作者：谢朝阳
出版社：电子工业出版社
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云计算：规划、实施、运维试读：
前言
现代企业需要更多的信息来快速应对市场、竞争对手、商业环境的变化。企业组织结构正在变得扁平化，管理手段不再等于控制，而是依托强烈的集体责任感。以前不被足够重视的生产过程信息，对企业的重要性越来越高。企业逐渐变得开放，生态系统一环扣一环。企业之间需要加强上下游的协作，而竞争对手在一定程度上也可以成为合作伙伴。为了将企业的运作变得更快（Faster）、更好（Better）、更经济（Cheaper），企业需要云计算。
云计算是一场技术运动，这一运动的初衷是提高计算和存储效率，从而便捷、高效地完成计算任务。中国的智能手机用户数量居全球第一，企业的数量居全球第一，这是云计算在中国发展的坚实基础。云计算下的IT系统是开放的、互联的、模块化的。云计算有助于打破信息孤岛，有效地融合各方面的信息，从而为合作伙伴的选择、供应链的管理、目标市场的锁定提供定量的决策依据。
软件定义一切，数据决定未来。IT进入了云计算、大数据、移动互联网、社交网络（Cloud,Analytics,Mobile,Social Network,CAMS）时代，云（C）为AMS提供了必要的基础。科学、工程应用、数据挖掘、游戏和社交网络，以及其他诸多依赖于计算能力与数据分析的活动，可以从云计算的发展中受益。
云计算的技术可行性已得到了充分论证。借助云计算技术，将信息存储到“云端”具有现实的商业价值。早在2011年，苹果公司宣布iCloud网络服务，允许用户存储音乐、视频、电影、个人信息等分散的内容。这些内容曾经受制于载体，只能在“本地”的服务器、笔记本电脑、平板电脑或者智能手机上使用。iCloud使信息能被多个个人设备共享，以实现多屏同步，而只需要网络接入iCloud即可。今天，我们已经习惯了苹果的iCloud服务。这说明云计算正在为人们接受，人们在不知不觉中受益于云计算。云计算已经成为一个蓬勃发展的新产业。
云计算的吸引力在于，它提供了可伸缩、有弹性的计算和存储服务。服务使用的资源可以被精准测算，而用户只为他们真正使用过的资源付费。随着云计算被越来越多的机构采用，云计算已经成为有实际意义的商业模式。为了更好地适应各种企业复杂的IT环境，人们在努力推进云计算模式的架构演进，花精力把更多的应用移植到云上，甚至专门编写云环境下的新应用。由于用户产生的个人数据存储于他们“不能控制”的远程云端，因此安全性和由此衍生出的社会学、伦理和法律方面的讨论，显得特别重要。
云计算帮助企业实现数据中心计算到按需计算的转型。由于资源的高效复用，因此云计算可以有效节省开支。从另一个角度来看，IT能力的获取由原来的购买、自建，发展到租赁、购买服务。从现金流来看，减少了资本性开支（Capital Expenditure，简写为CAPEX）转换成或加大了运营成本（Operating Expense，简写为OPEX）。在云计算环境下，系统维护和安全策略由服务提供商提供。由于服务提供商的规模效应和专业化，因此IT服务的质量可以得到有效保障。最理想的结果是通过采纳云计算，企业少花了钱，同时还提升了计算性能和整体安全性。
两个方面的人群关心云计算——云计算的提供者和消费者。这两者的角色是可以互换的。例如，作为提供者，如果将其用于自身业务，那么他又成了云计算的消费者。作为消费者，一方面，他采用各家的技术、产品形成解决方案；另一方面，他用这些方案或方案的组合服务于内部或外部客户，他又成了云计算的提供者。
本书介绍云计算产业相关企业的背景与发展状况，以及这些企业发展所需的政策环境和上下游支持。另外，本书介绍对云计算新产业的评估方法，为政府、企业、云计算领域内的投资公司和创业公司，提供新的、务实的考量角度和评估方法。本书作者希望不仅仅是阐述云的相关概念，更需要面向不同行业的共性诉求，从实用的角度出发，分析云计算落地的种种疑难。
本书的宗旨之一是，帮助云计算技术的提供者从云计算产业链入手，正确地认识云计算产业态，明确自身的定位和价值点。希望通过本书的介绍，云计算提供者可以以规范的流程，在较短时间内推出价格合适且满足客户需求的可靠、可用、安全、易管（Reliability,Availability,Security,Manageability,RASM）的产品与服务。
本书的宗旨之二是，解惑云计算的消费者共同关心的问题。本书从降低成本、弹性扩展、快速部署以及后续运维管理等多个维度，包括基础设施、中间件以及重点应用等多个层次，对云计算进行系统的阐述。通过深入剖析云计算落地的三部曲（规划、实施、运维），针对用户可能遇到的困惑、问题，本书给出了特别需要注意的事项，以及指导性的原则。本书作者希望帮助云计算的使用者，成为“聪明”的消费者（Smart Consumer），建立理性预期与合理的容量规划。最终，促使云计算成为云消费者业务运作不可或缺的一部分，并产生可量化的经济效益。
本书读者对象是政府和企业主管IT的负责人，包括首席战略官（Chief Strategy Officer,CSO），首席信息官（Chief Information Officer,CIO）,IT架构师，网络、系统管理人员，数据库和应用开发者，高校和研究院/所教师、研究人员，高校学生，云计算产业从业者和分析师等。
