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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�...

　　从Google首席执行官埃里克·施密特(Eric Schmidt)首次提出“ 云计算 ”(cloud computing)的概念到现在，云计算已经走过了炒作期和实践期，已经处于成熟期。同时，行业集中度也越来越高并呈逐渐加强的趋势，目前业内大公司已经占据了整个市场的半壁江山。

　　Synergy Research Group根据2017年市场占有率的多少和市场增长率的快慢对全球几大云计算平台进行了调查和排名，亚马逊AWS依然名列榜首。以下是全球十大云计算平台市场占有率排行榜。

　　1.亚马逊AWS

　　亚马逊AWS于2006年推出，是全球最早推出的云计算服务平台，面向全世界的客户提供云解决方案，包括弹性计算、存储、数据库、应用程序在内的一整套云计算服务，降低企业IT投入成本和维护成本。

　　“先下手为强”，亚马逊AWS投入早、运行时间长，目前仍是云计算领域的老大哥。在AWS计算领域中Amazon Elastic Compute Cloud (Amazon EC2)是代表性产品，它是一种 Web 服务，可根据计算要求提供大小可调的计算容量。在存储服务中，Amazon S3 提供了一个简单的 Web 服务界面，用户可通过它随时在 Web 上存储和检索任意数量的数据。在数据库服务中，Amazon Relational Database Service (Amazon RDS) 是一种可让用户在云中轻松设置、运维和扩展关系数据库的 Web 服务。此外在网络和内容分发、移动服务、开发人员工具、应用程序服务等领域亚马逊AWS都有出色的产品。

　　在2017 AWS Re:Invent会上，Amazon 又宣布推出5项机器学习新服务，包括Amazon SageMaker、Amazon Transcribe、Amazon Translate、Amazon Comprehend、Amazon Rekognition Video以及一款面向开发者的深度学习型无线摄像机AWS DeepLens。

　　此外，亚马逊AWS也加快扩展中国市场的步伐。今年12月12日，亚马逊AWS在中国的第二个运营区域——中国(宁夏)区域正式开放，将会实行一轮降价措施，或给当前国内云计算市场带来强有力的价格冲击。

　　2. 微软Azure

　　微软 Azure是微软基于云计算的操作系统，最初名称是Windows Azure，主要目标是为开发者提供一个平台，帮助开发可运行在 云服务 器、数据中心、Web和PC上的应用程序。Azure是一种灵活和支持互操作的平台，它可以被用来创建云中运行的应用或者通过基于云的特性来加强现有应用。该平台目前具备以下功能：网站、虚拟机、云服务、移动应用服务、大数据支持以及媒体功能的支持。

　　在此次Synergy Research Group的调查统计中微软Azure排第二，虽然没有亚马逊AWS的功能全面，微软Azure也形成了独特的优势。它支持大量开源应用程序、框架和语言，并且数量仍在增加;融合本地 IT 设施和 公有云 ，是最适合混合 IT 环境的公有 云平台 ;数据中心有多家主流运营商接入，网络访问性能有保证;数据和服务的安全性也是其一大优势。

　　11月1日，在北京举行的2017微软技术暨生态大会上，微软宣布在中国运营的Microsoft Azure的云计算规模将在未来6个月完成三倍扩容。11月27日，微软与知名企业软件公司 SAP宣布将合作进军云服务市场，以提高微软的云端业绩，尤其是IaaS 服务。

　　3. IBM

　　IBM一直专注于云计算、网络安全和数据分析，今年11月1日IBM宣布推出全新IBM Cloud Private平台，可以帮助企业利用类似公有云的能力，构建本地部署的私有云环境，是一个集IaaS、PaaS及开发者服务所需的创建、运行和管理 云应用 于一身的集成平台。

　　全新的IBM Cloud Private平台安装极其简便，一键即可实现安装、添加、删除节点，还能够根据相关指标定时弹性伸缩。同时，IBM Cloud private支持异构平台，不仅可以安装于VMWare、OpenStack、物理机上，还支持X86和POWER Linux，由客户自己管理，不需要再连线IBM，投产就可用。集成了Istio、服务目录、VMWare NSX-T等，支持Ceph、Gluster 、GPFS 存储、MicroService Builder中间件镜像的开箱即用。

