作者：(美)罗森堡(Rosenberg,J.)
出版社：机械工业出版社
格式: AZW3, DOCX, EPUB, MOBI, PDF, TXT
云计算揭秘：企业实施云计算的核心问题试读：
前言
部分而去。在此，我只想问拿起本书的各位读者一句：云的时代已经到来，你是否为此做好了准备？Manning出版社的图书在我心目中一直是高品质的象征，这也是当机械工业出版社的陈冀康先生问我是否愿意翻译本书时我毫不犹豫答应的原因。而我自己也借着翻译本书的机会，系统性地对云计算的方方面面有了全新的认识。我也相信本书的各位读者能有同样的感受。
最后，借此机会感谢机械工业出版社让我有机会翻译一本如此优秀的云计算书籍。同时，也感谢我的妻子和女儿，正是你们的支持，让我能全力完成本书的翻译。而且，作为译稿初版的审阅者，也要感谢妻子对我错字错句的批评和指正。
[1] http://www.infoq.com/cn/news/2012/04/weibo-hots-0404序言
云计算是一种作为服务提供的信息技术（IT）。它节省了组织构建和维护昂贵的数据中心的开支。它让组织能够快速且方便地搭建新系统。它提供了可以让应用根据市场需求变化按需伸缩的弹性资源。它的“随用随付”租借模型让组织可以推迟支出。通过提供廉价的灾难恢复方案，它改善了业务连续性，同时也减少了组织维持大量IT人员的需要。
IT至关重要：没有它，绝大多数组织无法高效运转。但同时，除了个别特殊情况外，IT一般不会为应用它的组织带来竞争优势——因为它不是核心能力。
现代经济正驱使组织将非核心能力外部化。若从外部的提供商处获得的非核心能力具有更好的成本效益，那么它将被外部化。按照这个标准，IT是外部化的绝佳候选。
在云计算出现之前，组织通过将IT外包给IT服务提供商来将IT外部化。但是，IT服务提供商的关系从来没有变得特别灵活。由于云业务模型“随需而变”的本质，云计算提供了许多优于传统IT外包模型的好处。组织跟云计算服务提供商以应用为单位签订合约。这并不是一个非此即彼的命题。
还有人对云计算是新一轮炒作风暴的中心这件事觉得奇怪吗？厂商正忙于为他们的产品套件“镀云”（cloud washing），更新自家营销架构的宣传版面，希望借此机会大捞一笔。（陆生产品变身成云端产品的速度真是令人咋舌。）
但是，实践证明向云中迁移比最初看起来要更具挑战性。云计算业务模型仍然刚刚起步，还有不少问题有待解决。本书的主旨不是继续给现在的炒作添油加醋，而是化繁为简，帮助决策者和买家，也帮助公司发展一种识别哪些要迁移至云中，哪些不迁移至云中，何时以及如何完成迁移的策略。
找出一两个只有极少依赖的全新非关键应用部署到云中十分容易。但一旦涉及把主要应用迁移到云中，云的采用就变得麻烦多了。大多数云提供商不愿意提供健壮的服务水平协定（Service-Level Agreement，SLA）。你能忍受1小时无法使用应用吗？4小时？一天？部分云供应商愿意协商更健壮的SLA——但这时的价码就上去了，如此一来，极具吸引力的商业案例刹那间变得问题重重。而且，万一发生了你选择的云提供商破产或无法满足你的需求该怎么办？更换提供商或将应用重新部署到公司内部的难易程度又怎样？
云提供商能给出什么保证来确保遵循不断变化的法律法规？敏感信息又如何处理？如果敏感信息泄露了，会有多大危害？绝大多数业务应用都广泛依赖其他应用和数据库。如何实现云应用和内部应用之间的互操作？
这些都是大型企业面临的问题。Jothy Rosenberg和Arthur Mateos撰写本书的目的正是要帮助这些企业。厂商炒作、问题重重的商业案例和不确定的风险增加了消费者的顾虑，阻碍了云的采用。尽管存在这些问题，但云计算仍然非常引人注目。IT组织只有理解了风险和收益，才能获得云计算的最大价值。面向IT买家（而非程序员）的本书正是必备之选。ANNE THOMAS MANESGARTNER公司BURTON GROUP研究部门副总裁和研究总监前言
和你一样，我们生活和工作在计算和计算机的世界里，我们跟踪趋势和随之出现的转型。我们见证了大型机和它们的“时间虚拟化”模型。我们经历了从迷你计算机向全新的客户机-服务器计算模型的转变。与整个世界相连时，怀着与你一样的畏惧，我们目睹了Web带来的巨大变化。
放眼当前称为云计算的转型，当前的景象似曾相识，同时我们也知道过分炒作有导致被炒作事物死亡的危险（说到死亡——人工智能一词自它成为《时代》杂志的封面之后就被永远地遗弃了）。但我们认为这次不是炒作。这次的情况有点不同，其中有些并非夸大其辞。
我们认为IT转型并不主要由技术主导，以前也是如此。无论运行于云中还是公司的数据中心，仍然还是相同的服务器运行着相同的操作系统，后者支持相同的应用。当然，开发者是需要学习点新技巧，但顶多花一个月时间。这次的主角是经济效应和业务模型，而不是作为变革基础的技术。这很不同寻常、很有趣，原因在于这次转型的规模要比以前我们看到过的都要大。
我们了解小型创业公司和大公司IT。我们的职业是与这两者打交道。我们曾创过业，并卖给了大公司，也跟大公司的IT组织一起共事多年。随着时间流逝，大型IT组织随机应变的能力消失了。我们理解这种关于改变的惊恐——尤其是，一种可能直接影响公司CIO之下整个组织的改变。这正是我们撰写本书的原因。
我们不得不说服Manning出版一本不是直接针对程序员的书。当告知本书没有源代码时，我们失败了。但我们的态度很坚决，表示对于一本可以告诉企业IT工作者实际情况的书有巨大的需求存在。云最终将极大地影响那些世界上最大的组织。而他们恰好是最难以改变的组织。我们想直接告诉你：如何完成这种转变，它对你和你的组织意义何在，以及如何以一种明智合理的方式进行。如果你是公司的IT人员，本书就是直接写出来帮助你的。
