从零开始理解云计算 Vol.2:云计算的分类

导语

这个系列其实是写给自己的云计算知识学习笔记——作为一个没有专业背景的小白,从零开始理解云计算的过程。王良明的《云计算通俗讲义》是一本入门的好书,本文根据书中的内容进行了思考提炼,尝试从通俗易懂的角度理解云计算的分类。

上篇文章解释了什么是云计算,这一篇介绍云计算的分类。云计算可以按照层次分为四类:IaaS、PaaS、SaaS、DaaS;或者按照所有权分为三类:私有云、联合云和公共云。本文将着重解释前一种分类的由来。

一、IT环境组成

要理解什么是IaaS、PaaS、SaaS、DaaS,要先了解IT环境的组成。IT环境组成对技术小白来说听起来比较陌生,为了帮助理解,我们先从简单的如何组装个人计算机说起。组装一台个人计算机大致有下面几个步骤:

一台计算机系统包括 硬件软件数据资料。软件可分为 平台软件(如操作系统、数据库软件)和 应用软件(如聊天软件、办公软件、上网软件、音视频软件等)。计算机的层次结构如图所示:

类似的,企业也需要使用计算机来处理日常事务,随着企业的日益发展,企业中的计算机网络也会越来越复杂。为了了解企业中较为复杂的IT环境结构,不妨举个例子:当一家企业购买了一栋办公楼,需要计算机工程师把IT应用环境搭建起来,大致会有下面几个步骤:

根据上面的步骤,我们可以总结出如下图的企业IT应用环境的逻辑层次结构:

如图所示,一个典型的IT应用环境从逻辑上分为9层,施工时也是严格按照从第1层到第9层的顺序进行的。九层归并之后分成四层结构:基础设施层平台软件层应用软件层数据信息层。基础设施层、平台软件层和应用软件层可以进一步归并到T(Technology的首字母,表示技术),数据信息层就是I(Information的首字母,表示信息),这也就是IT的含义。

IT应用环境的四层结构是最为普遍并被广泛接受的划分方法,了解了这些,也就自然能够明白什么是IaaS、PaaS、SaaS和DaaS了。

二、IaaS、PaaS、SaaS 和 DaaS

2.1 IaaS

IaaS 是 Infrastructure as a Service 的缩写,意思是 基础设施即服务即把IT环境的基础设施层作为服务出租出去:由云端公司把IT环境的基础设施建设好,然后直接对外出租硬件服务器或虚拟机,云端公司负责管理机房基础设施、计算机网络、磁盘柜、硬件服务器和虚拟机,租户自己安装和管理操作系统、数据库、中间件、应用软件和数据信息。

那么,租户是如何使用这些租来的虚拟机和硬件服务器的呢?

这些设备位于计算机网络的另一端,出租之后并不是把这些设备从云端搬到租户的办公室来使用,而是通过网络使用。租户交了租金,会收到云端公司发送的账号和密码,用以登录云端自助网站,租户可在此管理自己的计算设备:启动和关闭机器、安装操作系统、安装和配置数据库、安装应用软件等。除了启动机器和安装操作系统必须在云端公司提供的自助网站上完成外,其他的操作都可以直接登录到已安装了操作系统并配置好了网卡的硬件服务器或虚拟机中完成。

IaaS型计算设备,对租户而言最大的优点是灵活性高,可以自主决定安装什么操作系统、需不需要数据库及安装什么数据库、安装哪些应用软件、要不要中间件等。

但相应的,IaaS型计算设备有着管理难度大、计算资源浪费严重的缺陷。因为操作系统、数据库和中间件本身要消耗大量的计算资源(CPU、内存和磁盘空间),比如可能出现这样的极端情况:用户租了一个CPU为1核,内存为1GB,硬盘空间是10GB的IaaS机器,然后他自己安装了Windows 7的操作系统、MySQL数据库,由于操作系统和数据库已经把CPU、内存和磁盘空间消耗殆尽,他还想安装运行一个绘图软件都做不到,需要升级机器的配置才行。

2.2 PaaS

PaaS 是 Platform as a Service 的缩写,意思是 平台即服务即把IT环境的平台软件层作为服务出租出去:云端公司要做的事情更多,他们需要准备机房、布好网络、购买设备、安装操作系统、数据库和中间件,把技术设施层和平台软件层都建好,然后在平台软件层上划分小块(又称为容器)对外出租。相反,租户要做的事情更少了,只需要安装、配置和使用应用软件就可以了。

