云计算服务及安全基础.docx

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云计算服务及安全基础

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1.云计算概述

2007年10月，Google与IBM开始在美国大学校园，包括卡内基梅隆大学、麻省理工学院、斯坦福大学、加州大学柏克利分校及马里兰大学等，推广云计算的计划。

这项计划希望能降低分布式计算技术在学术研究方面的成本，并为这些大学提供相关的软硬件设备及技术支持（包括数百台个人电脑及BladeCenter与Systemx服务器，这些计算平台将提供1600个处理器，支持包括Linux、Xen、Hadoop等开放源代码平台）。

而学生则可以通过网络开发各项以大规模计算为基础的研究计划。

云计算经历四个阶段：电厂模式、效用计算、网格计算和云计算。

电厂模式阶段：电厂模式就好比是利用电厂的规模效应，来降低电力的价格，并让用户使用起来更方便，且无需维护和购买任何发电设备。

效用计算阶段：在1960年左右，当时计算设备的价格是非常高昂的，远非普通企业、学校和机构所能承受，所以很多人产生了共享计算资源的想法。

1961年，人工智能之父麦肯锡在一次会议上提出了“效用计算”这个概念，其核心借鉴了电厂模式，具体目标是整合分散在各地的服务器、存储系统以及应用程序来共享给多个用户，让用户能够像把灯泡插入灯座一样来使用计算机资源，并且根据其所使用的量来付费。但由于当时整个IT产业还处于发展初期，很多强大的技术还未诞生，比如互联网等，所以虽然这个想法一直为人称道，但是总体而言“叫好不叫座”。

网格计算阶段：网格计算研究如何把一个需要非常巨大的计算能力才能解决的问题分成许多小的部分，然后把这些部分分配给许多低性能的计算机来处理，最后把这些计算结果综合起来攻克大问题。

可惜的是，由于网格计算在商业模式、技术和安全性方面的不足，使得其并没有在工程界和商业界取得预期的成功。

云计算阶段：云计算的核心与效用计算和网格计算非常类似，也是希望IT技术能像使用电力那样方便，并且成本低廉。

但与效用计算和网格计算不同的是，现在在需求方面已经有了一定的规模，同时在技术方面也已经基本成熟了。云计算的概念模型如图8-2所示。

(1)虚拟化技术

虚拟化的目的在于集中IT管理任务，简化运维流程与降低成本，同时改善企业计算资源有效利用率和可用性。使得企业更能够快速响应商务需求以及提升竞争力。

简单的来说，虚拟化就是改善传统一台物理服务器上运行一个应用程序的模式，让物理服务器硬件及网络资源能够被充份的利用配置，使得一台物理服务器上能够运行多个互相独立的虚拟机，并执行多个应用服务程序，如图8-3所示云计算模式。

以较少的硬件资源实现更多更有效率的企业服务，节省总拥有成本。虚拟化可实现于私有云、混合云与共有云计算平台上，取决于企业服务形态与需求。

虚拟机是一个由软件实现，完全隔离的客操作系统（GuestOS），运行于原本的主操作系统（HostOS）中，并有独立的计算环境。虚拟机就像物理机一样，包含自己的CPU、内存（RAM）、外存（DISK）和网卡（NIC）等。

虚拟机完全是由软件构成，就是一个或多个的文件所组成，完全没有硬件组件。因此，虚拟机提供了企业IT环境更多的弹性与好处，尤其是更快的服务维护及部署和更简单的备份管理。

除了虚拟化服务器之外，更进一步IT基础架构及数据中心都可被虚拟化，使得企业可自动化整合IT基础架构，通过计算资源分享达到更有成本效益的资源管理配置，提升整体企业运维的效率与弹性。

举个简单的例子，当企业在部署应用服务的时候，都会遇到这个问题：应该部署多少计算资源才能够满足各种情况下的服务访问，配置太多不符合成本效益，因为80％的时间服务器都没有被有效利用；配置太少又无法满足在高峰期的使用者访问，造成服务品质下降甚至服务中断。

有了虚拟化基础架构，所有计算资源可以共享，当有需要时虚拟机可及时开启，自动化随时调整响应企业服务需求。IT基础架构的虚拟化（如图8-4所示虚拟化基础架构）也是由软件来实现，提供了一层系统架构以区隔底层硬件（物理机，存储，网络）与虚拟机和运行在上的应用服务程序。

虚拟化基础架构基本上包含以下组件功能：虚拟机和虚拟机管理程序（Hypervisor）；资源管理，配置和备份功能；IT管理流程自动化程序，比如错误复原。

桌面虚拟化是把传统桌面操作系统运行于远端中央服务器的虚拟机上，使用者通过现有的物理机或瘦客户端从任何位置访问桌面，对于使用者来说就像用传统桌面一样，同时提供了更多的方便性、管理性和安全防护部署的集成，如图8-5所示虚拟桌面基础架构。

(2)云计算特点

①计算资源集成提高设备计算能力