如果你在IT公司上班，本书就是为你量身打造的。如果身处创业公司，你同样可以从书中找到大量有益的信息。如果你是程序员，那这是对你书架的一次有益补充。即便只是出于好奇，你也会发现本书简单易懂，没有高深的技术，而且彻底介绍了云计算。
我们希望本书自出版之日就能帮助绝大多数人。同时，我们还希望当你考虑开始云中之旅时能发现本书有用，让人愉悦。致谢
在创作你手中捧着的这本书的漫长过程中，许多人提供了帮助，要么贡献了本书包含的知识体系，要么在本书的撰写和创作过程中对手稿提出了改进意见。
我们首先要非常感谢Manning的团队对本书创作的支持和指导。他们是Marjan Bace、Mike Stephens、Emily Macel、Karen Tegtmeyer、Rachel Schroeder、Tiffany Taylor和Mary Piergies；毫无疑问，从最初的手稿到印刷成书，还有很多人对手稿提供了帮助，这里也要感谢他们。
我们还要感谢以下的审阅者，他们在创作过程中的不同阶段阅读了手稿，给出了自己的意见和反馈：David Sinclair、Kunal Mittal、Deiveehan Nallazhagappan、Robert Hanson、Timothy Binkley-Jones、Shreekanth Joshi、Orhan Alkan、Radhakrishna M.V.、Sumit Pal、Francesco Goggi、Chad Davis、Michael Bain、Patrick Dennis、Robby O’Connor和Christian Siegers。此外，我们还要强烈感谢参与Manning早期试阅程序（MEAP）的读者，感谢他们对于早期草稿章节的仔细阅读和在线论坛上的留言。
还要特别感谢：Patrick Lightbody贡献了第7章，Shawn Henry管理临出版前手稿的最终技术审阅，以及Anne Thomas Manes同意为本书作序。Jothy Rosenberg
首先，我想感谢的是Globespan Capital Venture Partners的合伙人Dave Fachetti。作为一名其公司的入驻创业者（Entrepreneur-In-Residence），我有机会全面探索新兴的云市场。Dave意欲创建一个为大企业服务的新型创业公司的强烈愿景反映了其目光的远大。他曾罕有地聚集了来自大约12家大公司的CIO，就云计算的理解和接受程度进行了一系列的讨论。这次交流机会极大地影响了我关于那些想成功采用云的企业CIO团队需要哪类书的决策。
我还要感谢我的合著者，Arthur Mateos。Arthur在Gomez（该公司是云的重度使用者）担任领导角色，每天都和真正的云用户打交道。他和他的团队亲眼目睹了云如何以一种令人激动、变革性的方式激活了新的业务模型。但最重要的是，Arthur提供了额外的动力让我决定冒险尝试，同意一起努力来创作这本迫切需要的书。
Emily Macel是一名自由编辑，Manning聘用她担任策划编辑。她的工作就是推动和鞭策我们完成章节写作，保持进度，撰写条理清晰、符合Manning准则和高质量的材料。我猜，用一种苛刻、邪恶的方式做到这一点并不难。但Emily工作非常努力。多谢，Emily！感谢她的友善、耐心、支持和幽默。她让创作书的艰苦工作变得快乐有趣。
我的妻子Carole Hohl认为我疯了，因为我总是承担过多的工作。当我把这本书放上书架时，她和我们的女儿Joanna（她在上研究院之后就和我们住在一起）可能在打算找我算账。谢谢她们，Carole和Joanna！感谢她们令人难以置信的支持，即便有时章节的最后期限掠夺了我们宝贵的周末时光！Arthur Mateos
我要感谢几位帮助我们完成本书的朋友。
首先，我要感谢Gomez新兴技术小组的前任同事，尤其是Jason Debettencourt、Imad Mouline和Patrick Lightbody。2007年，我们开始试验一种新型SaaS产品，利用云对互联网规模负荷的应用进行负载测试。参与这些产品的早期实验和商业化，让我积累了即将来临的云革命的第一手经验。特别要感谢Patrick，他还参与了第7章的写作。
我也要感谢Jothy Rosenberg答应参与本书的写作。Jothy和我志趣相投，与作为潜在商业机会的风险投资商一道，探索云技术。没有他丰富的云经验和不懈的努力，本书最终不会得以出版。
最后，我要感谢我的妻子Grace和孩子Arthur和Katherine，感谢他们在本书撰写过程中的爱与支持。关于本书
如果使用得当，云计算是一种前途光明、能给各种规模企业带来潜在机会的技术。可是，由于过度炒作，以及厂商和分析师从自身利益出发而提供的不准确信息，要清晰理解这项技术，对于当今IT和业务主管来讲，面临着挑战。
如何去伪存真，消除恐惧、不确定和怀疑，理解如何以及何时云最适合满足你组织的目标和需要？
IT组织面临着巨大挑战，需要与不断增大的工作负载共舞。严格的预算和人数限制是其他祸根。我们认为适当地将云作为IT工作箱中潜在、新型的强大工具加以利用，这是在竞争中幸存下来的迫切需要。
与之前兴衰的IT话题相比，这次的炒作更极端。这是由于当今行业变得更大，更多新厂商正在角逐下一个闪亮的新机会。结果，炒作掩盖了事实。进而使其不可能让有责任感的IT经理和业务决策者对云的真正含义，它对他们的作用，采用云的实际时机和未来情景有一个清晰的认识。但请不要让这种炒作使你灰心丧气，忽视了云可能为你的企业带来的无尽的潜在利益。我们的目标是拨云见日，帮助你基于事实和我们有依据、客观的推荐及预言做出这些关键性决策。本书的目标读者
本书的目标读者是业务经理、IT经理、IT架构师、CIO、CTO、CEO、IT战略决策者和所有潜在的云服务买家。云计算将成为未来10年具有颠覆性的技术。和以前IT行业每个主要的颠覆性技术的早期阶段一样，存在着混乱、炒作、恐惧、不确定和怀疑。本书的目的就是破除炒作，帮你清晰、客观地理解这门技术，以及它对你和你的企业意味的潜在巨大机会。下面详细分述了这些目标读者的角色和职责。企业单位的业务经理
