云计算科普文

浅尝辄止

1-云计算定义
  目前对云计算的定义有不下百种说法。云计算是一种通过Internet以服务的方式提供动态可伸缩的虚拟化的资源的计算模式。现阶段广为接受的是中国云计算专家咨询委员会副主任、秘书长刘鹏教授给出的定义：“云计算是通过网络提供可伸缩的廉价的分布式计算能力。”；美国国家标准与技术研究院（NIST）定义：云计算是一种按使用量付费的模式，这种模式提供可用的、便捷的、按需的网络访问，进入可配置的计算资源共享池（资源包括网络，服务器，存储，应用软件，服务），这些资源能够被快速提供，只需投入很少的管理工作，或与服务供应商进行很少的交互。云计算是通过互联网提供动态易扩展的虚拟化资源


2-云计算关键技术：
  云计算的主要核心技术包括：硬件支撑技术，主要有高性能技术、高通量计算、高可靠和高可扩展技术等；软件支撑技术，主要有类似于Map-Reduce编程模式、分布冗余和列存储方式等；虚拟化技术，主要有所有硬件设备的全虚拟化和选择性的半虚拟化运行模式等；安全技术，主要有网络层次安全保护、服务器层次安全保护以及数据层次安全保护等；数据中心技术，主要有分布式动态部署与服务组合、数据与计算综合管理、可靠和可扩展自主体系架构等。

数据存储技术
  为保证高可用、高可靠和经济性,云计算采用分布式存储的方式来存储数据, 采用冗余存储的方式来保证存储数据的可靠性, 即为同一份数据存储多个副本。另外,云计算系统需要同时满足大量用户的需求,并行地为大量用户提供服务。 因此, 云计算的数据存储技术必须具有高吞吐率和高传输率的特点。云计算的数据存储技术主要有谷歌的非开源的GFS(Google File System) 和Hadoop开发团队开发的GFS的开源实现HDFS(Hadoop Dist uted nle system) 。

数据管理技术
  云计算系统对大数据集进行处理、分析向用户提供高效的服务。因此, 数据管理技术必须能够高效地管理大数据集。其次, 如何在规模巨大的数据中找到特定的数据, 也是云计算数据管理技术所必须解决的问题。云计算的数据管理技术中最著名的是谷歌在文献提出的 BigTable数据管理技术。

编程模型
  云计算大部分采用 Map-Reduce的编程模式。现在大部分 IT厂商提出的“云”计划中采用的编程模型, 都是基于Map-Reduce的思想开发的。Map-Reduce不仅仅是一种编程模型，同时也是一种高效的任务调度模型。Map-Reduce这种编程模型并不仅适用于云计算，在多核和多处理器以及异构机群上同样有良好的性能


3-云计算分类：

按照服务的对象和范围：
公有云（AWS,阿里云，Azure等），私有云（Vmware等)， 混合云（Azure,Rackspace）

公有云：
云服务提供商对基础设施实施维护（不需要你自己对虚拟机维护）;
多租户;
Pay For Use(成本较低，按需付费就像用水用电一样);

私有云：
自己维护云基础设施
单租户或狭义上的多租户
Pay For Cloud(成本较高，需要为整个云服务付费)

混合云（算是结合了两者优势）：
云服务提供商维护自己的云设施
用户范围内租户隔离
Pay For Use of Cloud

按照服务的模式：
IaaS、PaaS和SaaS


4-IaaS、PaaS和SaaS的区别
IaaS就是台服务器。
PaaS就是Tomcat加MySQL。
SaaS就是三千块一套的加个Logo就能开业的电商网站。


5-云计算平台与传统服务平台的区别（参考论文：云计算平台与传统服务平台的区别）
  与传统服务平台相比，新兴的云计算平台具有运行成本低、开放度高以及无限扩容等优势。不仅如此，由于云计算平台是基于互联网虚拟化的计算平台，因此用户可以随时随地畅享云计算带来的便利，而不是像过去一样费时费力地翻阅、查找所需的资料。

服务类型方面：
  传统的服务平台可以分为实体服务器托管和租用两种类型。实体服务器一般是用户自行购买硬件发到机房进行托管，并且期间设备的管理和运行都由用户企业自己完成。但是云计算平台提供的服务是从基础设施到业务基础平台再到应用层的连续的、一体化的全套服务。所以相比传统IDC服务平台，云计算效率更高，让用户更省心。
开放性方面：
  不同于互相孤立，无法共享的传统IDC服务平台，云计算平台在资源共享、信息互通等方面做得较好，极具开放性。比如说：阿里的云计算平台的安全防护策略做的很好，那么阿里可以把这个技术共享到你的云计算平台，这样你的平台安全防护就很好了，所以我觉得这对中小型企业来说真的是很棒。
扩展性方面：
  传统服务平台的扩展需要占用大量的机房和场地，而且我们知道传统服务平台的处理能力会有一个临界值，当达到这个临界值后再增加服务器作用也不是很大。新兴的云计算平台则与之不同，云计算平台的资源是动态扩展并且呈现虚拟化的形式，所以理论上来说，云计算平台具有无限扩展性。
运行成本方面：
  基于开源软件构建的云计算平台节省成本并且通过云计算的自动化运营技术可以大幅降低运维人力的需求。另外“云”是一个庞大的资源池，用户可按需购买。实际上可以理解为云可以像话费，自来水，煤气，电那样按用户实际需求计费。Hadoop已被全球几大IT公司用作其”云计算”环境中的重要基础软件。


