在当今的讯息万变高速发展的社会，【云计算】已经不是一个陌生的词语，云计算是一种新型的计算模式，其主要特点是在互联网存在的基础上通过动态可伸缩的虚拟化资源来进行计算，随着各大专家对云计算技术更加深入的研究，将这个技术运用在企业的发展战略中，已经成为一种趋势。

相信很多朋友现在都想往云计算/大数据方向发展，但是在国内对于【云计算】、【大数据】的学习讨论还是非常少，学习资源也非常稀缺，今天由云网金服带着大家一起来深度的学习一下云计算到底是什么吧。

本期【云计算】干货知识学习由于信息量极大，因此分为上下两部分，本期为上半部分，主要内容为：

第一节

云计算的背景

云计算的定义

云计算的基本特点

第二节

云技术发展的第一步，资源虚拟化技术

第三节

云技术发展的第二步，计算、存储、网络、安全资源的逻辑化

第四节

IT服务化的趋势及公有云服务产品的三层分类

一

云计算的背景、定义和特点

进入21世纪以来，世界风云变幻，科技发展日新月异，令人目不暇接，这其中尤以ICT技术的发展革新为甚，仿佛昨天，我们还在PC时代，今天就来到了一个移动互联时代，更是一个云计算、云服务的时代，最近几年来，云计算在全世界，已由星星之火渐渐成为燎原之势，它给我们的IT环境带来可谓是颠覆性的变革，直接改变了企业的IT架构，改变了企业的IT模式，那到底什么是云计算呢？什么是云服务呢？他们有什么特点呢？为什么说它给IT世界到来了一个可以说是颠覆性的变革呢？如果我们想了解云服务，研究云服务，应该如何入手呢？且听云网金服为大家一一道来。

PC时代 —— 移动互联时代 & 云时代

要回答什么是云服务，我们首先看一下，什么是云计算，它是如何出现的，为什么能够流行起来呢，它解决了企业IT环境中哪些比较突出的问题，所以接下来我们分三个部分给大家展开一下。

首先，说一下云计算的来龙去脉，然后介绍一下云计算的定义，以及云计算的一些特质，很多朋友，尤其是80后的朋友，上班也得有十几年了，对IT这些年得变化，应该深有体会，最近10年来，企业得IT设施，已经变得非常复杂，存在很多问题，这个是可以理解的，因为环境越复杂，问题越多，我们做IT架构和管理的朋友体会最深刻，我们说几个比较典型的问题，业务上线速度，TCO成本以及IO瓶颈，业务的上线，环节比较多。

按照传统的方式上线：一般要经历购买硬件、安装部署软件，业务调试等阶段，消耗时间一般从数周到数月不等。

这个时间是比较长的，业务系统一般还需要进行维护，因为服务器众多，所以基本上是各自负责一部分设备，分散性维护，如果遇到硬件或者软件的故障，往往导致业务的中断，业务恢复的时间根据故障大小，可能需要数小时甚至是数天的时间，这个损失是非常巨大的。

而且，传统的IT架构中，硬件服务器一般都会被设计成为单一固定的角色，比如SAP服务器、Oracle数据库服务器，Web服务器等等。

被设计成为单一固定角色的硬件服务器

这就导致硬件资源智能被特定的软件业务所使用，如果使用率高也就罢了，但往往有许多业务，并不繁忙，所以对硬件资源的利用率并不高，剩余的资源又不能单独拿出来去做其他业务，造成了资源的巨大浪费，太可惜。

很多业务并不繁忙，对硬件资源利用率很低，造成资源巨大浪费

除了单一硬件服务器资源的浪费外，在IT架构的设计中，更难把握的就是总体资源的容量需求评估，当前企业的业务需求的容量，很难评估得恰到好处，实际往往是，要么多了，要么少了，如果硬件资源不足还好说一些，再追加就是了，但如果多了呢？难道我去退货不成？有这好事儿吗？

而且刚才说追加得情况，实际也不容乐观，很多企业得IT投入都是有预算的，你今年根据评估，就申请了这些预算，不追加？对不起，等明年吧。

这就是传统的模式，扩容难，缺乏弹性，众所周知，再传统的计算机体系结构中，CPU的速度远快于内存，而内存的速度又远快于硬盘，所以当数据再CPU和内存之间，以及内存和硬盘之间流动的时候，存在IO的性能瓶颈，这种体系内组件处理能力的不对称性，制约了应用的性能提升，由于硬件瓶颈和短板的存在，造成我们IT上的投资再用户体验上，没有收到应有的回报，

