有一定影响，相比来说磁盘性能不如预分配。
精简操作系统是一种存储管理的特性吗，核心思想是欺骗操作系统，利用主机不会去逐字节检查所有空间，并分配给主机的存储空间不会瞬间被写满的这个特点，把传统的完全提供变为按需提供
精简卷能够随着书籍数据的写入而动态扩展容量，但是最终扩展的容量不会高于创建卷时指定的卷容量


精简分配说明：

LUN虚拟化：分配虚拟的LUN给主机，实现实现存储按需扩容
LUN动态扩容：LUN空间按策略自动增长；扩容过程中无需停机；空间最大化利用，降低管理复杂度
客户价值：提高资源利用率，避免首次存储资源规划浪费




精简分配的优势：当精简卷在存储内镜像、克隆和存储间复制时，只需同步实际使用的数据，节省CPU、磁盘和带宽开销。


精简分配问题：

当存储池内的容量被用尽，而没有及时添加新的物理资源，导致精简卷无法正常卓展空间，导致数据无法写入底层数据块，对应用重大影响
在系统运行过程中要密切关注存储运行状态



-这里我，我们的比如桌面云等私有云的搭建，设备要有预警机制，当存储资源池未分配空间少于临界百分比就发出警告，添加型的物理资源后，存储池状态恢复正常，但是添加过程中，会有数据迁移，会影响正常业务（业务会 有卡顿显现）



5.3什么是快照

快照的定义：SNIA（存储网络行业协会）对快照（Snaoshot）的定义是：关于制定数据集合的一个完全可以用拷贝，该拷贝包括相应数据在某个时间点（拷贝开始的时间点）的映像，快照可以使其所有标识的数据的副本，也可以是数据的一个复制品
快照的价值：

快速备份/恢复
保存多个恢复点目标
重新定义数据用途


快照分类写时复制（COW）；写时重定向（ROW）



5.4 什么是副本，
副本是对原始的数据的完全拷贝，通过系统中的文件增加副本，保存冗余的文件数据，可以有效的提高数据的可靠性。副本数量、副本的位置对虚拟存储上层的应用不可见

分布卷

-虚拟存储对上层应用可见的逻辑卷；写入数据是先进行分布，分散到各个主机
复制卷：

复制卷将文件写入具体磁盘，通过副本建的同步复制实现数据冗余
每个复制卷包换的物理磁盘个数跟副本数量相同每一个复制卷下每个物理磁盘的数据内容完全一致
复制卷的最小组成单位是物理磁盘，即同一文件的不同副本只能保存在不同的物理磁盘上


多副本主机读写数据

在没有故障灯异常情况下，文件副本数据是中一致的，不存在所谓主副本和备副本之分
如果对文件进行修改，如写入一段数据，这段数据会被同时写到两个副本文件，如果是从文件中读取文件只会从其中的一个副本读取




数据平衡：

虚拟存储进行扩容之后没老的数据依然存在在原来磁盘上，不同复制卷中的磁盘利用率差异特别大，此时可以通过启用数据平衡计划，将数据平衡到不同的磁盘中，可以使得各主机的资源合理利用。

什么是云计算？

云计算通过互联网按需求提供 IT 资源，并且采用按使用量付费的定价方式。您可以根据需要从诸如 Amazon Web Services (AWS) 之类的云提供商那里获得技术服务，例如计算能力、存储和数据库，而无需购买、拥有和维护物理数据中心及服务器。

谁在使用云计算？

各种类型、规模和行业的组织都将云用于各种使用案例，例如数据备份、灾难恢复、电子邮件、虚拟桌面、软件开发和测试、大数据分析以及面向客户的 Web 应用程序。例如，医疗保健公司正在使用云为患者开发更多个性化治疗方法。金融服务公司正在使用云为实时欺诈检测和预防提供支持。视频游戏制作商正在使用云为全球数百万玩家提供在线游戏。

云计算的优势

敏捷性

云使您可以轻松使用各种技术，从而可以更快地进行创新，并构建几乎任何可以想象的东西。您可以根据需要快速启动资源，从计算、存储和数据库等基础设施服务到物联网、机器学习、数据湖和分析等。