本书内容围绕云计算目标定位、规划、实现路径和后续的运营维护，分为4篇。
第1篇（第1～3章）云计算与企业转型升级，作为导论。对云计算与企业的转型升级，云计算经济学，云计算的基本概念，以及云计算产业链相关的企业进行初步的介绍。云计算的兴起，伴随着国际政治经济格局的变化，商业环境、体制机制及组织形式的范式变化。外部环境的变化，要求无论是云计算技术的提供者还是消费者，都需要从多个角度重新审视自己已有的业务，改进自身的战略。企业只有以新的姿态、全新的整体解决方案拉近同客户的距离，辅以卓越的执行力，才能在激烈的竞争环境中胜出。企业应围绕着提高经济效益的宗旨来提升IT，而不是为了实施云计算而实施云计算。
第2篇（第4～6章）为规划篇。为满足业务的发展需求，企业需要借助云计算建立良好的可扩展的架构。在做云计算规划时，企业应该结合自身的信息化现状，分析现有业务系统和IT服务的类型与特征，正确判断在当前情况下自己的应用和企业是否需要云计算，进而确定企业中的哪些业务系统或IT服务适合云计算的实施。当企业需要云计算去扩展业务提升运营效率的时候，需要确认云能够给企业带来多大的价值和成本优势，以及如何能够将价值发挥到最大化。与此同时，对于伴随而来的安全、成本以及法规方面的风险，企业采取各种方式进行规避和解决。
第3篇（第7～15章）为实施篇。在传统IT领域，“实施”一般被认为是一个工程，包括组网、存储方法、防火墙设计等。这些内容在实施云计算时，同样需要考虑。本篇就实施中的关键点依次展开分析，从企业角度来看实施云计算所应关注的重要方面。由于云计算的多技术深耦合特征，因此更偏重于云计算相关技术的介绍和选择。首先，以提高企业运作经济效益为目标，进行良好的云计算规划。然后，将云计算规划落地，需要配套相应的资源，注意平衡规模、时间和投入这三个要素。最后，进一步选择具体的技术路径，可能受到功能、性能和成本的制约。云计算实施具有相当的复杂性，本篇尝试分析在云计算实施过程中，所应遵循的一般方法和特别之处。
第4篇（第16～20章）为运维篇。云计算项目实施的终点是运维的起点，包括交付后的升级、优化、扩容……这是一个持续的过程。企业需要保证业务运营的持续性，需要采取必要的技术手段和人力资源来保证运维。云运维包括三大方面：第一，网络要通，速度要足够快，这个“通”是指围绕OSI 7层结构的不同层次都能够畅通；第二，要保证数据安全；第三，故障在所难免，出了问题要能够迅速解决，这需要快速的数据备份和恢复。“罗马不是一天建成的”，企业IT的发展是渐进的。在相当长的一段时间里，企业的IT环境仍以传统的IT环境为主导。在有扩展或新建需求时，可以适当采纳云计算（私有云）。当应用中有部分内容需要通过互联网接入访问时，可以考虑公有云。对于传统企业，传统IT和云的分配比例大约为80%和20%。所以传统IT和云（私有、公有），会共存相当长的时间，也就是混合IT。在混合IT环境下，监控、维护和管理具有很大的挑战性，谓之“三分实施，七分运维”也不算为过。混合IT的运维更需要全面统筹、深入设计，才能使得企业IT系统满足RASM，实现SLA（服务等级协议）的承诺。
第5篇（第21～23章）介绍明天的云。借一句哲学上的话：“每样旧的事情都会又变成新的”（Everything Old Is New Again），任何事物的发展，都遵循螺旋式上升、波浪式前进的规律，云计算也不例外。云计算从某种意义上讲就是一系列因素的拼图（Puzzle），任何一片拼图的进步都会影响明天的云。进步的因素包括多个方面，从散热制冷到数据中心，从网络技术到计算存储，从操作系统到中间件，从编程语言到算法……最重要的，也是用户最关心的，是云的应用。云的应用既要发展丰富的内容，也要发展最终的体验。云计算的弹性、自服务、标准接口、按需付费等诸多好处，最终也体现在具体应用上。云应用的架构应该充分参考并行和分布式计算的算法、构架及部署方式。相比趋于成熟的云计算底层技术，云应用具有巨大的发展空间，明天的云一定会赢在应用上。
本书最后是三个附录。附录A描绘了一个假想的通信运营商Acme电信公司，借助云计算的热潮，如何进入云服务业务。作为汇总的实例，附录A将前面的内容穿针引线放在了一起。附录A从发展思路（The Roadmap）、产品与服务（Product Portfolio）到赢利模式（Business Model），以务实的方式将Cloud Ace展现给读者。附录A也可以用于单独阅读，希望对大企业进军云计算领域有所帮助。附录B从可信的角度对云计算服务质量进行相对系统的评估。附录C列举了实际运维中可能遇到的细节问题，以及相应的处理办法。
作者是早期x86架构上云计算服务设计的主要参与者。在美国从事IT行业期间，作者亲身经历和参与了几次IT行业重要的发展与变迁，其中包括开放系统（Open System）、互联网、云计算等。作者所任职的美国政府部门和企业，对IT系统的要求无论在功能和性能上都非常苛刻，所采用的技术是相对领先的，同时经济上又是划算的。作者将这些经历，结合国内外云计算相关技术、工程实践进行全面比较来与读者分享。希望通过本书为政府和企业既合理又经济地发展云计算，避免低水平或过度建设，提供参考意见。
