了解有关云的三个分类中的第一个分类：基础架构即服务（IaaS）。 IaaS的一些关键概念包括：

• 暴雨
• 多租户计算
• 资源池
• 管理程序

最重要的是，了解使IaaS与众不同的两个主要方面：弹性和虚拟化。

IaaS的价值

对于企业来说，IaaS的最大价值是通过称为cloudbursting的概念-在需要最多计算资源的时候将任务卸载到云的过程。 通过云爆发可以节省大量资金，因为企业无需投资额外的服务器，而这些服务器每年只需要运行两到三次容量为70％的服务器，其余时间负载为7-10％。

但是，要使企业以这种能力利用IaaS，IT部门必须能够构建和实施能够处理将流程重新分配给IaaS云的软件。 构建和实施可以管理此类重新分配过程的软件有四个重要注意事项：

• 如果供应商要倒闭，为特定供应商专有的IaaS进行开发可能会是一个代价高昂的错误。
• 编写良好的资源分配软件的复杂性非常重要，并且通常需要一流的开发人员资源，而这些资源并不便宜。 通过为您可以找到的最佳资源预先预算更多的预算，可以节省您自己和组织的大量时间，沮丧和不可预期的费用。
• 您将发送什么以在云中进行处理？ 发送诸如个人身份，财务信息和医疗保健数据之类的数据会使组织的合规性受到《美国萨班斯-奥克斯利法案》（SOX）法案，支付卡行业（PCI）或《健康保险可移植性和责任法案》（HIPAA）法规的威胁。
• 了解交付对于企业日常运营至关重要的流程的危险。 一个好主意是从绘制一张表开始，然后将涉及关键性法规遵从性数据的过程放在第一列中，将关键业务任务包括在第二列中，将非关键性任务放在第三列中。 然后，计划让软件仅在第三列中卸载其第一次迭代的项目。

此外，组织还需要在供应商锁定方面注意云计算市场的当前状态。 拥有可以从数据中心移动到供应商的云之间的虚拟机（VM）可以成为企业的资产，但是这样做要求供应商支持标准化的文件格式，而他们并不愿意这样做。

这种情况的现实情况是，目前没有公开或受标准机构授权的规范。 换句话说，目前尚无真正标准化的格式，这充其量只会使事情复杂化，因为无法保证以后构建的格式将受到任何人的支持。 但是，值得注意的是，只要新格式的规范是开放的或者您可以访问它，通常就可以将虚拟设备移植到另一种格式。 更令人鼓舞的是，最近在支持开放虚拟化格式（OVF）方面取得了重大进展，该技术有望成为标准。 另一个有希望的候选者是虚拟机磁盘（VMDK）格式。 VMDK最初是VMware的专有格式，但是现在该规范已经开放，许多第三方都支持它。

基础设施即资产

为了说明云计算的发展，请考虑过去五年来汽车行业的发展情况。 汽车制造商的竞争优势通常是通过1960年代和1970年代可以挤出汽车的纯粹马力和扭矩来赢得的。 然而，在1980年代，这种范式被证明对市场和环境不利，这迫使范式从基础架构即资产转变为基础架构即服务。

同样，在过去的50年中，绝大多数成功的公司都花费了大量宝贵的时间和资源来构建基础架构，其目标是通过建立比竞争对手更大，更快，更强大的网络来获得竞争优势。 IT中的“基础设施即资产”范式具有与60年代和70年代强壮的汽车相同或相似的效率低下和不利的特征。 关于企业计算，这些低效率包括：

• 大量未使用的计算能力和容量会带来与大型昂贵的数据中心中的硬件所消耗的大量空间相关的成本。
• 昂贵的人力需求，包括由位于存放基础结构资产（服务器，路由器，交换机等）的数据中心的网络管理员进行的24小时监控。
• 大量浪费的能源导致绿色计算计划的巨大障碍。

为了帮助您理解云计算的三种分类，我创建了一个跨概念矩阵供您参考（请参见表1 ）。 范式是大多数用户遵循的模型。 如前所述，IaaS标志着从基础架构即资产模式向基础架构即服务模式的转变。 表1所示的其他两种云计算类别也标志着范式转变。 对于平台即服务（PaaS），这种转变是从平台即资产的范式转变而来的，在该范式中，大量购买了许可证。 对于软件即服务（SaaS）可以说是相同的，其中范式转移是从以许可证形式的作为组织资产的软件到以服务形式提供的软件。 您将在本系列的第2部分和第3部分中了解有关PaaS和SaaS的更多信息。

表1.三种云计算分类的交叉概念矩阵

IaaS的主要方面

与其将Internet想象成一个单一的全球云，不如将它想象成由许多云组成的系统（如雷暴）更为准确。 用这个比喻，可以从逻辑上断定雷电是等同于云间通信的天气系统。 从云系统地相互交互以创建单个结果的角度而言，这种隐喻可能更准确：互联网。