您可以在几分钟内部署技术服务，并且从构思到实施的速度比以前快了几个数量级。这使您可以自由地进行试验，测试新想法，以打造独特的客户体验并实现业务转型。

弹性

借助云计算，您无需为日后处理业务活动高峰而预先过度预置资源。相反，您可以根据实际需求预置资源量。您可以根据业务需求的变化立即扩展或缩减这些资源，以扩大或缩小容量。

节省成本

利用云，您可以将资本支出（如数据中心和物理服务器的费用）转变为可变费用，并且只需为使用的 IT 付费。此外，由于规模经济的效益，可变费用比您自行部署时低得多。

在几分钟内进行全局部署

借助云，您可以扩展到新的地理区域，并在几分钟内进行全局部署。例如，AWS 的基础设施遍布全球各地，因此您只需单击几下即可在多个物理位置部署应用程序。将应用程序部署在离最终用户更近的位置可以减少延迟并改善他们的体验。

云计算模型

云计算的三种主要类型包括基础设施即服务、平台即服务和软件即服务。每种类型的云计算都提供不同级别的控制、灵活性和管理，因此您可以根据需要选择正确的服务集。

基础设施即服务 (IaaS)

 

基础设施即服务有时缩写为 IaaS，包含云 IT 的基本构建块，通常提供对联网功能、计算机（虚拟或专用硬件）以及数据存储空间的访问。基础设施即服务提供最高等级的灵活性和对 IT 资源的管理控制，其机制与现今众多 IT 部门和开发人员所熟悉的现有 IT 资源最为接近。

平台即服务 (PaaS)

 

平台即服务消除了组织对底层基础设施（一般是硬件和操作系统）的管理需要，让您可以将更多精力放在应用程序的部署和管理上面。这有助于提高效率，因为您不用操心资源购置、容量规划、软件维护、补丁安装或与应用程序运行有关的任何无差别的繁重工作。

软件即服务 (SaaS)

 

软件即服务提供了一种完善的产品，其运行和管理皆由服务提供商负责。人们通常所说的软件即服务指的是终端用户应用程序。使用 SaaS 产品时，服务的维护和底层基础设施的管理都不用您操心，您只需要考虑怎样使用 SaaS 软件就可以了。SaaS 的常见应用是基于 Web 的电子邮件，在这种应用场景中，您可以收发电子邮件而不用管理电子邮件产品的功能添加，也不需要维护电子邮件程序运行所在的服务器和操作系统。

云计算部署模型

云

 

基于云的应用程序完全部署在云中且应用程序的所有组件都在云中运行。云中的应用程序分为两种，一种是在云中创建，另一种是从现有基础设施迁移到云中以利用云计算的优势。基于云的应用程序可以构建在基础设施组件上，也可以使用较高级别的服务，这些服务提供了从核心基础设施的管理、架构和扩展要求中抽象提取的能力。

混合

 

混合部署是一种在基于云的资源和非云现有资源之间连接基础设施和应用程序的方法。混合部署最常见的方法是在云和现有内部基础设施之间将组织的基础设施扩展到云中，同时将云资源与内部系统进行连接。有关 AWS 如何帮助部署混合云的更多信息，请访问混合页面。

本地

 

使用虚拟化和资源管理工具在本地部署资源往往被称作“私有云”。本地部署无法提供云计算的诸多优势，但有时采用这种方案是为了能够提供专用资源。大多数情况下，这种部署模型与旧式 IT 基础设施无异，都通过应用程序管理和虚拟化技术尽可能提高资源利用率。

总结

云计算就是按照互联网的需求提供IT资源，并且会按照你使用的时间去进行一个收费，你可以根据你的需求，去获取云上相应的技术服务。云现在被各种类型、规模和行业的组织广泛的应用。

云计算的优势


	
敏捷性：可以在很短时间内部署和使用相应的技术的服务
	
	

	
弹性：可以根据相应的业务需求扩大缩小容量
	
	

	
节省成本：无需要自己去部署，只需要付相应的IT费用即可
	
	

	
在短时间内可以进行全局的部署：随着你地理位置的改变，可以在短时间内进行全局的部署
	
云计算模型（有三种）

基础设施即服务（laas）

提供对联网功能、计算机（虚拟或专用硬件）以及数据存储空间的访问

平台即服务 (PaaS)

