2021年云计算八大核心模型全解析：服务模式与部署模式

云计算是通过互联网交付各种服务。这些服务包括服务器、网络、数据库、存储、软件、分析、智能。

换言之，云计算将IT基础设施转化为公用事业。你可通过互联网连接基础设施、使用资源，无需在本地安装维护。

云技术让你仅为所用服务付费、更高效运行应用或服务、随业务需求变化扩缩容。

近年因性能提升、成本节约、安全、生产力增加等原因，成为企业和个人热门选择。

据Flexera报告，2020年超50%企业将业务迁移至云。此趋势将持续，46%企业报告成本节约收益。

公司可根据具体需求选择何时、何地、如何利用云计算确保高效安全IT解决方案。

为助你驾驭云技术复杂性，我们描述不同云计算类型及其优劣势。

云计算可按服务模型和部署模型分类。详述两者。

基于服务模型的云计算

三大最重要云计算服务模型为IaaS、PaaS、SaaS。各代表云计算栈不同部分，有独特功能集。

1. IaaS [基础设施即服务]

优点

• 按用量付费
• 高峰期增资源、低谷期缩减
• 支持故障即时恢复
• 增加新能力、利用API

缺点

• 若峰值使用超预估成本可能意外增加
• 多租户架构导致数据安全隐患

IaaS云提供商为用户管理基础设施。即提供商负责服务器、网络、数据存储、虚拟化。用户可管理操作系统、在云基础设施部署应用软件。

此部署模型中云提供商通常从其数据中心安装的大量机器按需供应资源。处理各类维修、故障、硬件问题。

通常IaaS涉及使用OpenNebula、Apache CloudStack、OpenStack等云编排技术。管理虚拟机创建和存储卷分配。用户按分配和消耗资源数量付费。

2. PaaS [平台即服务]

优点

• 无需硬件软件前期投资
• 允许更高层级编程、降低复杂度
• 部署应用易扩展无需重大更改
• 支持故障即时恢复
• 增加新能力、利用API

缺点

• 必须按云提供商提供的框架开发应用

PaaS提供框架（含内置软件组件）供开发者构建定制云基础应用。也提供各种工具分析应用数据、发现独特模式、做明智决策。

选择PaaS模型可避免购买维护软件许可、底层基础设施、中间件及其他资源的复杂性和费用。只管创建的应用和服务，云提供商负责其他一切。

部分提供商用特定PaaS应用作为数据交付模型。例如：

• 集成PaaS：让用户构建、执行、管理集成流，无需安装中间件。
• 数据PaaS：云提供商为客户构建数据应用、提供数据可视化工具访问分析数据。

提供商还可提供增强工作流和安全的额外服务。

3. SaaS [软件即服务]

优点

• 无需在本地设备安装更新应用
• 可按需求扩缩容
• 分发成本低
• 软件许可高效利用

缺点

• 延迟问题
• SaaS供应商间切换困难

此云服务模型提供直接访问完整开发软件产品。让你专注于如何最佳利用产品。一切（含开发、执行、分发、管理）由服务商处理。

市面上大多数SaaS解决方案为最终用户应用。通常SaaS应用为移动应用或网站应用，可通过网页浏览器访问。用户无需本地安装更新应用。

最常见SaaS应用例子：Gmail、Dropbox、Office365、Google Maps、GoToMeeting。部分免费，多数公司按每用户每月/年收取固定费用。

其他不太流行的服务模型

4. 无服务器计算

使用无服务器供应商服务的公司按计算量收费，无需为固定数量服务器或带宽付费。

“无服务器计算”术语易误解：不代表无物理服务器。服务器仍用于存储管理数据。但开发者无需关心配置、管理、虚拟机、容器扩缩容、容量规划。

无服务器模型按需运行代码。允许开发者构建更敏捷应用、仅为使用资源付费、从不为闲置容量买单。

5. FaaS [函数即服务]

设计为潜在无服务器架构，FaaS允许部署应用的一部分（单个函数）。多用于开发微服务应用。

将应用拆分为微服务对开发者很有益，因能构建修改小代码片段、易于实现进代码库。

不同于单体架构（即使微小变更也需繁重部署过程），FaaS消除部署过程复杂性。

任何大型公有云供应商提供的首个FaaS是Amazon AWS Lambda（2014年初始发布），随之Google Cloud Functions和Microsoft Azure Functions。