你是之前所有IT颠覆性技术的首批使用者。你拥有开发团队，以及让你勇于创新和尝试的一组商业因素。你对供应请求的新服务器要花超过6个月的时间感到沮丧。你已经发现在云中可以不到10分钟供给你想要的东西。这与集中的IT发生了冲突，尤其是在这个加强治理和法规的时代。因此，你渴望了解云相对于你的大企业的问题。公司IT经理和IT架构师
你的预算在减少，而工作量在不断上升。尽管不时听到云一词，可你对它了解不多。你被各种炒作包围，分辨不出真伪。你对它的第一反应是怀疑。你需要用快速、简单的方式来真实了解它对你的意义和适合介入的时机。企业CEO、CIO、首席安全官和首席风险官
高级公司官员厌恶风险，有义务清醒地保护你的组织。同时，你也不想失去超越竞争对手的机会。你不需要技术细节，只需要关于云的意义和真实情况。本书正是投你所好，给你提供关键的信息，方便对你的员工所说的话进行评估。公司IT战略决策者
你与上面提到的IT人员共事或本身就是为他们工作，或者你也可能是IT组织聘请的顾问来帮助他们制定向云迁移的策略。你需要能清晰解释所有这些事实和趋势的资源，没有时髦的技术词汇能够让你帮助老板做出艰难的决定，确定他们需要做出决定的时间。潜在的云服务买家
这类读者覆盖了之前没有覆盖的所有人，只要你身处云服务的买方市场，尤其是你是一个中小型企业。你想了解能帮助你的新的IT现象。亚马逊Web服务已经拥有了6万作为活跃消费者的中小型公司，这一数字还在继续增长。本书不同于市面上关于云计算的其他书籍，因为它真心想帮助你理解云计算对你的意义，它可能适合你IT战略的时机和完全迁移的方法，而没有充斥你不需要了解的编程细节。本书没有考虑的读者
若你是职业程序员或云专家，本书并没有打算作为你的主要资源。你可能仍然会决定在你的书架上添加这本书，但你需要其他深入介绍你打算使用的云的各种API、库和框架的书籍。
可以这么说，本书可以帮助你了解前面列出的工作描述。他们更可能是你的老板或客户，了解他们的想法和迁移至云的做法，将让你工作更轻松。你可以指望在本书中找到的内容
本书共9章，涵盖了你要将你企业的IT运营部分或全部搬迁至云时需要了解的所有内容。我们将它分解成了云的介绍、它的工作机制和商业案例的一系列章节。随着技术的深入，我们讨论了私有云的搭建、利用云特点的新型应用的设计和架构，以及云对于你测试、部署和运营应用的方法的改变。结尾章节包含了在向云迁移和针对其开发之前需要考虑的一系列实际注意事项，同时我们对云计算的未来进行了展望。
这9章更详细的内容大致如下：
第1章提供了对云计算概念的总体概述。它简要触及了云计算的演变和作为企业推动力的云计算的重要性的不断增长。
第2章提供了对云计算底层支撑技术的理解。它提出了理解不同类型云提供商的框架，给出了它们能力的概述。在结尾部分，它简单论及了云提供商的选择。
第3章讨论了云计算的经济影响。一开始它比较了不同的实现模型。接着，查看了不同规模组织的云实施情况的成本收益/ROI的具体例子。
第4章论及了阻碍人们使用云的首个问题：安全。基本问题是：“我的数据安全吗？”简单的回答是：和一直以来一样，安全将决定于你的策略、过程和仔细的软件工程。没错，在某些（极少）情况下，容不得半点失误（例如，与国家安全相关的数据），私有云是有意义的。作为向全公有云计算迈出的一步，某些大型企业正在将现有（沉入成本，即无法回收的成本）数据中心转变成私有云。他们为何要这样做？是个好主意吗？
第5章讨论了高伸缩性应用的特点，及其设计和架构，才能应对你应用的全球使用者的全面突然袭击。
第6章涵盖了在高容量环境下使用廉价硬件相关的主题，以及如何优雅地处理这类硬件可预计的故障，同时继续给潜在数量巨大的用户提供优质服务。
第7章关系到这样的事实：云代表了不同的环境，其中的运营方式不同于内部IT数据中心。该章讨论了应用在测试、部署，进而在生产环境中运营的区别。
第8章审视了在云中成功运行应用涉及的实际注意事项。首先讨论了你必须考虑的技术和业务挑战，接着讨论了最重要的运营问题。
第9章讨论了云计算未来的演变，预测了未来20年的技术演变。作者在线
读者可以访问由Manning出版社运营的私有Web论坛，你可以在那里发表关于本书的评论、提问和接受来自作者及其他用户的帮助。要访问和订阅该论坛，请访问www.manning.com/TheCloudatYourService。这个页面提供了关于你注册后的论坛访问、可获得的帮助类型，以及论坛实施的规则方面的信息。
Manning向我们的读者承诺提供读者与读者、读者与作者之间可以进行有意义对话的场所。这并不是对于作者一方具体参与次数的承诺，他们对AO的贡献仍然是自愿（且无偿）的。我们建议你试着向作者提出一些具有挑战性的问题，以免他们的兴趣不断减弱！作者在线论坛和以前讨论的存档在本书出版后可从出版商的网站上访问。作者简介
Jothy Rosenberg在杜克大学获得了计算机辅助设计专业博士。在成为创业者之前，他还在杜克大学担任计算机科学教授一职。Jothy先后创建了7家高科技创业公司，涉及领域从分布式计算应用管理，到大规模并行超级计算机，再到Web服务监控和安全。