平台即服务消除了组织对底层基础设施（一般是硬件和操作系统）的管理需要

软件即服务 (SaaS)

软件即服务提供了一种完善的产品，其运行和管理皆由服务提供商负责

云计算部署模型

云

基于云的应用程序完全部署在云中且应用程序的所有组件都在云中运行

混合

混合部署是一种在基于云的资源和非云现有资源之间连接基础设施和应用程序的方法

本地

使用虚拟化和资源管理工具在本地部署资源往往被称作“私有云”

【核心提示：云计算不仅带来了IT模式的变化，也将引发IT服务的变革，企业和用户只需要关注数据是自己的，而对数据的计算存储方式、效率均采用云的服务来实现和提升，云的供应商则将核心业务重点放在IT架构的运营上，服务将成为下一代IT的核心内容。】

　　2007年以来，云计算成为IT领域最令人关注的话题之一，也是当前大型企业、互联网的IT建设正在考虑和投入的重要领域。云计算的提出，引发了新的技术变革和新的IT服务模式。但是对大多数而言人，云还是一种还不确切的定义，什么是云，为什么需要云?
　　1 为什么需要云计算?
　　企业的IT建设过程，以当前的基准来衡量，主要有三个阶段，如图1所示。


　　图1 企业IT向云计算演进路线图
　　第一个阶段：大集中过程。
　　这一过程将企业分散的数据资源、IT资源进行了物理集中，形成了规模化的数据中心基础设施。在数据集中过程中，不断实施数据和业务的整合，大多数企业的数据中心基本完成了自身的标准化，使得既有业务的扩展和新业务的部署能够规划、可控，并以企业标准进行IT业务的实施，解决了数据业务分散时期的混乱无序问题。
　　在这一阶段中，很多企业在数据集中后期也开始了容灾建设，特别是在雪灾、大地震之后，企业的容灾中心建设普遍受到重视，以金融为热点行业几乎开展了全行业的容灾建设热潮，并且金融行业的大部分容灾建设的级别都非常高，面向应用级容灾(数据零丢失为目标)。
　　总的来说，第一阶段过程解决了企业IT分散管理和容灾的问题。
　　第二个阶段：实施虚拟化的过程。
　　在数据集中与容灾实现之后，随着企业的快速发展，数据中心IT基础设施扩张很快，但是系统建设成本高、周期长，即使是标准化的业务模块建设(哪怕是系统的复制性建设)，软硬件采购成本、调试运行成本与业务实现周期并没有显著下降。标准化并没有给系统带来灵活性，集中的大规模IT基础设施出现了大量系统利用率不足的问题，不同的系统运行在独占的硬件资源中，效率低下而数据中心的能耗、空间问题逐步突显出来。因此，以降低成本、提升IT运行灵活性、提升资源利用率为目的的虚拟化开始在数据中心进行部署。
　　虚拟化屏蔽了不同物理设备的异构性，将基于标准化接口的物理资源虚拟化成逻辑上也完全标准化和一致化的逻辑计算资源(虚拟机)和逻辑存储空间。虚拟化可以将多台物理服务器整合成单台，每台服务器上运行多种应用的虚拟机，实现物理服务器资源利用率的提升，由于虚拟化环境可以实现计算与存储资源的逻辑化变更，特别是虚拟机的克隆，使得数据中心IT实施的灵活性大幅提升，业务部署周期可用数月缩小到一天以内。虚拟化后，应用以VM为单元部署运行，数据中心服务器数量可大为减少且计算能效提升，使得数据中心的能耗与空间问题得到控制。
　　总的来说，第二阶段过程提升了企业IT架构的灵活性，数据中心资源利用率有效提高，运行成本降低。
　　第三个阶段：云计算阶段。
　　对企业而言，数据中心的各种系统(包括软硬件与基础设施)是一大笔资源投入。新系统(特别是硬件)在建成后一般经历3-5年即面临逐步老化与更换，而软件技术则不断面临升级的压力。另一方面，IT的投入难以匹配业务的需求，即使虚拟化后，也难以解决不断增加的业务对资源的变化需求，在一定时期内扩展性总是有所限制。
　　于是企业IT产生新的期望蓝图：IT资源能够弹性扩展、按需服务，将服务作为IT的核心，提升业务敏捷性，进一步大幅降低成本。因此，面向服务的IT需求开始演化到云计算架构上。云计算架构可以由企业自己构建，也可采用第三方云设施，但基本趋势是企业将逐步采取租用IT资源的方式来实现业务需要，如同水力、电力资源一样，计算、存储、网络将成为企业IT运行的一种被使用的资源，无需自己建设，可按需获得。
　　从企业角度，云计算解决了IT资源的动态需求和最终成本问题，使得IT部门可以专注于服务的提供和业务运营。
　　这三个阶段中，大集中与容灾是面向数据中心物理组件和业务模块，虚拟化是面向数据中心的计算与存储资源，云计算最终面向IT服务。这样一个演进过程，表现出IT运营模式的逐步改变，而云计算则最终根本改变了传统IT的服务结构，它剥离了IT系统中与企业核心业务无关的因素(如IT基础设施)，将IT与核心业务完全融合，使企业IT服务能力与自身业务的变化相适应。
　　在技术变革不断发生的过程中，网络逐步从基本互联网功能转换到WEB服务时代(典型的WEB2.0时代)，IT也由企业网络互通性转换到提供信息架构全面支撑企业核心业务。技术驱动力也为云计算提供了实现的客观条件，如图2所示，在关键领域云计算技术已经就绪：


