走进云计算

云计算：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。

1.1 云计算的特点和优势

1）云计算是一种使用模式

2）云计算必须通过网络访问

3）弹性计算，按需付费

1.2 在云计算之前的模式或技术

1）IDC托管

2）IDC租用

3）虚拟主机（卖空间的）

4）vps：虚拟专有主机，openvz超卖很坑人的，xen不支持超卖

1.3 相对于云计算，传统数据中心面临的问题

1）资源利用率低（大部分机器cpu所占比率低于15%）

2）资源分配不合理

举例：由于某个活动，上线各种服务器，但是并未达到实际效果，导致服务器资源浪费

3）很难实现真正的运维自动化

1.4图解云计算的三层服务

基础设施：计算，存储，网络服务 

平台服务：对象存储，身份认证，运行环境，消息队列，数据库服务 

应用平台：监控，内容，合作，通信，财务 

云计算与虚拟化

2.1 公有云、私有云和混合云

公有云（Public Cloud） 

通常指第三方提供商为用户提供的能够使用的云，公有云一般可通过 Internet 使用，可能是免费或成本低廉的，公有云的核心属性是共享资源服务。这种云有许多实例，可在当今整个开放的公有网络中提供服务。例如：aws，阿里云，青云，百度云，腾讯云。 

优点：价格低廉，使用方便

私有云(Private Clouds) 

是为一个客户单独使用而构建的，因而提供对数据、安全性和服务质量的最有效控制。该公司拥有基础设施，并可以控制在此基础设施上部署应用程序的方式。私有云可部署在企业数据中心的防火墙内，也可以将它们部署在一个安全的主机托管场所，私有云的核心属性是专有资源。 

优点：可控，数据安全（银行必然使用私有云

混合云（Hybrid Cloud） 

混合云融合了公有云和私有云，是近年来云计算的主要模式和发展方向。我们已经知道私企业主要是面向企业用户，出于安全考虑，企业更愿意将数据存放在私有云中，但是同时又希望可以获得公有云的计算资源，在这种情况下混合云被越来越多的采用，它将公有云和私有云进行混合和匹配，以获得最佳的效果，这种个性化的解决方案，达到了既省钱又安全的目的，例如在一次活动中，只需要暂时几台机器，在私有云存在的情况，考虑混合云的使用，是最合理化的。 

优点：集合的使用方式更完美，可扩展，更节省

2.2云计算的层次

SaaS 

提供给客户的服务是运营商运行在云计算基础设施上的应用程序，用户可以在各种设备上通过客户端界面访问，如浏览器。消费者不需要管理或控制任何云计算基础设施，包括网络、服务器、操作系统、存储等等；平时使用的邮件服务器，即属于SaaS服务。

PaaS 

提供给消费者的服务是把客户采用提供的开发语言和工具（例如Java，python, .Net等）开发的或收购的应用程序部署到供应商的云计算基础设施上去。客户不需要管理或控制底层的云基础设施，包括网络、服务器、操作系统、存储等，但客户能控制部署的应用程序，也可能控制运行应用程序的托管环境配置；更适合提供给开发人员使用，在这里也可以使用docker容器技术实现

IaaS 

提供给消费者的服务是对所有计算基础设施的利用，包括处理CPU、内存、存储、网络和其它基本的计算资源，用户能够部署和运行任意软件，包括操作系统和应用程序。消费者不管理或控制任何云计算基础设施，但能控制操作系统的选择、存储空间、部署的应用，也有可能获得有限制的网络组件（例如路由器，防火墙、负载均衡器等）的控制。更适合提供给运维人员使用

2.3 虚拟化的优势

虚拟化可以虚拟出来多个操作系统：每个操作系统之间是相互独立的，所以每个操作系统上所跑的应用自然是相互不影响的。在这里用一个经典的例子说明，一台物理机跑8个tomcat和8个虚拟机上各跑一个tomcat，跑8个tomcat的物理机，如果其中一个tomcat出问题（内存有问题，jvm有问题等），势必会影响到其他7个tomcat，但是在8个虚拟机上跑分别各跑一个tomcat，他们之间是互不影响的，由于虚拟化一层原因占用了一些资源，效果并没有直接一台物理机跑8个tomcat效果好，但是虚拟机的互相独立互不影响是更重要的，而且便于管理，每个tomcat实例都会起3个端口（8080:对外服务端口，8009:AJP端口，8005:关闭端口），使用虚拟机之后，就不会担心多个tomcat端口冲突的情况。 

