導(dǎo)讀:對于云計算的闡述,我們將從云計算概念、原理、分類、特點(diǎn)和應(yīng)用這5個方面展開。
01 云計算概念
云計算是分布式計算技術(shù)的一種,它的原理是通過網(wǎng)絡(luò)“云”,將所運(yùn)行的巨大的數(shù)據(jù)計算處理程序分解成無數(shù)個小程序,再交由計算資源共享池進(jìn)行搜尋、計算及分析后,將處理結(jié)果回傳給用戶。
云連接著網(wǎng)絡(luò)的另一端,為用戶提供了可以按需獲取的彈性資源和架構(gòu)。用戶按需付費(fèi),從云上獲得需要的計算資源,包括存儲、數(shù)據(jù)庫、服務(wù)器、應(yīng)用軟件及網(wǎng)絡(luò)等,大大降低了使用成本。
云計算的本質(zhì)是從資源到架構(gòu)的全面彈性,這種具有創(chuàng)新性和靈活性的資源降低了運(yùn)營成本,更加契合變化的業(yè)務(wù)需求。
02 云計算原理
云計算就是把一個個服務(wù)器或者計算機(jī)連接起來構(gòu)成一個龐大的資源池,以獲得超級計算機(jī)的性能,同時又保證了較低的成本。云計算的出現(xiàn)使高性能并行計算走近普通用戶,讓計算資源像用水和用電一樣方便,從而大大提高了計算資源的利用率和用戶的工作效率。
云計算模式可以簡單理解為,不論是服務(wù)的類型,還是執(zhí)行服務(wù)的信息架構(gòu),依托互聯(lián)網(wǎng)向用戶提供應(yīng)用服務(wù),使其不需要了解服務(wù)器在哪里、內(nèi)部如何運(yùn)作,通過瀏覽器即可使用。
03 云計算的分類
并非所有云計算都是相同的,也并非一種云計算適合所有人。不同型號、類型和服務(wù)的云計算可以幫助提供滿足需求的解決方案。
從部署云計算方式的角度出發(fā),云計算可以分為3類。
公有云:公有云通常指第三方提供商提供給用戶進(jìn)行使用的云,公有云一般可通過互聯(lián)網(wǎng)使用。阿里云、騰訊云和百度云等是公有云的應(yīng)用示例,借助公有云,所有硬件、軟件及其他支持基礎(chǔ)架構(gòu)均由云提供商擁有和管理
私有云:私有云是為一個客戶單獨(dú)使用而構(gòu)建的云,因而提供對數(shù)據(jù)、安全性和服務(wù)質(zhì)量的最有效的控制。使用私有云的公司擁有基礎(chǔ)設(shè)施,并可以控制在此基礎(chǔ)設(shè)施上部署應(yīng)用程序的方式
混合云:混合云是公有云和私有云這兩種部署方式的結(jié)合。由于安全和控制原因,企業(yè)中并非所有的信息都能放置在公有云上。因此,大部分已經(jīng)應(yīng)用云計算的企業(yè)將會使用混合云模式
從所提供服務(wù)類型的角度出發(fā),云計算可分為3類。
基礎(chǔ)設(shè)施即服務(wù)(IaaS):為企業(yè)提供計算資源——包括服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)、存儲和數(shù)據(jù)中心空間優(yōu)點(diǎn):無須投資自己的硬件,對基礎(chǔ)架構(gòu)進(jìn)行按需擴(kuò)展以支持動態(tài)工作負(fù)載,可根據(jù)需要提供靈活、創(chuàng)新的服務(wù)
平臺即服務(wù)(PaaS):為基于云的環(huán)境提供了支持構(gòu)建和交付基于Web的(云)應(yīng)用程序的整個生命周期所需的一切優(yōu)點(diǎn):開發(fā)應(yīng)用程序使其更快地進(jìn)入市場,在幾分鐘內(nèi)將新Web應(yīng)用程序部署到云中,通過中間件即服務(wù)降低復(fù)雜性
軟件即服務(wù)(SaaS):在云端的遠(yuǎn)程計算機(jī)上運(yùn)行,這些計算機(jī)由其他人擁有和使用,并通過網(wǎng)絡(luò)和Web瀏覽器連接到用戶的計算機(jī)優(yōu)點(diǎn):可以方便快捷地使用創(chuàng)新的商業(yè)應(yīng)用程序,可從任何連接其中的計算機(jī)上訪問應(yīng)用程序和數(shù)據(jù),如果計算機(jī)損壞,數(shù)據(jù)也不會丟失,因?yàn)閿?shù)據(jù)儲存在云中