磁盘性能（IO）瓶颈

读/写IO，最为常见说法，读IO，就是发指令，从磁盘读取某段扇区的内容。

总结一下，我们刚刚说过的传统IT架构所存在的三大痛点：

1.企业业务上线慢，生命周期漫长而复杂

2.TCO成本居高不下（TCO （Total Cost of Ownership ），即总拥有成本，包括产品采购到后期使用、维护的成本）

3.关键应用性能受制于IO瓶颈

可见，传统的IT基础设施架构，再支撑企业高效运作方面，已经显得力不从心，迫切需要新的架构的变革出现，这个新的架构，新的变革是什么呢，别着急，这就来了。

IT的发展

IT的发展，从上个世纪50年代到今天，已经过去60多年了，一开始所有的业务都跑在大型机、小型机上，用户使用终端连接过去，调用大型机小型机的资源完成计算任务，后来，伴随着PC技术以及X86服务器的进步，计算能力的飞跃提升，人们开始再各自的设备上，来完成计算机任务，但随着业务的复杂度提升，以及规模的提升，我们发现传统的单个的PC与服务器的性能，越来越难以满足计算能力的需求，所以，我们将服务器聚集到了云端，对资源进行了整合，依靠无限的云端硬件资源，来支撑业务运行，这就是云计算，这正合了一句话，天下大势，合久必分，分久必合，这也许是轮回的宿命。

那么什么是云计算呢？美国商务部旗下的标准技术研究所提了一个定义：

云计算的定义 - NIST

云计算是一种模型，它可以实现随时随地、便捷地，随需应变地从可配置计算资源共享池中获取所需的资源，比如说：网络、服务器、存储、应用、以及服务等等，资源能够快速供应并释放，使管理资源的工作量和与服务提供商的交互降低到最低限度。

云服务的定义：

通过互联网得到云计算资源的一系列服务。

云计算的特点：

1.按需求自助的服务

2.兼容各种网络接入

3.各类资源如计算、存储以及网络等资源的池化

4.能够根据需求和规模进行弹性的伸缩

5.可以按自己想要的方式进行付费，比如说按时间、按流量、按性能等等

所谓的按需自助，就是您自己在页面上，根据资深资源的需求申请各类云服务，比如云主机服务，就是在线申请一个虚拟机，您可以指定好CPU数量、内存大小，存储容量以及IO性能等各项参数，点击提交就可以了，公有云的后台会自助帮您创建此台云主机，供您使用，真个过程非常便捷。

在页面上按实际需求申请各类云服务，云主机支持各种网络

您的云主机可以在家里经由互联网，或者在公司内部经由公司的VPN访问，各种网络都支持。

云主机所使用的资源都是逻辑资源，一颗随时添加或者减少，这都是根据您的需求而来的，比如公司业务刚刚起步，完全可以购买比较少的云主机资源，随着业务的增长，可通过弹性伸缩服务添加云主机资源，而且，在夜间这样的业务访问低谷，您还可以削减运行的云主机资源，只为运行的资源付费，这是真正的随需而定的资源购置模型，没有丝毫的浪费。

按实际业务增长或访问低谷，弹性伸缩服务增减资源，丝毫没有浪费

二

云技术发展的第一步，资源虚拟化技术

说完公有云的基础内容，我们给大家介绍一下公有云的发展背景和怎么去实现。

云计算可不是一下子就出来的，它的发展大致经历了四个阶段，虚拟化、私有云、多数据中心整合以及混合云，其实总体而言就是从虚拟化到云计算的一个演化。

所谓的虚拟化，就是把计算、存储和网络资源虚拟化，池化、逻辑化，分给我们的虚拟机来使用，不再直接使用物理资源，这样做的好处，就是把系统以及其上层的软件与底层硬件解耦（解耦就是用数学方法将两种运动分离开来处理问题），使得系统不再直接运行在底层真正的硬件上，底层的硬件交由Hypervisor层的软件来管理，只要Hypervisor层的软件能够识别并管理底层硬件即可。虚拟机使用的是Hypervisor提供的“永远兼容”的虚拟硬件，系统的迁移、升级等维护任务变得非常之便捷。

举一个具体的例子，加入一个虚拟机在某台主机上运行时，该主机的物理CPU和内存资源不能满足我们虚拟机所需要的数量，那么我们可以找一台有充足CPU和内存资源的主机，将此虚拟机迁移过去，真个过程中，虚拟机和物理主机均不用关机，运行时操作即可，而虚拟机的网络和存储资源都是逻辑的，所以，当虚拟机从一台主机迁移到另一台主机时，只要目标主机任然能够访问，我们的虚拟机所使用的存储以及网络即可，无需重新调整。

当虚拟化达到一定规模之后，人工管理的开销就太高了，比如当我们有数百台主机，数以千计的虚拟机的时候，管理的复杂度会直线上升，这个时候自动化、流程化、服务化的云服务就出现了。