　　图2 云计算的技术基础 
标准化：公共技术的长期发展，使得基础组件的标准化非常完善，硬件层面的互通已经没有阻碍(即使是非常封闭的大型机目前也开始支持对外直接出IP接口)，大规模运营的云计算能够极大降低单位建设成本。
　　虚拟化与自动化：虚拟化技术不断纵深发展，IT资源已经可以通过自动化的架构提供全局动态调度能力，自动化提升了IT架构的伸缩性和扩展性。
　　并行/分布式架构：大规模的计算与数据处理系统已经在分布式、并行处理的架构上得到广泛应用，计算密集、数据密集、大型数据文件系统成为云计算的实现基础，从而要求整个基础架构具有更高的弹性与扩展性。
　　带宽：大规模的数据交换需要超高带宽的支撑，网络平台在40G/100G能力下可具备更扁平化的结构，使得云计算的信息交互以最短快速路径执行。
　　因此，从传统WEB服务向云计算服务发展已经具备技术基础，而企业的IT从信息架构演进到弹性的IT服务也成为必然。
　　2 云计算的定义与基本模型
　　云计算的定义
　　目前，云计算没有统一的定义，这也与云计算本身特征很相似。维基百科对云计算的定义是：云计算是一种基于互联网的计算新方式，通过互联网上异构、自治的服务为个人和企业提供按需即取的计算。由于资源是在互联网上，而互联网通常以云状图案来表示，因此以云来类比这种计算服务，同时云也是对底层基础设施的一种抽象概念。云计算的资源是动态扩展且虚拟化的，通过互联网提供，终端用户不需要了解云中基础设施的细节，不必具有专业的云技术知识，也无需直接进行控制，只关注自身真正需要什么样的资源以及如何通过网络来获得相应的服务。
　　关于云计算的描述，在当前具有的共同特征是：云是一种服务，类似水电一样，按需使用、灵活付费，使用者只关注服务本身。H3C的云计算理念认为云计算是一种新的IT服务模式，支持大规模计算资源的虚拟化，提供按需计算、动态部署、灵活扩展能力。
　　图3给出了一个用户使用云计算的示意，用户对云资源的使用不用关注具体技术实现细节，只需关注业务的体验。比如当前被广泛使用的搜狗拼音输入法，它其实就是一种云服务：搜狗输入法能够以快速简单的方式为使用者提供需要的语境、备选的语素，使得文字的编排可以成为激发灵感的一个辅助工具;但是用户并不关注搜狗输入法在后台运行的数千台服务器提供的大型集群计算，这些工作都交给了ISP。