04 云計算特點(diǎn)
1. 可擴(kuò)展性
云計算中,物理或虛擬資源能夠快速地水平擴(kuò)展,具有強(qiáng)大的彈性,通過自動化供應(yīng),可以達(dá)到快速增減資源的目的。云服務(wù)客戶可以通過網(wǎng)絡(luò),隨時隨地獲得無限多的物理或虛擬資源。
使用云計算的客戶不用擔(dān)心資源量和容量規(guī)劃,如果需要,客戶可以方便快捷地獲取新的、服務(wù)協(xié)議范圍內(nèi)的無限資源。資源的劃分、供給僅受制于服務(wù)協(xié)議,不需要通過擴(kuò)大存儲量或者維持帶寬來維持。這樣就降低了獲取計算資源的成本。
2. 超大規(guī)模
云計算中心具有相當(dāng)?shù)囊?guī)模,很多提供云計算的公司的服務(wù)器數(shù)量達(dá)到了幾十萬、幾百萬的級別。而使用私有云的企業(yè)一般擁有成百上千臺服務(wù)器。云能整合這些數(shù)量龐大的計算機(jī)集群,為用戶提供前所未有的存儲能力和計算能力。
3. 虛擬化
當(dāng)用戶通過各種終端提出應(yīng)用服務(wù)的獲取請求時,該應(yīng)用服務(wù)在云的某處運(yùn)行,用戶不需要知道具體運(yùn)行的位置以及參與的服務(wù)器的數(shù)量,只需獲取需求的結(jié)果就可以了,這有效減少了云服務(wù)用戶和提供者之間的交互,簡化了應(yīng)用的使用過程,降低了用戶的時間成本和使用成本。
云計算通過抽象處理過程,對用戶屏蔽了處理復(fù)雜性。對用戶來說,他們僅知道服務(wù)在正常工作,并不知道資源是如何使用的。資源池化將維護(hù)等原本屬于用戶的工作,移交給了提供者。
4. 按需服務(wù)
無須額外的人工交互或者全硬件的投入,用戶就可以隨時隨地獲得需要的服務(wù)。用戶按需獲取服務(wù),并且僅為使用的服務(wù)付費(fèi)。
這種虛擬化軟件調(diào)度中心可以提高效率并避免浪費(fèi),類似人們在家里吃飯,想吃各式各樣的飯菜,就需要買各種餐具以及食材,這樣會造成餐具的空閑和飯菜的浪費(fèi),而云計算就像是吃自助餐,無須自己準(zhǔn)備食材和餐具,需要多少取多少,想吃什么取什么。按需服務(wù),按需收費(fèi)。
云計算服務(wù)通過可計量的服務(wù)交付來監(jiān)控用戶服務(wù)使用情況并計費(fèi),云計算為用戶帶來的主要價值是將用戶從低效率和低資產(chǎn)利用率的業(yè)務(wù)模式中帶離出來,進(jìn)入高效模式。
5. 高可靠性
首先,云計算的海量資源可以便捷地提供冗余;其次,構(gòu)建云計算的基本技術(shù)之一——虛擬化,可以將資源和硬件分離,當(dāng)硬件發(fā)生故障時,可以輕易地將資源遷移、恢復(fù)。
而在軟硬件層面,采用數(shù)據(jù)多副本容錯、計算機(jī)節(jié)點(diǎn)同構(gòu)等方式,在設(shè)施、能源制冷和網(wǎng)絡(luò)連接等方面采用冗余設(shè)計。同時,為了消除各種突發(fā)情況,諸如電力故障、自然災(zāi)害等對計算機(jī)系統(tǒng)的損害,需在不同地理位置建設(shè)公有云數(shù)據(jù)中心,從而消除一些可能的單點(diǎn)故障。
云計算系統(tǒng)所使用的成熟的部署、監(jiān)控和安全等技術(shù),進(jìn)一步確保了服務(wù)可靠性。
6. 網(wǎng)絡(luò)接入廣泛
云計算使用者可以通過各種客戶端設(shè)備,如手機(jī)、平板電腦、筆記本電腦等,在任何網(wǎng)絡(luò)覆蓋的地方,方便地訪問云計算服務(wù)方提供的物理資源以及虛擬資源。
05 云計算應(yīng)用