　　早在9月份，IBM 还推出了一款“拉杆箱”——Cloud Mass Data Migration，里面是一套容量 120TB 的存储系统，可以让用户快速的将本地数据上传到 IBM 的 云存储 中。

　　4.谷歌 云平台

　　谷歌公司不是传统的IT厂商，而是新型的网络公司。基础架构和平台是谷歌 云服务 的两大竞争优势。谷歌云平台服务分为四大类：

　　1.计算：谷歌计算引擎作为基础架构即服务(IaaS);平台即服务有谷歌App Engine;以及谷歌容器引擎，一套使用 Kubernetes来达到集群管理和自动化的Docker容器镜像 。

　　2.存储：谷歌 云存储

　　3.网络：谷歌云DNS和Interconnect

　　4.数据库：Google Cloud SQL，Google Cloud Datastore和Google Cloud BigTable

　　今年9月份谷歌云宣布收购了Bitium，Bitium专注于为基于云的应用程序提供企业级身份管理和访问工具。这次收购能够帮助Google可以更好地管理企业云客户，包括为跨Cloud和G Suite产品的应用程序设置安全级别和访问策略。

　　5. Salesforce

　　Salesforce是一家客户关系管理(CRM)软件服务提供商，提供随需应用的客户关系管理。作为全球CRM行业的领导者，Salesforce 在客户关系管理领域的专业度是毋庸置疑的。该公司勾勒出的云战略中包括SaaS和PaaS。该公司的 云计算 产品包括Force(定制软件开发)、Heroku(Ruby平台服务)、Database、Salesforce Data、Salesforce Chatter、Salesforce Sales Cloud和Salesforce Service Cloud。

　　今年Salesforce已经将AI整合进许多产品中，与IBM合作将Einstein与Watson合并，以便用户扩充数据。Salesforce还利用AI来让用户更轻松地获取他们所需的信息，它提供的一款名为Optimus Prime的内部工具用以组织和清理数据。通过分析用户在Salesforce上已有的数据来添加服务对Salesforce来说是一个很大的机遇。

　　6. 阿里云

　　阿里云创立于2009年，是目前国内云计算领域的龙头，由阿里云自主研发、服务全球的超大规模通用计算操作系统飞天，目前为全球200多个国家和地区的创新创业企业、政府、机构等提供服务。基于阿里云飞天操作系统强大的计算能力，阿里的人工智能ET拥有全球领先的人工智能技术，目前已具备智能语音交互、图像或视频识别、交通预测、情感分析等技能。

　　今年9月21日，阿里云发布全新一代云数据库产品POLARDB，采用第三代分布式共享存储架构，实现计算节点和存储节点分离，使计算引擎和存储引擎均拥有快速扩展能力;在2017杭州?云栖大会期间阿里云又发布了一系列突破性成就，“达摩院”支持研发的量子技术领域迎来了首个重量级发布—— “量子计算云平台”上线、BigBench数据规模首次扩展到100T、流计算2.0每秒峰值达千万QPS整体链路延时亚秒级、E-MapReduce对比同类产品平均性能提升3倍。

　　阿里云在中国遥遥领先的同时开始扩展海外市场，10月30日，阿里云宣布其马来西亚大区(Region)正式面向全球开放服务，阿里云将为该区域市场提供计算、存储、网络等互联网基础设施服务，同时为当地企业数字化转型提供互联网中间件、人工智能产品和服务。此外，阿里云也将在欧洲建立数据中心。

　　7.Oracle

　　Oracle云是一款功能强大、统一的云解决方案。 它提供了全面、集成的云服务，可帮助业务用户和开发人员在云端或内部部署环境中无缝、经济高效地构建、部署和管理负载，是少有的几家能完整覆盖IaaS、PaaS、SaaS及DaaS层面云服务的公司。

　　Oracle的成功主要来自于数据库业务，许多公司使用他们的数据库来运行其关键业务，数据库业务仍然是Oracle最大的收入来源。2017财年甲骨文云业务总收入超过46亿美金，年增长超过60%，是全球发展最快的云公司之一。

　　在刚过去的2017甲骨文全球云大会上，甲骨文发布了多项产品和技术创新：最新发布的Oracle数据库18c，凭借机器学习实现自治驱动、自治修复数据库和联机事物处理，有效提升了云端数据库运行的安全性和可靠性;Oracle人工智能平台云服务(Oracle AI Platform Cloud Service)、Oracle区块链云服务、Oracle移动云、Oracle分析云以及Oracle安全和管理云等解决方案全面展现了甲骨文的技术创新。