　　图3 云计算视图
　　云计算模型
　　对于云计算的分类，目前比较统一的方式是从以下两个维度进行划分。
　　Ÿ 按服务的层次。


　　图4 云计算的服务层次 

　如图4所示，最底层是IT Foundation，严格来说这并不是云计算的一层，是构成云计算的IT基础设施的集合，具体表现为不同的软硬件厂商的产品与方案。
　　云计算服务的基础层次是IaaS(Infrastructure as a Service，基础架构即服务)。在这一层面，通过虚拟化、动态化将IT基础资源(计算、网络、存储)形成资源池。资源池即是计算能力的集合，终端用户(企业)可以通过网络获得自己所需要的计算资源，运行自己的业务系统，这种方式使用户不必自己建设这些基础设施，而只是通过对所使用资源付费即可。
　　在IaaS之上是PaaS(Platform as a Service，平台即服务)层。这一层面除了提供基础计算能力，还具备了业务的开发运行环境，对于企业或终端用户而言，这一层面的服务可以为业务创新提供快速低成本的环境。
　　最上层是SaaS(Soft as a Service，软件即服务)。SaaS可以说在云计算概念出现之前已经有了，而随着云计算技术的发展而得到了更好的支撑。SaaS的软件是拿来即用的，不需要用户安装，因为SaaS真正运行在ISP的云计算中心，SaaS的软件升级与维护也无需终端用户参与，SaaS是按需使用的软件，传统软件买了一般是无法退货的，而SaaS是灵活收费的，不使用就不付费。
　　层次化的云计算一般也称为I-P-S云计算，各层可独立提供云服务，下一层的架构也可以为上一层云计算提供支撑。仍以搜狗拼音为例，由大型服务器群、高速网络、存储系统等组成的IaaS架构为内部的业务开发部门提供基础服务，而内部业务开发系统在IaaS上构建了PaaS，并部署运行搜狗拼音应用系统，这样一个大型的系统对互联网用户而言，就是一个大规模SaaS应用。
　　Ÿ 按云的归属。


　　图5 云的归属
　　如图5所示，主要分为公有云、私有云和混合云。公有云一般属ISP构建，面向公众、企业提供公共服务，由ISP运营;私有云是指由企业自身构建的为内部提供云服务;当企业既有私有云，同时又采用公共云计算服务，这两种云之间形成一种内外数据相互流动的形态，便是混合云的模式。
　　3 云计算的基础架构要求
　　从本质上来说，云计算是一种IT模式的改变，这种变化使得IT基础架构的运营专业化程度不断集中和提高从而对基础架构层面提出更高的要求。如图6所示，云计算聚焦于高性能、虚拟化、动态性、扩展性、灵活性、高安全，简化用户的IT管理，提升IT运行效率，大幅节省成本。



　　图6 云计算对基础架构的关注点
　　云计算的基础架构主要以计算(服务器)、网络、存储构成，为满足云计算的上述要求，各基础架构层面都有自身的要求。如图7所示，对于服务器，云计算要求其支持更密集的计算能力(目前多路多核架构)，完全的虚拟化能力(CPU指令虚拟化、软件虚拟化、桥片虚拟化、IO虚拟化)，多个IO(数据访问与存储)的整合—CEE与FCOE;对于网络，面向100G的性能成为云计算的基本支撑平台，搭建更扁平化、高度可扩展的架构，满足虚拟机算环境的大规模二层无环网络、FCOE/DCE的统一交换、L2-L7的深度高速(10GE级性能)安全集成;对于存储，高速IO将面向10G/16G，高度扩展的虚拟化海量存储，面向统一交换IO整合的FCOE。


　　图7 云计算的基础架构要求 
4 构建与交付云计算
　　不论使用I-P-S的哪一层云计算服务，企业都需要考虑是采用SP的计算资源还是自建云计算资源。从目前运营方式，主要可能有6种方式，如图8所示。



　　图8 云计算的服务交付方式
　　方式一，企业所有，自行运营。这是一种典型的私有云模式，企业自建自用，基础资源在企业数据中心内部，运行维护也由企业自己承担。
　　方式二，企业所有，运维外包。这也是私有云，但是企业只进行投资建设，而云计算架构的运行维护外包给服务商(也可以是SP)，基础资源依然在企业数据中心。
　　方式三，企业所有，运维外包，外部运行。由企业投资建设私有云，但是云计算架构位于服务商的数据中心内，企业通过网络访问云资源，这是一种物理形体的托管型。
　　方式四，企业租赁，外部运行，资源独占。由SP构建云计算基础资源，企业只是租用基础资源形成自身业务的虚拟云计算，但是相关物理资源完全由企业独占使用，这是一种虚拟的托管型服务(数据托管)。
　　方式五，企业租赁，外部运行，资源共享调度。由SP构建，多个企业同时租赁SP的云计算资源，资源的隔离与调度由SP管理，企业只关注自身业务，不同企业在云架构内虚拟化隔离，形成一种共享的私有云模式。
　　方式六，公共云服务。由SP为企业或个人提供面向互联网的公共服务(如邮箱、即时通信、共享容灾等)，云架构与公共网络连接，由SP保证不同企业与用户的数据安全。
　　从更长远的周期来看，云的形态会不断演化，从孤立的云逐步发展到互联的云，如图9所示。