比如,想要搭建一个个人博客网站,就可以租一个支持PHP语言和MySQL数据库的PaaS容器,然后采用WordPress开源建站工具,只需几步就能完成搭建。

我们知道,平台软件层包括操作系统、数据库、中间件和运行库四部分,但这并不意味着在搭建平台软件层时这四部分软件都要安装,需要哪部分以及安装什么种类的平台软件要根据应用软件来决定。根据平台软件层中安装的软件的种类多少,PaaS又分为以下两种类型:

半平台PaaS:平台软件层中只安装了操作系统,其他的留给用户自己解决

全平台PaaS:安装了应用软件依赖的全部平台软件

相对于IaaS,PaaS租户的灵活性降低了,他不能自己安装平台软件,只能在有限的范围内选择;而这样的优点在于,租户可以从高深繁琐的IT技术中解放出来,专注于应用和业务

2.3 SaaS

SaaS 是 Software as a Service 的缩写,意思是 软件即服务即把IT环境的应用软件层作为服务出租出去:云端公司需要搭建整个T层(基础设施层、平台软件层和应用软件层),对外直接出租应用软件,他们一般会选择使用面广且有利可图的应用软件,如ERP(企业资源计划)、CRM(客户关系管理)、BI(商业智能)等,并精心安装和运维,租户直接使用即可。

适合做SaaS的应用软件一般有如下特点:

2.4 DaaS

DaaS 是 Data as a Service 的缩写,意思是 数据即服务。此时,云端公司成了数据处理公司,他们搭建了全功能的IT应用环境,一方面收集有用的基础数据,另一方面对这些基础数据做分析,最后销售分析结果或算法的编程接口。DaaS云端公司需要从 数据积累数据分析数据交付 三个方面积累自身的核心竞争力。

SaaS租户需要自己输入日常数据,并做相应的处理,在规定的时间输出结果,需要掌握相应的软件操作技能。而DaaS用户在需要的时候只需要直接询问 “ 把资产负债表给我 ”、“ 告诉我现在的准确位置 ” 、“我今天吃什么最好” 等等,就能得到相应的结果反馈。

DaaS是大数据时代的特征,在因果关系、相关关系、预测、残缺信息补齐方面有广泛的用途。

三、私有云、联合云 和 公共云

前面按照云端架构的纵向划分,将云计算分为IaaS、PaaS、SaaS和DaaS四类,下面我们根据云端的所有权来分类,简单介绍什么是私有云、联合云和公共云。

3.1 私有云

终端用户自己出资建设云端,并拥有全部的所有权和使用权,即为私有云。云端的所在位置没有要求,可以在单位内部,也可以在别人的机房,比如将服务器托管在电信机房。云端的管理页没有严格限制,可以自己维护,也可以外包给他人维护。

私有云可分为 家庭私有云企事业单位私有云

家庭私有云可以说是最小的云端:用一台配置好些的计算机充当云端,客厅、书房、卧室等地方各放一些终端(如手机、平板电脑、电视等)。

企业私有云用终端替换办公电脑,程序和数据全部放在云端,并为每个员工创建一个登陆云端的账号,这样相比传统的计算机有如下好处:

3.2 联合云

几个单位联合出资共同建设云端,分享云端使用权,且满足各个单位的终端用户需要,即为联合云。具有业务相关性或隶属关系的单位组建联合云的可能性更大,因为一方面能够降低各自的费用,一方面还能共享信息。

比如,深圳地区的酒店联盟组建酒店联合云,以满足数字化客房建设和酒店结算的需要;再比如一家大型企业牵头,与他的供应商一起组建联合云。但如果由卫生部出资组建云端,然后要求各家医院接入,这样的云端就不是联合云,而是公共云。

3.3 公共云

终端用户只租用云端计算资源而对云端没有所有权,云端公司负责组建和管理云端并对外出租,那么这样的云端对于用户来说就是公共云(比如亚马逊的EC2、微软的Azure、腾讯云的CVM、深圳的超算中心等等)。公共云的管理比私有云复杂得多,还涉及到租户管理、结算管理、更高要求的安全管理等。

同一台终端可以同时接入多个云,也可以同时接入多个不同类型的云,比如同时接入私有PaaS云、公共SaaS云等。

这个系列的下一篇将进一步说明云计算相较传统计算的优势:)

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