举个云主机服务的具体例子，用户在一个Web Portal上，自助申请一台云主机，填好CPU、内存、网络等相关需求信息，经过审批之后，由后台自动装配完成，然后分配给我们的用户使用，当不再使用之后，可自动删除它，这既体现了自助、同时也体现了业务流程，比如申请，审批以及回收等环节，这是一个虚拟机的生命周期，这就是我们所说的自动化管理，此外，对于虚拟机所使用的资源还可以进行弹性调度。

举个例子，假如当前业务需要10台虚拟机，就装配10台之后如果资源不够用了，再根据需求扩展为20台，甚至更多，如果当前业务不再需要10台虚拟机，我们就将规模缩小，比如减少到5台，此类特性，我们称之为弹性调度。

除了弹性调度之外，我们还支持HA以及DRS等特性，稍后我们会有详细的介绍，企业使用自有资源创建的云，我们一般称之为私有云，如果企业拥有多个数据中心，可以通过SDN等功能从网络上，将其进行整合，形成具有容灾备份功能的统一的云数据中心。

不仅如此，企业还可以将自己的私有云数据中心与公有云服务进行整合，形成更加完备的，双引擎的软件定义的数据中心，业务可实现公有云，私有云的无缝切换，以及更弹性的容斋备份，我们将此场景称为混合云技术，我们前面提到了，虚拟化是将物理资源逻辑化后分给系统使用，接下来，我们会先具体聊聊这些逻辑化的资源。

三

云技术发展的第二步，计算、存储、网络、安全资源的逻辑化

先看计算机的资源逻辑化，它指的是：

将物理CPU虚拟化后分给虚拟机使用。

比如说由一台物理服务器，配有2路CPU，每路CPU 20个core，那么总共由40个core，如果没有虚拟化，这40个core都是给一个系统使用的，它可能根本用不完，大量资源闲置浪费掉了，现在好了，由哦了虚拟化，我们可以更精细地分配资源，提高资源利用率，比如说，我们可以把这个40个core，根据不同业务的需求分配给不同的VM。

另外，这里面有个评估标准叫做SPECvirt，讲的是单位CPU的虚拟化能力，大家可以查查世界排名，会有惊喜发现。

再来看看存储，传统的IT架构中的存储使用的方式，就是服务器远程连接共享存储，这往往会产生很多问题，比如单一IO瓶颈点，比如网络的延时等等，云环境中仍可以使用这种传统的存储架构。

但我们有了新的选择，我们称之为软件定义的存储，我们将计算节点的本地存储进行整合，通过网络进行互联，形成计算、存储合二为一的超融合架构，消除了单一的访问点和瓶颈点，IO有网络，有本地，可通过算法进行优化，减少网络的访问需求、降低时延，在存储和访问方式上也进行了变革。

除传统方式外，引入了对象存储，以适应云时代海量数据的存取需求，网络上的虚拟化，采用了一系列先进的技术，如VMDQ以及SR-IOV等，以提升IO能力，降低CPU开销，此外，在安全性上，可以将安全配置到每VM级别，实现了不亚于物理设备的安全防护功能，甚至在颗粒度上更胜一筹。

虚拟化的功能除了这些以外，在资源的管理调度上别具特色，让我们具体看看，我们在资源调度上，谈四点，范围覆盖从最底层的虚拟机一直到最上层的应用级别，可实现资源复用，CPM以及DRS等功能，虚拟机的资源其实跟物理机一样，主要包括CPU、内存、硬盘以及网卡等等，区别就在于，VM的资源是逻辑资源，所以前面一般需要加上“虚拟”二字或者“Virtual”。

也就是说，虚拟内核、虚拟硬盘，虚拟网卡，以及内存等等，内存在这，有点特殊，它主要是层层分配映射的关系，既然是逻辑资源，它就像孙悟空的金箍棒一样，可以大大大、笑笑笑，随您的心意而变，具体来说，vCPU数量不够了，加，内存不够了，加，磁盘空间不够了，加，网卡不够了，再加！而且这个加是可以实时的，就是在虚拟机运行时添加，我们一般称之为“热添加”。

现阶段，虚拟机的逻辑资源均来自某一个主机，如果这台主机承载了多台VM，它的资源有一天不够了，加无可加，怎么办？让我们把目光放到更大的层面上，一般情况下，生产中，为了保证虚拟机的可用性和性能，我们往往部署多台主机，将它们加入到一个集群中，在整个的集群级别上，将多台主机的资源进行了整合，从一个更大的层级进行资源的统一调度，可以根据各主机的资源使用状态，将VM在主机之间进行迁移，使得关键业务的VM可以获得最佳的性能。