6. MBaaS [移动后端即服务]

MBaaS模型为Web/应用开发者提供连接前端应用软件与后端云计算和云存储的方式。使开发者免于担心管理或执行任何服务器相关任务。

MBaaS提供商提供各种基础操作：文件存储服务、推送通知支持、消息聊天功能、位置服务、用于登录发帖的社交网络API。

基于部署模型的云计算

决定哪种云服务最适合后，下步是高效部署。三大主要云部署模型：私有云、公有云、混合云。

1. 私有云

优点

• 提供增强安全性和隐私
• 客户完全控制硬软件选择
• 客户无需依赖行业和监管合规

缺点

• 成本高
• 需技术人员管理云服务

私有云（内部云）提供专有环境专供单一公司。其硬软件资源仅单一客户可访问。

私有云模型通过存放在供应商数据中心或内部部署的物理组件提供虚拟化、可扩展计算资源。可内部管理或由第三方管理。

许多企业选私有云基础设施因其提供增强控制度、通过防火墙和内部托管对数据严格安全隐私。可按特定计算需求定制云。

此外，利用私有云模型的企业可采用云原生应用架构和实践（如微服务和容器）。带来更好灵活性和效率，允许客户未来无缝过渡到公有或混合云基础设施。

2. 公有云

优点

• 位置无关
• 成本效益高
• 易搭建部署
• 近乎无限扩展性
• 抢先使用IT行业最新技术

缺点

• 资源公共共享导致安全性较低
• 控制有限
• 性能依赖互联网连接

公有云服务提供商向全球任何想使用或购买资源的人提供资源。用户通过互联网访问。

公有云模型虽涵盖各种特性能力，但核心包含四大特征：按需计算、资源池化、可扩展性或快速弹性、按使用付费定价。

多数企业偏好公有云托管服务，因其可扩展性满足工作负载和用户需求。且无需管理自有IT资源。因客户仅为所用付费，减少资源浪费。

虽公有云基础设施有许多安全担忧，但正确实施（采用入侵检测防范系统等严格安全方法）可使其安全性媲美私有云网络。

3. 混合云

优点

• 改善合规性和安全性
• 成本效益高
• 增加敏捷性和创新
• 提高基础设施效率
• 改善风险管理

缺点

• 实施困难
• 需管理多供应商和平台

混合云用安全专有软件程序将私有云与一个或多个公有云服务合并，实现两种不同服务间通信。

混合云模型旨在融合两者优势。允许企业随需求变化在云解决方案间移动工作负载。

用混合模型，公司可将敏感数据存本地数据中心、同时利用托管公有云强大计算资源。不同于多云方法（开发者单独管理每个云），混合云依赖单一管理平面。

近年许多企业升级混合云环境以减轻本地资源过载、最小化成本。从医疗到金融，混合云技术在优化资源、提升计算性能上被证明有效。

其他不太流行的云部署模型

4. 分布式云

分布式云服务在多个不同物理位置运行公有云基础设施。意味着用户不仅可在云供应商基础设施托管运营，还可在内部部署、托管中心、第三方数据中心、或其他云供应商数据中心。可从单一控制平面操作一切。

换言之，企业可在多云环境部署运行应用或应用个别部分。可选择最符合性能和合规需求的云供应商和位置。

此外，公有云的中心化管理分发是边缘计算理想解决方案——将应用托管更靠近数据源（如IoT设备或本地边缘服务器）。

5. 社区云

社区云是多个需求相似组织共享资源的协作努力。由社区中一个或多个组织、第三方、或两者拥有管理。

例如，美国政府机构可在云中共享计算基础设施管理运营数据。此类云计算可扩展、灵活、兼容所有业务。允许用户按需更改文档和配置。

6. 高性能计算（HPC）云

顾名思义，HPC云用于执行消耗大量计算能力和内存的应用。典型HPC系统是GPU密集型服务器分布式集群。

具体说，集群包含数百或数千计算服务器（节点）互联。每集群服务器并行工作，提升处理速度交付高性能计算。每集群每秒可执行千万亿次计算。

HPC云主要用于研究实验室（复杂模拟）、石油天然气行业（精准探测钻探位置）、金融服务（追踪实时股票趋势、自动化交易）、使用AI和机器学习工具的公司。

7. 多云

多云是在单一网络架构中使用两个或更多云计算和存储服务。可全私有云、全公有云、或两者结合。不同于混合云，不必包含私有云。

企业用多云环境分散数据存储和计算资源，降低数据丢失和停机风险。

8. 多云

Poly云与多云截然不同。允许在最适合特定功能的供应商上执行工作负载特定模块。例如，你可在Amazon AWS Lambda运行API，但数据湖在Microsoft Azure。

虽Poly云提供实质成本收益，但须依赖不同云供应商连接，可能增加延迟。

常见问题解答

谁发明了云计算？

云计算概念由计算机科学家Joseph Carl Robnett Licklider于1960年代初发明。他致力于ARPANet（今日互联网前身），用当时软件建立分时计算机网络。

但云计算直到Amazon2002年推出子公司Amazon Web Services让开发者自建应用才普及。2006年Amazon创建简单存储服务（S3）和弹性计算云（EC2），率先用服务器虚拟化按使用付费模式交付IaaS。

云计算主要优势是什么？

云服务让企业建立虚拟办公室。虽用云服务有许多优势，主要包括：

• 成本节约（按使用付费成本模型）
• 灵活性和可扩展性
• 防损失和灾难恢复
• 访问最新IT技术自动更新

云计算常见例子有哪些？

成千上万企业用不同云基础设施提供服务。最热门服务：

• Google Apps，如Google Sheets和Google Drive
• Slack，企业消息应用
• Microsoft Power BI，商业分析服务
• Heroku，允许开发者构建、交付、监控、扩展应用的云平台
• Dropbox，让你在线保存文件并同步到设备的文件托管服务

主要云提供商有哪些？

前五大提供商提供上述所有云服务。其云服务收入CAGR超20%增长。

1. Amazon Web Services
2. Microsoft Azure
3. Google Cloud Platform
4. Alibaba Cloud
5. IBM Cloud
6. Oracle Cloud
7. SAP Cloud Platform

云计算未来如何？

2020年全球云计算市场规模3714亿美元。预计未来五年CAGR 17.5%增长。2025年云计算市场将达8321亿美元。

增长主要由大数据、人工智能（AI）、机器学习（ML）等先进技术实施增加驱动。大企业也转向成本效益云解决方案利用诸多优势。

此外，美国、英国、中国、日本等国在各类云基础开发项目投资增加预计将加速市场增长。