在云计算走向成熟之前，我们更应该关注系统云计算架构的细节，从传统的架构到云上大数据，实现了很多的转变。传统的大数据平台计算和数据一般都在一起，到云上之后计算后可能为虚拟机、或容器，存储和计算是分离的。任何计算节点访问存储时都是通过高速互联网络把数据迁移到本地来，实现的优势也就是大数据的服务化，灵活配置。因此，借助强大的计算性能，结合云计算平台的优势，从传统架构的大数据平台向云上数据的转变，将给用户提供更高的灵活性和管理，并能够为用户节省大量的成本。

　　传统IT架构

　　传统的IT环境构建是比较复杂的过程。从安装硬件，配置网络，安装软件，应用，配置存储等，许多环节都需要一定的技术力量储备。当环境发生改变时，整个过程需要重复进行。我们都知道，不同的人安装配置的环境会又很大差异。放在复杂的企业环境来考虑，即使有说明，仍然无法保证环境的一致性。

　　云上架构

　　众所周知，传统服务器包含处理器、存储、网络、电源、风扇等模块设备。与传统服务器相比，云服务器关注的是高性能吞吐量计算能力，关注的是在某段时间内的工作量总和。因此，云服务器在架构上和传统的服务器有着很大的区别。

　　一般来说，企业的云架构搭建主要从6个方面来看，混合云构建、企业级云服务、合规性、安全性、创新性、业务的连续性。以下是阿里云的3个云上经典架构组成供参考：

　　一、云上网络基础架构

　　·自定义私有网络：子网划分，路由规划

　　·网络逻辑隔离：网络虚拟化，VPC之间完全隔离

　　·公网访问：弹性IP接入、SNAT/DNAT网关

　　·混合云构建：物理专线/VPN网关实现云上与数据中心互联

　　·访问控制：安全组实现不同安全域网络隔离

　　二、云上安全基础架构

　　·DDos防护

　　·WEB应用防护

　　·授权与访问控制

　　·审计日志记录威胁检测系统

　　·安全评测和托管服务

　　三、云上同城异地容灾架构

　　同城高可用：自动切换、同城容灾、无需额外成本

　　异地容灾：多地域分布、应用和数据级别容灾

　　优势

　　云服务器体系架构包含云处理器模块、网络处理模块、存储处理模块与系统模块等。这种架构的优势使得云服务器可以大幅提高利用率。采用多个云处理器完成系统设计，引入低功耗管理方案完成对系统的集中冗余管理，同时优化系统设计，去除重复硬件。经过高效的资源整合，提高利用率，从而使得性价比得以提升，引起网站服务器租用价格的降低。

　　云服务器凭借其合理的网站服务器租用价格，为各类企业节省大量的业务成本，从而赢得不少企业的青睐。

　　但是传统IT架构向云上架构过渡时仍免不了面临许许多多的挑战，IT系统的复杂性、总体拥有的成本问题、业务的连续性、现有应用如何改造、遗留系统与资产等等，都是企业要考虑的问题，值此之际，阿里云河南服务中心面向客户举办阿里云中原行·分享沙龙（郑州站）第二期，邀请阿里云资深技术工程师现场答疑，解构阿里云上技术架构解决方案，帮助企业平滑迁云，业务优化。

更多深度文章，请关注云计算频道：https://yq.aliyun/cloud

摘要：从传统IT部署到云，人肉运维已经是过去式，云上运维该怎么开展？人工智能对于运维“威胁论”也随之袭来，如何去做更智能的活，当下很多运维人在不断思考和探寻答案。在2017云栖社区运维/DevOps在线技术峰会上，阿里云专家云登就为大家分享了云计算网络基础架构的实践和演进，精彩不容错过。

以下内容根据演讲视频以及PPT整理而成。

众所周知，云计算是以计算、存储和网络作为基础的。网络作为云计算的重要基石之一，其架构设计和演进是云计算发展的重要一环，而网络架构涉及可靠性、性能、可扩展性等多方面内容。架构是从理论设计开始的，理论设计和实践碰撞到一起，能否经得住考验，是否能够符合预期呢？厂商所提供的网络设备的高级特性真的是解决问题的银弹么？如何通过经典网络和VPC构建混合云，打通云上和云下呢？阿里云在以往的实践以及与用户的交互碰撞中遇到的问题又是如何解决的呢？本次分享中将与大家一起进行探讨。

本次分享的目录

一、常见的云计算网络架构

二、云计算网络的可靠性和故障定界

三、专有云网络的模块化

四、混合云构建的并网案例

五、云网络架构的演进趋势

下图所展示是一种常见的云计算网络集群架构。传统情况下云计算网络架构会分为三层：接入层、汇聚层和核心层。如下图所示，在接入层下面的两台交换机会进行堆叠，再下面会连接服务器，服务器一般会选择使用两个网卡进行bond之后以双上连的方式连接到2台接入交换机。在接入交换机和汇聚交换机之间也会有多条线路的连接，一般而言会存在二层或者三层的接入。对于带宽收敛比的设计而言，对于千兆集群可以采用1:1无收敛的方式，而对于万兆集群则可以使用收敛比为1:3或者1:2的方案，也可能使用无收敛的设计。从汇聚层再向上连接到核心层，一般情况会使用三层连接。

下图是另外一种比较常见的云计算网络集群架构，在Spine节点和Leaf节点之间可能会存在三层连接，而Spine节点和Core节点之间也可能会存在三层连接，这种网络架构相比于前面提到的架构而言，其扩展粒度要更细，可以细化到一组或者多组进行接入。

