云计算基础

一、云计算的概念

1. 云计算的定义

  1. 美国国家标准与技术研究院定义：云计算是一种模型，它可以实现随时随地的、便捷的、随需应变的从可配置计算资源共享池中获取所需的资源（如网络、服务器、存储、应用、服务），资源能够快速供应并释放，使管理资源的工作量与服务提供商的交互减小到最低限度
    云服务：通过互联网得到云计算资源的一系列服务称为云服务
  2. 云计算的五大基本性质：按需自助服务、广泛网络接入、资源池化、快速弹性伸缩、可计量服务、
  3. 云计算的四种部署模式：私有云、社区云/行业云、公有云、混合云（Hybrid Cloud）

2. 云计算分类

  1. IaaS（基础设施即服务）、PaaS（平台即服务）、SaaS（软件即服务）
  2. 通用点
  1. 大规模（Massive Scale）
    云计算服务把IT资源供应集中化，量变导致质变，使得云计算与传统的IT有了众多的区别
  2. 同质化（Homogeneity）
    可以理解为标准化，和用电类似，大家要保持相同电压、插座、接口，各种电器和设备标准化才能被广泛使用
  3. 虚拟化（Virtualization）
    将一份物理硬件资源划分成多份虚拟的资源，虚拟资源可在硬件之上自由的迁移，虚拟资源之间互相隔离开，互不影响
  4. 弹性计算（Resilient Computing）
    IT资源供给可弹性伸缩
  5. 低成本软件（Low Cost Software）
    云计算降低了人们使用IT的门槛，不仅仅在个人技术能力上，而且在资金能力上，很多小微的初创企业，希望能够用做少的钱使用最多的IT服务，要想打开这部分市场，自然需要低成本的软件，通过薄利多销的形式赚到更多的钱
  6. 先进安全技术（Advanced Security Technologies）
    自然先进额安全技术保证是一个云计算必要的条件
  7. 地理分布（Geographic Distribution）
    能够任意时间任意地点提供IT服务
  8. 面向服务（Service Orientation）
    云计算是一种服务模式，整体的设计也是面向服务的

二、云服务基础技术

1. 计算类

  1. 虚拟化
  1. 简介：将单台物理服务器虚拟为多台虚拟机使用，多台虚拟机共享物理服务器的硬件资源
  2. 虚拟化原理：由磁盘文件和描述文件组成，封装在同一个文件夹中，物理服务器上运行多个虚拟机，各自封装、相互隔离，即存在多个文件内，这些文件夹又可以存放在底层存储提供的文件系统上，因此实现同一介质可以存放或运行多个虚拟机
  3. 虚拟机的特点
  1. 分区：同一物理机服务器上可以同时运行多台虚拟机，同时虚拟化层拥有为虚拟机划分底层服务器资源的能力
  2. 隔离：同一服务器上的虚拟机中有一台故障或中病毒，不会影响到其他虚拟机的使用
  3. 独立：在迁移虚拟机后无需对服务器做任何修改即可运行虚拟机
  4. 封装：虚拟机的本质时以文件的形式存在与虚拟化系统中，可以通过移动文件或复制粘贴的形式对虚拟机进行迁移
  1. 计算虚拟化中的概念
  1. Guest OS：操作系统
  2. Guest Machine：虚拟出来的虚拟机
  3. Hypervisor：虚拟化软件层/虚拟机监视器（Virtual Machine Machine Monitor，VMM）
  4. Host OS：运行在物理机之上的OS
  5. Host Machine：物理机
  1. 主流的虚拟化技术：Hyper-V、KVM、ESXI、XEN、Docker
  2. 计算在云计算中的服务器形态
  1. 弹性云服务器ECS
    弹性云服务器（Elastic cloud Service，ECS）是由CPU、内存、操作系统、云硬盘组成的基础的计算组件
    弹性云服务器创建成功后，用户就可以像使用自己的本地PC或物理服务器一样，在云上使用弹性云服务器
  2. 弹性伸缩AS
    弹性伸缩（Auto Scaling，AS）可根据用户的业务需求和预设策略，自动调整计算资源，使云服务器数量自动随业务负载增长而增加，随业务负载降低而减少，保证业务平稳健康运行
  3. 镜像服务IMS
    镜像服务（Image Service）是由于创建服务器或磁盘的模板。镜像服务提供镜像生命周期管理能力。可以通过服务器或外部文件创建系统盘镜像或数据盘镜像，也可以使用弹性云服务器或云服务器备份创建带数据盘整机镜像
  1. 容器
  1. 简介：容器是一个标准化的单元，是一个轻量级、可移植的软件打包技术
  2. 容器原理：将软件代码及相关依赖打包，使应用程序可以在任何计算介质中运行，就像一个标准化的盒子，能够装很多不同类型的东西，并且装完后能够塞进很多不同类型的柜子里
  3. 容器的特性
  1. 打包：将软件打包标准化单元以进行开发、迁移和部署
  2. 隔离性：计算、存储、网络等资源相互隔离
  3. 高效性：轻量、快速启动停止、快速部署与迁移
  4. 职责分工明确：开发专心写代码、运维专注基础环境配置
  2. 容器和虚拟化架构对比