作者要感谢的人很多。作者首先感谢倪光南院士在百忙之中，拨冗为本书作序。作者特别感谢中国电信科学技术委员会主任韦乐平先生。没有韦先生最先和作者的接触，作者不会被以中组部“千人计划”特聘专家引进回国，也就不大可能有机会用中文来写关于云计算的书。作者还感谢以下三位：高原按照作者的思路和录音整理出了最初文稿；阮戈帮助准备了附录C，总结了在实际运维中所遇到的问题和相应的处理办法；叶己泉进行了最后的文字整理。当然，书中的任何瑕疵完全是作者的责任。最后，也是最重要的，感谢作者家人们的支持与付出。谢朝阳2015年第1篇云计算与企业转型升级
1.影响企业发展的四个维度
企业是现代社会的细胞，企业从来不是孤零零的存在。如图P1-1所示，4个维度的范式变化从根本上影响着企业的发展。这4个维度是：新的国际政治经济格局、新的商业环境、新企业架构、新技术。好比相互嵌套的拼图，它们相互关联，相互影响。图P1-1 4个维度的范式变化根本性影响着企业的发展
第二次世界大战之后，国际政治经济格局已经发生了深刻变化。国家之间的关系直接影响着贸易往来，一个国家国力的盛衰也直接影响着这个国家的影响力和技术、产品输出能力。我国的经济发展就直接受益于我国国力的强盛、国际影响力的提高。无论国际大环境如何瞬息万变，开放、多极化的趋势是确定的。在这个趋势下，要把握先机，优先发展能深刻影响国计民生的先进信息技术，使其贡献于军事和社会生产各个方面，让高端装备业和高新信息技术产业“走出去”，让“中国创造”进一步提升我国的经济实力和国际影响力。
商业环境也发生了深刻变化，行业的生态趋于复杂，竞争趋于激烈，企业的诞生和湮灭速度越来越快。纵观1990年的日本、1997年的亚洲、2008年的美国、2009年的欧洲，危机和变革使很多被奉为管理典范的著名企业一蹶不振，甚至已经不复存在。故步自封甚至抱残守缺的企业难逃被淘汰的命运，只有坚持在技术和体制等方面上的创新才能使企业立于不败之地。我国的传统行业近年也经受着互联网浪潮的猛烈冲击，最初一些企业认为互联网的影响力只局限于信息行业，怀着“不屑”的态度，从而错过了“借力”或者“转型”的机会。今天的传统企业普遍认识到，互联网已经渗透到人们生活的方方面面，甚至已经悄然改变传统行业的生产和销售环节。互联网思维不可或缺，各行各业都在人“云”亦“云”——确实，云计算就是这次互联网创新推波助澜的主导力量之一。“云”的概念不只局限于IT架构的实现方式，更是暗合了“缩短渠道”、“快速响应市场需求”、“扁平化管理”的新型企业管理理念。
企业的组织架构也在变。组织架构变化的动因是为了更高效地获取、处理来自企业内外部的信息，并迅速进行反馈。新的组织架构需要足够的信息，来快速应对市场、竞争对手、商业环境的变化。结构决定功能，结构变得扁平化，管理不再只靠自上而下的控制，而更多地依赖成员的向心力和责任感。企业变得开放，生态系统一环扣一环。产业上下游之间需要协作，竞争对手在一定程度上也是合作伙伴。
有用信息的重要性越来越高，信息技术进步和上述三个维度（国际政治经济格局、商业环境、企业架构）的范式变化是相互交错、相互影响的。全面高效的信息系统会促进和支撑企业的转型升级，使企业的运作更快（Faster）、更好（Better）、更经济（Cheaper），从而更好地释放生产力。新一代的IT系统必须是开放的、互联的、模块化的，能打破信息“孤岛”，更有效地融合各方面的信息，从而为企业选择合作伙伴、管理供应链、锁定目标市场提供定量的决策依据。
2.信息技术推动工业持续升级
改革开放以来，中国经济从体制机制到执行层面进行了卓有成效的改革，取得了举世瞩目的成绩。这一时期，我国的经济体量发生巨大的增长，但是，在单纯以量的增长为导向的情况下，容易催生粗放并短视的发展模式，在战术层面上有“摸着石头过河”，缺乏对模式及时、理性调整的问题。为了追求经济更深层次的发展，积极应对国际大环境的变化，具有原创性的技术革新、商业环境的营造、模式的创新会成为中国经济持续发展不可或缺的新动力。
到今天，全球新一轮科技革命和产业分工调整对我国工业发展既是挑战，也是实现赶超的机遇。推动信息化和工业化深度融合，以信息化带动工业化，以工业化促进信息化，对于破解当前发展瓶颈，实现工业转型升级，具有十分重要的意义。
中国共产党第十八次全国代表大会以来，我国正在民族复兴的伟大征途上。这在很大程度上意味着各个行业都要转型升级，其中包括工业化、信息化和城镇化。“两化融合”是信息化和工业化的高层次的深度结合，以信息化带动工业化，以工业化促进信息化，走新型工业化道路；两化融合的核心就是信息化支撑，追求可持续发展模式。到2018年，“两化”深度融合要取得显著成效，信息化条件下的企业竞争能力普遍增强，信息技术应用和商业模式创新有力促进产业结构调整升级，工业发展质量和效益全面提升。企业“两化”融合管理体系得到全面推广，重点行业大中型企业两化融合水平逐级提升，涌现出一批创新能力强、应用效果好、具有国际竞争力的优秀企业。信息技术向工业领域全面渗透，传统行业两化融合水平整体提升。基于信息网络的融合创新不断涌现，专有云、大数据、物流与传感、移动互联网等新技术/新应用驱动的新型生产性服务业蓬勃发展。信息技术支撑服务能力显著增强。以数字化、柔性化及系统集成技术为核心的智能制造装备取得重大突破，在国民经济重点领域得到快速应用，重点行业装备数控化率达到70%。安全可控的信息技术产品配套能力和信息化服务能力明显增强，重点关键领域实现全面自主配套。
3.云是一种新的计算范式