想必大家对于Overlay以及Underlay网络都有所了解，物理网络被称为Underlay网络，物理网络搭建完成之后应该尽量保证网络拓扑是固定的；而对于Overlay的网络而言，可以基于VXLAN技术构建VPC网络，通过软件定义和控制器的方式可以动态地构建虚拟的网络。所构建的网络可以是一个或多个虚拟的网络，可以通过云上不同的租户去定义地址规划以及路由的规划，甚至还可以提供类似于高速通道这样跨VPC之间的互通。Underlay网络的设计基本上就是前面所提到的接入-汇聚-核心架构以及Spine-Leaf架构，而对于Overlay的网络则描述的是虚拟的层面，提供的实际上是虚拟的路由器和虚拟的交换机，包括其构建出来的可以接入像SLB、RDS、ECS、OCS等云产品的VPC容器。为什么叫做Overlay呢？其实因为Overlay网络是通过VXLAN隧道的封装运行在Underlay物理网络之上的。通过Overlay逻辑网关去组织业务进行资源编排就可以构建出非常丰富的基于Overlay网络的产品。

前面主要介绍了云计算网络的一些基础概念，接下来将会针对云计算网络的可靠性以及故障定位的方式进行分享。

对于云计算平台的物理网络而言，其可靠性可以分为以下的几类：

多线路，常见二层的LACP，也就是链路聚合，对于三层则使用等价路由。设备HA，从体系结构来讲，分布式的多框、多插槽的设备能够提供多主控、多接口板这样的方式，还可以提供类似于堆叠技术和多机之间的双机热备以及多机的备份或者多机堆叠的方式，还可以提供VRRP的链路切换。探测和切换机制，实际上在网络配置交付之后，如果远端出现了问题，为了解决链路上的负载均衡以及主备切换的问题，可以引入比如NQA+Track这样的探测技术，这样可以针对静态路由的配置通过不同的优先级和NQA探测方式发现远端节点不可达的时候进行路由切换。除此之外，在探索到某台设备出现故障的时候就可以进行故障隔离，可以实现端口级或者设备级的故障隔离，保证流量可以走备份或者冗余链路进而避免流量中断，当然，这种情况下可能对于流量带宽造成一定的损失。巡检和监测，针对于Overlay和Underlay的网络会提供主动探测的机制，还有对于设备的日常日志告警的分析。设备在运行中往往会报很多的日志和告警，将这些信息收集起来之后结合云平台的业务流量可以挖掘出很多故障的可能性、已经出现的故障还有对于未来可能出现故障的预判。还可以进行流量分析，并且基于此判断云平台的网络是否出现了一些问题。

如下图所示的是常见的网络集群故障点分布图，云计算平台的网络故障点主要集中在下图中标号的几个位置：

标号1：线路故障，比如服务器上连到TOR交换机，也就是服务器上的接入网卡接入到交换机上时出现了网卡、线路或者是接入端口损坏导致线路上出现故障。同样的，从接入层到汇聚层，从汇聚层到核心层也会出现这样的线路故障。标号2：核心设备的故障，核心设备的故障可能导致跨网络端口之间的流量损失，由此造成的影响范围往往比较大。对图中所示的网络架构而言，如果流量需要跨端口进行传输，就一定需要从接入层到汇聚层再到核心层再转入另外一个POD的汇聚层。标号3：汇聚交换机的故障，一般情况下汇聚交换机采用堆叠的方式，可能会出现堆叠的分裂以及单台设备的故障，也可能出现整个端口流量上行的带宽减半或者是分裂以后导致等一些不可预期的后果，因此需要及时检测出一些故障并且及时进行隔离以及对于设备进行下线维修从而排除此类故障。标号4：接入交换机的故障，接入交换机也会发生类似于汇聚交换机的故障，堆叠分裂或者单机故障则会导致下面连接的服务器出现问题。标号5：服务器故障。标号6和7：像上述提到的堆叠出现问题造成的故障，这样的故障需要通过日常的巡检以及网络设备自身报告故障的日志告警来发现问题并及时去进行相应的处理。