　　据外媒最新消息，Oracle已经同意斥资16亿美元收购基于云计算的建筑软件供应商Aconex，增强其云计算业务。

　　8.Rackspace

　　Rackspace是全球三大 云计算 中心之一，是一家全球领先的托管服务提供商，在全球拥有10个以上数据中心，管理超过64000台服务器。Rackspace的托管服务产品包括专用服务器，电子邮件，SharePoint， 云服务 器， 云存储 ，云网站等。在服务架构上提供专用托管， 公有云 ，私有云及混合云。同时Rackspace是，AWS与微软Azure技术支持伙伴。

　　业内调查表明，企业正在纷纷从企业数据中心转向多云模式，这对云计算市场来说又是一巨大的机遇。今年9月Rackspace公司签署了收购Datapipe公司的协议，其中包括由29个数据中心组成的基础架构。此次收购是Rackspace公司迄今为止最大的收购交易，主要为了满足客户要求更多的多云功能。

　　11月，Rackspace又表示，将于HPE合作构建一套根据使用情况向客户收费的私有云服务。Rackspace认为，对于企业来说，付费即用模式的托管私有云是一个有吸引力的选择，这是私有云市场翻开的一个新篇章。

　　9. virtustream

　　Virtustream成立于2009年，为政府和企业客户提供云端服务，主要负责解决SAP、Oracle等关键应用在云上运行的问题，Virtustream的xStream管理平台及基础设施即服务(IaaS)满足复杂的私有云、公共云或混合云生产应用的安全、合规、性能、效率及基于消费量的计费要求。

　　Virtustream是深受全球组织信任的企业级云提供商，其客户包括可口可乐、SAP、多米诺糖业、海因茨以及一系列来自全球各地的服务供应商。VirtuStream在整个云计算市场属于细分市场的挑战者，是托管私有云市场的领导者。2015年被存储巨头EMC公司收购，随后EMC与戴尔合并，VirtuStream成为戴尔旗下事业部。

　　VirtuStream借助戴尔的服务提供商生态系统，加速推进其扩张步伐。今年3月28日，Virtustream宣布，该公司面向任务关键型应用的企业 云平台 和服务即日起在澳大利亚和日本等亚太地区供应，此次供应范围包括Virtustream的创新 云技术 和独特的消费量计费模型。

　　10. Fujitsu

　　2010年7月9日，日本富士通公司正与美国微软公司合作推出云计算业务，富士通和微软在全球范围内共享数据中心，微软把其软件与富士通的客户服务结合起来;富士通开始在群马县馆林市数据中心运行微软云服务，此后将陆续在美国、英国和新加坡等国家的数据中心运行。

　　富士通云基础架构解决方案是根据云计算平台架构的需求，以富士通刀片服务器及存储系统为基础，在业界标准的虚拟化技术之上，采用富士通云计算资源的核心组件ROR(Server View Resource Orchestrator)组建的一个预先定义、预先测试验证、标准配置的云计算平台。

　　近年来为了增强在云计算领域的竞争力，富士通除了与微软合作，与云计算领域巨头纷纷展开合作。2015年12月，富士通集团与全球云基础架构和移动商务领导厂商VMware宣布双方将开展全新合作，为客户提供灵活、安全的云技术。2016年7月，Oracle和富士通宣布结成合作伙伴关系，以推动企业云计算解决方案的发展。

编者按近年来，云计算服务产业发展迅猛。随着云计算服务在政府部门应用的日趋广泛，完善相关产业政策环境逐渐成为政务信息建设的主流发展趋势。今年来，政府采购领域有哪些云计算服务采购项目？这类项目对供应商有哪些要求？本期，我们将为您解读。

作为近年来发展最为迅猛的产业之一，云计算的兴起对国民经济、社会发展以及创新起到了不可替代的作用。随着云计算服务在政府部门应用日趋广泛，完善相关产业政策环境逐渐成为政务信息建设的主流发展趋势。