最近，Jothy担任BAE Systems公司的技术总监，负责几个大型DARPA合约并帮助BAE发展云计算经验。在此之前，他负责Angle technology Ventures的IT投资，将大学IP（知识产权）商业化成新的创业公司，并在此过程中创办了两家公司（Aguru和Mogility）。之前，Jothy曾是Ambric（用于高强度计算密集并行应用服务的teraops芯片的半导体制造商）的软件CTO、Service Integrity（面向服务架构和Web服务监控）的创建者和CEO、GeoTrust（互联网安全）的创建者和COO、Novasoft（安全内容管理）的CEO，以及WebSpective（网站负载测试和服务质量）的合伙创建者。在Jothy创办的公司中，WebSpective和GeoTrust这两家公司在其撤出时价值已超过1亿美元。Jothy还曾经在Borland International担任过不同的行政职务，包括副总裁和企业工具部门的总经理，负责Borland C++、Delphi和JBuilder开发工具。
Jothy是两本畅销技术书籍的作者：《How Debuggers Work》（Wiley，1996）和《Securing Web Services with WS-Security》（Sams，2004）。他还拥有数项专利。
在其整个职业生涯中，Jothy历经了每次计算架构（分布式计算、互联网、客户机-服务器、Web服务和现在的云）革命，从它们的萌芽状态到成为主流。他曾建立了多家新公司，以帮助其他公司快速平稳地通过这些革命。Jothy最近还出版了题为《Who Says I Can’t》的回忆录（Bascom Hill，2010），他每年都参与公益体育事业，现已筹资超过11.5万美元。
Arthur Mateos在其职业生涯之初是一名核物理学家，专门使用高性能计算分析近光速粒子猛烈碰撞之后产生的数量巨大的数据集。由于对高能物理的发展速度缺乏耐心，他离开了这个领域，成为了一名技术创业者。
在WebSpective和Inktomi，他担任Web应用管理和内容分发产品线的产品经理。Arthur是CDN领域的早期开拓者，并且拥有一项内容分发技术的获奖专利。他创建了Service Integrity公司，该公司专注于Web服务管理，为SOA提供实时的商务智能方案。
最近，Arthur是Gomez（Compuware下属的Web性能部门）的VP和新兴技术总经理。Arthur主持和领导了一项创新的SaaS新产品套件的开发，它专注于Web应用缺失的预部署生命周期管理。这个旗舰产品——Reality Load，利用了多个云，包括Gomez自己遍布于世界超过10万个不同位置的度量机构的云和来自诸如EC2和GoGrid这样的多个商业云提供商的云，为面向互联网的应用产生最接近现实的负载测试。
Arthur拥有普林斯顿大学的物理学士学位和麻省理工学院的核物理博士学位。 第1章什么是云计算
本章内容
·定义云计算的5大原则
·迁移到云中带来的好处
·演变中的IT如何走向云计算
·讨论不同层次（类型）的云
云计算是IT领域时下最时髦的词汇。让我们弄明白其中的原因和这次云计算炒作涉及的内容。在最高层面上，云提供商、分析师和用户逐渐达成一种共识，他们将云计算定义为由第三方提供的高层计算服务，不但唾手可得，而且能根据需求量的变化动态伸缩。云计算背离了IT系统传统的开发、运营和管理方式。从经济学观点看，采用云计算不仅带来了潜在的巨大经济利益，而且提供了更大的灵活性和机动性。贯穿全书，我们将不断精炼和扩展云计算的定义，同时也帮助你理解它的成本和收益。
不仅IT期刊和IT会议都在撰写和讨论关于云计算的内容，甚至连主流商业杂志和大众媒体也在追赶这个潮流。或许，它可以赢得史上最火IT概念大奖了。同样被这样过分炒作过的其他术语还有面向服务架构（Service-Oriented Architecture，SOA）、应用服务提供商和人工智能等。因为这是一本介绍云计算的图书，所以我们自然需要在非常细致的层面定义它。你需要完全理解它的优缺点和采用它的适合时机，所有关于云的内容，我们都将在本章里解释。我们希望破除炒作的表象，为了达到这一目的，我们不会仅仅老生常谈，而会提供一个框架，帮助你理解这一概念的实质和它真正重要的原因。
你可能会对云计算炒作背后的驱动力感觉好奇。这很容易归咎于分析师和想推销其服务的市场预言家，或者想炫耀其本事以表明其思想领先于市场的提供商，或者想多卖几本新书的作者。可这种做法只会让人忽略大量为这种云狂躁症推波助澜的合理因素。所有这些对其寄托的巨大期望都植根于实实在在的事实。
全世界的软件开发者正开始使用云服务。由亚马逊提供的世界上首个公共云服务，在其开放使用的前18个月里，吸引了超过50万的用户。这绝非吹牛，而是事实。来自亚马逊网站的图1.1表明，该公司的云服务带宽消耗迅速令其在线商店使用的带宽黯然失色。俗话说得好，“有烟必有火”。显然，有什么东西正在驱动这种使用量从2006年中期的零点开始急速攀升。
与以往的技术转型类似——由大型主机转变到客户机-服务器，再由客户机-服务器转变到互联网——云计算将对IT企业产生巨大影响。我们期望能为你提供相关的背景和视角，以帮助你理解它作为整个IT组合工具包的一部分有效加以利用的方式。
首先，我们将根据云计算的5大原则来扩展之前为云计算下的定义。图1.1 亚马逊最初部署了一个大型IT基础设施来支撑其全球电子商务平台。在把该平台作为云服务向外部用户开放之后，它的使用量在18个月内超过了它的内部使用量（以消耗的带宽量来衡量）1.1 定义云计算的5大原则
我们可以把云计算的5大原则总结如下：
·任何订阅用户均可使用的计算资源池。
·最大化硬件利用率的虚拟计算资源。
·按需伸缩的弹性机制。
·自动新增或删除虚拟机。
·对资源使用只按使用量进行计费。
这些原则在未来将不会发生显著变化，我们认为这5大原则是把某事物称为云计算的必要条件。表1.1对这些原则进行了总结，每条原则后面都附有一段便于快速参考的简短解释。
接下来将具体讨论这些原则，解释每条原则的含义和它是云计算支柱的原因。表1.1 云计算的5大原则1.1.1 计算资源池
云计算的第一个特征就是，它能够利用计算资源池，池中资源可能是外购和受控的，也可能是内部非专用的资源池。若这些资源可以被任何订阅用户使用，那么我们就进一步认可这些资源池对云作出了贡献。这意味着有信用卡的任何人都可以订阅。