至少在不久的将来，由于云计算标准缺乏以及公司通过供应商锁定来长期利用资本的明显尝试，互联网不太可能由一个单一的云组成。 但是，如果不是按照资本主义精神进行创新，云计算将无法发展到目前的水平。 也许有一天，Internet确实将是一个相互连接的单一云，其中VM可以毫不费力地转移到“云”而无需担心文件格式，并且可以通过单个界面跨服务提供商管理VM的相互连接的群集。 但是那一天还有很长的路要走。 同时，我们将互联网说成是由许多云组成的。 （具有讽刺意味的是，我正在使用Apple MobileMe云存储本文，以便可以在多种设备上进行处理。）

适应弹性基础架构

弹性是IaaS的第一个关键方面。 为了说明弹性的概念，我将要求您暂时使用您的想象力。 假装云实际上是由粘在一起的棉花糖簇组成的，以便人们可以坐在上面骑。 每个棉花糖云可容纳一定数量的人，具体取决于组成云的棉花糖簇的数量以及这些簇中包含多少个棉花糖。 随着越来越多的人骑上棉花糖云，您可以通过将更多的棉花糖粘在棉花糖簇上来扩大棉花糖簇，从而增加其表面积。 您可能已经知道，人员代表了需要计算资源的应用程序，例如那些托管网站并运行软件服务的应用程序。 棉花糖群集代表VM群集，每个棉花糖都包含一个VM。

尽管这听起来像是您期望在Suuss博士的书中找到的，但它提供了一种理解许多黑暗艺术所认为的概念的方法： 弹性聚类。 物理服务器的群集以形成虚拟云是一个称为云群集的概念，如果它实际上是一门黑手艺，那么掌握程度是通过艺术家的系统设计的可伸缩性来衡量的。

让我们来看一个例子。 假设您是为美国政府工作的统计研究员。 政府有点人手不足，您刚刚肩负的任务是收集来自美国最新人口普查的所有数据。 您负责制定必要的统计数据，以便国会可以在三天后做出有关经济复苏资金和税金分配的重要决定。 不用说，这是一项非常重要的工作，并且您的时间有些紧迫。 而且，您必须处理的数据量是天文数字，您刚刚发现编译该数据所需的计算资源将需要IT部门三周的时间才能做好准备！

这正是使用IaaS可以轻松缓解的问题。 实际上，使用IaaS，您可以在一小时内完成整个美国人口普查数据分析。 首先，创建一个包含数据库软件的服务器的单个实例，以对数据运行查询。 这称为图像。

部署映像并将数据导入数据库后，可以根据需要多次复制该映像并开始运行数据处理任务。 在任务运行时，您可以手动或自动添加和删除资源。 例如，如果计算任务的运行速度不够快，只需将更多重复的计算机实例添加到群集中。

现在您已经了解了弹性的概念，让我们看一下IaaS的第二个主要方面：虚拟化。

机器虚拟化

Google的创始人谢尔盖·布林（Sergey Brin）和拉里·佩奇（Larry Page）早在1995年就提出了正确的主意，当时他们整晚都在斯坦福大学计算机科学大楼后面的垃圾箱里过筛，掏出了被忽略的计算机部件。 他们将这些基于x86的随机计算机部件带回宿舍，以添加到Frankenstein机器中，该机器托管着传奇的流氓Web爬虫，该爬虫使斯坦福的整个网络瘫痪了两次。

如今，据估计Google在不同大陆的12个主要数据中心和大约20个较小的中心中拥有超过100万台x86服务器。 那是一个很大的云。 系统设计的两个关键因素使他们得以在1995年扩展宿舍空间中的野兽，并且对于今天Google网络中的上百万台服务器仍然适用。 时至今日，Google继续使用便宜的x86部件，而不是许多公司数据中心中使用的价格昂贵的企业服务器组件。 其次，故障转移，冗余，监视，群集和其他基础结构管理任务是由在操作系统级别下运行的虚拟化系统处理的，而不是使用诸如负载平衡器之类的单独硬件来处理此类任务。

IaaS很容易发现，因为它通常独立于平台。 IaaS由硬件和软件资源的组合组成。 IaaS软件是独立于操作系统（称为管理程序）运行的低级代码，它负责清点硬件资源并根据需求分配这些资源（请参见图1 ）。 此过程称为资源池。 系统管理程序进行的资源池化使虚拟化成为可能，而虚拟化则使多租户计算成为可能。这一概念指的是由几个在安全性要求和合规性方面具有相似兴趣的组织共享的基础架构。

图1. VM，虚拟机管理程序和计算机之间的关系

使用IaaS，您可以配置处理，存储，网络和其他计算资源，在其中可以部署和运行任意软件，例如操作系统和应用程序。 云计算的大多数用例都遵循您已经习惯的基本分层结构：将软件解决方案堆栈或平台部署在网络基础结构上，并将应用程序运行在平台之上。 但是，虚拟化使云范例变得独一无二。

结论

在本文中，您了解了云计算的许多基本原理以及IaaS的结构，以及如何在现实世界中使用它。 本系列的第二篇文章将深入探讨云计算的第二种主要分类：PaaS。 同时，请查看“ 相关主题”部分，以获取有关IaaS的更多信息的链接。

翻译自: https://www.ibm.com/developerworks/cloud/library/cl-cloudservices1iaas/index.html