2014年2月27日，中央网络安全和信息化领导小组（以下简称“领导小组”）宣告成立，习近平总书记在领导小组第一次会议上强调，没有网络安全就没有国家安全，没有信息化就没有现代化，彰显了国家加强信息化建设、紧抓信息安全的重要性和决心。

2015年1月，由国务院印发的《关于促进云计算创新发展，培育信息产业新业态的意见》指出，要探索电子政务云计算发展新模式，鼓励应用云计算整合改造现有电子政务信息系统，实现整体部署和共建共用，加大政府采购云计算服务力度，大幅减少政府自建数据中心数量。

数据共享

当前，信息化浪潮席卷全球。虽然各级政府均拥有各自的信息中心机房，但这类机房无法实现各区域间的数据共享。因此，打破各地区之间的信息孤岛，成为当务之急。

在技术驱动发展的大背景下，云计算的资源、数据集中技术进一步得到成熟，各级政府纷纷选择将信息中心机房向云计算数据中心迁移。在云计算的技术支持下，政府信息得到公开的同时，也满足了社会大众对政府数据使用和信息公开的需求。可以说，云计算数据中心对政府部门的数据整合、共享起到至关重要的作用。

节约成本

由于行政隶属关系不统一、个性化需求等因素，我国各地建设了诸多需求不同的政府采购电子商城。如果按软硬件投资、运维、人力成本来算，每个政府采购电子商城的投资至少百万元。以此来计算，全国范围内投入在电子商城的资金远超数十亿元。

据《政府采购信息报》记者了解，云计算的优势在于可以帮助政府采购人实现硬件资源集约化利用，甚至可随采购人需求弹性增减，单位能耗进一步降低。虽然需要大规模采购硬件软件支撑，但是通过规模化的采购本身价格相对较低，分配到具体的用户身上成本更低。云计算实现了资源集约利用，有效推动了政府节能减排。

政策落实

国家“十三五”规划中提出，实施网络强国战略、大数据战略和“互联网+”行动计划。

云计算技术的不受地域所限的特性，在推动产业布局、西部开发、贫困地区脱贫等政策落实方面拥有巨大优势。以贵州为例，在国家旅游数据（灾备）中心机房内，有着一根特殊的网络虚拟专线，这条专线跨越了北京与贵州之间2200多公里的距离，实现了国家旅游局北京机房与贵州灾备中心数据的同步传输和异地备份，有效的推动政府采购政策功能的实施。

云计算服务不断的创新信息处理方式和服务模式，促进了软硬件的深度融合，在助力政务信息建设上更是节省了政府信息化成本。自2016年起，云计算服务正式列入到最新一期中央预算单位集中采购目录。云计算正成为政府采购人最受欢迎的产品之一。

云计算服务市场5000亿元规模可期

云计算服务改变世界格局的同时，也带给各行各业诸多利好。随着智能社会的加速到来，使用云计算服务成为各领域数字化转型的必然选择。相关数据显示，2015年，我国云计算产业总体规模达到1500亿元。2016年，国内主要云计算企业增长均实现翻倍。预计今年将顺利突破5000亿元。

据《政府采购信息报》记者不完全统计，今年来，全国通过公开招标等采购方式完成的云计算服务项目增加明显。单个项目采购规模超千万元的云计算服务项目更成为普遍现象。

以今年3月顺利完成招标工作的“新华社全媒体供稿及电子商务平台项目云计算平台设备集中采购子项目”为例。据了解，该项目的采购规模高达3197.3366万元，共1包。招标内容包括服务器、以太网交换机、防火墙以及其他计算机软件。经过激烈竞争，最终由方正国际软件（北京）有限公司中标。

众所周知，云计算服务由IaaS、PaaS、SaaS三个层面组成了当前云计算技术层面的整体架构。其中，IaaS指的基础设施服务，PaaS为平台服务，SaaS即软件服务。也就说，新华社全媒体供稿及电子商务平台项目云计算平台设备集中采购子项目属于PAAS层面的范畴。

那么什么是PaaS层呢？

简单的说，PaaS层指的是在有了硬件的基础之上提供一整套的支持软件，形成一种平台性质的系统，以服务的形式提供给用户，方便用户实现对于特殊开发平台的使用需求。

记者了解到，该项目采用招投标电子辅助系统进行招投标。供应商在投标时需要提前办理数字认证证书并进行电子签章，办理方式和注意事项详见中央政府采购网首页“CA服务”专栏。