以下是对于常见的网络集群故障点的详细描述：

线路故障。体现为带宽的损失，一般通过多条线路保障，三层网络设备间通常用ECMP等价路由，二层网络设备间通常采用聚合LACP，提高可靠性。在实际情况下，在公有云环境中会发现：一旦网络集群规模大了之后，堆叠出现问题的概率就会变大，与此同时，二层的广播风暴和环路出现的概率也会变大，阿里云目前在逐步地考虑去掉堆叠并且去掉二层，这也可能是未来的发展方向。这样的目的是为了简化网络并提高网络集群的可靠性。DSW故障。DSW是对于核心设备的称呼，由于所有的DSW之间不直接互联，它本身的可靠性只能依靠硬件框式分布式，多主控板（主备HA）、多接口板（上面说的多线路跨板连接）来保证单点可靠性，使用多台DSW，平时负载均衡，单台故障时互为备份链路。如果是单台DSW故障，将会影响带宽损失。PSW故障。也就是汇聚设备的故障，拓扑中有PSW堆叠和去堆叠两种情况，如果是堆叠的，单台故障，上下连线依靠跨堆叠设备的LACP或者ECMP实现业务不中断（但带宽有损失），如果不是堆叠的，参考（2）的场景。如果是单台PSW故障，影响的是下连的多组ASW带宽损失一半。ASW故障。线上很多的ASW都是堆叠的，目前阿里云也开始去堆叠，如果是堆叠的，ASW下连服务器，服务器双网卡bond接入（LACP），如果是去堆叠的ASW，服务器双网卡等价路由负载均衡。如果单台ASW故障，影响的是下连的48台服务器的带宽损失一半。未来，阿里云新构建的集群会逐渐减少对于堆叠的使用，进而提高网络设备的可靠性。其实对于网络厂商而言，他们也会对于堆叠特性进行大量的测试，但是实际上由于堆叠特性十分复杂，因为其涉及到硬件、软件、内部检测以及协议的传输备份，也就是会涉及到很多跨框、跨设备的同步以及选举机制。由于堆叠特性实现本身就非常复杂，就会导致出现问题的可能性比像路由转发这样其他简单特性更高。而在云计算场景下海量的网络设备同时运行，就进一步提升了堆叠特性出现问题的可能性，基本上就会导致出现存在堆叠的场景下可能经常会出现问题。为了解决这样的问题就需要逐步地去除堆叠和二层。服务器故障。可能体现在服务器网卡或者本身内部的应用系统的问题，服务器故障一般只会影响自己，范围比较小。PSW堆叠分裂。各自认为自己是主设备，为了减小影响，一般会配置DAD双主检测，禁掉一边，影响为整个pod的上联带宽和跨asw之间转发带宽损失一半。如果PSW堆叠整体故障，整个pod挂掉（各组ASW下的48台服务器之间仍可互通），上连不通，跨asw的互连不通。ASW堆叠分裂。类似于（6），影响为一组ASW下挂的48台服务器的互联或者上联带宽损失一半。如果ASW堆叠整体故障，该组ASW下连的48台服务器全部不通。对于（6）（7）的堆叠故障，由于厂商堆叠技术本身复杂，导致故障概率提升，再加上公共云使用的网络设备规模大，基数上去了就进一步放大出故障的概率，且影响范围大。因此网络本身的可靠性和故障位置，对于云产品来说影响的范围也是不同的，ecs之类的云产品能够打散到不同的ASW、POD甚至AZ（跨网络集群），其可靠性指标也是不同的。基本上是打散的网络设备之间的层级越高，可靠性保证越高，但同样的网络延迟也越高。

那么怎样才能够及早地发现这些故障呢？其实可以使用故障主动探测的模型。在网络集群里面，可能会选择特定的接入设备比如像服务器，将其作为主动探测的机器，其探测的目标就是网络设备下面的其他服务器。

建立的第一个简单故障主动探测的模型如下：

一个TOR下面所有物理服务器（例如48台）都同时出现大量丢包-->TOR交换机故障。个别物理服务器出现丢包-->服务器负载问题/TOR交换机端口队列打满。到某个机房的大量物理服务器同时出现大量丢包-->汇聚交换机/核心交换机故障。到某个机房的大量物理服务器出现少量概率丢包->汇聚交换机/核心交换机的个别端口问题。每个机房最少只需要1台机器作为探测源，部署对业务网络影响小，ICMPping之类的只能做Layer3的探测。

依照上述的故障主动探测模型就可以简单地判断网络出现故障的范围。

建立的第二个简单故障主动探测的模型如下：

通过选择不同位置的服务器作为探测源或者探测目标，发现不同层次的故障位置，多轮次组合。要求每台服务器运行agent，并接受外部控制器指令，动态调整探测策略，可建立TCP连接并测试。可以针对overlay和underlay网络进行探测，更容易模拟实际应用的业务流量特征，支持Layer4探测、时延计算。

第二个故障主动探测模型在服务器内部会增加一些代理Agent，安装代理之后可以做到对于4到7层的探测，可以探测出TCP连接的情况以及其延迟和性能速率。同样的，探测模型也可以组合出不同的探测方式，在了解网络架构的拓扑之后就可以探测位于同一组接入交换机下面的两台或者多台服务器，也可以探测位于不同的核心交换机或者汇聚交换机下面的多台服务器。通过这种建模方式就可以知道当前延迟高或者丢包的场景下，网络的问题到底出现在什么位置。

上述提到的是网络体现在本身体系结构上的可靠性，比如分布式设备、支持主备HA、支持双机热备或者多机堆叠以及其他一些高级特性，这些都是从网络设备本身的角度而言的。除此之外，通过线路带宽的设计保证收敛比以及负载均衡，以此来保证云计算网络的可靠性。而通过日常的巡检和探测能够及时地发现故障，并在故障发生之后及时了解故障发生的具体原因并提供故障定位的方式，进而提高云平台网络的可靠性。

上述这些都是在公有云网络上的实践，对于专有云而言，又会存在什么样的差别呢？其实对于专有云而言，更多地会对其进行模块化的设计。公有云一般而言是可规划的，可以对于未来集群的规模、建设的地域以及网络架构的选择等进行规划。而对于专有云而言，客户的需求往往不能够规划出来，不同的客户所需要的业务的场景和诉求往往是不同的，这些在网络设备的选型、已有设备的利旧使用以及对于云平台功能的裁剪上都会有所体现，所以专有云与公有云上的的网络设计就存在较大的差别。

下图是专有云网络架构图，一个很明显的特点就是专有云网络会分成几个区域，最上面的是外部接入区，外部接入区包含了阿里云和ISP或者用户骨干网出口的链接以及在其上进行安全防护的云盾。专有云网络架构图中间的DSW和下部的PSW则属于DC区，也就是网络架构的核心区域。图中右面的综合接入区分为了两个部分，一部分是阿里云所提供的负载均衡、VPC网关以及OPS相关的接入，另外一部分则是CSW，实际上就是客户的VPC专线接入区，阿里云的专有云客户会有一些原来的物理网络需要与云上的VPC进行网络打通，一般会通过VPC的专线接入交换机的综合交换机接入进来。也就是说专有云网络的每一个模块都有一个相对独立的设计，所有的模�...

