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云計算產(chǎn)生的原因（云計算與大數(shù)據(jù)的區(qū)別）

發(fā)布時間：2023-04-12 17:38:44 稿源：創(chuàng)意嶺閱讀： 134

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本文目錄:

1、目前影響中國云計算發(fā)展的因素包括什么？
2、云計算基礎(chǔ)知識：
3、云計算的知識梳理
4、

云計算產(chǎn)生的原因（云計算與大數(shù)據(jù)的區(qū)別）

一、目前影響中國云計算發(fā)展的因素包括什么？

云計算搭建成本，部署云計算要考慮成本。一方面是購買云計算軟件和服務(wù)的成本;另一方面是建設(shè)與云計算相配套的設(shè)施所需要的成本。目前，建設(shè)一個具有云計算屬性的數(shù)據(jù)中心是比較昂貴的，需要軟硬件設(shè)備都要支持與云計算技術(shù)融合，網(wǎng)絡(luò)帶寬較高，分布式計算能力要強，沒有這些云計算就無法發(fā)揮出很好的效果。所以，部署云計算，要考慮到方方面面，很多地方都需要增加成本去調(diào)整，這些都是建設(shè)成本，最終搭建云數(shù)據(jù)中心的成本，將比傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心的成本高很多，這也使得不少人放棄云計算，或者是延緩上云計算的項目，更多的是做做面子工程，在建設(shè)的數(shù)據(jù)中心里能找到云計算的影子，但實際上并沒有將云計算真正派上用場。

二、云計算基礎(chǔ)知識：

云計算（cloud computing）是分布式計算的一種，指的是通過網(wǎng)絡(luò)“云”將巨大的數(shù)據(jù)計算處理程序分解成無數(shù)個小程序，然后，通過多部服務(wù)器組成的系統(tǒng)進行處理和分析這些小程序得到結(jié)果并返回給用戶。云計算早期，簡單地說，就是簡單的分布式計算，解決任務(wù)分發(fā)，并進行計算結(jié)果的合并。因而，云計算又稱為網(wǎng)格計算。通過這項技術(shù)，可以在很短的時間內(nèi)（幾秒鐘）完成對數(shù)以萬計的數(shù)據(jù)的處理，從而達到強大的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。

云計算有什么特點:

虛擬化突破了時間,空間的界限,是云計算最為顯著的特點,虛擬化技術(shù)包括應(yīng)用虛擬和資源虛擬兩種.

云計算具有高效的運算能力,在原有的服務(wù)器基礎(chǔ)上增加云計算功能,能夠使的計算速度迅速提高,最終實現(xiàn)動態(tài)擴展虛擬化的層次達到對應(yīng)的進行擴展的目的.

云計算平臺能夠根據(jù)用戶的需求快速配備計算能力及資源.

目前市場上大多數(shù)IT資源、軟、硬件都支持虛擬化，比如存儲網(wǎng)絡(luò)、操作系統(tǒng)和開發(fā)軟、硬件等。虛擬化要素統(tǒng)一放在云系統(tǒng)資源虛擬池當中進行管理，可見云計算的兼容性非常強，不僅可以兼容低配置機器、不同廠商的硬件產(chǎn)品，還能夠外設(shè)獲得更高性能計算。

云計算的實現(xiàn)形式:

軟件即服務(wù), 通常用戶發(fā)出服務(wù)需求，云系統(tǒng)通過瀏覽器向用戶提供資源和程序等。值得一提的是，利用瀏覽器應(yīng)用傳遞服務(wù)信息不花費任何費用，供應(yīng)商亦是如此，只要做好應(yīng)用程序的維護工作即可。

網(wǎng)絡(luò)服務(wù): 開發(fā)者能夠在API的基礎(chǔ)上不斷改進、開發(fā)出新的應(yīng)用產(chǎn)品，大大提高單機程序中的操作性能。

平臺服務(wù): 一般服務(wù)于開發(fā)環(huán)境，協(xié)助中間商對程序進行升級與研發(fā)，同時完善用戶下載功能，用戶可通過互聯(lián)網(wǎng)下載，具有快捷、高效的特點

互聯(lián)網(wǎng)整合: 利用互聯(lián)網(wǎng)發(fā)出指令時，也許同類服務(wù)眾多，云系統(tǒng)會根據(jù)終端用戶需求匹配相適應(yīng)的服務(wù)。