云計算是當(dāng)前最火爆的三大技術(shù)領(lǐng)域之一,其產(chǎn)業(yè)規(guī)模增長迅速,應(yīng)用領(lǐng)域也在不斷擴(kuò)展,從政府應(yīng)用到民生應(yīng)用,從金融、交通、醫(yī)療、教育領(lǐng)域到創(chuàng)新制造等,全行業(yè)延伸拓展。以下是云計算的4個比較典型的應(yīng)用場景。
1. 云存儲技術(shù)
云存儲是云計算技術(shù)的一個延伸和應(yīng)用,它是一個遠(yuǎn)程平臺,通過存儲虛擬化、分布式文件系統(tǒng)、底層對象化等技術(shù),利用應(yīng)用軟件將網(wǎng)絡(luò)中的海量存儲設(shè)備集合起來,協(xié)同工作,共同構(gòu)成一個向外提供可擴(kuò)展存儲資源的系統(tǒng)。對于用戶來說,云存儲并不是一種設(shè)備,而是一種由海量服務(wù)器和存儲設(shè)備提供的數(shù)據(jù)服務(wù)。
通過各種網(wǎng)絡(luò)接口,用戶可以訪問云存儲服務(wù)并使用其中的存儲、備份、訪問、歸檔、檢索等功能,大大方便了用戶對數(shù)據(jù)資源進(jìn)行管理。同時,用戶僅需按其使用的存儲量付費(fèi),無須進(jìn)行存儲設(shè)備的檢測和維護(hù)。
云存儲環(huán)境的可用性強(qiáng)、速度快、可擴(kuò)展性強(qiáng)。云存儲可以解決本地存儲管理缺失問題,降低數(shù)據(jù)丟失率,提供高效便捷的數(shù)據(jù)存儲和管理服務(wù)。
2. 開發(fā)測試云
開發(fā)測試云可以解決開發(fā)中的一些問題,通過構(gòu)建一個個異構(gòu)的開發(fā)測試環(huán)境,利用云計算的強(qiáng)大算力進(jìn)行應(yīng)用的壓力測試,適合于對開發(fā)和測試需求多的企業(yè)和機(jī)構(gòu)。通過友好的網(wǎng)頁界面,開發(fā)測試云可以解決開發(fā)測試過程中的各種難題。
3. 大規(guī)模數(shù)據(jù)處理云
大規(guī)模數(shù)據(jù)處理云通過在云計算平臺上運(yùn)行數(shù)據(jù)處理軟件和服務(wù),充分利用云計算的數(shù)據(jù)存儲能力和處理能力,處理海量數(shù)據(jù)。它可以幫助企業(yè)通過數(shù)據(jù)分析迅速發(fā)現(xiàn)商機(jī),從而針對市場做出迅捷、準(zhǔn)確的決策。
4. 殺毒云
殺毒云是安置了強(qiáng)大的殺毒軟件的云,通過云中存儲的龐大病毒特征庫并利用云強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理能力,分析一個數(shù)據(jù)是否含有病毒。如果在數(shù)據(jù)中發(fā)現(xiàn)疑似病毒,就將有嫌疑的數(shù)據(jù)上傳至云進(jìn)行檢測并處理。殺毒云可以準(zhǔn)確、迅速地發(fā)現(xiàn)病毒,捍衛(wèi)用戶計算機(jī)的安全。
關(guān)于作者:王健宗,博士,某大型金融集團(tuán)科技公司資深人工智能總監(jiān)、高級工程師,中國計算機(jī)學(xué)會大數(shù)據(jù)專家委員會委員、高級會員,美國佛羅里達(dá)大學(xué)人工智能博士后,曾任美國萊斯大學(xué)電子與計算機(jī)工程系研究員、美國惠普公司高級云計算解決方案專家。何安珣,某大型金融集團(tuán)科技公司高級算法工程師,中國計算機(jī)學(xué)會會員,中國計算機(jī)學(xué)會青年計算機(jī)科技論壇(YOCSEF深圳)委員。擁有豐富的金融智能從業(yè)經(jīng)驗(yàn),主要研究金融智能系統(tǒng)框架搭建、算法研究和模型融合技術(shù)等,致力于推動金融智能的落地應(yīng)用與價值創(chuàng)造。李澤遠(yuǎn),某大型金融集團(tuán)科技公司高級人工智能產(chǎn)品經(jīng)理,中國計算機(jī)學(xué)會會員,長期致力于金融智能的產(chǎn)品化工作,負(fù)責(zé)技術(shù)服務(wù)類的產(chǎn)品生態(tài)搭建與實(shí)施推進(jìn)。