数字化转型正在影响所有业务的垂直领域，人们处理和思考IT的方式已经发生了根本性的变化。一些成功的IT专业人员影响了企业的业务模式和策略。数字化转型正在影响所有业务垂直领域，而云计算架构师在支持下一代业务计划时必须开始思考与之前的业务模式有什么不同。

正如调研机构Gartner公司最近预测的那样，到2020年，所有IT人员都需要具备一定水平的商业智慧。“在IT领域中发展强大的商业智慧，是将IT重点从优化IT运营效率转变为推动业务效率、价值创造和增长的先决条件。” Gartner公司研究副总裁 Lily Mok在一份声明中表示，“有效的IT沟通战略的核心是能够将IT的愿景、战略和行动计划与业务明确联系起来，推动员工中期望的行为，从而提高IT绩效和业务成果。”

除了沟通之外，还需要新的管理方式来尽可能多地从员工身上获得更多价值。为了达到这一点，企业需要培训自己的员工，让他们真正像云计算架构师一样思考和行动。

无论企业是主要数据中心提供商，还是最终用户组织，都应该了解一下数据中心架构师培训技巧。

如今的IT人员不仅仅是提供专业服务或标准体系结构，他们还需要进行创新。这意味着过去适用于IT人员工作的相同规则可能不会对其职业生涯提供更多的帮助。作为云计算架构师，IT人员可以通过做培训和实施来提升技能，为自己的职业生涯增加价值，并帮助所在的公司取得进步。

1、通过技术镜头谈论商业语言

现在想像一下Snapchat或Messenger过滤器这样的技术可以做什么，他们为原始图层添加一层。从某种意义上说，云计算架构师必须考虑业务挑战，并知道如何使用适用于该情况的技术过滤器。在那里，人们必须能够讨论这些，以及他们如何改变业务流程。这意味着云计算架构师能够围绕业务需求不断应用技术架构。

2、沉浸在安全的世界

云计算架构师的商业智慧必须与对安全需求的深入理解结合起来。IDC的信息图表为弥补IT安全技能差距，描述了日益增长的风险，以及对熟练和合格的网络安全专家的需求，具体如下：

75%的企业遇到某种类型的安全事件。33%受到网络犯罪影响。63%的组织不准备作出回应。3、尽可能多地进行交叉训练

作为一个云计算架构师，需要了解并行的相关技术。如果正在创建公共云架构，请了解像OpenStack这样的平台如何帮助管理。人们永远不知道未来会怎样，组织有一天可能需要混合方法。如果可以实现规模管理，则可以帮助企业利用强大的云计算技术。云计算架构师经常关注特定的技术。例如，DevOps、虚拟化，或者只是打包和配置体系结构。如果云计算架构师具有特定的云端重点，请确保扩大云端架构。了解云服务管理(ITSM/ITOM)、自动化、集成以改进用户管理，甚至了解如何优化WAN连接。作为云计算架构师，可以有特定的关注点。但是，了解云服务的DNA使云计算架构师能够交叉训练，并为企业和其他IT团队提供有价值的反馈。

4、使用社交媒体这种强大的沟通工具

云计算架构师使用社交媒体(像Twitter这样的社交媒体工具)可以帮助其了解更多的信息，并与志同道合的架构师建立联系，拓宽对云计算设计的思路和看法。云计算架构师需要在社交媒体上提高自己的学习能力，并在市场中提升品牌。云计算架构师最好在LinkedIn上撰写博客或Facebook帖子，回复评论或者结交新朋友。

5、了解风险、设计和企业影响

云计算架构是业务的关键部分。过去，云计算架构师专注于挑战并立即尝试解决方案。那么现在的云计算架构师必须学习一个新概念：客户对风险的偏好。云计算架构师可以设计出令人惊叹的架构，但如果它不支持客户最终需要的风险模型呢?云计算架构师必须开始向客户提出一个新问题：“你有什么风险承受力?在设计此应用程序或虚拟工作负载之前，请告诉这对贵公司的影响。”

从这里开始，云计算架构师不仅要围绕其需求创建环境，还要围绕弹性进行设计。请记住，这不仅仅是一个围绕高可用性的设计。相反，需要特别关注用户、业务应用程序和特定组件的风险因素。作为一名云计算架构师，其角色是帮助客户更好地了解他们需要什么，他们能够做什么和不能没有什么，以及他们如何与其企业战略联系起来。

技术发展和进步已经成为组织业务的基本组成部分。它有助于创造更高水平的生产力，改进服务，并优化整个用户体验。但是，总需要有人帮助设计和构建这些环境。

在此给出的建议之一就是永远不要让自己被局限住。也就是说云计算架构师总是应该把握大局。每当设计云计算架构时，架构师总是要记住三点：人员、流程和技术。云计算架构师必须每次都围绕这三个概念应用到其设计中。

企业可以拥有最好的技术，但是如果不训练其员工，并且没有开发一个流程，那么这项技术将毫无用处。随着人们对新的数字化需求的转变，云计算架构师的角色将继续发生变化。因此，需要确保云计算架构师继续学习的动力，不断思考如何通过利用新技术来改善人们的生活。