今日的世界经济社会由生产、流通和消费构成，世界的每个角落均与IT密切相关。IT系统对于企业发展的作用和性质正在不断发生巨大的变化。这一变化对于企业运作和员工工作方式的影响是深远的。“现金流、电流、物流、比特流”四流的畅通与匹配决定了社会的繁荣。
IT系统帮助企业更好、更快、成本更低地进行商业部署和业务流程。IT系统除了必要的硬件、软件投入外，三个维度决定了企业IT特性：业务和商业流程、技术架构和运维保障。传统的IT部门的首要任务是，在满足业务需求的情况下，最大幅度地降低成本。IT部门在企业里，一般作为一种成本中心。
现代学术界认为，云是一种新的计算范式（Computing Paradigm），如图P1-2所示。在这里，计算范式指的是用户、终端与计算实现方式之间的关系。从20世纪50年代到80年代出现得最早的计算范式，是以少数几个厂家的大型机为代表的。从20世纪80年代后期开始了范式的变化（Paradigm Shift），范式以开放系统（Open System）与x86为代表。这种范式又进一步随着英特尔x86计算架构的发展、操作系统、网络技术的成熟继续演进，目前已发展到云计算的技术范式（CAMS时代）。图P1-2 云是一种新的计算范式
云计算作为一种IT技术的进步，它与现有的IT技术、产品和流程有很大的相关性。下面，以IT系统的基础设施为例，看看一个具体的服装公司“AR公司”是如何完成IT系统的构建和部署的。第1章 云计算经济学
为方便起见，本章假定有一个服装公司“AR公司（Acme Retailer,AR）”，需要研究其业务发展中IT建设的新需求。AR公司在业界小有名气，经营着自己的服装品牌，生产的服装产品在众多购物中心都有门店进行销售。随着互联网及信息技术的发展，消费者的购物方式发生很大的变化。AR公司需要在传统的实体商店销售之上，进军网络，开展网上直销业务。
企业的IT部署与企业的业务和运作息息相关。IT投资建设的前提和宗旨，一定是紧紧围绕提高企业的运作效率，以及所带来的显著经济价值。当前构建企业IT基础设施有4种选择：自建、主机托管、虚拟专用服务器和云主机。结合以下几个要素，本章分析这4种选择的优缺点：
成本（Total Cost of Ownership,TCO）
上市时间（Time To Market,TTM）与实施时间（Time To Implement,TTI）
资本性开支（Capital Expenditure，简写为CAPEX）
运营成本（Operating Expense，简写为OPEX）
投资回报（Return On Investment,ROI）
资产利用率（Return On Asset,ROA）1.1 部署方式
AR公司的整个IT系统和应用，都是围绕着物流和信息流来服务于业务运作的。如图1-1所示为AR公司的IT应用环境。
AR公司规模不是很大，但其IT系统是类似公司的代表。麻雀虽小五脏俱全，AR具有四大类应用：围绕着产品营销管理（PMM）的总部应用，服装物流分发中心（Distribution Center,DC）系统，实体商店的POS（Point Of Sale）销售终端，还有为数众多的基础设施支撑应用。图1-1中的点和连线，表示应用与应用之间的关系。这张图也是类似公司传统IT架构及其应用的典型。
为满足消费者通过互联网购买产品的需求，AR公司需要搭建一个面向这类消费者的系统，也就是说一个新的电商系统。
一个简单的电商系统通常可简化为三个部分：Web服务器、应用服务器以及数据库。考虑到小型网站所接收的Web流量不大，AR公司可使用一台价格不昂贵的服务器，同时为每个基础设施的设备都进行冗余配置以保障安全性，降低可能出现的Down机事件。数据库则采用热备份进行数据复制。
企业搭建和运维IT基础设施的模式，可以分成如下4种：自建、主机托管、虚拟专用服务器和云主机。下面针对这几种方式进行简单的分析和比较。图1-1 AR公司的IT应用环境
1.自建
采用自建方式，企业自己购买设备并负责管理运维工作，以支持企业内部的IT应用或服务。以企业办公IT基础设施为例，办公用的计算机通过内部网络互联，经过路由器连接至ISP提供的互联网。在内部网络中除了有线和无线的计算设备之外，还设置有交换机、防火墙以及文件服务器、打印服务器等。
除此以外，企业还需要购买专业的办公软件，以及企业信息管理软件等。采用自建方式，需要对原有网络做一定调整，例如，配置与内部网络相隔离的外部网络（DMZ），供外部用户和临时用户使用。这样可以在保证安全隔离的基础上，提供外部设备的访问。
2.主机托管
主机托管（Colocation），也称主机代管，是指客户将自己拥有的服务器放到ISP（互联网服务提供商）所设立的IDC（Internet Data Center）机房中，如图1-2所示。ISP具有专业的机房、良好的网络和丰富的运营经验。客户每月支付一定费用，把自己的网络设备（服务器、交换机等）托管到IDC机房中，以保证安全、稳定、高效的运行。客户可以从远端连接服务器，进行必要操作。通过主机托管，客户享受高品质的带宽、增值服务和7×24小时全天候值班维护以及监控服务，包括稳定的网络带宽、恒温、防尘、防火、防潮、防静电。图1-2 主机托管
