1.1 云计算的定义、类型和特征

基于美国国家技术与标准局（NIST）给出的定义，云计算是一种能够方便地、按需从网络访问共享的可配置计算资源或服务池的模型。资源或服务；也涉及网络、服务器、存储、应用和IT服务，这些资源或服务池以最小化的管理或通过与服务提供商交互即可快速地提供和释放资源。

NIST对云计算的定义描述了5个重要特征、3种服务模型和4种部署模型，我们通常称为543云定义，如图1-1所示。

在传统模型中，业务应用与特定的基础架构绑定在一起，导致效率低下、利用率不高、灵活性很差，而云计算与生俱来的弹性使得应用能够以更低的成本实现动态资源伸缩，在运行时将应用动态部署到最合适的基础架构上。云计算的主要优势体现在降低成本和复杂性、提高服务质量以及提高响应负载变化时的弹性。通常意义上，云计算分为公有云、社区云、私有云和混合云4种类型。

其中，公有云提供的服务通常遍布整个因特网，能够服务于几乎不限数量的、拥有相同基础架构的客户。社区云是大的“公有云”范畴内的一个组成部分，它基于社区内的网络互连优势和技术易于整合等特点，通过对区域内各种计算能力进行统一服务形式的整合，结合社区内的用户需求共性，实现面向区域用户需求的云计算服务模式。私有云主要针对单个机构特别定制，一般来讲，这类机构都会采用一些虚拟化操作系统和网络技术，因此能够降低使用服务器和网络设备的数量。混合云表现为以上多种云配置的组合，有时用户可能需要用一套单独的证书访问多个云，有时数据可能需要在多个云之间流动，或者某个私有云的应用可能需要延伸使用公有云的资源等。

无论是公有云、社区云、私有云还是混合云，按服务类型可分为基础设施作为服务（IaaS）、平台作为服务（PaaS）和软件作为服务（SaaS）3种服务类型。

（1）基础设施即服务（IaaS）

IaaS把厂商的由多台服务器组成的“云端”基础设施作为计量服务提供给客户，它将内存、I/O设备、存储和计算能力整合成一个虚拟的资源池，为整个企业提供所需要的存储资源和虚拟化服务器等服务。在IaaS模式下，每一个增长的需求是通过增加可用的资源来匹配，若用户不再使用（快速弹性），这些资源可以被释放。这是一种托管性硬件方式，用户付费即可使用厂商的硬件设施。IaaS的优点是用户只需低成本硬件，按需租用相应计算能力和存储能力，大大降低了用户在硬件上的开销。

（2）平台即服务（PaaS）

PaaS是把开发环境作为一种服务来提供，这是一种分布式平台服务，厂商提供开发环境、服务器平台、硬件资源等服务给客户，用户在其平台基础上定制开发自己的应用程序，并通过其服务器和互联网传递给其他客户。PaaS能够给企业或个人提供研发的中间件平台，提供应用程序开发、数据库、应用服务器、试验、托管及应用服务。

（3）软件即服务（SaaS）

SaaS服务提供商将应用软件统一部署在自己的服务器上，用户根据需求通过互联网向厂商订购应用软件服务，服务提供商根据客户所定软件的数量、时间的长短等因素收费，并且通过浏览器向客户提供软件的模式。这种服务模式的优势在于，由服务提供商维护和管理软件、提供软件运行的硬件设施，用户只需支出一定的租赁服务费用及拥有能够接入互联网的终端，即可随时随地享受到相应的硬件、软件和维护服务。

图1-1描绘了彼此相关的3个服务模型。图中的服务范围表明可以在低层服务模型上实现高层服务模型，例如，在IaaS上可以实现PaaS。但对于服务模型进行范围界定不是必需的，例如，可以在没有底层的PaaS或IaaS模型的情况下实现SaaS。

随着人们对于云计算的广泛深入理解，又在上述3个服务模型外提出了第4个模型，即数据即服务（DaaS）。

DaaS是指与数据相关的任何服务都能够发生在一个集中化的位置，如聚合、数据质量管理、数据清洗等，然后再将数据提供给不同的系统和用户，而无须再考虑这些数据来自于哪些数据源。

云计算具有以下5个特征：

□ 按需自助服务：消费者无须同服务提供商交互就可以自动得到自助的计算资源能力，如服务器的时间、网络存储等（资源的自助服务）。

□ 快速弹性：即具有对资源快速和弹性提供，并且同样对资源快速和弹性释放的能力。对消费者来讲，所提供的这种能力是无限的（随需的、大规模的计算机资源），并且可以在任何时间以任何量化方式购买。

□ 划分独立资源池：根据消费者的需求动态划分或释放不同的物理和虚拟资源（如存储、计算处理、内存、网络带宽以及虚拟机个数等），这些池化的供应商计算资源以多租户的模式提供服务。用户经常并不控制或了解这些资源池的准确划分，但可以知道这些资源池在哪个行政区域或数据中心。

□ 无处不在的网络服务：借助不同的客户端及通过标准的应用，实现对网络访问的可用能力。

□ 服务可计量：云系统对服务类型通过计量的方法来自动控制和优化资源使用（如存储、处理、带宽及活动用户数）。资源的使用可被监测、控制，并对供应商和用户提供透明的报告。

这5个重要特征，概括了云计算最核心的特点和与众不同之处，它们构成了标准的云计算特征合集。然而云计算从现实角度出发，并不一定要完全具备这5个特征才能称为云。实用的云应该是灵活构建和应用的，这由事物的具体定义和多样化的现实特性所决定。