商業(yè)服務(wù)平臺。構(gòu)建商業(yè)服務(wù)平臺的目的是為了給用戶和提供商提供一個溝通平臺，從而需要管理服務(wù)和軟件即服務(wù)搭配應(yīng)用。

云的分類;

但是，如今的私有云不再必須從內(nèi)部 IT 基礎(chǔ)架構(gòu)來搭建?，F(xiàn)在，許多企業(yè)已開始在租賃的、供應(yīng)商所有的外部數(shù)據(jù)中心內(nèi)構(gòu)建私有云，所以位置和所有權(quán)都早已不是界定標準。同時，這也讓私有云形成了許多子分類，包括托管私有云客戶可以創(chuàng)建并使用由第三方供應(yīng)商部署、配置和管理的私有云。托管私有云適合 IT 團隊人手不足或技能欠缺的企業(yè)，能為用戶提供更為出色的私有云服務(wù)和基礎(chǔ)架構(gòu)。

專用云

它就像是云中的云。您可以在公共云（如紅帽 OpenShift 專業(yè)版）或私有云上部署專用云。例如，會計部門可以在企業(yè)的私有云中部署自己的專用云。

混合云:

混合云是從局域網(wǎng)（LAN）、廣域網(wǎng)（WAN）、虛擬專用網(wǎng)（VPN）和/或 API 連接的多個環(huán)境創(chuàng)建而成的 IT 環(huán)境，但看起來只是單一的一個環(huán)境。

混合云的特性較為復(fù)雜，不同的人對它的要求和理解都各不相同。例如，混合云可能需要包含：

至少 1 個私有云與至少 1 個公共云

2 個或多個相互連接的私有云

2 個或多個公共云

連接至少一個公共云或私有云的裸機或虛擬環(huán)境

不過，如果應(yīng)用可以輕松地移入或移出多個獨立但相互連接的環(huán)境，每個 IT 系統(tǒng)就相當于成了一個混合云。這些環(huán)境中至少有一部分必須來自可按需擴展的整合 IT 資源，而您需要使用集成化管理和編排平臺，把所有這些環(huán)境視為單個環(huán)境進行管理。

多云:

多云是一種云架構(gòu)，由多個云供應(yīng)商提供的多個云服務(wù)組合而成，既可以是公共云，也可以是私有云。所有混合云都是多云，但并非所有多云都是混合云。當通過某種形式的集成或編排將多個云連接在一起時，多云就變成了混合云。多云環(huán)境可能是有意為之（更好地控制敏感數(shù)據(jù)，或作為冗余存儲空間以提高災(zāi)難恢復(fù)能力），也可能是偶然形成的（通常是影子 IT 的結(jié)果）。無論哪種，都表明有越來越多的企業(yè)選擇了多云，以期通過擴展更多環(huán)境來改進安全與性能。

云計算服務(wù)器類型:

云服務(wù)是指由第三方提供商托管的基礎(chǔ)架構(gòu)、平臺或軟件，可通過互聯(lián)網(wǎng)提供給用戶。"即服務(wù)型"的解決方案主要有 3 種類型：IaaS、PaaS 和 SaaS。每種解決方案都能促進用戶數(shù)據(jù)從前端客戶端通過互聯(lián)網(wǎng)流向云服務(wù)提供商的系統(tǒng)，或是反向流動，但具體情況會因服務(wù)內(nèi)容而異,

IaaS 表示將由云服務(wù)提供商通過互聯(lián)網(wǎng)連接為您管理基礎(chǔ)架構(gòu)，包括實際的服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)、虛擬化和數(shù)據(jù)存儲。用戶可通過 API 或控制面板進行訪問，并且基本上是租用基礎(chǔ)架構(gòu)。諸如操作系統(tǒng)、應(yīng)用和中間件等內(nèi)容由用戶管理，而提供商則負責硬件、網(wǎng)絡(luò)、硬盤驅(qū)動器、數(shù)據(jù)存儲和服務(wù)器，并負責處理中斷、維修及硬件問題。這是云存儲提供商的典型部署模式。