例如，一家公司的网站当前常用的基本运营部署方案有3种。第一种是自托管（self-hosting）。采用该方案的公司选择不运营自己的数据中心，而是租借由第三方管理的一台服务器。通常，托管宿主服务（managed hosting service）租借给公司客户一台专用、独占的服务器（但共享托管也很常见）。单就这条原则来看，云计算类似共享托管宿主服务（shared managed hosting service），因为云提供商是第三方团体，拥有和管理这些共享给其他使用者的物理计算资源，但相似点仅此而已。
独立于云计算，一种由自托管IT向IT资源外包（outsource）的转变已经发展多年。这蕴含着重要的经济含义。两种基本含义是：一种是资本开支（capital expense，CAPEX）向运营开支（operational expense，OPEX）转变；另一种是基础设施运营相关的运营开支潜在减少。CAPEX向OPEX转变，意味着降低了启动新项目的财务门槛。（两术语的定义请参见3.1节。）
在自托管模型中，公司必须预先分配购买硬件和软件许可证的预算。这是一项固定成本，不论项目是否成功，始终存在。在外包模型中（托管宿主），启动费用一般等于一个月的运营成本，并且必须预付一年的费用。通常，一年的费用基本与同等项目的资本开支（CAPEX）持平或略低，但作为抵消，带来的好处则是运营基础设施所需的运营开支（OPEX）的减少。与此形成鲜明对比的是，在云模型中一般不存在启动费用。事实上，用不了阅读本章内容所花的时间，你就可以签字、授权信用卡，开始真正使用云服务。图1.2并排列出了不同应用部署模型及其各自的资本开支（CAPEX）和运营开支（OPEX）的大小。图1.2 IT组织有多种部署应用的选择。部署模型的选择对CAPEX（预先投入的资本开销）和OPEX（持续的运营成本）的金额有不同影响。$号个数代表了选中的部署模型所关联的资本开支（CAPEX）和运营开支（OPEX）的级别
因为在成本结构上云基础设施远胜于其他模型，所以各种托管模型和云在经济上有巨大的差异。这种规模经济的原因是多方面的，但主要因素是与用量相关的简单经济。沃尔玛（Walmart）和好市多（Costco）可用比你我低得多的价格购买消费品，正因为它们是大批购买。在计算的世界，“商品”就是计算、存储、电能和网络容量。1.1.2 计算资源虚拟化
云计算5大原则中的第二条涉及计算资源的虚拟化。虚拟化不是新概念。大多数企业将自己大部分的物理计算资源转变成虚拟的计算资源已经有5~10年时间了。之所以虚拟化对云至关重要是因为基于成千上万台服务器，云基础设施的规模已经变得非常巨大。每台服务器都要占用物理空间，使用大量电能，需要冷却。每台机器应该能够高效利用，并且每台服务器对于成本有效性都很重要。
最近，令廉价硬件（commodity hardware）得以高效利用的技术突破就是虚拟化——它也是使云成为时下IT宠儿背后的最大独立推动力——在这里，每台物理服务器都被分成多台虚拟服务器。每台服务器像真正的服务器一样运转，可以运行操作系统和辅助的完整应用
[1]程序。虚拟服务器是在云中可以按需消费的基本单元，它们组成了随时可用的庞大资源池。但要让这种大池子发挥作用，只有当应用的需求量增减时，应用多少能用到池内资源才行。即将在第4章看到，私有云的概念弱化了第一条原则，但保留了其他的。
[1] 向多核服务器的快速转变只会增强虚拟化的影响。在相同的物理服务器上，每台带有操作系统和完整辅助应用程序的虚拟机可以跟其他虚拟机同时运行在自己的内核上。1.1.3 随资源需求量伸缩的弹性
大型资源池的存在造就了称为弹性（elasticity）的概念——云计算5大原则的第三条。弹性这一概念在云计算中如此关键，以至于亚马逊决定把自己的云命名为亚马逊弹性计算云（Elastic Compute Cloud，EC2）。
弹性——动态伸缩（dynamic scaling）的同义词——指的是根据需求量动态改变资源消耗量的一种能力。通常，在普通、稳态的条件下，应用需要的资源是基本水平；但是在峰值负荷条件下，则需要更多的资源。
在非云的世界，你只有构建了充足的容量，才可以让应用既能在基本负荷下正常执行，又能应付峰值负荷，同时兼具足够好的性能。在自托管模型中，这意味着某部署的硬件数量需要过量供给。在托管宿主部署中，可以从小资源集开始，然后随应用需求量增加而增加。可是，供应新的专用硬件资源需要数周时间，在很多大型组织里，甚至是几个月。若分配和释放需要人工干预，就算有大量虚拟资源可以随应用需求量增减而利用和释放也一无是处。1.1.4 新资源部署自动化
可以自动（借助API）供应和部署一个新虚拟机器实例，相应地，也可以释放或回收一个实例的能力是云计算的第四条原则。云中部署的应用能按需供应新实例，并且它们上线只需几分钟。当峰值消退，不再需要多余资源，这些虚拟实例可以下线回收，不再纳入计费。增加的成本只限于那些额外实例被使用和处于活动状态的那几小时。1.1.5 仅按使用情况度量计费
云计算第五个与众不同的特征是度量计费模型。在前面提到的托管宿主例子中，一般存在一个初始的启动费用和一个年度合同费用。云模型打破了这种经济壁垒，因为它是“随用随付”（pay-as-you-go）模型。这里没有年度合同，并且不存在一种特别消费水平的商业约定。
通常，可以按需分配资源，按小时为它们付费。这种经济优势不仅惠及由IT组织运营的项目，而且也让不计其数的开创新业务的企业家获益。他们不再像过去一样需要启动资金，取而代之，可以利用以小时计费、便宜的庞大计算资源。对他们来讲，云极大地改变了竞技场，让小公司能够平等地和大型公司同场竞技。1.2 迁移到云中带来的效益“我再也不会购买另一台服务器了，”在最近为他的组织部署完一个新的公司站点之后，一家中型软件即服务（Software-as-Service，SaaS）公司的IT主管半开玩笑地说道。这个网站（一个基于PHP的应用，使用MySQL作为后台数据库）用于展示公司的品牌，同时为公司业务完成基本的在线引导性销售（lead-generation）。
