1，云架构的了解

云架构共分为服务和管理两大部分。
在服务方面，主要以提供用户基于云的各种服务为主，共包含3 个层次。其一是Software
as a Service（软件即服务），简称SaaS，这层的作用是将应用主要以基于Web 的方式提供给客
户；其二是Platform as a Service（平台即服务），简称PaaS，这层的作用是将一个应用的开发
和部署平台作为服务提供给用户；其三是Infrastructure as a Service（基础设施即服务），简称
IaaS，这层的作用是将各种底层的计算（比如虚拟机）和存储等资源作为服务提供给用户。从
用户角度而言，这3 层服务是独立的，因为它们提供的服务是完全不同的，而且面向的用户也
不尽相同。但从技术角度而言，云服务的这3 层是有一定依赖关系的。比如，一个SaaS 层的
产品和服务不仅需要用到SaaS 层本身的技术，而且还依赖PaaS 层所提供的开发和部署平台或
者直接部署于IaaS 层所提供的计算资源上，而PaaS 层的产品和服务也很有可能构建于IaaS
层服务之上。

 

 

 

 

在管理方面，主要以云管理层为主，它的功能是确保整个云计算中心能够安全、稳定地运
行，并且能够被有效管理。

SaaS
SaaS 是最常见的，也是最先出现的云计算服务。通过SaaS 这种模式，用户只要接上网络，
通过浏览器就能直接使用在云上运行的应用。SaaS 云供应商负责维护和管理云中的软硬件设
施，同时以免费或者按需使用的方式向用户收费，所以用户不需要顾虑类似安装、升级和防病
毒等琐事，并且免去初期高昂的硬件投入和软件许可证费用的支出。

例如：Google Apps，Salesforce CRM，Office Web Apps等。

优势
使用简单。在任何时候或者任何地点，只要接上网络，用户就能访问这个SaaS 服务，
而且无需安装、升级和维护。
支持公开协议。现有的SaaS 服务在公开协议（比如HTML 4/HTML5）的支持方面都做
得很好，用户只需一个浏览器就能使用和访问SaaS 应用。这对用户而言非常方便。
安全保障。SaaS 供应商需要提供一定的安全机制，不仅要使存储在云端的用户数据处于
绝对安全的境地，而且也要通过一定的安全机制（比如HTTPS 等）来确保与用户之间
通信的安全。
初始成本低。使用SaaS 服务时，不仅无需在使用前购买昂贵的许可证，而且几乎所有
的SaaS 供应商都允许免费试用。

PaaS
通过PaaS 这种模式，用户可以在一个提供SDK（Software Development Kit，软件开发工
具包）、文档、测试环境和部署环境等在内的开发平台上非常方便地编写和部署应用，而且不论
是在部署还是在运行的时候，用户都无需为服务器、操作系统、网络和存储等资源的运维操心。
PaaS 在整合率上非常惊人，比如一台运行Google App Engine 的服务器能够支撑成千上万个应
用，也就是说，PaaS 是非常经济的。PaaS 主要面对的用户是开发人员。
例如：Force.com，Google App Engine，Windows Azure Platform，Heroku等。

 

优势
开发环境友好。通过提供SDK 和IDE（Integrated Development Environment，集成开发
环境）等工具来让用户不仅能在本地方便地进行应用的开发和测试，而且能进行远程部
署。
 服务丰富。PaaS 平台会以API 的形式将各种各样的服务提供给上层的应用。
 管理和监控精细。PaaS 能够提供应用层的管理和监控，比如能够观察应用运行的情况和
具体数值[比如吞吐量（Throughput）和响应时间（Response Time）等]来更好地衡量应
用的运行状态，还能通过精确计量应用所消耗的资源来更好地计费。
伸缩性强。PaaS 平台会自动调整资源来帮助运行于其上的应用更好地应对突发流量。
 多住户（Multi-Tenant）机制。许多PaaS 平台都自带多住户机制，不仅能更经济地支撑
庞大的用户规模，而且能提供一定的可定制性以满足用户的特殊需求。
整合率高。PaaS 平台的整合率非常高，比如Google App Engine 能在一台服务器上承载
成千上万个应用。

使用技术
与SaaS 层所采用的技术不同的是，PaaS 层的技术比较多样，下面是常见的5 种。
 REST。通过REST（Representational State Transfer，表述性状态转移）技术，能够非常
方便和优雅地将中间件层所支撑的部分服务提供给调用者。
 多租户。它能让一个单独的应用实例可以为多个组织服务，而且能保持良好的隔离性和
安全性。通过这种技术，能有效地降低应用的购置和维护成本。
 并行处理。为了处理海量数据，需要利用庞大的x86 集群进行规模巨大的并行处理，
Google 的MapReduce 是这方面的代表之作。
 应用服务器。在原有应用服务器的基础上为云计算作了一定程度的优化，比如用于
Google App Engine 的Jetty 应用服务器。
 分布式缓存。通过这种技术，不仅能有效降低对后台服务器的压力，而且还能加快相应
的反应速度。最著名的分布式缓存的例子莫过于Memcached。