DRS:自动迁移虚拟机的运作模式

这个迁移可以人工去做，也可以自动化完成，如果是自动完成，我们称之为DRS。

还有一个存储的DRS，顾名思义，可根据存储的IOPS或者容量的变化，将VM的存储进行迁移，在集群中，除了资源调度，还有可用性的保护，当一台主机宕机之后，上面的说所有的VM都会随其而去，都宕了，怎么办？江湖救急，这就是HA的功能，它可以监视受保护的VM状态，当主机宕机之后，将受保护的虚拟机在其他正常的主机上重新启动起来，我们可以设置重启优先级，将VIP业务优先启动起来。

所谓DPM，就是分布式的电源管理，在业务低谷时，比如夜间，可以将多余的物理服务器关闭，将VM迁移到集中的几台物理机上，提升能源使用的效率。

以上就是我们介绍的关于虚拟化的一些典型功能，我们前面也提到过，当虚拟化的规模越来越大，人工管理的开销也会越来越大，为降低人工管理开销，将逻辑资源的管理流程化、自动化，加入审批以及回收环节，建立了一个完善的生命周期管理机制，这就是云的机制，于企业内部，就叫做私有云，那么公有云呢？与私有云又有什么区别呢？

我们来总结一下，虚拟化是将传统IT资源逻辑化，也就是不再直接使用，而是通过Hypervisor层，以虚拟机的形式，将计算、存储以及网络等资源重新组织，分给OS及上层的业务使用，而云服务则是将这些资源的使用流程化、自动化、服务化以降低管理开销，以尽可能小的开销实现更加高效的管理，用户接触到的不再是具体的VM，而是服务，以服务的形式将资源交付给用户，比如计算服务，存储服务，网络服务等等，如果用户使用自有资源组建云，以服务的形式交付资源，并且这些服务仅提供给企业内部用户使用，即为私有云。

如果企业将服务提供给外部的用户，用户可以通过互联网远程访问获取，像水电一样按需收费，企业这样做就相当于自己变成了一个服务提供商，这就是所谓的公有云了。

四

IT服务化的趋势及公有云服务产品的三层分类

IT环境在云计算出现之前就已经发展的非常复杂，一个企业的IT环境，在架构上是非常复杂的，各种OS、各类业务应用，各种数据库等等，这就带来业务的升级与调整的困难，企业迫切需要一种新型的解决方案，以解决这些问题，那么，云计算带来的解决方案，其核心思想就是，IT要走向简单化、平台化和服务化。

简单化，指的是：

降低运维开销，实现IT的敏捷交付，实现企业业务的自动化交付，使得IT可以更加关注业务本身。

平台化，指的是：

将物理资源逻辑化，加入资源池，以进行弹性的自动化的管理，提高了效率，还可以i根据业务的目标和规模，实现快速有效的调整，缩短了业务调整的生命周期和流程，所有的设备都是基于开放标准，可实现全面兼容的协作，

服务化，指的是：

改变了我们使用IT资源的方式，将资源打包成各类量化的服务，使得资源的使用更加精细，IT的运营也变得更加的直观，IT部门也完成了由成本中心向利润中心的转变。

这便是【云服务的由来】

上面这些就是云计算与云服务给我们带来的深刻变革，简单化、平台化、服务化，这是IT传统环境复杂到极点之后，所酝酿而出的一种必然的结果，正所谓物极必反，大道至简。

下面我们将就云服务进行更一步的介绍，云服务大体可分为三大层级，IaaS，PaaS以及SaaS。

IaaS指的是

将架构作为服务来交付，比如计算、存储、网络以及DNS等基本的IT服务，最典型的这类服务就是Web主机交付，IaaS位于三大层级的最底层。

PaaS指的是

平台服务交付，它提供了应用或者开发的运行环境，提供了各类应用开发组件，如邮件、消息、计费以及支付等等，它位于IaaS之上，SaaS之下。

SaaS指的是

企业应用，如ERP与CRM等，以及Web2.0应用的服务化交付，类似于应用软件的“沃尔玛超市”，属于最上层的服务，以上，就是我们所说的云服务的三大层级。

华为公司在云计算领域经过多年的酝酿于潜心发展，终于在2015年隆重推出了公有云云服务，正式对外提供公有云服务，华为公司，将公有云战略列为2017年重点推进的核心业务，成立了专门负责公有云业务的Cloud BU部门，并且增加了2000多人的人力资源投入，华为公司，将以华为云为平台，聚焦重点行业，携手合作伙伴，共同构建世界一流的公有云生态圈，下一期我们会打开这张蓝图，仔细地看一看云的典型产品有哪些。

我们来回顾一下这部分的内容：

我们首先从技术角度解读了云计算的发展过程，分析了从虚拟化到私有云的发展过程，介绍了一些虚拟化的独特功能，最后说了说云服务的分层以及华为公有云的大蓝图。

下一期【云计算（下）】我们会继续深入探讨云计算的服务架构和典型产品有哪些，欢迎大家继续关注阅读~谢谢。

云计算学习完整视频（第一节）

云计算学习完整视频（第二节）

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