就投标产品的资质来看，采购人新华通讯社办公厅要求，核心交换机A型、核心交换机B型、核心交换机C型、万兆接入交换机、千兆接入交换机须提供工信部入网证。防火墙须提供公安部颁发的《计算机信息系统安全专用产品销售许可证》、中国信息安全认证中心颁发的《国家信息安全产品认证证书》。

在履约时间上，采购人提出了合同签订后30天内完成第一批设备到货加电和上架安装，合同签订后60天内完成所有设备到货加电测试合格，包括送达最终用户现场的需求。

■中标榜中榜

2017年1-8月云计算服务项目大标概览

项目名称

操作机构

中标企业

金额

长垣县云计算大数据中心资源交付服务及智慧政务系统软件采购项目

中建联勘测规划设计有限公司

善悦网络技术有限公司；河南政企云计算有限公司；中国移动通信集团河南有限公司新乡分公司

4070万元

新华社全媒体供稿及电子商务平台项目云计算平台设备集中采购子项目

中央国家机关政府采购中心

方正国际软件（北京）有限公司

3197.3366万元

福建省金保工程（二期）云计算平台项目

福建省天海招标有限公司

易联众信息技术股份有限公司

2330.97万元

天津市公安局云计算服务平台软件开发项目

天津市政府采购中心

厦门市巨龙信息科技有限公司

2198.5万元

天津市公安局云计算服务平台（虚拟化部分）项目

普天信息技术有限公司

2098万元

天津市公安局云计算服务平台（数据库部分）项目

天津市中环系统工程有限责任公司

中卫市空间规划（多规合一）信息平台建设采购项目公开招标公告

陕西万隆金剑工程管理咨询有限公司宁夏分公司

厦门精图信息技术有限公司、宁夏希望信息产业股份有限公司（联合体名称）

1191.54万元

行政执法“三项制度”数字化平台（一期）建设项目

中卫市公共资源交易中心

中国移动通信集团宁夏有限公司

965.36万元

河北工业大学中支地云计算平台采购项目

河北省省级政府采购中心

天博电子信息科技有限公司、天津安联恒信网络科技有限公司、天津工创科技发展有限公司

938.8475万元

电子科技大学中山学院计算机基础及云计算与大数据实验室建设招标项目

广东志正招标有限公司

三盟科技股份有限公司

645.985万元

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。

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”。

这两年又是云计算，又是物联网，这会儿又来人工智能，科班出身的小编表示脑细胞根本不够用，果然码农是个吃青春饭的职业，还是静静的做一个吃瓜群众的好。

云计算，“云”的概念最初是由Google工程师克里斯托夫.比希利亚提出的，出发点是为了推广Google的计算资源。

按照考卷里名词解释的要求来说，那就是：

云计算是为用户提供无限计算资源的商业服务，是能够自我管理计算资源的系统平台，是应用服务按需定制、易于扩展的软件架构。

云计算里有5个关键技术，分别是虚拟化技术、对象存储、云管理平台、云桌面和云安全。

今天我们先来讲讲什么是虚拟化技术。虚拟化技术包含服务器虚拟化、网络虚拟化和存储虚拟化。今天我们先讲服务器虚拟化。

在传统架构里，应用是在OS层上面的，而OS是架在物理硬件上的，如下图：

这种架构呢，在实际应用中发现并不很好，下面几个问题挺困扰的：

物理硬件的性能没有充分发挥。

升级物理硬件的时候，必须把应用停掉。

物理硬件发生故障，应用不得不停。

OS出问题了，应用还要停。

这么多问题，就算码农受得了，老板受得了，产品经理也受不了啊，这个必须要有解决方案。

于是在一群码农的折腾下，虚拟架构出来了。

在物理硬件和OS之间，运用了虚拟化技术，使单一的物理硬件可以对应多个OS，充分利用了硬件性能。

还有个好处就是，其中一个OS挂了，最多只影响OS里自己的应用，不会影响到用同一物理硬件资源的其他应用。

通过虚拟化架构，运维人员还能方便的部署应用和扩展物理硬件，不会影响正在运行的应用。

总结一下就是：

虚拟化的目的是逻辑表示资源，摆脱物理的约束。

实现方法：在系统中加入一个虚拟化层，虚拟化层将下层资源封装，抽象成另一种形式的资源，提供给上层使用。

虚拟化可以将一份资源抽象成多份，也可以将多份资源抽象成一份。

本质是物理硬件和操作系统分开，提供更高的资源利用率和灵活性。

　　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。

在企业云计算平台（以下简称云平台）的建设过程中，IaaS平台(基础设施即服务，Infrastructure as a Service)是IaaS和Paas建设的前提和基础，其规划设计和具体实施是至关重要的。