　　图9 云的形态演变
　　在云计算建设初期，发展比较快的是公共云，第一阶段企业的数据中心依然是传统IT架构，但是面向互联网应用的公共云服务快速发展，不同的ISP会构建各自的云，这些云之间相互孤立，为互联网的不同用户需求集服务(如搜索、邮件等)，企业数据中心与公共云之间存在公网互联(企业可能会采用公共云服务);
　　第二阶段企业开始构建自己的私有云，或租赁SP提供的私有云服务，这一阶段是企业数据中心架构的变化，同时，企业为降低成本，采用公共云服务的业务会增加。
　　第三阶段，企业为进一步降低IT成本，逐步过渡到采用SP提供的虚拟私有云服务(也可能直接跨过第二阶段到第三阶段)，存在企业内部云与外部云的互通，形成混合云模式。
　　第四阶段，由于成本差异和服务差异，企业会采用不同SP提供的云计算服务，因此，形成了一种不同云之间的互联形态，即互联云。
　　5 结束语
　　云计算不仅带来了IT模式的变化，也将引发IT服务的变革，企业和用户只需要关注数据是自己的，而对数据的计算存储方式、效率均采用云的服务来实现和提升，云的供应商则将核心业务重点放在IT架构的运营上，服务将成为下一代IT的核心内容。

什么是云计算？
云计算是通过 Internet 云服务平台按需提供计算能力、数据库存储、应用程序和其他 IT 资源，采用按需支付定价模式。
云计算如何工作？
云计算以一种简单的方式通过 Internet 访问服务器、存储空间、数据库和各种应用程序服务。
定义 IaaS、PaaS、SaaS











基础架构即服务 (IaaS)  
供应商按即付即用模式向客户提供存储器、网络、服务器和其他云端计算资源。
平台即服务 (PaaS) 
服务提供商支持用户访问基于云的环境，而用户可以在其中构建和交付应用。提供商提供底层的基础架构。
软件即服务 (SaaS) 
服务提供商通过互联网交付软件和应用。用户可以订购软件，然后通过 Web 或供应商 API 进行访问。



IaaS: Infrastructure-as-a-Service（基础设施即服务）
第一层叫做IaaS，有时候也叫做Hardware-as-a-Service，几年前如果你想在办公室或者公司的网站上运行一些企业应用，你需要去买服务器，或者别的高昂的硬件来控制本地应用，让你的业务运行起来。
但是现在有IaaS，你可以将硬件外包到别的地方去。IaaS公司会提供场外服务器，存储和网络硬件，你可以租用。节省了维护成本和办公场地，公司可以在任何时候利用这些硬件来运行其应用。
一些大的IaaS公司包括Amazon, Microsoft, VMWare, Rackspace和Red Hat.不过这些公司又都有自己的专长，比如Amazon和微软给你提供的不只是IaaS，他们还会将其计算能力出租给你来host你的网站。
PaaS: Platform-as-a-Service（平台即服务）
第二层就是所谓的PaaS，某些时候也叫做中间件。你公司所有的开发都可以在这一层进行，节省了时间和资源。
PaaS公司在网上提供各种开发和分发应用的解决方案，比如虚拟服务器和操作系统。这节省了你在硬件上的费用，也让分散的工作室之间的合作变得更加容易。网页应用管理，应用设计，应用虚拟主机，存储，安全以及应用开发协作工具等。
一些大的PaaS提供者有Google App Engine,Microsoft Azure，Force.com,Heroku，Engine Yard。最近兴起的公司有AppFog,Mendix和Standing Cloud。
SaaS: Software-as-a-Service（软件即服务）
第三层也就是所谓SaaS。这一层是和你的生活每天接触的一层，大多是通过网页浏览器来接入。任何一个远程服务器上的应用都可以通过网络来运行，就是SaaS了。
你消费的服务完全是从网页如Netflix, MOG, Google Apps, Box.NET, Dropbox或者苹果的iCloud那里进入这些分类。尽管这些网页服务是用作商务和娱乐或者两者都有，但这也算是云技术的一部分。
一些用作商务的SaaS应用包括Citrix的GoToMeeting，Cisco的WebEx，Salesforce的CRM，ADP，Workday和SuccessFactors。
Iaas和Paas之间的比较
PaaS的主要作用是将一个开发和运行平台作为服务提供给用户，而IaaS的主要作用是提供虚拟机或者其他资源作为服务提供给用户。接下来，将在七个方面对PaaS和IaaS进行比较：