来源：互联网

到底什么是云计算？云计算能干什么？

如今大家天天听到媒体说云计算，什么阿里云、百度云、腾讯云等，到底什么是云计算呢？

云计算(cloud computing)是一种基于因特网的超级计算模式，在远程的数据中心里，成千上万台电脑和服务器连接成一片电脑云。因此，云计算甚至可以让你体验每秒10万亿次的运算能力，拥有这么强大的计算能力可以模拟核爆炸、预测气候变化和市场发展趋势。用户通过电脑、笔记本、手机等方式接入数据中心，按自己的需求进行运算。

IBM的创立者托马斯·沃森曾表示，全世界只需要5台电脑就足够了。比尔·盖茨则在一次演讲中称，个人用户的内存只需640K足矣。李开复打了一个很形象的比喻：钱庄。最早人们只是把钱放在枕头底下，后来有了钱庄，很安全，不过兑现起来比较麻烦。现在发展到银行可以到任何一个网点取钱，甚至通过ATM，或者国外的渠道。就像用电不需要家家装备发电机，直接从电力公司购买一样。云计算就是这样一种变革——由谷歌、IBM这样的专业网络公司来搭建计算机存储、运算中心，用户通过一根网线借助浏览器就可以很方便的访问，把“云”做为资料存储以及应用服务的中心。

什么是云计算？狭义的云计算是指IT基础设施的交付和使用模式，指通过网络以按需、易扩展的方式获得所需的资源(硬件、平台、软件)。提供资源的网络被称为“云”。“云”中的资源在使用者看来是可以无限扩展的，并且可以随时获取，按需使用，随时扩展，按使用付费。这种特性经常被称为像水电一样使用IT基础设施。广义的云计算是指服务的交付和使用模式，指通过网络以按需、易扩展的方式获得所需的服务。这种服务可以是IT和软件、互联网相关的，也可以是任意其他的服务。

举个例子：阿里云计算发布的Matrix+（码+）计划，通过连接全球PC、平板电脑、超便携设备和手机等设备，组建人类有史以来最为强大的计算网络，这些强大的计算能力将被用来搜索外星人。

当10亿台手机一起计算时，超过了人类有史以来的计算力总和，能够开放地支持涉及人类公共利益的科研项目。比如美国诺曼教授正在研究的人脑外挂，艾滋病研究、粒子能源、外星生物探索等前沿科学……

当用户接受邀请后，Matrix+在手机连接Wifi并待机时自动运行，并为其指派经过分解的科研任务。点亮屏幕时，计算会自动停止，并不会对正常的手机使用有任何影响。未来，Pad、电视盒子、智能电视、路由器等所有智能设备，都可参与这一计划。

这就是手机版的云计算，而云计算则是众多服务器的加强版。

据IDC最新数据显示，亚马逊AWS、微软Azure、阿里云排名前三，全球公共云市场3A格局已定。

阿里自主研发的飞天操作系统，可以将遍布全球的百万级服务器连成一台超级计算机，以在线公共服务的方式为社会提供计算能力。

阿里云在做公共云，那其他从事云服务的公司在做什么？

这些从事云服务的公司，就分成：

Iaas（基础设施即服务Infrastructure as a Servic），阿里云、亚马逊AWS、微软Azure

Paas（平台即服务Platform-as-a-Service），GAE（谷歌）、阿里ACE

Saas（软件即服务Software-as-a-Service），太多了

IaaS就是专门提供基础设施服务的公司，几年前如果你想在办公室或者公司的网站上运行一些应用（比如自己开发好的APP或是网络游戏），你需要去买服务器，成本太高了。

但是现在有IaaS，你可以将硬件外包给这些专业的公司，这些公司会提供场外服务器，存储和网络硬件，你花钱租用就行。

这样就节省了维护成本和办公场地，并且你可以在任何时候利用这些硬件来运行其应用。

就跟约会一样，饭店、电影院、KTV把你约会需要的硬件设置布置好了给你用，你付钱就行。

国内比较出名的Iaas有：阿里云、腾讯云等，国外就更多了包括Amazon, Microsoft, VMWare, Rackspace和Red Hat。

懂得了IaaS是什么意思，那我们再来说说PaaS平台即服务，这个是啥意思？

大家有没有发现，现在出现一些泡妞培训班、约会方案策划师啥的，这些公司提供的服务就是在帮你做一系列约会泡妞解决方案的，从软硬件都帮你搞定，剩下的只需要你去约会就行。

同理PaaS是面向软件开发者（泡妞者）的服务, 云计算平台提供硬件, OS, 编程语言, 开发库, 部署工具（各种培训班、方案策划、软硬件等）, 帮助软件开发者更快的开发软件服务，某些时候也叫做中间件。

云服务商将软件开发的云端开发平台和软件运营的云端运行环境 (包括中间件、数据库、web服务、消息总线等基础通用服务)作为一种服务，提供给最终用户。

换句话说，这些PaaS服务商提供的都是基础开发服务平台，主要目的就是让你把精力专注在应用层面的开发上面，而不需要浪费在这些基础重复性的事情上，也不用担心开发完成后部署问题。

