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參考自：《物聯網與智能制造》（國家出版基金項目） 張晶 化學工業出版社
《云計算技術應用研究》李慧玲 電子科技大學出版社

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Author：HYH
Date：2020/7/21

1概述

互聯網公司將分散于全球各地的數據中心中富余的可用資源提供給用戶，這便是云計算的由來。

云計算（Cloud Computing，CC）是基于互聯網的計算模式，將計算過程從用戶終端集中到云端。云計算是分布式計算的一種，即將計算分布在大量的分布式計算機上，其具體過程為通過網絡“云”將巨大的數據計算處理程序分解成無數個小程序，然后，通過多部服務器組成的系統進行處理和分析這些小程序得到結果并返回給用戶。

應用云計算就好比從單臺發電機模式轉向電廠集中供電的模式，這意味著計算能力可以作為一種商品流通，如同電能一樣，知識，云計算是通過互聯網進行傳輸的。

云計算平臺（Cloud Computing Platform，CCP）又稱為云平臺，云計算提供商使用云計算平臺，向用戶提供基于云的各種服務。云平臺中的組件主要包括云服務器、云網站、云關系數據庫、云緩存和云存儲等。
國內市場上較為流行的云計算平臺有阿里云、騰訊云、百度云、華為云、微軟云等。

1.1云計算的服務模型

NIST（National Institute of Standards and Technology，美國國家標準與技術研究院）給出的云計算服務模型包含以下基本特征：

按需自助服務
云是一個龐大的資源池，云可以像水電一樣購買，用戶可以根據需求使用云計算資源，在此過程中不需要與云服務提供商進行交互。

寬帶網絡訪問
云服務具有寬帶網絡訪問的能力以及高帶寬的通信鏈路，以滿足海量用戶的接入需求。

資源池化
云計算服務提供商需要為多個用戶同時提供服務，這就需要擁有資源池。該資源池包含大規模物理資源和虛擬資源，同時可以靈活動態地供用戶使用。

快速彈性伸縮
指為了滿足云計算的需求，云計算平臺所具備的對所分配資源進行快速增加或縮減的能力。

服務可度量
云計算平臺可以對其提供的各類資源和服務類型進行計量，對資源的使用情況進行監控、控制和上報，讓服務提供者和使用者及時了解服務使用情況，以實現自動控制和優化資源使用。

2云計算的部署模式

典型的云計算服務部署模式包括公有云、私有云和混合云。

公有云
公有云由云服務提供商擁有、管理和運營。公有云的基礎設施由云服務提供商部署，向公眾開放使用。

私有云
私有云由特定的組織機構、企業或第三方擁有，并負責云服務的管理和運行。
私有云提供的服務具有針對性，組織機構、企業或第三方對其搭建的云計算平臺具有自主權。

傳統上，私有云是在本地運行的服務器。但是現在一般所使用的的私有云是租用數據中心的服務器，從而構建私有云。

混合云
混合云是一種計算環境，由兩個或以上的云（私有云或公有云）組成，不同的云服務之間獨立設置，具有數據和應用程序的可移植性，使用一定的技術活標準化機制進行融合并提供服務。
組織機構、企業等在使用混合云的部署模式時，可同時使用公有云和私有云；這些機構對私有云具有自主權，但對公有云沒有自主權；機構可以在公有云提供的通用服務的基礎上，利用擁有的私有云，面向自身的需求開發混合云。

對于企業而言，出于安全考慮，企業更愿意將數據存放在私有云中，但是同時希望可以使用公有云的強大的計算和存儲等資源，因此企業更傾向與使用混合云的模式。 使用混合云的部署模式企業，可以把常規數據和業務部署在公有云上，核心業務相關數據部署在私有云上，由企業維護。

3云計算的體系結構

下面從云計算的層次架構、組成架構和技術架構三個角度分別介紹云計算的體系結構。

3.1云計算的層次架構

根據云計算所提供的服務層次，云計算可劃分為以下三層：

層名功能

基礎設施層	基礎設施層以云計算資源為中心，通過虛擬化技術對資源進行抽象，向用戶提供基礎設施服務，實現流程自動化和資源管理優化
平臺層	平臺層以中間件和平臺軟件為中心，包含各類軟件資源
應用層	應用層構建于基礎設施層提供的硬件資源和平臺層提供的軟件環境之上，通過為網絡為用戶提供服務，是云計算應用軟件的集合

