云计算是继1980年代大型计算机到客户端-服务器的大转变之后的又一种巨变。云计算描述了一种基于互联网的新的IT服务增加、使用和交付模式，通常涉及通过互联网来提供动态易扩展而且经常是虚拟化的资源。云其实是网络、互联网的一种比喻说法。因为过去在图中往往用云来表示电信网，后来也用来表示互联网和底层基础设施的抽象。典型的云计算提供商往往提供通用的网络业务应用，可以通过浏览器等软件或者其他Web服务来访问，而软件和数据都存储在服务器上。

一、基本特征

互联网上的云计算服务特征和自然界的云、水循环具有一定的相似性，因此，云是一个相当贴切的比喻。根据美国国家标准和技术研究院的定义, 云计算服务应该具备以下几条特征：

1、随需自助服务。2、随时随地用任何网络设备访问。3、多人共享资源池。4、快速重新布署灵活度。5、可被监控与量测的服务。

二、服务模式

NIST 的云计算定义共有三种服务模式：

1、软件即服务：消费者使用应用程序，但并不掌控操作系统、硬件或运作的网络基础架构。是一种服务观念的基础，软件服务供应商，以租赁的概念提供客户服务，而非购买，比较常见的模式是提供一组帐号密码。例如: Microsoft CRM与Salesforce.com

2、平台即服务：消费者使用主机操作应用程序。消费者掌控运作应用程序的环境（也拥有主机部分掌控权），但并不掌控操作系统、硬件或运作的网络基础架构。例如: Google App Engine。

3、基础架构即服务：消费者使用“基础计算资源”，如处理能力、存储空间、网络组件或中间件。消费者能掌控操作系统、存储空间、已部署的应用程序及网络组件，但并不掌控云基础架构。例如: Amazon AWS、Rackspace。

三、布署模型

1、公用云：简而言之，公用云服务可通过网络及第三方服务供应者，开放给客户使用，公用云并不表示用户数据可供任何人查看，公用云供应者通常会对用户实施使用访问控制机制，公用云作为解决方案，既有弹性，又具备成本效益。

2、私有云：私有云具备许多公用云环境的优点，例如弹性、适合提供服务，两者差别在于私有云服务中，数据与程序皆在组织内管理，且与公用云服务不同，不会受到网络带宽、安全疑虑、法规限制影响；此外，私有云服务让供应者及用户更能掌控云基础架构、改善安全与弹性，因为用户与网络都受到特殊限制。

3、社区云：社区云由众多利益相仿的组织掌控及使用，例如特定安全要求、共同宗旨等。社区成员共同使用云数据及应用程序。

4、混合云：混合云结合公用云及私有云，这个模式中，用户通常将非企业关键信息外包，并在公用云上处理，但同时掌控企业关键服务及数据。

四、对比

云计算常与网格计算（分散式计算的一种，由一群松散耦合的计算机集组成的一个超级虚拟计算机，常用来执行大型任务）、效用计算（IT资源的一种打包和计费方式）、自主计算相混淆。

事实上，许多云计算部署依赖于计算机集群，也吸收了自主计算和效用计算的特点。它从硬件结构上是一种多对一的结构，从服务的角度或从功能的角度它是一对多的。例如,今天要设计一供应链管理系统,可以先从市面上提供的免费云服务器主机,将Application放置主机上,使用MS所提供数据库,这样一来,硬件成本大幅降低,将Application放置云上,且随时随地于任何终端设备上链接互联网,就能访问数据。

五、体系架构

截止到2009年，大部分的云计算基础构架是由通过数据中心传送的可信赖的服务和创建在服务器上的不同层次的虚拟化技术组成的。人们可以在任何有提供网络基础设施的地方使用这些服务。人们通常希望商业化的产品能够满足服务质量（QoS）的要求，并且一般情况下要提供服务水平协议。开放标准对于云计算的发展是至关重要的，并且开源软件已经为众多的云计算实例提供了基础。

云的基本概念，是通过网络将庞大的计算处理程序自动分拆成无数个较小的子程序，再由多部服务器所组成的庞大系统搜索、计算分析之后将处理结果回传给用户。通过这项技术，远程的服务供应商可以在数秒之内，达成处理数以千万计甚至亿计的信息，达到和“超级电脑”同样强大性能的网络服务。它可分析DNA结构、基因图谱定序、解析癌症细胞等高级计算，例如Skype以点对点（P2P）方式来共同组成单一系统。

六、核心特性

敏捷（Agility）使用户得以快速且以低价格的获得技术架构资源。应用程序界面（API）的可达性是指允许软件与云以类似“人机交互这种用户界面设施交互相所相一致的方式”来交互。在公有云中的传输模式中支持已经转变为运营成本，故费用大幅下降。很显然的降低了进入门栏，这是由于体系架构典型的是由第三方提供，且无需一次性购买，且没有了罕见的集中计算任务的压力。

设备和本地依赖允许用户通过网页浏览器来获取资源，而无需关注用户自身是通过何种设备，或在何地介入资源（如 PC、移动设备等）。一种称为多租户的软件架构技术允许在多用户池下共享资源与消耗：1、体系结构的中央化使得本地的耗用更少（例如不动产、电力等）。2、峰值负载能力增加。3、原先利用率只有10-20%的系统利用效率增加了。4、如果使用多个冗余站点，则改进了可靠性，这允许我们设计云计算以符合商业一致性以及灾备。5、可扩展性经由在合理粒度上按需的服务开通资源，接近实时的自服务，无需用户对峰值负载进行工程构造。6、性能受到监控，同时一致性以及松散耦合架构通过web services作为系统接口被构建起来。7、因为数据集中化了，故安全性得到了提升，增加了关注安全的资源等，但对特定敏感数据的失控将是持续关注的，且内核存储的安全性缺少关注。较传统系统而言，安全性的要求更加高。8、维护云计算应用是很简单的，因为显而易见用户无需再在本机上进行安装。一旦改变达到了客户端，它们将更容易支持以及改进。

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