如果企业拥有独立的服务器，同时又不想花费更多的资金进行通信线路、网络环境、机房环境的投资，更不想投入人力进行7×24小时的网络维护，可以尝试主机托管模式。主机托管的特点是投资有限、周期短、无线路拥塞之忧。这种方式适用于大空间、大流量业务的中小企业网站服务，或者是有个性化需求、对安全性要求较高的客户。主机托管能够保证在提供高性能处理能力的同时，免去了自建机房的麻烦，节约了场地、电力、空调、日常维护机房管理等各种开销。主机托管支持企业远程维护服务器中的信息，客户对设备拥有所有权和配置权，并可要求预留足够的扩展空间。
3.虚拟专用服务器（VPS）
虚拟专用服务器（Virtual Private Server,VPS），是一种服务器虚拟化和自动化技术。它通过操作系统虚拟化，将一台服务器分割成多个虚拟专享服务器。VPS主机是通过虚拟化技术实现的虚拟主机。如图1-3所示为虚拟专用服务器VPS。虚拟化是一个抽象层，它将物理硬件与操作系统分开，从而提供更高的IT资源利用率和灵活性。VPS技术同时支持Linux和Windows平台。图1-3 虚拟专用服务器VPS
VPS主机以最大化的效率共享硬件、软件许可证以及管理资源。其中，每个VPS都可分配独立公网IP地址、独立操作系统、独立存储空间、独立内存、独立CPU资源、独立执行程序和独立系统配置。用户除了可以分配多个虚拟主机及无限企业邮箱外，更具有独立服务器功能，可自行安装程序，单独重启服务器。VPS提供商将设备租给企业，负责管理这些硬件和安装操作系统软件，并提供租用标准化的系统软件，如数据库管理软件等。
VPS主机是在一台独立的服务器上，通过虚拟化软件（如VMware）虚拟出来的多个虚拟主机。所以当其中的一个VPS受到攻击或占用大量宽带资源时，其余的VPS也会受到影响。假设一个VPS被黑客入侵造成服务器瘫痪，那么该服务器上的其他VPS也不能工作了。
4.云主机
不同于传统制造业预留库存、交付存货的模式，云计算实现了即时服务的模式。如图1-4所示为云数据中心。云计算在极大降低企业固定资产的持有成本的同时，提高了企业开展自身核心业务效率。云服务中的资源动态分配，让用户仅在必需时刻使用计算、网络、存储资源。这样，在负荷轻的期间，服务器也不会无所事事。云服务的计费模型取决于资源使用状况，服务供应往往不需要预支费用，每月计费基于当月实际消耗的资源量，这就转变成相对于传统部署模型的巨大成本优势。图1-4 云数据中心
云主机（Cloud Hosting）可以看成是新一代的共享主机。主机公司将它的硬件和网络线路做成一朵“云”，然后提供一些通向这朵“云”的网络接口API，供客户使用。这时，每个客户共享的不再是某一台特定的服务器，而是云里的所有服务器。例如，假设要把本机的文件备份到网上，可以使用共享主机把文件传到某一台服务器上；也可以使用云主机，通过某种形式的接口，把它们传到云里。也就是说，共享主机用户直接面对特定的服务器，而云主机用户直接面对网络接口，而无须关注服务器本身。一个通俗的比喻是，可以向银行租用一个编号为8888的保险箱（好比共享主机）；也可以把贵重物品直接交给保管公司，由它们保管（好比云主机）。例如Gmail、FaceBook、Twitter、Flickr这样的产品，都可以看作是基于云主机的服务。
云主机和VPS有相似之处，都是企业通过外包方式获得IT基础设施。云主机与VPS的主要区别包括下面6个方面。（1）从技术方面来讲：VPS只是单纯地使用了虚拟化软件技术；而云主机使用了云计算技术，它整合了计算、网络、存储等各种软件和硬件技术。在云计算下，客户共享的不再是某一台特定的服务器，而是云里的所有服务器。（2）从安全性方面来讲：云主机天然具有防ARP攻击和防MAC欺骗、快照备份、数据容灾功能；VPS则不具有这方面的功能。（3）从可靠性方面来讲：云主机是基于服务器集群的，因此硬件冗余度较高，故障率低；VPS的硬件冗余较低，故障率较高。（4）从灵活性方面来讲：云主机支持用户在线实时修改配置，可任意扩展空间；VPS在扩展性方面存在局限性。（5）从性能方面来看：在同等硬件配置的情况下，云主机的性能大体等同于独立服务器，可满足高性能计算的要求；VPS的计算能力只是独立服务器的一部分。（6）从隔离性方面来看：云主机采用硬件隔离和软件隔离相结合的方法，彼此之间完全不影响；VPS采用的是软件隔离，相互之间存在一定程度的影响。1.2 成本比较
1.自建
表1-1给出了系统的主要硬件组件和购买成本。表1-1 系统的主要硬件组件和购买成本
这里假定AR公司使用开源操作系统、数据库及管理软件。例如，使用Linux操作系统和LAMP开源套件来搭建公司的软件系统。因此表1-1中未列入软件采购价格，同时忽略其他辅助硬件设备以简化计算。
现在计算AR公司使用自建方式时的固定成本和运营成本。固定成本为表1-1所列硬件设备之和，总计440000元。假定这批硬件设备的使用时限为4年，即48个月。固定成本分摊至48个月之内，平均每月的固定成本为9167元。除此以外，还要考虑机房租金、制冷设备、电力、带宽等成本。
2.主机托管
如果AR公司采用主机托管方式，则固定成本部分与自建方式基本相同。10台硬件设备需要20U的机架空间，以当前1U每年8000元为例，则租用机架的费用一年为160000元。独享10Mbps带宽一年价格为30000元。将硬件设备的成本和机架空间以及网络带宽相加，可得到平均每月的固定成本为25000元。
注意，自建方式并没有计算除去设备外的其他成本因素，如果考虑到其他成本因素，一般而言其成本是高于主机托管的费用的。另外，如果需要增加新设备，主机托管方式比自建方式具备更强的灵活性。