在进行这种翻修之前，该网站运行于一对冗余Web服务器上，它们由一家领先的托管宿主提供商管理，总费用大约是2200美元/月。翻修之后，该公司把原来网站的基础设施换成了由一对虚拟服务器实例组成的云实现，其运行成本大约是250美元/月——几乎节约了90%！它的服务质量（Quality of Service，QoS）团队对改变前后网站的性能和可用性进行了监测，在给最终用户交付的服务质量方面，没有发现明显的差别。受这一初始项目成功的鼓舞，该组织正考虑未来把所有项目部署到云中的可能性，包括软件构建系统和离线备份。1.2.1 从资本开销转变到运营开销的经济效益
在讨论云计算的5大原则时，我们曾说过，云计算带来的基本经济利益就是将CAPEX神奇般地转变为OPEX。资源使用的“随用随付”模型重塑了构建和运营应用的基本成本结构。这极大地降低了启动项目的初始门槛；在应用开发完毕，使用量大幅拉升之前，它的运行成本始终很低。
好消息是这并非仅有的成本优势。由于云提供商对硬件、电能和带宽资源的购买量，你在利用云的同时，也可以利用云提供商的经济杠杆。
在很多情况下，这里讨论的经济利益都适用——但你会在后面的内容中看到，凡事总有例外。对于某些情况和应用，要取得更好的经济效益就是不使用云计算，它并不是万灵丹。1.2.2 不必购买和供应服务器带来的机动性优势
除了降低启动新项目的财务门槛，云方案还改善了组织的机动性。它彻底地消除了耗费数月的计划、购买、供应和配置。
让我们先看个例子，这是一个性能测试项目，目标是一个面向消费者的新网站。以前，根据时限和预算，有两种方法解决这个问题。第一种方法涉及购买像HP Mercury LoadRunner这样的负载测试软件许可证，并购买运行这些负载测试软件必需的服务器。接下来，你需要准备测试脚本，运行测试计划。另一种方法则是，雇用公司外部的专业性能测试咨询公司，让其为你运行测试。这两种方法都要耗费大量时间，具体取决于软件许可证合同或与外部公司的咨询合同谈判所花的时间。
向云计算的新世界快速前进，你将有两种更快也更灵活的新方法完成相同的任务：使用安装在云实例上的开源负载测试应用程序和使用云的虚拟机执行负载测试（根据需要在尽量多的服务器上）。安装和开始给系统增加负载所花的时间不到半个小时。这还包括了账户注册，Python开源负载测试工具Pylot给出了这一新方法的示例（参见：http://coreygoldberg.blogspot.com/2009/02/pylot-web-loadtesting-from-amazon.html）。
要是你在寻找更一体化的方案，可以考虑那些利用云产生流量的SaaS产品。它们可以在多个云运营商处的多个实例之间进行协调，自动运行测试，全部以一种按需提供的风格进行。在这两种场景里，不论哪个，产生结果的时间都只需几小时或几天，不仅节约了时间，而且提升了成本有效性。第7章将深入探讨基于云的测试。1.2.3 导致竞争优势的效率利益
采用云技术给那些自己可以充分利用资本的人带来了大量机会。正如我们已经讨论过的，使用这种技术，不仅有潜在的经济利益，而且还有产品面市时间上的优势。随着组织采用云计算的深入，他们将会注意到那些反应迟缓的组织不会意识到的效率，这让他们在竞争中处于有利位置。1.2.4 云中的安全性更强也更好
对这个标题感到吃惊吗？没错，这是真的。你也明白，公司建筑不再像从前那样需要发电机了，因为我们把产生电能的问题留给了专家。如果公司有自己的数据中心，他们就得打造标准的安全运营程序。但是，运营一个安全的数据中心并非他们的核心业务。他们一定会犯错，并且还不少。据计算机安全研究公司Poneman（www.nationalcybersecurity.com）称，每年的欺诈和安全违规记录是1万亿美元。
但是首先，你必须一如既往地在潜在利益和潜在成本之间做出权衡。在跳入云中之前，你必须考虑其他因素，如可靠性和性能。后续章节将讨论这些问题；但我们有充分的理由相信，一旦理解了它们，而且进行正确度量，它们是可以托管的。完成这一步之后，你将能够意识到迁移到云中的全部好处。
在下一节中，我们将看到推动云计算的技术演变。这一短暂的离题是必要的，因为你可以从过去的平台转型中理解这次转型的相似处和不同点。进而帮助你就如何转变到这次IT新演变——云——做出有根据的决策。1.3 导致云计算的IT演变
2005年，云计算还没有完全从以太技术（ether technology）中脱胎换骨。它的技术基础发展大约有40多年了。这个技术历程是渐变的，横跨几个不同的领域。但是，这些进步汇聚在一起，则代表了改变未来IT走向的革命性巨变。
Gillett和Kapor于1996年在一篇MIT论文（http://ccs.mit.edu/papers/CCSWP197/CCSWP197.html）里有史以来第一次提到了云计算。今天对云计算的普遍认识依然保留着原意。仅仅十年后，随着亚马逊将其潜在的电子商务资源赋予新的含义，进入提供云服务的业务领域，云出现在了现实世界之中。从那时起，经过几个月的时间，该术语就得到了我们这些普罗大众的广泛认可，图1.3所示的Google搜索请求统计表明了这一点。（现在不还是老样子吗？）1.3.1 “云”隐喻的起源
人们常提的一个问题是，“云一词究竟来自何处？”答案是，十几年来，每当人们绘制涉及互联网的应用架构图时，他们就必然用云来表示互联网，如图1.4所示。