开发环境：PaaS基本都会给开发者提供一整套包括IDE在内的开发和测试环境，而IaaS方面用户主要还是沿用之前比较熟悉那套开发环境，但是因为之前那套开发环境在和云的整合方面比较欠缺，所以使用起来不是很方便。
支持的应用：因为IaaS主要是提供虚拟机，而且普通的虚拟机能支持多种操作系统，所以IaaS支持的应用的范围是非常广泛的。但如果要让一个应用能跑在某个PaaS平台不是一件轻松的事，因为不仅需要确保这个应用是基于这个平台所支持的语言，而且也要确保这个应用只能调用这个平台所支持的API，如果这个应用调用了平台所不支持的API，那么就需要对这个应用进行修改。
开放标准：虽然很多IaaS平台都存在一定的私有功能，但是由于OVF等协议的存在，使得IaaS在跨平台和避免被供应商锁定这两面是稳步前进的。而PaaS平台的情况则不容乐观，因为不论是Google的App Engine，还是Salesforce的Force.com都存在一定的私有API。
可伸缩性：PaaS平台会自动调整资源来帮助运行于其上的应用更好地应对突发流量。而IaaS平台则需要开发人员手动对资源进行调整才能应对。
整合率和经济性： PaaS平台整合率是非常高，比如PaaS的代表Google App Engine能在一台服务器上承载成千上万的应用，而普通的IaaS平台的整合率最多也不会超过100，而且普遍在10左右，使得IaaS的经济性不如PaaS。
计费和监管：因为PaaS平台在计费和监管这两方面不仅达到了IaaS平台所能企及的操作系统层面，比如，CPU和内存的使用量等，而且还能做到应用层面，比如，应用的反应时间（Response Time）或者应用所消耗的事务多少等，这将提高计费和管理的精确性。
学习难度：因为在IaaS上面开发和管理应用和现有的方式比较接近，而PaaS上面开发则有可能需要学一门新的语言或者新的框架，所以IaaS学习难度更低。

未来的PK
在当今云计算环境当中，IaaS是非常主流的，无论是Amazon EC2还是Linode或者Joyent等，都占有一席之地，但是随着Google的App Engine，Salesforce的Force.com还是微软的Windows Azure等PaaS平台的推出，使得PaaS也开始崭露头角。谈到这两者的未来，特别是这两者之间的竞争关系，我个人认为，短期而言，因为IaaS模式在支持的应用和学习难度这两方面的优势，使得IaaS将会在短期之内会成为开发者的首选，但是从长期而言，因为PaaS模式的高整合率所带来经济型使得如果PaaS能解决诸如通用性和支持的应用等方面的挑战，它将会替代IaaS成为开发者的“新宠”。
三种服务模式
根据现在最常用，也是比较权威的NIST(National Institute of Standards and Technology，美国国家标准技术研究院)定义，云计算主要分为三种服务模式，而且这个三层的分法重要是从用户体验的角度出发的：
Software as a Service，软件即服务，简称SaaS，这层的作用是将应用作为服务提供给客户。