3.虚拟专用服务器
虚拟专用服务器方案使用纯租用方式，AR公司的所有开销都是运营成本。一台防火墙的租金为每月1000元，一台负载均衡器的租金为每月5000元，一台服务器的租金为每月2000元。由此，得出总成本为每月24000元。VPS方式一般会为每台服务器提供10Mbps的带宽，这部分价格已包括在服务器租金之内。
4.云主机
跟VPS模式一样，云主机的部署也是一种纯租借模式。在美国，这方面托管提供者，例如Rackspace和亚马逊公司的价格变化很快。我们以中国电信天翼云为例，量化云计算部署的成本，具体价格见表1-2。6台服务器的月租金为6126元，其中包括负载均衡器和防火墙。表1-2 天翼云小型电商价格
自建（没有计算房租、电力和制冷设备的开销）与主机托管、VPS所产生的月度成本分别为9167元、25000元和24000元。而在几乎同样的配置下，采用商用Windows系统，云主机方式的成本为6126元；采用开源的Linux系统，云主机方式成本更低仅为5046元。相较前三种部署方式，云主机具有明显的成本优势。
通过这个简单的例子可以看出，云计算在实际开销上具有明显的成本优势。特别是对于小型企业而言，前期的投入是一笔不菲的费用，采用VPS和云主机的方式可以很好地规避这个问题。而云主机相较于VPS有更多的优势，能够快速恢复故障，云主机在集群内自由迁移实现负载均衡，并且完全独享内存、带宽资源等。
考虑到这些优势，云主机是当前企业搭建IT系统的不二之选。云主机仅仅是当前火热的云计算中的一种使用形式。那么云计算到底是什么，它能给企业带来什么呢？云计算是否是一剂万能药，在所有的行业都能够所向披靡呢？这将在后续的章节中进一步讨论。1.3 业务扩展
业务依赖IT,IT推进业务成长，业务和IT变得密不可分。任何业务上的调整都需要IT做出相应的变化来支持。在企业快速发展的时期，需要IT能够做到快速响应。而传统的IT使用模式，需要计划、审批、采购和实施，可能需要多达两年的时间才能做出一次IT资源调整。实施时间（TTI）和上市时间（TTM）过长，这明显无法满足业务的需要。
在公有云环境下，计算服务本来就是按需使用、按量计费的。公有云服务面向大量客户，规模一般都比较大，往往预留有足够的扩展空间。某些企业要增加计算的需求，包括运算、带宽和存储，几乎是立即可以得到满足的。当计算需求过了高峰期（例如降价促销期）之后，企业又可以立即减少公有云的租用，从而最大化节约资金。
在私有云环境下，如果企业希望通过增加资源来恢复或提升应用的性能，系统管理员可以采取水平扩展（Scale Out）或垂直扩展（Scale Up）两种方式。具体采取哪种要看资源的约束而定。垂直扩展就是在同样的计算资源池中加入更多资源，例如增加更多内存、磁盘或虚拟CPU，以应对增加的应用负载。水平扩展需要向计算平台中加入更多机器或设备，来处理增长的需求。1.4 小结
企业在发展，与之相应的IT系统，也需要扩展、升级。当企业需要大的战略性改变时，IT的投入与建设需要先行一步。IT建设方式在逐步演进，从购买设备，到租用设备（Asset Ownership），到按需购买服务（Service Provisioning）。IT的演进，又会催生新的产业和创新的商业模式。
本章以AR公司为例，其在发展新业务过程中需要对IT系统进行升级改造。通过详细的成本分析和对比可以看出，云计算相较于其他三种方式具有极大的成本优势。云计算显著缩短了应用的上市时间TTM和赢利时间（Time to Profit,TTP），带来了明显的经济优势。
快速部署是云计算的重要优势。一方面，云计算缩短了应用投产周期。另一方面，当有企业兼并收购（M&A）发生时，两个公司的IT系统，包括硬件、软件、中间件、应用等都不一样。为了快速合并IT系统，可以通过物理到虚拟（P2V）的方式，相对较快地纳入IT系统。然后在保持业务运转的情况下，进行后续数据及应用的整合。其实美国早期对云计算的需求就来自于快速部署这一优势，降低成本不是第一位的。美国金融机构Capital One，就是当年最早规模化引入VMware来应对多个M&A的成功典型。
云计算同时具有可扩展性。从资源的利用方式可以看出，用户所需要的计算能力和物理设备不必是一对一的关系。云计算具有良好的弹性和可扩展性，通过按需分配、动态调整云集群的资源，可满足用户不断变化的计算需求。
借力云计算，企业财务支出由资本性开支CAPEX向运营成本OPEX进行倾斜。这样，企业的投资回报ROI和资产的利用率ROA都得到了可观的提高。第2章 初识云计算
云计算在全球范围内兴起，并迅速在国内流行。关于云计算的书籍有很多，大致可以分为两类：学术类和企业类。学术类主要来源于学校的教授和研究人员，对于云计算的普及和推广起到了很大的作用。这类书籍通过大量的学术文献综述和研究，从科学角度对云计算进行阐述。企业类主要来源于企业的研究院，通过将企业自身的产品和云的概念相结合，这类书籍从技术角度对云计算进行了分门别类的定义。这些云计算书籍，推动国内企业逐步接受云计算。随着企业对云计算理念的逐渐深入，企业需要从理论与实践的角度，深入了解云概念的落地过程。