3.2云計算平臺的組成架構

云計算平臺連接了大量并發的網絡計算和服務，利用虛擬化技術形成虛擬化資源池，將硬件資源進行虛擬化管理和調度，把存儲于各種設備的資源集中起來協同工作，提供超強的計算和儲存能力。

云計算平臺具有多種組成架構，下面介紹一種常用的云計算平臺：

名稱功能

云客戶端	云客戶端提供用戶向云平臺請求服務的交互界面，是用戶使用云平臺的入口
服務目錄	服務目錄可以在用戶端界面為用戶展示所選擇或定制的服務
管理系統與部署工具	提供云平臺的管理和服務功能
資源監控	監控和計量云計算服務系統的資源使用情況，進行資源的優化配置
服務器集群	服務器集群由虛擬或物理服務器構成，負責相關用戶服務

3.3云計算的技術架構

從技術角度考慮，可分為以下4層：

層名功能

物理資源層	云計算服務使用的各種物理資源，如計算機、存儲器、網絡設施、數據庫和軟件等
資源池層	資源池層將大量相同類型的資源抽象為在虛擬資源池；實現物理資源的集成和管理工作，實現資源的合理有效調度
管理中間件層	包括資源管理、任務管理、用戶管理和安全管理
SOA構建層	該層的功能通常依靠外部設施提供，其功能為將云計算能力封裝成標準的WEB服務，并納入到SOA體系進行管理和使用

SOA（Service-Oriented Architecture,面向服務的架構）。

4云平臺服務模式

云平臺包含三種服務模式，分別為基礎架構即服務、平臺即服務和軟件及服務：

位置層名

上	基礎架構即服務（Infrastructure-as-a-Service,Iaas）
中	平臺即服務（Platform-as-a-Service,PaaS）
下	軟件即服務（Software-as-a-Service,SaaS）

（注意三者是有先后順序的，而非并列關系。）

IaaS
IaaS模式的云服務交付給用戶的是基本的基礎設施資源。基礎設施向用戶提供虛擬化的計算資源、存儲資源、網絡資源和安全防護，這些資源能夠根據用戶的需求動態分配。用戶無需管理或控制底層的云計算基礎設施，就可以控制操作系統、存儲、部署的應用，同時對某些網絡組件具有一定的控制能力。

PaaS
用戶通過使用PaaS服務提供商提供的開發平臺，進行程序的快速配置和數據庫的使用；用于部署和運行應用程序所使用的資源由PaaS服務提供商負責搭建并管理，用戶無需控制或管理平臺底層基礎架構。

所謂平臺，是指支撐使用特定開發工具開發的、應用能夠在其上有效運行的軟件支撐系統平臺。

支撐該服務的技術體系主要是分布式系統。

PaaS和IaaS的區別
IaaS在同一基礎設施上同時為大量用戶提供其專屬的“硬件”資源；
PaaS在同一基礎設施上同時為大量用戶提供其專屬的應用運行平臺；

SaaS
SaaS是一種以互聯網為載體，以瀏覽器為交互方式，把服務器端的程序軟件傳給遠程用戶來提供軟件服務的應用模式。
SaaS模式的云服務是云服務提供商提供的運行在云基礎設施上的應用程序，用戶可以通過不同種類的客戶端設備訪問這些應用程序。SaaS服務提供商將服務軟件放在自己的服務器中，通過WEB瀏覽器或程序界面，向用戶提供基于云的應用服務。

總結

IaaS向用戶提供基礎設施資源，用戶可以直接在該層構建自己的平臺和應用；

PaaS向用戶提供開發平臺資源，用戶可通過網絡將自己創建的或從別處獲取的應用軟件部署到服務提供商提供的環境運行；

SaaS向用戶提供搭建信息化所需要的所有網絡基礎設施及軟硬件運作平臺，負責所有前期的實施、后期的維護等一系列工作；客戶只需要根據自己的需要，向SaaS提供商租賃軟件服務。

總結

以上是生活随笔為你收集整理的【物联网】云计算平台架构与模式简述的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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