雲端計算是繼1980年代大型計算機到客戶端-伺服器的大轉變之後的又一種鉅變。雲端計算描述了一種基於網際網路的新的IT服務增加、使用和交付模式，通常涉及通過網際網路來提供動態易擴充套件而且經常是虛擬化的資源。雲其實是網路、網際網路的一種比喻說法。因為過去在圖中往往用雲來表示電信網，後來也用來表示網際網路和底層基礎設施的抽象。典型的雲端計算提供商往往提供通用的網路業務應用，可以通過瀏覽器等軟體或者其他Web服務來訪問，而軟體和資料都儲存在伺服器上。

一、基本特徵

網際網路上的雲端計算服務特徵和自然界的雲、水迴圈具有一定的相似性，因此，雲是一個相當貼切的比喻。根據美國國家標準和技術研究院的定義, 雲端計算服務應該具備以下幾條特徵：

1、隨需自助服務。2、隨時隨地用任何網路裝置訪問。3、多人共享資源池。4、快速重新佈署靈活度。5、可被監控與量測的服務。

二、服務模式

NIST 的雲端計算定義共有三種服務模式：

1、軟體即服務：消費者使用應用程式，但並不掌控作業系統、硬體或運作的網路基礎架構。是一種服務觀念的基礎，軟體服務供應商，以租賃的概念提供客戶服務，而非購買，比較常見的模式是提供一組帳號密碼。例如: Microsoft CRM與Salesforce.com

2、平臺即服務：消費者使用主機操作應用程式。消費者掌控運作應用程式的環境（也擁有主機部分掌控權），但並不掌控作業系統、硬體或運作的網路基礎架構。例如: Google App Engine。

3、基礎架構即服務：消費者使用“基礎計算資源”，如處理能力、儲存空間、網路元件或中介軟體。消費者能掌控作業系統、儲存空間、已部署的應用程式及網路元件，但並不掌控雲基礎架構。例如: Amazon AWS、Rackspace。

三、佈署模型

1、公用雲：簡而言之，公用雲服務可通過網路及第三方服務供應者，開放給客戶使用，公用雲並不表示使用者資料可供任何人檢視，公用雲供應者通常會對使用者實施使用訪問控制機制，公用雲作為解決方案，既有彈性，又具備成本效益。

2、私有云：私有云具備許多公用雲環境的優點，例如彈性、適合提供服務，兩者差別在於私有云服務中，資料與程式皆在組織內管理，且與公用雲服務不同，不會受到網路頻寬、安全疑慮、法規限制影響；此外，私有云服務讓供應者及使用者更能掌控雲基礎架構、改善安全與彈性，因為使用者與網路都受到特殊限制。

3、社群雲：社群雲由眾多利益相仿的組織掌控及使用，例如特定安全要求、共同宗旨等。社群成員共同使用雲資料及應用程式。

4、混合雲：混合雲結合公用雲及私有云，這個模式中，使用者通常將非企業關鍵資訊外包，並在公用雲上處理，但同時掌控企業關鍵服務及資料。

四、對比

雲端計算常與網格計算（分散式計算的一種，由一群鬆散耦合的計算機集組成的一個超級虛擬計算機，常用來執行大型任務）、效用計算（IT資源的一種打包和計費方式）、自主計算相混淆。

事實上，許多雲計算部署依賴於計算機叢集，也吸收了自主計算和效用計算的特點。它從硬體結構上是一種多對一的結構，從服務的角度或從功能的角度它是一對多的。例如,今天要設計一供應鏈管理系統,可以先從市面上提供的免費雲伺服器主機,將Application放置主機上,使用MS所提供資料庫,這樣一來,硬體成本大幅降低,將Application放置雲上,且隨時隨地於任何終端裝置上鍊接網際網路,就能訪問資料。

五、體系架構

截止到2009年，大部分的雲端計算基礎構架是由通過資料中心傳送的可信賴的服務和建立在伺服器上的不同層次的虛擬化技術組成的。人們可以在任何有提供網路基礎設施的地方使用這些服務。人們通常希望商業化的產品能夠滿足服務質量（QoS）的要求，並且一般情況下要提供服務水平協議。開放標準對於雲端計算的發展是至關重要的，並且開源軟體已經為眾多的雲端計算例項提供了基礎。

雲的基本概念，是通過網路將龐大的計算處理程式自動分拆成無數個較小的子程式，再由多部伺服器所組成的龐大系統搜尋、計算分析之後將處理結果回傳給使用者。通過這項技術，遠端的服務供應商可以在數秒之內，達成處理數以千萬計甚至億計的資訊，達到和“超級電腦”同樣強大效能的網路服務。它可分析DNA結構、基因圖譜定序、解析癌症細胞等高階計算，例如Skype以點對點（P2P）方式來共同組成單一系統。

六、核心特性

敏捷（Agility）使使用者得以快速且以低價格的獲得技術架構資源。應用程式介面（API）的可達性是指允許軟體與雲以類似“人機互動這種使用者介面設施互動相所相一致的方式”來互動。在公有云中的傳輸模式中支援已經轉變為運營成本，故費用大幅下降。很顯然的降低了進入門欄，這是由於體系架構典型的是由第三方提供，且無需一次性購買，且沒有了罕見的集中計算任務的壓力。

裝置和本地依賴允許使用者通過網頁瀏覽器來獲取資源，而無需關注使用者自身是通過何種裝置，或在何地介入資源（如 PC、移動裝置等）。一種稱為多租戶的軟體架構技術允許在多使用者池下共享資源與消耗：1、體系結構的中央化使得本地的耗用更少（例如不動產、電力等）。2、峰值負載能力增加。3、原先利用率只有10-20%的系統利用效率增加了。4、如果使用多個冗餘站點，則改進了可靠性，這允許我們設計雲端計算以符合商業一致性以及災備。5、可擴充套件性經由在合理粒度上按需的服務開通資源，接近實時的自服務，無需使用者對峰值負載進行工程構造。6、效能受到監控，同時一致性以及鬆散耦合架構通過web services作為系統介面被構建起來。7、因為資料集中化了，故安全性得到了提升，增加了關注安全的資源等，但對特定敏感資料的失控將是持續關注的，且核心儲存的安全性缺少關注。較傳統系統而言，安全性的要求更加高。8、維護雲端計算應用是很簡單的，因為顯而易見使用者無需再在本機上進行安裝。一旦改變達到了客戶端，它們將更容易支援以及改進。

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