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DAY 1
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雲端發展之見解系列 第 1

這個月來分享及介紹雲端的相關知識…以度漫漫的十月

雲端運算(Cloud Computing),是一種基於網際網路的運算方式,透過這種方式,共享的軟硬體資源和訊息可以按需提供給電腦和其他裝置。整個執行方式很像電網。
=>簡單來說就是,用戶端只需用瀏覽器便可輕易工作


我們也可以將這樣的技術視為一種Client-Server架構,而其實早在20-30年前這樣的架構早已存在並普遍應用在各行業中,例如:銀行的櫃台、工廠的各種管理系統等等,在這種Client-Server架構中,用戶端不需要有很好的電腦硬體環境,有些甚至只要有一個螢幕與鍵盤,同時或許需要或是不需要安裝一套簡易的應用程式,而現今,由於瀏覽器早已成為各作業系統中必備的軟體,因而,用戶端可以透過智慧型手機、或是任何只要有瀏覽器的電腦,便可以輕鬆存取資料,這便是雲端科技的概念。
【何為雲端運算?】

降低成本、加速作業流程與方便管理是攸關一家企業資訊架構是有效率與成功的考量,於是企業不斷地調整資訊架構的彈性以達到目標。雲端運算可以透過網路讓企業例行工作被安排到軟體與服務整合性的技術中執行。換言之,雲端運算可以將工作由既已存在傳統伺服器架構轉換到有效率的環境中,並依照工作的屬性來增加或是減少伺服器的負載能力。

【為何要雲端運算?】

採用雲端運算策略可以幫助企業在最有效的情況下來執行主要的工作任務,企業可以將既有的硬體與伺服器在尖峰的時段發揮到最大的使用效益。在使用類似雲端的環境之下,企業的系統管理者可以非常容易的管理上千台的虛擬機器與相關服務。如此一來,企業可以因為減少了伺服器數量而產生極大的成本控制。資訊人員可以花很少的時間管理與監控資料中心;資訊團隊也可以好好規劃如何以極少的機器來支應繁多的工作任務的系統流程。
雲端運算是繼1980年代大型電腦到客戶端-伺服器的大轉變之後的又一種巨變。使用者不再需要了解「雲端」中基礎設施的細節,不必具有相應的專業知識,也無需直接進行控制。
雲端運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,通常涉及透過網際網路來提供動態易擴充功能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端來表示電信網,後來也用來表示網際網路和底層基礎設施的抽象。典型的雲端運算提供商往往提供通用的網路業務應用,可以透過瀏覽器等軟體或者其他Web服務來存取,而軟體和資料都儲存在伺服器上。雲端運算關鍵的要素,還包括個性化的使用者體驗。

雲端運算可以認為包括以下幾個層次的服務:
基礎設施即服務(IaaS),平台即服務(PaaS)和軟體即服務(SaaS)。
雲端運算服務通常提供通用的透過瀏覽器存取的在線商業應用,軟體和資料可儲存在資料中心。

基本特徵
雲端運算概觀

網際網路上的雲端運算服務特徵和自然界的雲、水迴圈具有一定的相似性,因此,雲端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[4], 雲端運算服務應該具備以下幾條特徵:

隨需自助服務
隨時隨地用任何網路裝置存取
多人共享資源池
快速重新佈署靈活度
可被監控與量測的服務

一般認為還有如下特徵

基於虛擬化技術快速部署資源或獲得服務
減少使用者終端的處理負擔
降低了使用者對於IT專業知識的依賴

服務模式

NIST 的雲端運算定義共有三種服務模式:

軟體即服務 (SaaS):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
平台即服務 (PaaS):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。平台通常是應用程式基礎架構。例如: Google App Engine。
基礎架構即服務 (IaaS):消費者使用「基礎運算資源」,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(如防火牆、負載平衡器等),但並不掌控雲端基礎架構。例如: Amazon AWS、Rackspace。

佈署模型

公用雲(Public Cloud)

簡而言之,公用雲服務可透過網路及第三方服務供應者,開放給客戶使用,「公用」一詞並不一定代表「免費」,但也可能代表免費或相當廉價,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存取控制機制,公用雲作為解決方案,既有彈性,又具備成本效益。

私有雲(Private Cloud)

私有雲具備許多公用雲環境的優點,例如彈性、適合提供服務,兩者差別在於私有雲服務中,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,私有雲服務讓供應者及使用者更能掌控雲端基礎架構、改善安全與彈性,因為使用者與網路都受到特殊限制。

社群雲(Community Cloud)

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端資料及應用程式。

混合雲(Hybrid Cloud)

混合雲結合公用雲及私有雲,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。

雲端種類

雲端運算常與網格運算(分散式運算的一種,由一群鬆散耦合的電腦集組成的一個超級虛擬電腦,常用來執行大型任務)、效用運算(IT資源的一種打包和計費方式,比如按照運算、儲存分別計量費用,像傳統的電力等公共設施一樣)、自主運算(具有自我管理功能的電腦系統)相混淆。

事實上,許多雲端運算部署依賴於電腦集群(但與網格的組成、體系機構、目的、工作方式大相徑庭),也吸收了自主運算和效用運算的特點。

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。 (1)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端伺服器主機,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放置雲端上,且隨時隨地於任何終端裝置上連結網際網路,就能存取資料. (2)雲端科技,在2009年開始至今,對於任何企業都吹起一股風潮,除了資料存取方便,營運成本大幅降低(例如,辦公室軟體,作業系統,硬體設備),都能透過雲端技術的提供,免費使用.現今很多企業在創業時,都採用雲端技術,來降低成本,以提高企業競爭能力.

體系架構

雲端階層示意圖
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|用戶端 ︱
|________︱
|應用程式︱
|________︱
|平台 ︱
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|基礎設備︱
|________︱
|伺服器 ︱
|________︱
截止到2009年,大部分的雲端運算基礎構架是由透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。「雲端」通常表現為對所有使用者的運算需求的單一存取點。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。 開放標準對於雲端運算的發展是至關重要的,並且開源軟體已經為眾多的雲端運算例項提供了基礎。

雲端的基本概念,是透過網路將龐大的運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、運算分析之後將處理結果回傳給使用者。透過這項技術,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運算,例如Skype以點對點(P2P)方式來共同組成單一系統;又如Google透過MapReduce架構將資料拆成小塊運算後再重組回來,而且Big Table技術完全跳脫一般資料庫資料運作方式,以row設計儲存又完全的配合Google自己的檔案系統(Google檔案系統),以幫助資料快速穿過「雲端」。


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