云計算中常用基礎知識簡介

眾所周知，云計算的服務模式可以認為包括以下幾個層次：基礎設施即服務（IaaS），平臺即服務（PaaS）和軟件即服務（saas）。在這三層服務模式中，使用到了云計算的絕大部分核心技術。下面，我們就從各層服務模式入手，簡要介紹一下在云計算中所應用到的各項關鍵技術知識，以便讀者根據各自需要，有目的地去學習，以更好掌握云計算這一新興的前沿專業。

一、IaaS

這一層服務由于是云計算的最底層，所以包含了比較多的內容，例如物理層面的機架、硬件服務器及其操作系統和軟件等，這方面不做贅述。與傳統不同的主要有如下幾點：

1、虛擬化技術

這是一種計算機資源管理技術，是將計算機的各種實體資源，如服務器、網絡、內存及存儲等，予以抽象、轉換后呈現出來，打破實體結構間的不可切割的障礙，使用戶可以比原本的組態更好的方式來應用這些資源。這些資源的新虛擬部份是不受現有資源的架設方式，地域或物理組態所限制。一般所指的虛擬化資源包括計算能力和資料存儲。

主要的虛擬化技術有硬件輔助虛擬化，即利用硬件（主要是CPU）輔助處理敏感指令以實現完全虛擬化的功能，客戶操作系統無需修改，以及使用名為hypervisor的一種軟件，在虛擬服務器和底層硬件之間建立一個抽象層。例如VMware Workstation、Xen、KVM等，

2、云操作系統（云計算管理平臺）

云操作系統是用開源軟件編寫的具有高可用性及擴展性的云計算管理平臺項目，同時是一個開源云計算解決方案。可以加速高伸縮性的公共和私有云（IaaS）的部署、管理、配置。當前主流的系統有Openstack和Cloudstack等。

3、云存儲

云存儲是是一種新興的網絡存儲技術，是指通過集群應用、網絡技術或分布式文件系統等功能，將網絡中大量各種不同類型的存儲設備通過應用軟件集合起來協同工作，共同對外提供數據存儲和業務訪問功能的系統。主要包括對象存儲和塊存儲等方式。

4、云網絡

NFV（Network Function Virtualization），即網絡功能虛擬化，通過使用x86等通用性硬件以及虛擬化技術，來承載很多功能的軟件處理。從而降低網絡昂貴的設備成本。可以通過軟硬件解耦及功能抽象，使網絡設備功能不再依賴于專用硬件，資源可以充分靈活共享，實現新業務的快速開發和部署，并基于實際業務需求進行自動部署、彈性伸縮、故障隔離和自愈等。

SDN（Software Defined Network），即軟件定義網絡，是網絡虛擬化的一種實現方式，其核心技術OpenFlow通過將網絡設備控制面與數據面分離開來，從而實現了網絡流量的靈活控制，使網絡作為管道變得更加智能。

隧道技術（Tunneling）是一種通過使用互聯網絡的基礎設施在網絡之間傳遞數據的方式。使用隧道傳遞的數據（或負載）可以是不同協議的數據幀或包。隧道協議將其它協議的數據幀或包重新封裝然后通過隧道發送。新的幀頭提供路由信息，以便通過互聯網傳遞被封裝的負載數據。

以上幾種加上傳統的VPN、VLAN等網絡虛擬化技術，共同組成了云計算網絡。

5、云計算

美國國家標準與技術研究院（NIST）定義：云計算是一種按使用量付費的模式，這種模式提供可用的、便捷的、按需的網絡訪問， 進入可配置的計算資源共享池（資源包括網絡，服務器，存儲，應用軟件，服務），這些資源能夠被快速提供，只需投入很少的管理工作，或與服務供應商進行很少的交互。

NOVA是Openstack云管理平臺中的一個主要模塊，管理虛擬機實例的整個生命周期，根據用戶需求來提供虛擬服務。負責虛擬機創建、開機、關機、掛起、暫停、調整、遷移、重啟、銷毀等操作，以及配置CPU、內存等信息規格。

其他還有云計算調度、資源評估、遷移等主要技術。

6、云安全

云的安全性是相當重要的一個部分，也是用戶最為關心的一個方面，包括了網絡安全、虛擬化安全，以及云上的訪問、通信、操作、數據等各項安全性保證。

二、PaaS

PaaS層將IT系統的平臺軟件層作為服務進行提供，它解決了應用軟件依賴的運行環境（如中間件、數據庫、運行庫等），為應用軟件在云上的順利運行提供了平臺。

1、軟件技術

包括了docker容器技術、CI（持續集成）/CD（持續交付）技術、調度編排技術和微服務等。

2、平臺技術

包含了REST技術、多租戶技術、分布式緩存、持久化存儲等。

三、saas

saas層在前兩層的基礎上，提供了適合客戶使用的應用軟件，并將其作為自身的服務內容，進一步降低了用戶的實用技術門檻，為其提供了更為便利的服務。所以，軟件開發技術成為了這一層中的核心技術。

應用開發

包含了多租戶開發和用戶接口等。

以上是云計算的三層服務模式及其相關的核心技術。在這三層服務的基礎上，還可以衍生出數據即服務（DaaS），即與大數據和人工智能相關的內容，可見云計算是當前眾多先進技術和前沿科學的基礎。

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