PaaS 表示硬件和應(yīng)用軟件平臺將由外部云服務(wù)提供商來提供和管理，而用戶將負責平臺上運行的應(yīng)用以及應(yīng)用所依賴的數(shù)據(jù)。PaaS 主要面向開發(fā)人員和編程人員，旨在為用戶提供一個共享的云平臺，用于進行應(yīng)用的開發(fā)和管理（DevOps 的一個重要組成部分），而無需構(gòu)建和維護通常與該流程相關(guān)聯(lián)的基礎(chǔ)架構(gòu)。

SaaS 是將云服務(wù)提供商管理的軟件應(yīng)用交付給用戶的服務(wù)。通常，SaaS 應(yīng)用是一些用戶可通過網(wǎng)頁瀏覽器訪問的 Web 應(yīng)用或移動應(yīng)用。該服務(wù)會為用戶完成軟件更新、錯誤修復(fù)及其他常規(guī)軟件維護工作，而用戶將通過控制面板或 API 連接至云應(yīng)用。此外，SaaS 還消除了在每個用戶計算機上本地安裝應(yīng)用的必要性，從而使群組或團隊可使用更多方法來訪問軟件。

1.模擬:Emulation

Qemu, PearPC, Bochs, .

(2) 完全虛擬化：Full Virtualization，Native Virtualization

完全虛擬化提供底層物理系統(tǒng)的全部抽象化,且創(chuàng)建一個新的虛擬系統(tǒng),客戶機操作系統(tǒng)

可以在里面運行,不需要對客戶機操作系統(tǒng)或者應(yīng)用程序進行修改, 客戶機操作系統(tǒng)或者應(yīng)用程序像往常一樣運行，意識不到虛擬環(huán)境的存在）。

vmware是一款完全虛擬化軟件,,但完全虛擬化的弱點是效率不如班虛擬化的效率高,

半虛擬化系統(tǒng)性能可以接近在裸機上的性能。

3半虛擬化: Para-Virutalization

半虛擬化需要對運行在虛擬機上的客戶操作系統(tǒng),進行修改, 這些客戶機操作系統(tǒng)會意識到它們運行在虛擬環(huán)境里）并提供相近的性能，但半虛擬化的性能要比完全虛擬化更優(yōu)越

特點: GuestOS明確知道自己運行虛擬機之上；

4 容器級虛擬化: LXC, OpenVZ, libcontainer, runC, rkt, Linux V Servers, Virtuozzo, ...

5,庫級別虛擬化: wine

6.程序級虛擬化: jvm

2、主機虛擬化：Emulation, Full Virtualization, Para-Virutalization

Type-I：Hypervisor直接運行于硬件；

Type-II：Hypervisor運行主機OS之上；

3、云棧的類別：

在主機方面的虛擬化主要分為以下三個方面:

1.cpu虛擬化

2內(nèi)存虛擬化:

3,硬盤虛擬化: 虛擬機如何使用硬盤的空間：虛擬機在物理硬盤上劃分一個文件來使用，此文件也是靠宿主機通過文件系統(tǒng)將磁盤分區(qū)后，并創(chuàng)建文件系統(tǒng)后，分給虛擬機一個文件的大小的空間。在宿主機上表現(xiàn)的就是一個文件，而在虛擬機上表現(xiàn)的就是一塊硬盤。所以還需要用軟件的方式模擬一個適配器，將此文件，模擬成硬盤。

4,網(wǎng)絡(luò)虛擬化: 用軟件的方式給每個虛擬機虛擬一塊網(wǎng)卡和MAC地址，當通信時使用同一塊物理網(wǎng)卡，網(wǎng)卡通訊有排隊方式，在同一臺物理網(wǎng)卡上，排隊執(zhí)行任務(wù)。（將物理網(wǎng)卡設(shè)為混雜模式；無論是不是發(fā)向本機物理網(wǎng)卡的內(nèi)容都給與接收）；此時將物理網(wǎng)卡也虛擬化一個MAC地址，把物理網(wǎng)卡當作交換機來使用。

I/O虛擬化:

通過前端(Front-End)/后端(Back-End)模擬實現(xiàn)虛擬化.