那么，当企业进行IaaS平台建设时，如何去有效评估既有的IT基础设施架构？基于实际评估结果，如何设定IaaS平台建设的各个渐进阶段？对这些渐进阶段又如何去进行客观评估？这些问题，企业用户和相关的云计算服务提供商必须面对并作出契合实际的准确回答。

IaaS平台规划：务实和细节

目前，云计算的主流公司都有各自的云平台参考模型，这些模型的底层原理和相关组件大同小异，对云平台的框架性结构进行了规划和定义。研究这些参考模型，对理解云平台的各组件固然是大有裨益的，但是，在企业的云平台建设中，需要解决的关键问题不仅仅是整体结构的规划和定义，更为重要和现实的问题是进行具体而微的细节设计。

作为云平台基础的IaaS平台建设，其路线图规划绝不是大而化之的务虚工作，而是建立在全面掌握实际情况基础上的核心设计工作，可以说“处处需务实、步步要落实”。这些工作包括：对现有IT基础设施的“云化”程度进行评估，在此基础上，对构建IaaS平台所需的具体模块进行技术细节规划，进而设定建设相应模块的先后次序，最终，完成具备完善云计算服务能力的IaaS平台。

Iaas平台成熟度模型和CCRA

在业界具有相当知名度的Iaas平台成熟度模型和CCRA（Cloud Computing Reference Architecture，云计算参考框架），是建立在云计算领域的实际服务经验之上的云平台建设标准。这些经验包括：为企业用户提供云计算平台咨询服务、主导云平台规划设计工作、主持云平台的具体技术实施工作。正因为来源于实践，IaaS平台成熟度模型和CCRA才具有极其重要的现实意义，才能被被广泛地应用于IaaS平台构建的实践活动中。

事实上，业界公认，IaaS平台成熟度模型是衡量企业IaaS建设水平的标尺，而CCRA则定义了用于具体实现IaaS平台的Adoption Pattern（即“采用模式”，可理解为用于具体实现的架构、模式和方法。实际上，CCRA还定义了PaaS平台和SaaS平台等其他5类Adoption Pattern，但本文只讨论IaaS平台相关内容），是对企业IaaS整体架构进行设计时的基础框架，是规划IaaS建设路线图时所依据的纲领，而且，从服务的角度看，也是IaaS平台建成后能为企业提供的一个整体服务目录。

下面两图是IaaS平台成熟度模型的5个等级与CCRA IaaS平台采用模式的6个渐进建设阶段之间的对应关系。为了方便读者阅读，提供了两个版本的图，第一个图适用于在手机等移动终端查看，第二个图适合于在PC端查看。

上图中，右边是CCRA IaaS采用模式的6个渐进式建设阶段，是IaaS的规划设计，是基础架构；左边是IaaS平台成熟度模型所有5个级别的成熟度，是对规划设计的成熟度评估，是技术标尺。

在纵向层次，从下往上的方向上，云计算能力在不断增长，右边的6个渐进式建设阶段是企业建设IaaS平台的必由历程，从低级阶段向高级阶段进化，而左边的IaaS成熟度模型则用于衡量企业IaaS建设的成熟度，也是从底层次逐渐往高层次演进；

在两者相互对应的层次关系上：

（1）在大体层次上，CCRA IaaS采用模式0～4级的建设阶段对应于IaaS成熟度模型1～4级的成熟度。也就是说，对CCRA IaaS采用模式0～4级的建设阶段，如果以IaaS成熟度模型去衡量，成熟度在1～4级别之间（具体的IaaS平台的单个建设阶段所对应的成熟度，如图中所示）。在纵向上，这两者都属于企业内部的云化数据中心的建设范畴。