6-Hadoop和云计算的关系
Hadoop百度百科介绍https://link.juejin.im/?target=https%3A%2F%2Fbaike.baidu.com%2Fitem%2FHadoop%2F3526507%3Ffr%3Daladdin
  Hadoop是一个由Apache基金会所开发的分布式系统基础架构。用户可以在不了解分布式底层细节的情况下，开发分布式程序。充分利用集群的威力进行高速运算和存储。Hadoop的框架最核心的设计就是：HDFS和MapReduce。HDFS为海量的数据提供了存储，则MapReduce为海量的数据提供了计算。Hadoop已被全球几大IT公司用作其”云计算”环境中的重要基础软件，如:雅虎开发的基于Hadoop的开源项目Pig, 这是一个专注于海量数据集分析的分布式计算程序。亚马逊公司则基于Hadoop推出了AmazonS3(Amazon Simple Storage Service )，提供可靠，快速，可扩展的网络存储服务。因此，Hadoop是云计算中一部分技术的实现，而不是全部。


7-大数据与云计算的关系
  云计算是硬件资源的虚拟化，而大数据是海量数据的高效处理。从结果来分析，云计算注重资源分配，大数据注重的是资源处理。一定程度上讲，大数据需要云计算支撑，云计算为大数据处理提供平台。大数据这个强大的数据库拥有三层架构体系，包括数据存储、处理与分析。简而言之，数据需要通过存储层先存储下来，之后根据要求建立数据模型体系，进行分析产生相应价值。这其中缺少不了云计算所提供的中间数据处理层强大的并行计算和分布式计算能力。云计算与大数据如同手心手背的关系，二者不可或缺，相辅相成。没有大数据，云计算什么都不是，而没有云计算成就不了大数据。


8-云计算应用：
云物联：
  物联网是互联网的发展和延伸。由原来的人与人，人与物，发展到物与物的互联。物联网的运用和发展是科技进步、社会不断发展的产物，云计算在对信息进行处理和运用上，发挥着相当重要的作用
云安全：
  云安全(Cloud Security)是一个由“云计算”演变而来的新词。云安全的构想策略是：使用者越多，每个使用者就相对的越安全，是因为如此庞大的用户群，足可以覆盖互联网的每一个角落，只要某个木马或某个新病毒一出现，立刻就会被发现并截获。
云存储
  云存储是指通过虚拟化、网格技术或分布式文件系统等技术功能，将网络中各种不同类型大量的硬件存储设备通过特定软件集合起来协同工作，共同对外提供数据存储和业务访问功能的系统。当云计算系统主要工作是对大批量数据进行存储和管理时，云计算系统中就需要配置大量的存储设备，那么些时云计算系统就转身变成为一个云存储系统，所以云存储是一个以数据存储和管理为核心的云计算系统。
云游戏
  云游戏是以云计算为技术支撑基础的一种游戏方式，在云游戏的运行模式环境下，所有游戏都在服务器端运行，并将实施渲染完毕后的游戏画面经压缩后通过网络传送给游戏用户。在客户端，用户的游戏设备不需要更换任何高端处理设备，只需要具备基本的视频解压能力就可以得到视觉效果顶尖的游戏画面。
云计算
  从技术上看，云计算与大数据的关系就像一枚硬币的反正面一样密不可分。大数据必然无法用单一的计算机进行处理,必须采用分布式计算架构体系。它的特色在于对海量数据的深刻挖掘,但它必须依托云计算的分布式处理技术、分布式数据库管理、云存储技术和虚拟化技术。


9-国内云计算市场发展状况分析
9.1-国外云计算发展历程：


9.2-中国与美国的云市场比较：
  中国的云计算市场从2007年起步，初期一直处于对国外先进概念和技术消化的阶段。2010年前后市场逐渐激活，经过近几年的增速发展国内逐渐形成相对成熟的环境。阿里云、Ucloud及腾讯云等服务商逐渐走向国际，并率先在海外部署数据中心，布局市场。现阶段虽然中国的云计算服务市场份额的增速越来越快，但中国的公有云市场与美国相比至少有五年的差距。云服务在中国刚兴起的时候，美国已处于从企业到公众应用的成熟阶段，而公有云应用市场，中美两国的差距更加大，具体下图所示：


9.3-2014—2015年中国公有云服务市场规模：
  如下图所示，IaaS市场是中国的基础市场，具有规模最大、增速最快的特点，2015年达到8.37亿美元的市场规模，相对2014年有70.7%的增长。


9.4-中国IaaS层面的市场情况
  阿里云占据着市场的最大份额，其次是中国联通、中国电信和世纪互联（微软），亚马逊、金山等紧跟其后。阿里云作为中国互联网的老大，2009年就已经开始在云计算服务上布局，云计算服务市场从2015年6月开始至2016年6月已连续5个季度保持三位数增速。


9.5-阿里云2015—2016年云计算增幅情况：
  下图可见，云计算服务已成为阿里财务收入的重要部分。


9.6-结束语：
  2015年我国云计算整体市场规模是378亿元，增速达到31.7%，但在全球市场上来看并不算大。IaaS服务在阿里云、腾讯云、Ucloud等的努力下逐渐得到市场认可，PaaS服务在腾讯云、新浪云等的努力下也逐渐好转，但唯独市场规模大于前两者的SaaS服务几乎被国际厂商垄断，国内目前尚未有一家带头的企业。因此，国内的云服务还任重道远，在来自政府、企业等各方面利好政策的支持和鼓励下，相信国内云计算市场将有非常大的发展空间和广阔的市场前景