    3. 云服务器里面数据在哪 云服务器 chia_运维

  3. 容器和虚拟机的区别
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  1. 容器时应用层的抽象，将代码和依赖项打包在一起，多个容器可以在同一台机器上运行，并与其他容器共享操作系统内核，每个容器作为用户空间中的独立进程运行，占用的空间比虚拟机少，可以处理更多的应用程序，并且需要更少的CPU和内存资源
  2. 虚拟机（VM）是将一台服务器变成多台服务器的物理硬件的抽象。管理程序允许多个VM在一台机器上运行，每个VM都包含操作系统、应用程序、需要的二进制文件和库的完整副本，占用几十GB。VM的启动速度也可能很慢
  1. 容器在云计算中的服务
  1. 云容器引擎（Cloud Container Engine，CCE）提供高可靠性能的企业级容器应用管理服务，支持Kubernetes社区原生应用和工具，简化云上自动化容器运行环境搭建，面向云原生2.0打造CCE Trubo容器集群，计算、网络、调度全面加速
  2. 云容器实例（Cloud Container Instance，CCI）服务提供Serverless Container（无服务器容器）引擎，让用户无需创建和管理服务器集群即可直接运行容器
  3. 容器镜像服务（Software Repository for container，SWR）是一种支持镜像全生命周期管理的服务，提供简单易用、安全可靠的镜像管理功能，帮助用户快速部署容器化服务。用户可以通过界面、社区CLI和原生API上传、下载和管理容器镜像

2. 网络类

作用：网络是设备之间、虚拟机之间通信的桥梁，因此在ICT基础设施中，网络是必不可少的

  1. 传统网络
  1. 传统网络基本概念
  1. 广播和单播
    单播，一对一单独发送和接收信息
    广播，一对多发送消息
  2. 路由：指导数据包的转发
  3. 默认网关：一个子网出往另一个子网的一扇门
  4. VLAN：虚拟局域网，将一个大广播域划分多个局域网，不同局域网之间相互隔离
  1. 传统网络设备
  1. 路由器：路由器又被称为网关设备，对不同网络之间的数据包进行存储、分组转发处理
  2. 三层交换机：为了减小广播风暴的危害，把大型局域网按不同的功能区划分成一个个小的局域网
  3. 二层交换机：一般作为接入交换机，为任意两个网络节点提供接入服务
  4. 服务器网卡：主要用于连接不同设备的介质，是对外提供应用服务的通道
  1. 虚拟网络
  1. 桥接：通过网桥把两个不同的物理局域网连接起来，不改变原有的数据包
  2. NAT：通过网络地址转换完成流量通往外部，转发流量时改变数据包源地址
  3. 虚拟交换机
  1. 作用：经过虚拟化技术处理之后产生的网络模型
  2. 常见虚拟交换机模型
  1. OVS（Open vSwitch）：一款基于软件实现的开源虚拟机，支持多种标准的管理接口和协议，提供了对Openflow协议的支持，并且能够与众多开源的虚拟化平台相整合
    作用：传递虚拟机VM之间的流量，以及实现VM和外界网络的通信
  2. EVS（Enhance vSwitch）：增强型虚拟机交换机，基于OVS转发技术，提升了IO性能的一种弹性化虚拟交换，其中IO性能提升了IntelDPDK技术，通过用户态进程接管网卡数据收发，因而IO性能方面有显著提升
  3. DVS（Distributed Virtual Switch）：分布式虚拟交换机，与物理交换机一样，构建起虚拟机之间的网络，并提供与外部网络互通的能力
  4. OVS与EVS的主要区别：
    对于流量处理的流程差异，OVS对于流量的接收和发送在内核态完成，而EVS则在用户态完成

3. 存储类

作用：数据流在加工过程中产生的临时文件或加工过程中许哟啊查找的信息，数据以某种格式记录在计算机内或外部存储媒介上

  1. 主流存储类型
  1. 块存储
    定义：将整个磁盘空间映射给服务器使用，对块存储进行格式化、创建文件系统后就可以直接存放数据
  2. 文件存储
    定义：文件系统已经存在，用户可以通过共享文件访问协议，直接将自己的数据存放在文件存储上
  3. 对象存储
    定义：采用全新的存储架构设计，同时兼具块存储高速直接访问磁盘的特点和文件存储的分布式共享特点
  1. 企业存储的发展过程
  1. DAS：即直接连接存储（Direct Attached Storage），指将外置存储设备通过SCSI或FC接口直接连接到应用服务器上，存储设备是整个服务器结构的一部分
  2. SAN：即存储区域网络（Storage Area Network），通过交换机连接存储阵列和服务器，建立专用数据存储的存储私网
  3. NAS：即网络接入存储（Network Attached Storage），NAS采用网络技术（TCP/IP、ATM、FDDI），通过网络交换机连接存储系统和服务器主机来建立存储私网，其主要特征是把存储设备、网络接口和以太网技术集成在一起，直接通过以太网络存取数据
  1. 分布式存储技术：一种数据存储技术，通过网络使用企业中的每台机器上的磁盘空间，并将这些分散的存储资源构成一个虚拟的存储设备，数据分散地存储在企业的各个角落，提高了系统的可靠性、可用性和存取效率等