云计算基础

作者系HCIE-Cloud Service Solutions Architect No.28901，现于本平台分享学习云服务时的笔记，期望能助力更多人了解云服务并考取相关证书。当然，笔记中难免存在错误，还望大家不吝指正，感谢！

目录

云计算基础

一、云计算背景

1. ICT的发展

2. 传统IT无法满足高速发展的需求

3. 企业IT架构如何去解决挑战

4. 企业IT架构的发展

二、云计算的定义

1. 云计算

2. 云服务

三、云计算的模式

1. 云计算的部署模式

2. 云计算的服务模式

四、云计算的价值

1. 云计算的特点

2. 云计算的通用点

五、云计算基础技术

1. 计算类技术

2. 网络类技术

3. 存储类技术

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一、云计算背景

1. ICT的发展

（1）PC时代：Windows/Linux

（2）移动互联网时代：Android/iOS

（3）物联网时代：x86/ARM/DSP/MIPS/FPGA/...各种终端(传感器)

IT：Information Technology 信息处理技术(机房内)

CT：Communications Technology 通信技术(信息传输)

ICT就是最新的IT技术

2. 传统IT无法满足高速发展的需求

（1）业务上线慢：影响开发、失去用户机遇

（2）扩展困难：主要有两个点供讨论，一是从支撑1亿用户到支撑6亿扩展难，二是设备兼容差

（3）可靠性不强：例如不可抗因素导致机房挂掉

（4）生命周期管理复杂：自动化运维更佳

（5）I/O(读写能力)瓶颈导致延迟：主要体现在数据落盘这块

（6）TCO(成本)高居不下：主要体现在基础设备与技术人员

3. 企业IT架构如何去解决挑战

（1）IT基础架构整合

（2）资源整合以及综合利用

（3）业务协同和持续优化

说白了，就是通过“上云”的方式解决挑战。但这也引申出一个问题，是不是所有的企业必须要上云呢？答案是不是的，比如金融政府等具备高安全高隐私性的行业。这也映射出一个论点，对于企业最重要的就是数据。

4. 企业IT架构的发展

（1）传统企业IT架构：一台服务器使用一个OS(操作系统)，承载一个APP(应用)

缺点：造成资源的巨大浪费，利用率只有5%~15%，不超过25%。

（2）虚拟化架构

配置流程：服务器 -> VM(虚拟机空壳) -> 配置 -> OS -> 开机 -> 配置操作系统(安装过程) -> 设置用户名、密码 -> 开机 -> 登录 【一套流程下来需要5~10mins，如果布置应用需要更长时间】