Platform as a Service，平台即服务，简称PaaS，这层的作用是将一个开发平台作为服务提供给用户。

Infrastructure as a Service， 基础设施即服务，简称IaaS，这层的作用是提供虚拟机或者其他资源作为服务提供给用户。


SaaS模式
作用
通过SaaS这种模式，用户只要接上网络，并通过浏览器，就能直接使用在云端上运行的应用，而不需要顾虑类似安装等琐事，并且免去初期高昂的软硬件投入。SaaS主要面对的是普通的用户。
产品
主要产品包括：Salesforce Sales Cloud，Google Apps，Zimbra，Zoho和IBM Lotus Live等。
功能
谈到SaaS的功能，也可以认为是要实现SaaS服务，供应商需要完成那些功能?主要有四个方面：
随时随地访问：在任何时候或者任何地点，只要接上网络，用户就能访问这个SaaS服务。
支持公开协议：通过支持公开协议(比如HTML4/5)，能够方便用户使用。
安全保障：SaaS供应商需要提供一定的安全机制，不仅要使存储在云端的用户数据处于绝对安全的境地，而且也要在客户端实施一定的安全机制(比如HTTPS)来保护用户。
多住户(Multi-Tenant)机制：通过多住户机制，不仅能更经济地支撑庞大的用户规模，而且能提供一定的可定制性以满足用户的特殊需求。
PaaS模式
作用
通过PaaS这种模式，用户可以在一个包括SDK，文档和测试环境等在内的开发平台上非常方便地编写应用，而且不论是在部署，或者在运行的时候，用户都无需为服务器，操作系统，网络和存储等资源的管理操心，这些繁琐的工作都由PaaS供应商负责处理，而且PaaS在整合率上面非常惊人，比如一台运行Google App Engine的服务器能够支撑成千上万的应用，也就是说，PaaS是非常经济的。PaaS主要的用户是开发人员。
产品
主要产品包括：Google App Engine，force.com，heroku和Windows Azure Platform等。
功能
为了支撑着整个PaaS平台的运行，供应商需要提供那么功能?主要有四大功能：
友好的开发环境：通过提供SDK和IDE等工具来让用户能在本地方便地进行应用的开发和测试。
丰富的服务：PaaS平台会以API的形式将各种各样的服务提供给上层的应用。
自动的资源调度：也就是可伸缩这个特性，它将不仅能优化系统资源，而且能自动调整资源来帮助运行于其上的应用更好地应对突发流量。
精细的管理和监控：通过PaaS能够提供应用层的管理和监控，比如，能够观察应用运行的情况和具体数值(比如，吞吐量和反映时间)来更好地衡量应用的运行状态，还有能够通过精确计量应用使用所消耗的资源来更好地计费。
IaaS模式
作用
通过IaaS这种模式，用户可以从供应商那里获得他所需要的虚拟机或者存储等资源来装载相关的应用，同时这些基础设施的繁琐的管理工作将由IaaS供应商来处理。IaaS能通过它上面对虚拟机支持众多的应用。IaaS主要的用户是系统管理员。
产品
主要产品包括：Amazon EC2，Linode，Joyent，Rackspace，IBM Blue Cloud和Cisco UCS等。
功能
IaaS供应商需要在那些方面对基础设施进行管理以给用户提供资源?或者说IaaS云有那些功能?在《虚拟化与云计算》中列出了IaaS的七个基本功能：

资源抽象：使用资源抽象的方法(比如，资源池)能更好地调度和管理物理资源。
资源监控：通过对资源的监控，能够保证基础实施高效率的运行。
负载管理：通过负载管理，不仅能使部署在基础设施上的应用运能更好地应对突发情况，而且还能更好地利用系统资源。
数据管理：对云计算而言，数据的完整性，可靠性和可管理性是对IaaS的基本要求。
资源部署：也就是将整个资源从创建到使用的流程自动化。
安全管理：IaaS的安全管理的主要目标是保证基础设施和其提供的资源能被合法地访问和使用。
计费管理：通过细致的计费管理能使用户更灵活地使用资源。

三种模式之间的关系
它们之间的关系主要可以从两个角度进行分析：其一是用户体验角度，从这个角度而言，它们之间关系是独立的，因为它们面对不同类型的用户。其二是技术角度，从这个角度而言，它们并不是简单的继承关系(SaaS基于PaaS，而PaaS基于IaaS)，因为首先SaaS可以是基于PaaS或者直接部署于IaaS之上，其次PaaS可以构建于IaaS之上，也可以直接构建在物理资源之上。