本章诠释了云计算的基本概念，包括IT资产归属、任务分工、服务交付、部署方式等。另外，本章分析了云计算相对于其他计算模式的区别。从根本上说，数据中心、网络、服务器、存储等基础计算设施的虚拟化（或者更广泛意义上的软件定义）是云计算的核心。这些技术保障了资源的有效利用。最后，云计算促使了企业IT范式变化，企业从拥有IT资产到按需获取服务。范式变化改变了客户与技术提供者的关系，导致新的商业模式诞生，甚至催生了新的IT产业。2.1 云计算发展过程
首先简单回顾云计算概念的产生与发展历程。
云计算理念由来已久。早在1961年，图灵奖得主约翰·麦卡锡（John McCarthy）就曾提出未来的计算模式，应该能够将计算能力如同水和电等公用资源一样提供给用户。云计算在近几年兴起，就像哲学术语所说的一样：每样旧的事情都会又变成新的。云计算之所以能盛行，与相应的诸多领域的进步是分不开的。最重要的几个维度包括：网络的互联和带宽成本的降低，互联网协议的成熟和标准化，开放系统（Open Systems）的引入，以英特尔x86为代表的CISC计算成本以摩尔定律形式的降低，中间件的发展，应用开发环境的规范化，以及客户把重点由技术向业务的转移。
云计算的产业体系涉及范围比较广泛，但都离不开网络带宽，机房机架，硬件设备（路由器、交换机、计算服务器、存储服务器），管理、监控体系，操作系统及应用。除了经济杠杆的作用外，客户最关心的是应用、内容及体验。
从全球云计算技术和服务的推广情况看，公有云服务依托大型数据中心，形成大规模、跨地域、弹性伸缩的技术特点。云计算正在蓬勃发展，但是不同国家、不同行业、不同企业的发展并不均衡。作为整个IT世界的领军者和领导者，美国是云计算发展的先驱。
1.美国
2001年，Google（谷歌）首席执行官埃里克·施密特在搜索引擎大会上，第一次提出了云计算的概念。从此，云计算逐步成为了工业界和学术界争相追捧的概念。云计算由多年快速发展的IT技术作为其底层基础，得到了信息行业各个领域的大力推动。云计算发展非常迅速，成为如今IT行业内最火热的技术之一。以Amazon（亚马逊）、Google、IBM、微软等为首的IT巨头作为先行者相继开展了云计算研发和相关业务，同时一大批新兴的后起之秀也初露锋芒，其中的佼佼者有Salesforce、Rackspace。
2004年，Doug Cutting和Mike Cafarella根据Google发布的MapReduce论文实现了Hadoop分布式系统基础架构。Hadoop是基于Google集群系统理论的一个开源项目的总称，它由HDFS、MapReduce和HBase组成，其中HDFS是Google File System（GoogleFS）的开源实现，MapReduce是Google Map Reduce的开源实现，HBase是Google Big Table的开源实现。
2005年，Amazon宣布Amazon Web Services云计算平台上线，相继推出简易存储服务（Simple Storage Service，简称为S3）和弹性计算云（Elastic Compute Cloud，简称为EC2）等云服务。作为最大的云计算服务提供商，Amazon推出了在99.95%时间内正常运行的高可靠的云服务保障。Amazon云服务收费的内容主要包括月租费、存储空间、带宽以及CPU资源等。其中，云服务月租费与电话月租费类似，按月收取固定费用；存储空间和带宽按容量计费；CPU资源则根据时长（以小时作为单位）计费。Amazon的云计算服务发展速度惊人，仅在不到两年的时间内，在Amazon网站注册的开发人员达44万人，同时大量的企业级用户也在使用Amazon提供的云计算服务。云计算已成为Amazon增长最快的业务。
Google于2004年起公开了其云计算的三大核心技术：MapReduce、GoogleFS、BigTable。Google研发的这三大云计算技术，具有服务全球的能力，并且极大程度地降低了计算成本。Google在全球200多个地点部署了超过数百万台的服务器，通过它们推出多种云服务，包括Google搜索、Google地图、Gmail、Google Doc等。Google将大量数据保存在这些服务器中，用户可以通过任意互联网接入来获取和访问所需数据。2008年9月，Google推出Google Chrome浏览器，将浏览器彻底融入云计算时代。2009年4月，Google 推出Google AppEngine（简称GAE），允许开发者通过编写Python应用程序（后来又支持Java和GO语言），在Google基础架构上运行网络应用程序。
2007年11月，IBM首次发布云计算商业解决方案，推出“蓝云”（Blue Cloud）计划，提出面向企业的云计算解决方案。2008年2月，IBM宣布在中国无锡太湖新城科教产业园为中国的软件公司建立第一个云计算中心。同年6月，IBM宣布成立IBM大中华区云计算中心。
微软公司在2008年10月推出“蓝天”Windows Azure云计算平台。Windows Azure系统是一个基于互联网架构的云计算平台，支持数以亿计的用户通过浏览器接入“蓝天”。Windows Azure的底层是微软全球基础服务系统，由遍布全球的新一代节能数据中心构成。
最近，惠普重新调整其云计算战略，以Helion的品牌推行惠普基于OpenStack的云计算操作环境。
在这些IT公司的大力宣传和推动下，云计算这个概念逐步获得全球公众和媒体的广泛关注及积极参与。