Guest OS中的驅(qū)動程序為前端，VMM提供的與Guest通信的驅(qū)動程序為后端。前端驅(qū)動將Guest OS的請求通過與VMM間的特殊通信機制發(fā)送給VMM的后端驅(qū)動，后端驅(qū)動在處理完請求后再發(fā)送給物理驅(qū)動。

I/O穿透技術(shù):

設(shè)備透傳就是向一個特定客戶os提供一種設(shè)備隔離,對于性能而言,,使用設(shè)備透傳可以獲得近乎本機性能,. 對于某些網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序（或那些擁有高磁盤 I/O 的應(yīng)用程序）來說，這種技術(shù)簡直是完美的。這些網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序沒有采用虛擬化，原因是穿過管理程序（達到管理程序中的驅(qū)動程序或從管理程序到用戶空間模擬）會導(dǎo)致競爭和性能降低。但是，當這些設(shè)備不能被共享時，也可以將它們分配到特定的客戶機中。例如，如果一個系統(tǒng)包含多個視頻適配器，則那些適配器可以被傳遞到特定的客戶域中。

特點: 于硬件級別直接運行在hypervisor虛擬機管理控制 xen，vmware ESX/ESXI

二型虛擬化:

特點:host主機上建立guest虛擬系統(tǒng),有宿主機,在硬件級別上運行一個os,而此上運行一個vmm監(jiān)視器,用于管理guest虛擬化系統(tǒng),.

三、云計算的知識梳理

一、云計算的定義：

官方：云計算是一種按使用量付費的模式（資源服務(wù)模式），該模式可以實現(xiàn)隨時隨地、便捷按需的從可配置資源共享池中獲取所需的資源。包括網(wǎng)絡(luò)、服務(wù)器、存儲、應(yīng)用及服務(wù)，資源能夠快速供應(yīng)并釋放，大大減少了資源管理工作的開銷。

百度百科：云計算是基于互聯(lián)網(wǎng)的相關(guān)服務(wù)的增加、使用和交付模式，通常涉及通過互聯(lián)網(wǎng)來提供動態(tài)易擴展且經(jīng)常是虛擬化的資源。

特點：1.超大規(guī)模 2.虛擬化 3.高可靠性 4.按需服務(wù) 5.高可擴展性

二、OpenStack的歷史版本：

云計算：2010年元年，因為出現(xiàn)了OpenStack的第一個版本Austin（2010-10-21），目前已經(jīng)到最新版本Queens,前一個版本是Pike版本，發(fā)行版本的規(guī)律：字母表順序A-Z來命名的

三、OpenStack的難點在哪里？

1、OpenStack涉及的知識領(lǐng)域極廣

2、OpenStack是一個平臺，并不是一個具體的實施方案

OpenStack的Cinder（存儲服務(wù)）定義了上層API，分布式存儲軟件，Ceph、HDFS對應(yīng)的驅(qū)動

3、OpenStack本身是一個分布式系統(tǒng)：All-in-one部署

對于一個小白來說，OpenStack的搭建無疑是一個痛點，這個門檻有點高，我在開始學習的時候，也是煞費苦心，所以學好基礎(chǔ)知識真的非常重要。

四、什么是虛擬化？

1）、虛擬化與虛擬化技術(shù)是什么？

虛擬化是云計算的基礎(chǔ)，

虛擬化：軟件模擬硬件的過程

具體定義：虛擬化使一臺物理機上可以跑多臺虛擬機，虛擬機共享物理機的CPU、內(nèi)存、IO等硬件資源，每一臺虛擬機邏輯上是相互隔離的。

行業(yè)內(nèi)專用術(shù)語：

1、物理機：宿主機Host

2、虛擬機：客戶機Guest

2）、虛擬化分類（按照虛擬化實現(xiàn)結(jié)構(gòu)）：

1、1型虛擬化

定義：Hypervisor直接安裝在物理機（裸機）上，多個虛擬機在Hypervisor上運行。

特點: 1型虛擬機本身就是一個操作系統(tǒng)，不需要其他操作系統(tǒng)的支持

舉例：VMware的ESXI（workstation、server）

2型虛擬化

物理機上首先安裝常規(guī)的操作系統(tǒng)，比如 Redhat、Ubuntu 和 Windows。Hypervisor 作為 OS 上的一個程序模塊運行，并對管理虛擬機進行管理。KVM、VirtualBox 和 VMWare Workstation 都屬于這個類型。