 

IaaS
通过IaaS 这种模式，用户可以从供应商那里获得他所需要的计算或者存储等资源来装载
相关应用，并只需为其所租用的那部分资源付费，而这些烦琐的管理工作则交给IaaS 供应商
来负责。
最具代表性的IaaS 产品有：Amazon EC2、IBM Blue Cloud、Cisco UCS 和Joyent。

Amazon EC2。EC2 主要以提供不同规格的计算资源（也就是虚拟机）为主。它基于著
名的开源虚拟化技术Xen。通过Amazon 的各种优化和创新， EC2 不论在性能上还是在
稳定性上都已经满足企业级的需求。而且它还提供完善的API 和Web 管理界面来方便
用户使用。
 IBM Blue Cloud。“蓝云”解决方案是由IBM 云计算中心开发的业界第一个，同时也是
在技术上比较领先的企业级云计算解决方案。该解决方案可以对企业现有的基础架构进
行整合，通过虚拟化技术和自动化管理技术来构建企业自己的云计算中心，并实现对企
业硬件资源和软件资源的统一管理、统一分配、统一部署、统一监控和统一备份，也打
破了应用对资源的独占，从而帮助企业能享受到云计算所带来的诸多优越性。
 Cisco UCS。它是下一代数据中心平台，在一个紧密结合的系统中整合了计算、网络、
存储与虚拟化功能。该系统包含一个低延时、无丢包和支持万兆以太网的统一网络阵列
以及多台企业级x86 架构刀片服务器等设备，并在一个统一的管理域中管理所有资源。
用户可以通过在UCS 上安装VMWare vSphere 来支撑多达几千台虚拟机的运行。通过
Cisco UCS，能够让企业快速在本地数据中心搭建基于虚拟化技术的云环境。
 Joyent。它提供基于Open Solaris 技术的IaaS 服务。其IaaS 服务中最核心的是Joyent
SmartMachine。与大多数的IaaS 服务不同的是，它并不是将底层硬件按照预计的额度直
接分配给虚拟机，而是维护了一个大的资源池，让虚拟机上层的应用直接调用资源，并
且这个资源池也有公平调度的功能，这样做的好处是优化资源的调配，并且易于应对流
量突发情况，同时使用人员也无需过多关注操作系统级管理和运维。

 

优势
与传统的企业数据中心相比，IaaS 服务在很多方面都存在一定的优势，下面是最明显的5 个。
 免维护。主要的维护工作都由IaaS 云供应商负责，所以用户不必操心。
 非常经济。首先免去了用户前期的硬件购置成本，而且由于IaaS 云大都采用虚拟化技术，
所以应用和服务器的整合率普遍在10（也就是一台服务器运行10 个应用）以上，这样
能有效降低使用成本。
 开放标准。虽然很多IaaS 平台都存在一定的私有功能，但是由于OVF 等应用发布协议
的诞生，IaaS 在跨平台方面稳步前进，这样应用能在多个IaaS 云上灵活地迁移，而不会
被固定在某个企业数据中心内。
 支持的应用。因为IaaS 主要是提供虚拟机，而且普通的虚拟机能支持多种操作系统，所
以IaaS 所支持应用的范围非常广泛。
 伸缩性强。IaaS 云只需几分钟就能给用户提供一个新的计算资源，而传统的企业数据中
心则往往需要几周时间，并且计算资源可以根据用户需求来调整其资源的大小。

技术
IaaS 所采用的技术都是一些比较底层的，其中有4 种技术是比较常用的。
 虚拟化。也可以将它理解为基础设施层的“多租户”。因为通过虚拟化技术，能够在一
个物理服务器上生成多个虚拟机，并且能在这些虚拟机之间实现全面的隔离，这样不仅
能降低服务器的购置成本，而且还能降低服务器的运维成本。成熟的x86 虚拟化技术有
VMware 的ESX 和开源的Xen。
 分布式存储。为了承载海量的数据，同时也要保证这些数据的可管理性，所以需要一整
套分布式存储系统。在这方面，Google 的GFS 是典范之作。
 关系型数据库。基本上是在原有的关系型数据库的基础上作了扩展和管理等方面的优
化，使其在云中更适应。
 NoSQL。为了满足一些关系数据库所无法满足的目标，比如支撑海量数据等，一些公司
特地设计一批不是基于关系模型的数据库，比如Google 的BigTable 和Facebook 的
Cassandra 等。