缺点：主要体现在两个方面，一是人力资源浪费，二是服务器会看得极其重要，因为其没有自治自愈的能力。

（3）企业云化IT架构

二、云计算的定义

1. 云计算

（1）云：网络、互联网的一种比喻说法

（2）计算：一台足够强的计算机提供计算服务，包括各种功能、资源、存储等

（3）云计算：通过互联网，使用足够强的计算机为用户提供服务

云计算按使用量付费的模式，进入可配置的计算资源共享池(资源包括计算、网络、存储等)，这些资源能够被快速提供，只要投入很少的管理工作，或与服务供应商很少的交互

2. 云服务

（1）获取方式：通过网络

（2）获取资源：IT资源(网络资源、计算资源、存储资源)，不需要二次加工处理，可以直接使用

云服务是一个服务模式(模型)：即开即用、按照固定的套路走即可，它不是一个具体的技术，而是通过网络的方式去获取IT资源的这种服务模式叫做云服务

三、云计算的模式

1. 云计算的部署模式

（1）私有云：数据安全、保密

（2）公有云：华为云就是公有云，共享资源服务，属于共担模型

（3）混合云：即数据有两个备份，重要数据放私有云，不重要的数据放在公有云

三者的区别主要体现在三个方向：提供者、使用者、数据存储在哪里

2. 云计算的服务模式

（1）IaaS(基础设施即服务)：简称I层，买的资源可以直接使用【计算虚拟化、存储虚拟化、网络虚拟化】

（2）PaaS(平台即服务)：简称P层【RDS、CAE、DOCKER】

（3）SaaS(软件即服务)：简称S层，直接对外提供服务【Workspace、DevCloud、Third-party】

SaaS层基于PaaS层，而PaaS层基于IaaS层

四、云计算的价值

1. 云计算的特点

（1）按需自助服务

（2）广泛网络接入：只要有网即用，而且什么终端都可以

（3）资源池化：用户只需关心资源， 不需要关心基础设备属于哪个厂家

（4）快速部署、弹性扩容

（5）可计量(不等同于计费)服务：统计资源、量化资源

2. 云计算的通用点

（1）大规模

（2）同质化

（3）虚拟化

（4）弹性计算

（5）低成本软件

（6）先进安全技术(合规合法)

（7）地理分布(地理接入)

（8）面向服务

五、云计算基础技术

1. 计算类技术

（1）虚拟化是什么

（2）虚拟机是什么：用软件去模拟真实的物理机设备，实现物理机设备的功能【虚拟机有Xen、KVM】

（3）虚拟机存储在哪：虚拟机最终存储在由磁盘文件和描述文件组成，封装在一个文件夹中，且多个虚拟机之间相互隔离

（4）虚拟化的特点

①分区：安装操作系统前一定要分区，虚拟机由自己独立的资源

②隔离：任何虚拟机中的一个挂了，不影响其他虚拟机

③封装：用软件模拟，以文件方式存储

④独立：可迁移文件直接到另一个服务器运行，而不需修改服务器

虚拟化只是云计算其中一个特点

（5）容器是什么：容器是虚拟机的Pro版本，相比于虚拟机更加轻量级、更快，它们之间的区别主要体现在“进程”

①虚拟机：分钟级启动，因为每个APP有自己独立的操作系统，所以要独立配置运行环境(CPU、内存...)，这就会导致如果两个APP一样的话那就需要安装两个完全一样的运行环境

②容器：秒级启动，真正可以做到即开即用，无限接近于物理机

2. 网络类技术

（1）传统网络

①广播和单播：广播的缺点是会传到不需要这个信息的地方

②路由(中间连接)：通讯源通过路由传输到多个VM

③默认网关

④VLAN局域网

路由器的作用(网关设备)：判断网络地址，选择IP路径

二层交换机的作用：转发设备，子网内部通信

三层交换机的作用：比二层交换机更安全，比路由便宜，可以达到二层交换机的速度

网卡(IP地址都在网卡上)：如果没有网卡无法进行通信

（2）虚拟网络

①桥接：虚拟机流量转发到物理网卡(24个)上，利用物理网卡而不是虚拟机网卡实现外部通信

②NAT：虚拟机流量转发到物理网卡上，能解决IP地址问题，随便编IP来隐藏内部地址，更安全地实现外部通信

③虚拟交换机：具备桥接作用，能够解决二层通信，不需要经过物理网卡，直接就能实现内部通信【OVS：开源虚拟交换机，EVS：华为交换机】

一张物理网卡只能绑定一台虚拟交换机，但一台虚拟交换机开源绑定多张物理网卡

3. 存储类技术

（1）虚拟机是如何进行存储的：所有文字、字符、数字都会转化为二进制进行保存

①块存储：将裸盘映射给服务器，一般用于数据库、后端存储

缺点：块存储不关心怎么存放，如何排序

特点：快且稳定，I/O性能好，时延小，但成本高

②文件存储：文件系统格式，是一个共享文件夹罢了，一般用于图片、视频存储

文件共享协议有NFS(Linux)、CIFS(Windows)

③对象存储：相当于给文件设了ID，不需要一层一层找，可以直接找到

缺点：只能通过公网即互联网

特点：横向扩展能力强

（2）企业存储发展过程

①硬盘放在服务器内部

局限性：有限硬盘槽位，容量小，无法共享

②外部硬盘阵列(DAS)：说白了就是把几个物理硬盘串在一起

局限性：不安全，SCSI卡坏了就完蛋了

③存储区域网络(SAN\NAS)：SAN是块存储，NAS是文件存储