图1.4中的云专指匿名用户通过浏览器访问互联网，他们的浏览器以某种方式访问站点，并开始访问站点的基础设施和应用。这些来自“外部某处”的访问者有可能成为购买你产品和服务的用户。不像那些你给他们提供IT应用和服务的内部消费者，这种客源存在于“其他某处”，在你的防火墙之外，顺理成章也在你的控制领域之外。云图仅仅代表来自互联网的潜在有庞大基数的匿名用户。图1.3 云计算作为一个概念于2007年中期进入大众视野。根据Google度量出的结果，本图表明，云计算很快成为一个流行的搜索词。标签对应于主要的云公告：A：微软宣布，它将出租云计算空间；B：《费城调查者报》报道，“微软的云计算系统出现大幅增长”；C：《温尼伯自由报》报道，“Google看起来是云计算的造雨人”。来源：云计算一词的Google趋势（www.google.com/trends）图1.4 云图是互联网的通用表示，广泛用于计算机架构的讨论和绘制
用户必须从PC登录来访问互联网。从技术上讲，每个人都需要一个互联网服务提供商（Internet Service Provider，ISP），它可能是电信公司、他们的雇主或专业的互联网接入公司（如AOL）。每个ISP都需要大量机器，人们先访问这些机器，进而通过它们访问互联网。
简而言之，云最早的概念指的是能够访问互联网的大型计算机群集，人们通过浏览器来访问这些机器。这一概念依旧令人惊奇地符合其早期构想，虽然已经通过几种重要的方式演变和成熟。我们将在本书中细致地探究这些方式。1.3.2 主要计算范式的变迁：从大型主机到客户机-服务器再到Web
20世纪60年代，首批商业大型主机得到发展。一开始还是单用户系统，但到了20世纪70年代，它们演变成了分时（time-shared）系统。在这个模型中，大型计算资源被虚拟化（virtualized），虚拟机（virtual machine）被分配给共享使用该系统的各个用户（在每个人看来，他似乎独占整台机器）。
虚拟实例通过绿屏（green-screen）终端在一种瘦客户端（thin-client）模型中访问。这种访问模式可被视为云中虚拟化实例的直接类似概念，尽管此时把单台机器分给多个用户。在云中，潜在有成千上万台机器。过去，计算资源的稀缺推动了它们的虚拟化，使之可共享；而现在，推动云虚拟化的则是期望物理计算资源得到充分利用。
随着计算范式演变进入客户机-服务器时代，大型主机不再占据计算世界的首要地位。由于计算能力增强，工作逐渐从集中的计算资源转移到不断增强的分布式系统（distributed system）。在基于PC的桌面应用时代，这种转变几近完成：大量日常计算任务的计算资源转移到了桌面，成为胖客户端（thick client）应用（如微软的Microsoft Office）。大型主机只是在公司或部门级的应用方面依旧保有优势，它的职责也仅限于此。
网络技术的标准化简化了系统互联的能力，TCP/IP于20世纪80年代迅速成长为互联网协议。20世纪90年代晚期，由于Web和HTTP的崛起，钟摆又摇晃回了瘦客户端模型占统治地位的世界。这个世界如今已经摆出要进入云计算的架势。IT演变的最大几个阶段在图1.5中以自上而下时间递增的方式表现出来。
我们目前身处其中的计算演变拥有很多个阶段。像大型主机到客户机-服务器，然后由客户机-服务器到Web的这种平台变迁只是演变的一个维度。一个不太明显但具有深远影响的是数据中心的演变，以及物理计算资源是如何布置、供电、维护和升级的。图1.5 云计算被理解成一种渐进的变革，其关键元素和概念是通过各种曾经占主导地位的计算范式历经数十年逐渐涌现出来的1.3.3 物理计算资源的布置：数据中心的演变
在过去40多年里，硬件能力（hardware capability）有了巨大变化，尤其是计算能力（computing power）和存储。能够在便宜、大量生产的廉价服务器（commodity server）上飞快处理数量惊人的数据，意味着一些便宜的服务器机架就能处理在20世纪90年代早期需要花费NSA（国家安全局）级别的预算才能解决的问题。
度量计算能力提高的一个指标是每秒浮点运算（Floating Pointing Operations Per Second，FLOPS）的成本。FLOPS指的是单台计算机在一次操作中执行的简单数学运算，如加、乘和除。比较两台计算机在一秒内可以执行的运算数量可以粗略估算出它们的计算强度（computational strength）。1976年，当时最先进的Cray-1能够实现大约1.5亿FLOPS（megaFLOPS），造价大约为500万美元，换句话说，每MegaFLOPS超过33000美元。如今，价格不到1000美元的四核处理器PC可以执行50 GigaFLOPS（10亿FLOPS），结果大约是0.02美元/MegaFLOPS。
类似地，存储成本在过去几十年内也在急速降低，存储数据的能力与产生以高清HD视频和高分辨率图片形式存在、上TB数字内容的能力齐头并进。20世纪80年代早期，磁盘空间成本超过200美元/MB；如今，该成本已经降至每MB不到0.01美元。
网络技术同样得到了发展，拿现代的带宽来说，如今在数据中心内，速率在100~1000 Gbps范围内是家常便饭。至于WAN，在千禧年之交，可以看到大量新增的暗光纤（暗光纤指的是已经铺设但是没有投入使用的光缆。——译者注），它们将高速宽带带到了大部分市区。更多农村区域已经有卫星覆盖，便捷、高速的无线网络意味着几乎无处不在的宽带互联形成了网格。
为了支持云，已经启动巨型数据中心的建设工程。Google、Microsoft、Yahoo!、Expedia、亚马逊等公司正在部署超大型数据中心。这些是给云提供动力的机房，它们现在的用电量超过全美用电总[1]量的1.2%（包括了制冷及辅助设置），从2000年到2005年，这个百分比实现了翻番。我们将在第2章给出规模经济和这些巨型数据中心成型的更多细节。