PaaS平台在云计算架构中位于中间层，其上层是SaaS，其下层是IaaS。

PaaS比较出名的包括：GAE（谷歌）、阿里ACE、百度BAE、新浪SAE等。

看到这里，大家有没有觉得PaaS跟前面的IaaS有部分重合了，对的，他其实是对IaaS的更深入的提供软硬件结合的一整套解决方案。

但是他限制太死了，就跟人家给你策划好的约会方案，你必须按剧本走，无法自由发挥。结果就是市场接受度不高，所以，PaaS一直不温不火也是这个原因。

最后SaaS模式，大家应该会更容易理解，这个概念最近超火经常能听到，并且很多公司开发的应用都基于SaaS模式的。

Saas软件即服务，简单说就是人家把你想要的功能开发好成应用软件，然后直接卖账号给你用，你也不需要担心服务器、带宽、应用开发等问题，直接交钱使用就行。

从泡妞角度来理解就是，现在各种某陌、某和网、大量的婚介机构，他们都是把妹子召集起来，然后你可以通过使用他们的平台或是服务找到适合你的妹子，是一样的道理的。

当然，交钱跟没交钱获得的待遇是不一样的，同理SaaS软件服务公司也有提供不同等级的服务的。

出名的SaaS软件服务商在各个行业都有的，这里就不一一列举了。

在今天的改变与未来的发展预测中表明，有越来越多的企业开始主动拥抱“云”，用云计算提升自身的IT服务能力和运营效率。云计算要求基础设施具有良好的弹性、扩展性、自动化、数据移动、多租户、空间效率和对虚拟化的支持。应当高度贴合网络未来更高层次的发展趋势，随需而动的运维理念。

那么具体而言，应着重从高端服务器、高密度低成本服务器、海量存储设备和高性能计算设备等基础设施领域提高云计算数据中心的数据处理能力。那么，云计算环境下的数据中心基础设施各部分的架构应该是什么样的呢?我们来看这两点的分析：

1，云计算机房架构

为满足云计算服务弹性的需要，云计算的机房一般都将采用标准化、模块化的机房设计架构。模块化机房包括集装箱模块化机房和楼宇模块化机房。为减轻了建设方在机房选址方面的压力，帮助建设方将原来半年的建设周期缩短到两个月，而能耗仅为传统机房的50%,可适应沙漠炎热干旱地区和极地严寒地区的极端恶劣环境。楼宇模块化机房采用冷热风道隔离、精确送风、室外冷源等领先制冷技术，可适用于大中型数据中心的积木化建设和扩展。

2，云计算数据中心总体架构

云计算架构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：平台即服务PaaS、基础设施即服务IaaS、软件即服务SaaS.在管理方面，主要以云的管理层为主，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。着力于提高网络数据处理和存储能力，致力于低碳高效的利用基础资源。

我们知道云计算主要有三种服务模式，IaaS、PaaS和SaaS，其中最底层最基础的就是IaaS。企业级私有云领域，目前IaaS领域的老大就是VMWare公司；在开源领域，最流行的IaaS框架则是OpenStack框架。

正是因为开源，才让我们可以更深入地了解云计算IaaS的运作机制。通过对OpenStack的架构的介绍，说明OpenStack是如何实现IaaS服务的。

OpenStack的起源

在云计算领域，目前Amazon占据了绝对领先的市场地位。Amazon的CEO贝佐斯靠着强硬的行政命令要求开发人员按照SOA理念来进行开发，要求所有程序模块必须要用服务接口把数据和功能开放出来。所有程序模块间的通信，必须通过这些接口进行。

可以说SOA的设计思想，构成了今天AWS云平台的技术实现基础，同样这种设计思想也被OpenStack所效仿。AWS虽好，但毕竟是商用的，随着云计算的发展，开源云平台解决方案的需求越来越强烈。

2010年7月，RackSpace和美国国家航空航天局合作合作，分别贡献出RackSpace云文件平台代码和NASANebula平台代码，OpenStack由此诞生。

AWS分层架构

OpenStack的架构

作为Amazon的追随者，OpenStack在技术架构上也与AWS有很多相似之处。OpenStack也是由几个独立的核心功能组件所构成。

分别是计算（Compute）、对象存储（ObjectStorage）、认证（Identity）、用户界面（Dashboard）、块存储（BlockStorage）、网络（Network）和镜像服务（ImageService）：

Nova：计算管理，云计算IaaS的核心，类似于Amazon的EC2（ElasticComputeCloud）。为用户提供虚拟机的管理，比如创建虚拟机或对虚拟机做热迁移。Swift：对象存储，负责对文件进行存储和检索，也包括镜像文件。Keystone：为用户提供身份验证以及OpenStack服务的授权。Horizon：为用户提供一个模块化的控制面板，基于django框架实现。Cinder：块存储服务，为虚拟机提供虚拟卷。Neutron：为虚拟机提供网络连接，允许用户创建自己的虚拟网络并连接各种网络设备。Glance：负责镜像管理，为虚拟机提供镜像。

关于每个组件的具体职责，可以参见前文《云计算IaaS管理平台的基本功能有哪些？》

OpenStack的应用

国际公有云方面，AWS、AZure都采用了自己的技术来搭建云计算平台。在国内公有云市场中，阿里云、腾讯云也都是用自有技术来搭建各自的云计算平台，没有直接利用OpenStack。

虽然在公有云市场，应用OpenStack的商业案例还不算多，但在私有云市场，基于OpenStack的项目非常多，远远多于其他的开源云计算框架,如CloudStack、Eucalyptus和OpenNebula等。

与互联网公司不同，华为倒是非常积极地推进OpenStack技术，和中国三大电信运营商们一并都是OpenStack基金会的黄金会员（GoldenMember），而且为国内外多家电信运营商都部署了基于OpenStack的公有云系统。