（2）CCRA IaaS采用模式第5级的建设阶段对应于IaaS成熟度模型第5级成熟度。也就是说，对CCRA IaaS采用模式第5级的建设阶段，如果以IaaS成熟度模型去衡量，成熟度为第5级。在纵向上，这两者都已经超越了企业内部云化数据中心的范畴，站在了云服务提供商的高度。

实践证明，基于这两个重要的标尺和框架，逐步地、分阶段地推进IaaS平台的建设是扎实的、可行的，其渐进式建设过程是目标明确的，也是和缓的，这使得企业的IT基础设施在极低的风险下得以平稳提升至IaaS平台水平。

砌墙与Iaas平台建设的类比

其实，这两项标准和框架的配合，正如手工砌墙的过程。在砌墙之前，设计人员要先到实地勘测，根据以往的墙体设计经验（相当于CCRA的Adoption Pattern），结合实际勘测所得情况，进行墙体的各项规格参数设计，完成设计图纸后，工人再按图纸去砌墙。在砌墙的过程中，要用拉水平线和放置铅直线等方式保证质量，还要用建筑业的各项既定标准去衡量墙的质量（相当于用Iaas平台成熟度模型去衡量企业的IaaS建设水平），一旦出现问题就及时修正和整改，就这样，“一边砌墙，一边衡量”，直到墙体完工并通过验收。

如上所述，IaaS平台的建设对应于砌墙，IaaS平台成熟度模型相当于水平线、铅直线和各项建筑业标准，CCRA的IaaS Adoption Pattern类似于由以往所积累的墙体设计经验而形成的通用设计模式和方法，而具体的企业IaaS规划设计则类比于墙的各项具体规格参数和设计图纸。

具体来说，就是在构建云平台的时候，结合企业的实际情况，将Iaas平台成熟度模型用于衡量IaaS现状和具体建设成效，将CCRA的IaaS Adoption Pattern用于具体的IaaS平台框架设计和阶段性建设目标的设定。也就是说，在企业进行云平台建设时，先采用Iaas平台成熟度模型去衡量企业的IT基础设施现状，基于具体的衡量和评估结果，依据CCRA的IaaS Adoption Pattern所对应的IaaS平台基础框架，规划企业的IaaS平台建设路线图。此后，当IaaS建设推进到一定阶段时，再用Iaas平台成熟度模型去衡量建设的具体成效，根据客观的衡量和评估结果，进行总结和归纳，并依据CCRA对下一阶段的建设内容和目标进行修正。随后，继续推行IaaS建设，同样遵循上述过程，如此循环往复，直到IaaS平台实现了预先规划的建设目标，当然，用于作出这一判断的技术标尺也正是Iaas平台成熟度模型。

至此，本文对Iaas平台成熟度模型和CCRA的基础知识进行了简要的介绍。企业IaaS平台的规划设计人员必须在思想上充分地认识到，正确理解并熟练运用IaaS平台建设的技术标尺和基础框架，就可以成功地分析企业的IT基础设施建设现状，进而有效地为企业构建出务实的IaaS平台。

《企业云计算IaaS平台的技术标尺和基础框架》系列文章的下一篇，将重点对Iaas平台成熟度模型和CCRA的各层次内容分别进行较为详尽的分析和梳理。

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。

云计算技术与服务架构

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。

云计算基础设施服务

基础设施：机房和带宽

硬件：服务器、存储、数据中心网络

软件：操作系统、虚拟化软件等

基础架构管理：抽象、池化、服务/实例/接口

云计算应用开发和执行环境

将云计算应用开发和执行环境以PaaS形式提供给外部开发者。

基于云计算基础架构提供各种OS和运行环境（数据库、开发语言运行环境、文件系统），支持多开发语言库为开发人员提供云计算应用开发工具（开发环境插件、本地仿真环境等）

基于多租户架构为开发者开发的应用提供执行环境

应用的监控和管理根据应用负载提供良好的资源伸缩性，同时保证应用的可靠性等

云计算应用软件

各类利用云计算基础架构或之上的应用执行环境平台开发的应用，以SaaS的形式提供给外部用户。

利用了云计算基础架构和多租户架构的执行环境，因此可以保证应用具有良好的可伸缩性以及多租户共享。

提供商将这些云计算应用按多租户方式提供给客户，典型的如CRM、企业邮件、办公文档、企业协同系统等

云计算技术体系

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。