支持异构 ：linux系统可以虚拟化windows系统，方便不同场景系统的使用 

支持快照功能和克隆等功能：快照功能在某个物理机不知运行什么，是否正在运行的情况下，如果是一台虚拟机就好办了，直接停了该虚拟机，只不过是占了一些磁盘空间而已。

2.4 虚拟化和云计算的简单总结

虚拟化是一种技术，云计算是通过虚拟化技术实现的一种通过网络访问获取资源，流量，交付的使用模式，两者并不能相互比较，虚拟化相当于实干家，而云计算是思想家。

虚拟化的分类

3.1 全虚拟化与半虚拟化

全虚拟化 

又叫硬件辅助虚拟化技术，最初所使用的虚拟化技术就是全虚拟化（Full Virtualization)技术，它在虚拟机（VM）和硬件之间加了一个软件层–Hypervisor，或者叫做虚拟机管理程序（VMM）。hypervisor 可以划分为两大类。首先是类型 1，这种 hypervisor 是直接运行在物理硬件之上的。其次是类型 2，这种 hypervisor 运行在另一个操作系统（运行在物理硬件之上）中。类型 1 hypervisor 的一个例子是基于内核的虚拟机（KVM —— 它本身是一个基于操作系统的 hypervisor）。类型 2 hypervisor 包括 QEMU 和 WINE。因为运行在虚拟机上的操作系统通过Hypervisor来最终分享硬件，所以虚拟机发出的指令需经过Hypervisor捕获并处理。为此每个客户操作系统（Guest OS）所发出的指令都要被翻译成CPU能识别的指令格式，这里的客户操作系统即是运行的虚拟机，所以Hypervisor的工作负荷会很大，因此会占用一定的资源，所以在性能方面不如裸机。但是运行速度要快于硬件模拟。全虚拟化最大的优点就是运行在虚拟机上的操作系统没有经过任何修改，唯一的限制就是操作系统必须能够支持底层的硬件，不过目前的操作系统一般都能支持底层硬件，所以这个限制就变得微不足道了。 

半虚拟化 

半虚拟化技术是后来才出现的技术，半虚拟化技术英文是paravirtualization，也叫做准虚拟化技术，现在比较热门，它就是在全虚拟化的基础上，把客户操作系统进行了修改，增加了一个专门的API，这个API可以将客户操作系统发出的指令进行最优化，即不需要Hypervisor耗费一定的资源进行翻译操作，因此Hypervisor的工作负担变得非常的小，因此整体的性能也有很大的提高。不过缺点就是，要修改包含该API的操作系统，但是对于某些不含该API的操作系统（主要是windows）来说，就不行能用这种方法，Xen就是一个典型的半虚拟化的技术。 

3.2服务器虚拟化，桌面虚拟化，应用虚拟化

服务器虚拟化 

数量少的情况推荐使用ESXI，XenServer 

数量大的情况推荐使用KVM，RHEV（并不开源），oVirt，Openstack，Vmvare vshpere

桌面虚拟化 

桌面虚拟化依赖于服务器虚拟化，在数据中心的服务器上进行服务器虚拟化，生成大量的独立的桌面操作系统（虚拟机或者虚拟桌面），同时根据专有的虚拟桌面协议发送给终端设备。用户终端通过以太网登陆到虚拟主机上，只需要记住用户名和密码及网关信息，即可随时随地的通过网络访问自己的桌面系统，从而实现单机多用户。多用于IP外包，呼叫中心，银行办公、移动桌面。

应用虚拟化 

技术原理是基于应用/服务器计算A/S架构，采用类似虚拟终端的技术，把应用程序的人机交互逻辑（应用程序界面、键盘及鼠标的操作、音频输入输出、读卡器、打印输出等）与计算逻辑隔离开来。在用户访问一个服务器虚拟化后的应用时，用户计算机只需要把人机交互逻辑传送到服务器端，服务器端为用户开设独立的会话空间，应用程序的计算逻辑在这个会话空间中运行，把变化后的人机交互逻辑传送给客户端，并且在客户端相应设备展示出来，从而使用户获得如同运行本地应用程序一样的访问感受。