目前OpenStack的黄金会员主要包括传统IT企业，如Intel、NEC、Dell、VMWare等，也包括通信设备商，如华为、Ericsson、Cisco、JuniperNetworks等，也包括最新加入的国内三大运营商。相信虽然OpenStack的参与者越来越多，生态越来越完善，应用项目也会越来越多。

一、云计算介绍

任何一个在互联网上提供其服务的公司都可以叫做云计算公司。其实云计算分几层的，分别是Infrastructure（基础设施）-as-a-Service，Platform（平台）-as-a-Service，Software（软件）-as-a-Service。基础设施在最下端，平台在中间，软件在顶端。别的一些“软”的层可以在这些层上面添加。

云计算架构示例1

云计算架构示例2

云计算架构示例3

二、云计算服务模式

1、IaaS: Infrastructure-as-a-Service（基础设施即服务）

基础架构，或称基础设施（Infrastructure）是云的基础。它由服务器、网络设备、存储磁盘等物理资产组成。在使用IaaS时，用户并不实际控制底层基础架构，而是控制操作系统、存储和部署应用程序，还在有限的程度上控制网络组件的选择。

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的应用，并只需为其所租用的那部分资源进行付费，而同时这些基础设施繁琐的管理工作则交给IaaS供应商来负责。

我们从阿里云上购买的云主机就是属于此类了。

2、PaaS: Platform-as-a-Service（平台即服务）

平台即服务（Platform as a Service，PaaS）提供对操作系统和相关服务的访问。它让用户能够使用提供商支持的编程语言和工具把应用程序部署到云中。用户不必管理或控制底层基础架构，而是控制部署的应用程序并在一定程度上控制应用程序驻留环境的配置。PaaS的提供者包括Google App Engine、Windows Azure、Force、Heroku等。小企业软件工作室是非常适合使用PaaS的企业。通过使用云平台，可以创建世界级的产品，而不需要负担内部生产的开销。

3、SaaS: Software-as-a-Service（软件即服务）

软件即服务（SaaS）为商用软件提供基于网络的访问。您有可能已经使用过SaaS，即使您当时并不知道。SaaS的示例太多了，例如Netflix、Photoshop、Acrobat、Intuit QuickBooks Online、Gmail、Google Docs、Office Web Apps、Zoho、WebQQ、新浪微盘等等。可能不太明显的SaaS实现包括移动应用程序市场中的相当一部分。

简单的说，就是做好软件，用户基于互联网来使用就可以了，并且是可以按需购买使用。

4、DaaS：Data-as-a-service（数据即服务）

DaaS是Data-as-a-service（数据即服务），是继 IaaS、PaaS、SaaS之后又一个新的服务概念。

数据即服务(Data-as-a-Service，DaaS)通过资源的集中化管理，为提升IT效率以及系统性能指明了方向。因此DaaS在过去的几年中得到了许多CIO的青睐，它包含的主要技术有数据虚拟化、数据集成、SOA、BPM以及PaaS等。

5、CaaS：Communications-as-a-Service（通讯即服务）

CaaS是Communications-as-a-Service缩写，意思是通讯即服务(也可称为协作即服务)。CaaS是将传统电信的能力如消息、语音、视频、会议、通信协同等封装成API(Application Programming Interface，应用软件编程接口)或者SDK(Software Development Kit，软件开发工具包)通过互联网对外开放，提供给第三方（企业、SME、垂直行业、CP/SP以及个人开发者等等）使用，将电信能力真正作为服务对外提供。

6、MaaS：Machine as a Service（物联网即服务）

MaaS(Machine as a Service)物联网即服务，这个概念伴随着物联网产生，物联网常见的两种业务形式就是MAI与MaaS，因此MaaS属于物联网业务形式的一种。

7、XaaS：X as a service（一切都是服务）

一切皆服务（XaaS）是一个统称，代表 “X as a service”、“anything as a service”或“everything as a service” 。这一缩写指越来越多地通过互联网提供的服务，而不仅仅指本地或现场服务。云计算的本质就是XaaS。

以上六种服务都是XaaS。

三、总结

everything as a service

以前我们使用软件可以说都是一个拷贝(everything is a copy)，在云计算时代，我想只能说所有软件可能都是“everything as a service”。

云计算是一种能够通过网络以便利的、按需付费的方式获取IT资源（包括网络、服务器（虚机、容器）、存储、平台、应用和服务等）并提高其可用性的模式，这些资源来自一个共享的、可配置的资源池，并能够以最省力和无人干预的方式获取和释放。

云计算：第三次IT革命

云计算发展背景

云计算特征

云计算服务类型：IaaS、PaaS、SaaS

SaaS是一种新型软件发布模式，应用软件安装在 厂商或者服务供应商那里，用户通过网络使用。Salesforce、NetSuite、Google Apps、微软Office365是典型案例。

软件开发者可以在PaaS之上直接开发新的应用，不需要购买和部署服务器和OS、数据库和中间件软件而直接部署代码即可运行客户自己的应用。Salesforce的Force、Google AppEngine和微软 Azure都是PaaS模式的典型代表。

IaaS（Infrastructure as a Service，基础架构即服务）通过互联网提供数据中心、基础架构硬件和软件资源。典型IaaS的代表产品是亚马逊的AWS（Elastic Compute Cloud）、Google的CloudEngine。