[1] Jonathan G.Koomey，Ph.D.（www.koomey.com），Lawrence Berkeley National Laboratory & Stanford University.1.3.4 软件组件化和远程访问：SOA、虚拟化和SaaS
就云演变的软件方面来讲，有3条重要的发展线索：虚拟化、SOA和SaaS。前两个是与技术相关的，第三个跟业务模型有关。
第一个重要线索是虚拟化。如前面讨论的，虚拟化不是新概念，在大型主机环境中，它就存在了。20世纪90年代晚期的新革新把这一思想扩展到了廉价硬件上。由VMware等公司开拓的虚拟化利用了现代多核CPU的能力，使得分区和分时操作在廉价服务器上成为可能。基于这些廉价服务器的大型服务器农场就针对大量用户群的使用进行了分区。
SOA是云计算的第二个不可或缺的软件概念。我们将SOA视为应用于机器间相互通信的基于浏览器的标准化逻辑扩展。人们当初借助浏览器与Web服务器交互完成的事情，如今通过机器自动完成，使用的是同样基于Web的标准协议，这就称为SOA。SOA使组件化成为现实，并将服务组装成应用，因此可以作为构建运行于多个虚拟实例上的复合应用的架构模型。
我们认为最后一个软件演变跟云计算的关系最为密切，它就是SaaS。但它不是技术革新，而是业务模型革新。长久以来，永久许可证模型在企业软件销售中占统治地位。在这个模型中，用户以一个固定价格（大多数情况下价格都很高）购买长久使用某软件应用的权力。在随后的岁月，他们还需支付支持和维护费用，价格一般约为最初价格的18%。这让消费者有权升级软件，在遇到困难时可寻求帮助。在SaaS模型中，你并不购买软件，而是租借。费用规模通常跟使用量相关，因此从软件衍生出的价值跟它的使用量成正比。用户购买某时间段的软件使用权，可能是几天、几周、几月或几年，而且可以在不再需要该SaaS产品的时候选择停止付费。云计算服务提供商已经采取了这种“随用随付”或“按需使用”的模型。
这随之提出了我们接下来需要考虑的重要观点。SaaS是云类型栈中的一种风格或一个层面。在目前云的早期阶段，人们经常犯的一个错误是在不同类型的云之间做“苹果和橘子”的比较。为了避免这一点，下一节将澄清云栈中不同的层级，以及它们的相似点和不同点。1.4 云的分层：按使用分类
为了更好地讨论其他类型的云，让我们首先深入了解一点关于SaaS演变和获得认可的背景。
在商用计算的早期，计算机资源非常稀缺，主要的使用模型更像公共设施。这和今天云计算提供的设施概念是两码事；它更像在干旱季节时村里的社区用井。社区成员可以使用并且分配一定量的水。如今的云计算，我们回归到了计算作为一种可以使用的公共设施这种概念，但它已不再是稀罕之物。
千禧年之交发生的业务模型向SaaS的转变昭示着云运动的到来。之前，它称为SaaS，即由应用服务提供商（Application Service Provider，ASP）出租的应用；此时，传统的企业许可证模型被彻底颠覆了，并且你以一种随用随付的方式购买，成本规模跟使用挂钩，不用再预先投入大量资本。你无需供应软硬件；相反，服务在需要时开启。在这种方式被更名为SaaS之后，它逐渐演变成了接下来要探讨的几种新产品。
我们可以按几种方式对云计算分类。本书提出了一种分类法，其中云服务被统一描述成“X即服务”，这里的X可以是硬件（Hardware）、基础设施（Infrastructure）、平台（Platform）、框架（Framework）、应用（Application），甚至是数据中心（Datacenter）。供应商并没有就这些名称的含义达成一致，同样也没有就把自己描述成属于这些分类中的哪些类达成一致。抛开这些，我们将在图1.6中重现一个有趣的层级，它阐述了这些术语的使用，列出了具有代表性的供应商（这里列出的某些供应商，仅仅只是因为历史原因而存在）。
关于云类型更简单的表示请参见图1.7，它强调了不同云产品的重要方面和关键特点。图1.6 随着各供应商试图提供丰富云生态环境的各种服务，云技术也在演变。这些服务覆盖了从用于构建云基础设施的硬件系统到集成服务和基于云的应用全范围。来源：Peter Laird，http://peterlaird.blogspot.com图1.7 在“X即服务”分类法中，云服务按照给具体服务的消费者的预打包程度进行分类。IaaS以最原始的方式提供计算能力，因而也提供了最大的灵活度。在最高层级，灵活度虽然减小了，但同时要管理的复杂度也相应降低了
XaaS通常意味着什么？它意味着按需使用，需要极少或者没有资本开销。它意味着可以远程消费，涉及互联网上的任何存取方式，并且采用度量计费模型。让我们逐一了解图1.7中代表不同云类型的方框。首先是IaaS。1.4.1 基础设施即服务
XaaS中的最低层级称为基础设施即服务（Infrastructure as a Service，IaaS），有时也称为硬件即服务（Hardware as a Service，HaaS）。IaaS的一个好例子就是亚马逊的弹性计算云（EC2）。
IaaS的用户操作在可用粒度的最低层级，拥有的预打包功能最少。一家IaaS提供商会供应不同操作系统偏爱的虚拟机映像，它们可由开发者剪裁以运行任何定制或成品应用。这些应用可以原生地运行于选择的操作系统上，并且可出于特殊目的保存起来。用户可以在需要时将这些虚拟机映像实例上线并使用，它们的使用一般按小时度量和计费。
IaaS环境中的存储和带宽也是可消费商品。存储一般是按每月每GB计费，带宽则按流入和流出系统的流量计费。
对于正在使用的云资源，IaaS提供了极大的灵活度和控制力，但开发者要想在此环境中有效地进行操作，一般要做更多工作。第2章将深入IaaS，了解它的运作细节。
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