2.欧洲
从国际上看，云计算从2007年开始成为整个信息行业关注的焦点。欧洲作为云计算的追随者，由于对数据的安全性和隐私性要求比较严格，对云计算的应用采用审慎的态度。越来越多的欧洲中央政府、地方政府、医院等机构采用云计算服务，世界各大知名IT企业也纷纷在欧洲设立数据中心、云计算中心。
欧盟已将研发和推广云计算技术列入《欧洲2020战略》，是“欧洲数字化议程”的重要组成部分。预计到2015年年底，欧洲云计算服务总收入将达350亿欧元。
3.日本
云计算在日本是一个前景良好的领域。日本政府积极推进云计算发展，谋求利用云计算创造新的服务和产业，并为此推出了“有效利用IT、创造云计算新产业”的发展战略。近段时间以来，日本涌现出了多种替代传统业务的新兴应用，这些催生新型业务形态的云技术应用开始成为一种改变社会和产业结构的动力。
日本的典型云计算应用案例有：①运用云计算技术把汽车变成信息终端；②把云计算应用于新型急救医疗系统；③将云计算应用于电影院的实况转播；④积极开发建立在电力云基础上的“电力银行”，运用包括云计算在内的IT和通信技术，参与世界各国的智能电网和智能城市的开发与实际试验。
日本的运营商纷纷进行云计算布局，三大电信运营商和软银根据日本企业的需求，制定了具体的云计算服务战略。它们主要面向企业，提供以IaaS与PaaS为主的云计算服务。日本各大IT厂商加大了云计算的投入，学校和金融机构也在发展云计算。
4.国内
在国内，云计算如雨后春笋般迅速发展。电信运营商、互联网公司以及传统IT公司，都在各自擅长的领域对云计算的商业模式和相关技术进行探索。2014年11月，国务院常务会议认为，加快发展云计算，打造信息产业新业态，对于推动传统产业升级和新兴产业成长，具有重要意义。会议确定，要积极支持云计算与物联网、移动互联网等融合发展，催生基于云计算的在线研发设计、教育医疗、智能制造等新业态；在疾病防治、灾害预防、社会保障、电子政务等领域，开展大数据应用示范；加强信息安全评估和防护，支持云计算关键技术研发和重大项目建设；让数据“云”助力创业兴业、便利千家万户。
2014年的云计算市场特别热闹，国内各厂商拼技术、拼服务、拼资源、拼资本。互联网公司纷纷将云作为战略重心。商战三匹老马——价格、质量、服务——在云计算市场中依然具有决定性作用。云产品的价格固然是一个优势，但是相对“永不掉线”的质量和即刻响应的服务能力来说，后者对用户显得更为重要。
金山云成立虽然只有2年时间，但是在云存储领域进步飞速。金山快盘个人版出售后，金山云全面聚焦以云存储及游戏云为核心的两大平台服务。2014年9月，云存储业务平均日上传数据达230TB，成为国内最大的云存储独立服务提供商。云计算的基础设施是金山公司面临的挑战。
阿里云做云最早，提供的云服务产品相较其他厂商更加全面。
腾讯云起步也很早，但是真正发力始于近两年。腾讯公司也一直视云业务为其整体业务的辅助。
手机游戏曾是云的主要市场，现在已渐渐成为“红海”。云计算主攻的行业市场，已从移动互联网领域转向传统行业，即行业互联网。为了更好地将云服务延伸到传统行业，云服务提供商与系统集成商、独立软件开发商一起积极构建云生态体系。例如，在2014年，阿里云先后接下与中国气象局的气象云项目、北京市海淀区政府的政务云项目、与安防领域的海康威视达成视频云的合作，与新奥特联合做电视云，以及与甘肃、新疆、海南、广西等省份开展政务云合作。
腾讯云的动作也很大，称其要做未来2年内（2015—2016年）联结100万家传统企业的联结型公司，帮助它们完成云化转型。这一策略转换，获得了南航、深国际、柏涛、招商地产、用友等传统企业的支持。
华为云构建了从云操作系统到服务器，从软到硬的整条产品线。华为推出了云操作系统FusionSphere，业务驱动的SD-DC2分布式虚拟化云数据中心架构，以及OceanStor融合存储，紧盯大中型企业和政府等目标客户。另外在商业生态上，华为也与东软、中软、神州数码等400多家企业结成战略联盟。
大牌电信运营商也不甘落后，纷纷成立专业公司开展云业务。作者参与的中国电信云计算公司，在业界提出了广义云计算的概念，统领中国电信包括IDC、CDN云等业务。中国电信云计算公司推动云计算业务在中国电信落地，并以集约化的方式进行运营。该公司目前拥有和在建的有北京、上海、广东、四川、内蒙古、贵州等多地颇具规模的云计算资源池。依托中国电信覆盖全国、通达世界的通信信息服务网络，以及大规模的政企用户基础，该公司致力于成为亚太用户最为信赖的云计算服务提供商。
从地域上看，2010年7月，北京市经济和信息化委员会公布了北京市“祥云工程”实施方案。作为北京市“十二五”软件信息服务业和电子信息发展规划重大工程，“祥云工程”将围绕芯片、网络设备、网络运营、各种终端以及各种云应用构建北京完整的云计算产业链条，带动首都信息技术产业的整体提升。
2010年8月，上海发布了《上海推进云计算产业发展行动方案（2010—2012年）》三年行动方案，即“云海计划”，并将上海在云计算领域定位为亚太地区的云计算中心。“云海计划”明确提出上海在云计算中的产业发展目标，并简单概括为“十百千”计划，即在3年内培育10家在国内年经营收入超过亿元的云计算企业，推动百家
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