云计算部署模式

公有云：关注性价比

面向公众/政企提供的云服务，基于互联网获取和使用服务、关注盈利模式、具有强大的可扩展性和较好的规模共享经济性等。

私有云：关注信息安全

面向内部用户、通过内部或专有网络获得和使用服务，私有云的使用体验较好，安全性较高，但投资门槛高，当出现突发性需求时，私有云因规模有限，将难以快速地有效扩展。

混合云：兼顾性价比与安全

在公有云中创建网络隔离的专有云，用户可以完全控制该专有云的网络配置，同时还可以通过VPN/专线连接到内部私有云，实现公有云与私有云的连接，兼顾公有云和私有云的优点。

社区云：过渡性模式

面向一个行业（行业云）或一个地理区域范围内（园区云）提供服务，阶段性发展的产物。

首先，选择超融合架构的原因，是传统存储解决不了现在企业数据中心的问题。

据麦肯锡研究显示，全球的IT数据每年在以40%的速度增加中。数据正在逐步影响商业，企业通过数据的分析来做决策与管理。

完成快速的分析决策和管理，就需要借助强大的数据中心。下图为传统SAN存储：

但是，光靠越来越快、核数越来越多的CPU是不够的，瓶颈在于传统存储的硬盘太慢了，CPU大部分计算能力都空闲或者说在等待存储数据传输过来。传统存储容量和性能不具备和“计算能力”匹配的可扩展性，不能满足企业进行数据访问的需求。

这个问题并不是现在才有。Google很早遇到这个问题。那么Google是如何做的呢？

作为一个给全世界互联网网民提供数据检索的企业，Google考虑过EMC、IBM，还有当年的SUN存储产品，但是都解决不了它的问题。无论是容量还是性能，这些公司的产品都无法满足Google的规模需求。于是Google只能自己建立一个适合自己的数据搜索的存储结构了。

Google优秀的计算机科学家们，打破了传统的存储思维，利用服务器的本地硬盘和软件构建了一个容量和性能不断可扩展的分布式文件系统，并在其上构建了其搜索和分析的计算引擎：不用把数据从存储端取出来，然后通过网络传输到计算端，而是将计算直接分发到存储上运行，将“计算”作为传输单元进行传输，这样大量的存储数据都是本地访问，不需要再跨网络上传输了，自然访问很快。于是乎，自然而然地，“计算”和“存储”运行（“融合”）在了一个服务器上，这里我们也看到超融合架构的一个优势就是，本地访问数据，不必跨网络。

现代企业的数据量越来越大，应用越来越多，他们开始面临当年Google遇到的问题，CIO要考虑怎么更高效的构建自己的计算和存储的基础架构，来满足应用的数据访问需求。

虚拟化为更容易的管理应用而生，它解决了CPU、内存资源闲置的问题。但随着虚拟化的大规模应用，虚拟机越来越多，虚拟机在传统存储上运行却越来越慢了。“慢”造成“体验差”，“体验差”成为了限制虚拟化应用的最大的瓶颈。这里面的最重要原因自然是，存储的I/O性能不够，大量的虚拟机和容器同时运行，I/O的混合，使得随机读写急剧增加，传统存储的结构无法承受大量的随机I/O.超融合恰恰是为了解决这个问题，才被带到了虚拟化和容器领域。同时，业内也存在不同的解决I/O问题的方法，我们先尝试分析下其他的解决方法：解决方法一：在存储设备采用SSD做Cache，加速I/O.这在一定的规模下可能有效，但是存储设备的SSD Cache通常比例较小，不足5%的容量比的情况下，自然满足不了用户的热数据的缓存需求。另外，仍然无法随需扩展，所有的数据仍然要从集中的存储控制器流出，这个集中的“收费站”势必堵塞“高速公路”。

解决方法二： 使用服务器侧SSD做Cache，加速I/O.这种类似的解决方案，通常缺乏高可靠性软件的支撑，服务器端的Cache如果用做写Cache，存在单点失效的问题，需要在多个服务器的Cache设备上，做副本来提供可靠性，可以说这是一个阉割版的超融合架构，将Cache放到服务器端，仍然使用传统存储，当Cache满，需要被写回传统存储的时候，仍然被传统存储的“控制器”限制整体性能。

我们看到，上面的两种方案都是受限于传统存储的结构，超融合存储则不一样，通过完全去掉传统存储，利用分布式文件系统来提供“不可限量”的性能和容量，在这个基础上，再通过Cache进行加速，甚至全部使用闪存（全闪存产品）来构建都是自然而然，不被限制了。

因此，超融合架构不是为了让单台服务器的存储飞快，而是为了让每增加一台服务器，存储的性能就有线性的提升，这样的存储结构才不限制企业业务的运行，并保证业务的可靠性。

正因为这种扩展性很好的共享存储，使得整个Google的业务得以顺畅地运转。SMARTX在做的就是这样的更好的、更稳定的基础服务。

另外，超融合近几年得以快速发展的原因，这要归功于硬件设备。CPU核数越来越多，服务器的内存容量越来越大，SSD设备和网络互联网设备越来越快，这意味着：a. 服务器的资源除了运行业务以外，仍然可以预留出来足够的CPU，内存资源来运行存储软件。将存储软件和业务运行到一块，既减少了设备量，减少了电力使用，本地读取也提高了I/O的存取效率。这在几年前是做不到的，因为CPU和内存太有限了。

b. 网络互联越来越快，无论是万兆，40Gb以太网，还是Infiniband（无限宽带技术），使得我们的软件能够将独立的存储设备进行互连，通过分布式文件系统形成共享的存储池，供上层应用使用。

c. 如果说SSD等硬件厂商让单个存储设备跑的更快，我们的软件的意义在于，让超大量的这些存储设备，一起工作，提供无止境的整体性能和容量。