虛擬化技術(shù)：一種運行在基礎(chǔ)物理服務(wù)器和操作系統(tǒng)之間的中間軟件層，可以訪問服務(wù)器上包括磁盤和內(nèi)存在內(nèi)的所有物理設(shè)備。Hypervisor協(xié)調(diào)著這些硬件資源的訪問，以及各個虛擬機之間的防護。服務(wù)器啟動時，它會加載所有虛擬機客戶端的操作系統(tǒng)，同時為虛擬機分配內(nèi)存、磁盤和網(wǎng)絡(luò)等。也可叫做VMM（ virtual machine monitor ），即虛擬機監(jiān)視器。

1型和2型虛擬化的對比：

1、前者性能比后者好

2、前者不需要操作系統(tǒng)支持，后者需要

3、后者更加靈活，特點：支持虛擬機的嵌套

使用虛擬化的原因：

打破實體結(jié)構(gòu)間不可切割的障礙，使用戶能更好的利用這些資源

沒有虛擬化:服務(wù)器的IT資源30%

有虛擬化：服務(wù)器的IT資源70%

3）、虛擬化的優(yōu)點

1、提高IT資源利用率

2、顯著減少了服務(wù)器的數(shù)量，企業(yè)不動資產(chǎn)和管理成本。

3、加速應(yīng)用部署

4、提高應(yīng)用兼容性

五、云計算服務(wù)三層架構(gòu)：根據(jù)提供服務(wù)的不同（會在下一篇詳細講解三種服務(wù)）

1、IaaS:infrastructure as a Service

定義：基礎(chǔ)服務(wù)層

功能：提供的服務(wù)是存儲、計算、網(wǎng)絡(luò)等硬件資源 OpenStack

特點：負責管理虛擬機的整個生命周期，虛擬機創(chuàng)建、修改、啟動停止、快照/備份、銷毀

舉例：阿里云、騰訊云、亞馬遜的AWS（Amazon webserice）

2、PaaS：platform as a service

定義：平臺服務(wù)層

功能：提供的服務(wù)是應(yīng)用程序的運行環(huán)境和一系列中間件服務(wù)

特點：負責保證服務(wù)的性能和可用性。

舉例：大數(shù)據(jù)和深度學習容器云平臺

3、SaaS：Software as a service

定義：軟件服務(wù)層

功能：提供的服務(wù)是軟件/應(yīng)用程序。

特點：用戶需要登錄并使用它，"拿來即用"

舉例：facebook、twitter、instagram、QQ、微信

網(wǎng)上還有人說Docker的CaaS（container as a service）容器服務(wù)層。

六、OpenStack是什么？

OpenStack is a cloud operating system that controls large pools of storage, compute,and networking resources throughout a datacenter,all managed through a dashboard that gives administrators control while empowering their users to provision resources through a web interface。

官方定義：OpenStack是一個（可以管理整個數(shù)據(jù)中心里存儲、計算及網(wǎng)絡(luò)資源的）云操作系統(tǒng)。

OpenStack 作為一個操作系統(tǒng)，管理資源是它的首要任務(wù)；

OpenStack 管理資源主要有三個方面：計算、存儲和網(wǎng)絡(luò)。

整個OpenStack是由控制節(jié)點，計算節(jié)點，網(wǎng)絡(luò)節(jié)點，存儲節(jié)點四大部分組成。這四個節(jié)點也可以安裝在一臺機器上，單機部署（All-in-one部署）

控制節(jié)點負責對其余節(jié)點的控制，包含虛擬機建立，遷移，網(wǎng)絡(luò)分配，存儲分配等等

計算節(jié)點負責虛擬機運行

網(wǎng)絡(luò)節(jié)點負責對外網(wǎng)絡(luò)與內(nèi)網(wǎng)絡(luò)之間的通信

存儲節(jié)點負責對虛擬機的額外存儲管理等等

下面我給出一張官方架構(gòu)圖（給出中文版方便理解）：

OpenStack的組件：

Nova：計算管理服務(wù)，提供了對計算節(jié)點的Nova的管理，使用Nova-API進行通信（核心服務(wù)）

Neutron：網(wǎng)絡(luò)管理服務(wù)，提供了對網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的網(wǎng)絡(luò)拓撲管理，同時提供Neutron在Horizon的管理面板（核心服務(wù)）