云计算与OpenStack学习笔记（1）

初识云计算与OpenStack

前言

最近在学习云计算与OpenStack的相关知识，为了避免后面在回顾这方面内容时不至于忘得一干二净，特此记录。配套学习教程为《品味云计算与OpenStack》、《云计算技术与应用》

1. 云计算概述

1.1 云计算的产生背景

如下图所示，随着计算机与互联网技术的发展，人们经历了从最初的大型机时代到微型机、互联网时代，而由于互联网上的数据量高速增长，导致了互联网数据处理能力的不足，并且互联网上存在着大量处于闲置状态的计算设备和存储资源，为了更好的解决当前面临的各种问题和更好的利用各种资源，云计算这一概念被提出来。

云计算实现了资源和计算能力的分布式共享，能够很好地应对当前互联网数据量高速增长的势头。

云计算的基本思想

1.所有的计算能力、存储能力、和各种各样功能的应用都通过网络从云端获得
2.用户不需要不停地更换昂贵的高性能电脑
3.用户不需要购买、安装和维护各种系统和应用软件
4.用户不需要担心数据的安全存储

1.2 云计算与大数据

当今我们所处的高速发展的互联网时代是绝对的大数据时代，人们的各种日常生活与数据密不可分，科学研究中也逐渐进入了“数据科学”时代。
大数据是指海量数据或巨量数据，其规模巨大到无法通过目前主流的计算机系统在合理时间内获取、存储、管理、处理并提炼以帮助使用者决策。其具有以下4V+1C特征：

• 价值（Value）密度低
• 数据量（Volume）大
• 快速（Velocity）
• 多样性（Variety）
• 复杂度（Complexity）

大数据与云计算的关系

如图所示，云计算是在当今时代用于处理“大数据”的有效工具。

1.3 云计算的发展

云计算的发展阶段如下图所示

国外的云计算厂商有亚马逊、谷歌、微软等，其中亚马逊率先在全球提供了弹性计算云EC2（Elastic Computing Cloud）和简单存储服务S3（Simple Storage Service），为企业提供计算和存储服务，是这方面最有影响力的厂商之一。
国内的云计算厂商有阿里云、腾讯云、新浪云等。

1.4 云计算的基本概念

云计算的定义

• 美国国家标准与技术研究院（National Institute of Standards and Technology，NIST）对云计算的定义：
  云计算是一种无处不在、便捷且按需对一个共享的可配置计算资源（包括网络、服务器、存储、应用和服务）进行网络访问的模式，它能够通过最少量的管理以及与服务提供商的互动实现计算资源的迅速供给和释放。
• 2012年的国务院政府工作报告将云计算作为国家战略性新兴产业给出了定义：
  云计算是基于互联网的服务的增加、使用和交付模式，通常涉及通过互联网来提供动态、易扩展且经常是虚拟化的资源。

云计算的基本特征

• 按需自助服务（On-demand Self-service）
• 无处不在的网络连接（Broad Network Access）
• 敏捷的弹性（Rapid Elasticity）
• 资源池（Resource Pooling）
• 可度量的服务（Measured Service）

2. 云计算的部署

2.1 云计算的服务类型

按层次结构划分，云计算的服务类型主要包含以下3类：

1. 基础设施即服务（Infrastructure as a Service，IaaS）
   IaaS提供给消费者的服务是对所有计算基础设施的利用，包括处理CPU、内存、存储、网络和其它基本的计算资源，用户能够部署和运行任意软件，包括操作系统和应用程序。消费者不管理或控制任何云计算基础设施，但能控制操作系统的选择、存储空间、部署的应用，也有可能获得有限制的网络组件（例如路由器、，防火墙，、负载均衡器等）的控制。
2. 平台即服务（Platform as a Service，PaaS）
   PaaS提供给消费者的服务是把客户采用提供的开发语言和工具（例如Java，python, .Net等）开发的云计算SPI关系图或收购的应用程序部署到供应商的云计算基础设施上去。客户不需要管理或控制底层的云基础设施，包括网络、服务器、操作系统、存储等，但客户能控制部署的应用程序，也可能控制运行应用程序的托管环境配置；
3. 软件即服务（Software as a Service，SaaS）
   SaaS提供给客户的服务是运营商运行在云计算基础设施上的应用程序，用户可以在各种设备上通过客户端界面访问，如浏览器。消费者不需要管理或控制任何云计算基础设施，包括网络、服务器、操作系统、存储等等；
   

2.2 云计算的部署

云计算有4中常见的部署形式，它们分别为

• 公有云（Public Cloud)
  由第三方云提供者拥有的可公共访问的云环境
• 社区云（Community Cloud）
  类似于公有云，但是访问被限制于特定的云用户社区
• 私有云（Private Cloud）
  由个人或一家公司、组织单独拥有的
• 混合云（Hybrid Cloud）
  由两个或者以上不同云部署模型组成的云环境

3. OpenStack与云计算

OpenStack是由Rackspace和NASA共同研发的云计算平台，是一个旨在为公共及私有云的建设与管理提供软件的开源项目。通过仪表盘为管理员提供计算、存储和网络资源的管理控制，同时通过Web界面为用户提供资源。
OpenStack可以帮助服务商和企业实现类似于亚马逊Amazon EC2和S3的云基础架构服务，其是一个IaaS层的软件。
OpenStack的开源社区为OpenStack的发展提供了强大的动力，基本上每六个月发布一个新版本。其命名按A～Z的首字母顺序依次命名。

4. 总结

本篇文章中记录学习了初识云计算与OpenStack，包含以下知识：

• 云计算的定义以及云计算所具有的特征
• 云计算的演变过程
• 云计算进行交付的三种主要模式：IaaS、PaaS、SaaS
• 云计算部署的四种模型：公有云、社区云、私有云、混合云
• OpenStack与云计算的关系
• OpenStack的优势以及版本信息