云计算概念及基本理论

　　第二章 云计算概念及基本理论

　　目前，云计算是整个 ICT 产业的热点话题，每个企业都说自己在做云计算，业界包括公司内部关于云计算有各种说法和观点，缺少统一的定义，从而造成了概念繁多和认识上的困惑。因此，有必要对这些概念进行一个系统的说明，本章从云计算的起源、云的概念开始，介绍了云终端、云网络、云平台、私有云、公共云等一系列有关云计算的概念，并对这些概念的相关关系进行描述。最后对企业信息化建设中常用的 TCO 模型进行介绍。

　　2.1 云计算的相关概念

　　围绕云计算，产生了一系列的概念，如云、云计算、云终端、云网络、云平台、云服务、私有云、公共云、IaaS、PaaS、SaaS 等等一系列的名称，本节重点介绍这些基本概念以及它们相互之间的关系。

　　2.1.1 云计算概念的起源

　　谷歌高级工程师克里斯托夫·比希利亚在2006年第一次向谷歌(Google)董事长兼CEO 施密特提出“云计算”的想法，如下图 2-1 所示，在 CEO 施密特的大力支持下，谷歌根据克里斯托夫的设想推出了“Google 101 计划”[35]，并正式提出“云计算”的概念和理论。至此，有关计算技术及 IT 商业模式发生了重大变革。

　　Google 的云计算概念是一个形象的说法，以浪漫主义的手法来描述 Google 的商业模式和计算技术的架构，因此，云计算包含两个层次的含义，一是商业层面，即“云”，一个是技术层面，即“计算”，把云和计算相结合，用来说明 Google 在商业模式和计算架构上与传统的软件和硬件公司的不同。

　　2.1.2 云(The Cloud)

　　描述商业模式的改变，客户（个人和企业）从购买产品向购买服务的转变，即：

　　客户看不到、也不需要购买实体的服务器、存储、软件等，也不需要关心服务来自哪里，而是通过网络直接使用自己需要服务和应用，形象地称之为“云”。

　　这种变化和电和 IT 的发展历程有类似之处，在电刚发明时，用户自己购买发电设备，随着电网的发展，用户逐步转向购买发电厂的电力；IT 的发展历程也是相似，起初客户自己购买硬件和软件，随着宽带网络的发展，可以通过网络使用服务商的计算和存储、软件。因此，业界把云计算形象地说成“信息电厂”，用户只要把终端连接网络上，就能够获得计算、存储、软件服务，如同把电器插到电源插座上就能够获得电力一样，如图 2-2 所示。

　　如同在工程中提供“产品、解决方案、交钥匙工程、代维”等多个层次服务一样，云的服务层次可以分成 IaaS/PaaS/SaaS 等。

　　2.1.3 IaaS/PaaS/SaaS

　　IaaS 是指基础架构即服务，即给客户提供基本的计算、存储、网络服务，如Amazon 为个人和企业客户提供虚拟服务器和虚拟存储的服务；PaaS 是指平台即服务，即给客户提供业务开发、运行和部署的平台；如 Google的 AppEngine 为企业和个人提供完整的开发、运行和部署的环境和工具；SaaS 是指软件即服务，即给客户提供最终的应用和业务，这就我们通常在互联网上看到的各种应用；如 Google 提供的 Gmail、DOC、搜索等、Salesforce 提供的在线 CRM 服务等。为了清楚地说明这些概念，可以用图 2-3 来描述。

　　2.1.4 云计算（Cloud Computing）

　　描述计算技术的变革，是指一种新的计算架构，从过去的单机系统向分布式系统转变，把很多台服务器和存储设备通过分布式软件进行集中的管理和调度，形成资源池，实现在多个应用软件之间的共享，每个应用程序不和固定硬件绑定，实现软件与硬件的解耦。为了更好地理解云计算技术，我们把云计算和 IP 技术进行一些对比，如表 2-1 所示。

　　如同 IP 网络和业务（语音、数据等）解耦一样，实现不同业务共享网络，云计算技术实现软件与硬件的解耦，实现不同应用共享计算和存储资源；如同 IP 采用统计复用和分组转发提高网络利用率一样，云计算采用分布式计算和资源池共享的模式，提高计算和存储的利用率；如同 IP 采用智能路由协议提升网络的自动化一样，云计算采用自动管控技术提升计算和存储资源调度的自动化和部署的自动化；因此，云计算技术在设计基因方面，与 IP 有着惊人的相似，这也许是 Google、Amazon 等互联网服务商在云计算技术上领先的一个内在因素。云计算技术与传统计算技术的区别，相当于 IP 和 TDM 的区别，云计算的技术变革，使得行业上的玩家处于同一起点上，这对后来者是非常好的机会。

　　2.1.5 云平台与云服务

　　描述云计算的业务分层结构，如同传统计算中包括“硬件、操作系统、数据库、中间件、应用软件”等业务分层一样，云计算的系统架构也包括不同的业务层次。业界比较通用的业务分层包括云平台和云服务两个层次，云平台是指所有应用程序共享的平台产品，即：硬件和平台软件，如操作系统和数据库、中间件等；云服务是指面向某个具体应用，即：应用软件，如 Email、CRM、OA、ERP、OSS、BSS 等等；

　　如图 2-4 所示，是以微软的产品来说明云平台和云服务，微软的云平台包括：

　　1）Windows Azure 是云计算服务的操作系统；2）SQL Azure 是数据库系统；3）Windows Azure AppFabric 是部署和管理的平台和工具，简化业务的管理和部署；微软的云服务就是把微软提供给企业的软件变成在线服务的形式（即应用云化），包括 Exchange Online（email）、Office Online（办公软件）、SharePoint Online（文档管理和协同服务）、Dynamic Online（CRM/ERP 等企业商业软件）。

　　2.1.6 公共云/私有云

　　描述云的应用场景和服务对象；公共云是某一个企业或者组织建立的、为其他企业或者个人提供服务的云；比如，Google 的云计算、阿里巴巴的云计算、运营商的业务云等，都属于公共云；私有云是指企业或者组织自己建设、自己使用的云；比如，企业自己的数据中心、运营商的网管中心和运营支撑中心等等，都属于私有云。

　　因此，公共云和私有云是从应用的场景和服务对象上来描述的，公共云体现了云的商业模式，即：从购买 IT Box 到购买 IT 服务（IT as a Service）；同时，也采用新的技术；私有云使用了云计算的技术，没有使用云的商业模式，和今天企业自建IT 系统是一样的。

　　2.1.7 云终端和云网络

　　云计算的火热，带来云这个词的火爆，企业纷纷给自己的产品冠以云的概念，出现最多的是“云终端”和“云网络”。

　　云终端有广义和狭义之分，广义的云终端是指连接到网络上、并与服务端交互提供业务的各类终端，如PC、手机、ipad等；狭义的云终端是指类似网络计算机（NC）这样的瘦终端，通过 RDP（远程桌面协议）与服务器相连，如图 2-5 中的左侧。

　　云网络一般是指连接云计算的终端和服务端（服务端表现形式是数据中心）之间网络。比如，企业到运营商数据中心的 VPN 和网络，Cisco 称为“Cloud VPN”，at&t称为“Cloud Networking”，如图 2-5 的右侧。需要特别说明的是：尽管冠以“云”的各种名词很多，一般来讲，说到”云”，默认指云计算。

　　2.1.8 各种概念之间的相互关系

　　前面介绍了各种概念，对于这些概念之间的关系可以用一张图表示这些概念之间的相互关系（见图 2-6）。如图 2-6 所示，描述如下：

　　1）云代表从“Box”转向“Service”的商业模式变革；2）支撑商业模式落地的是“云计算、云网络、云终端”；3）按照服务对象的不同，云计算分成私有云和公共云；4）按照服务的层次不同，公共云分成“IaaS、PaaS、SaaS”三个层次；5）按照云计算内部的业务分层，云计算可以分成“云平台和云服务”；6）从产品形态看，云平台包括硬件和平台软件，云服务主要是指应用软件。

　　2.2 TCO 的介绍

　　TCO 全名是 total cost of ownership ，即总拥有成本，是一组完整的方法、模型和工具，用来提供消费者或企业经理人在作采购时，评估某项产品的效益，以及直接、间接成本的算法。全球最具权威的 IT 研究与顾问咨询公司 Gartner公司于上世纪 80 年代末率先提出该理论，并将其定义为：TCO 是一种在整个企业范围内长期考虑企业整个成本的一种全局性的方法。它是定性分析机构的信息系统的效能的一种定量化的手段，是一种有助于机构全面彻底分析、评价、管理和降低自己的成本的一套方法和建模工具[13]。

　　TCO 成本构成从不同角度划分，可以由不同的内容构成:

　　1）从企业成本构成性质划分，TCO 一般包括“硬性成本”和“软性成本”

　　在内的总成本。“硬性成本”包括:资产采购价格、运行费用、升级、维护合同、支持合同和折旧成本。“软性成本”包括：管理、支持、培训、隐性成本和停工损失等[14]。

　　2）从企业产品生命周期角度划分，TCO 主要包括采购成本、运维成本和机会成本。有统计显示，在 TCO 当中，这三部分所占的比例分别约为 30%、55%、15%。其中运维成本又包括管理维护成本、能耗成本等，机会成本则是由于系统发生故障而产生的成本[36]。

　　3）在通信运营企业，从企业成本核算角度划分，TCO 一般有两大部分构成:

　　技术成本和业务成本。技术成本包括硬件、软件(含维护和升级)、安装、培训的成本以及操作、支持和咨询等人力开支。业务成本涉及到可用性、性能和恢复相关的财务问题。

　　2.3 本章总结

　　本章主要是相关概念及基本理论介绍，首先是云计算技术的介绍，包括云计算的起源，什么是云计算，云计算的服务模式等。其次，介绍了云平台，云网络、云计算的类型，云终端等。接着介绍了这些概念直接的联系。最后介绍了在企业信息化建设中经常用到的 TCO 分析理论 。