網際網路簡史/第7章：雲計算

作者/編輯：翁永勝（簡介、概述和型別）Nurul Syafiena（應用），Fatin Ramli（），翁福裕（優點和缺點），Nur Malina（架構）

簡介

雲計算，大多數人無法將這兩個詞聯絡在一起。 “雲”如何與“計算”相關？事實上，在現代資訊與通訊技術生活中，我們使用了很多雲計算的應用。簡單來說，我們可以將雲描述為網際網路，將雲計算描述為連線在公共或私人網路中的大型系統。例如，一家公司可以擁有連線到應用程式的計算機，並允許員工登入到一個基於 Web 的服務，該服務託管使用者工作所需的程式。在這個系統中，公司不必為每位僱員提供完成工作所需的硬體和軟體。因此，它可以降低成本，並使資料或應用程式更容易獲取和普遍訪問。^[1]

概述

我們可以將雲計算分為三個領域

• 軟體即服務（SaaS）。在 SaaS 層，使用者無需安裝和管理軟體，軟體由主機提供。使用者只需連線到網際網路。（例如，Google Apps、Salesforce.com、WebEx）
• 平臺即服務（PaaS）。在 PaaS 層，提供黑盒服務，開發人員可以在計算基礎設施之上構建應用程式。作為構建服務或資料訪問和資料庫服務的提供的開發人員工具將在該層提供。（例如，Coghead、Google 應用引擎）
• 基礎設施即服務（IaaS）。在集中式、位置透明的服務中提供計算和儲存基礎設施（例如，亞馬遜）

雲計算架構

通常，雲計算架構分為兩部分。這兩個部分透過網路相互連線。第一個部分稱為前端，它由客戶端計算組成；第二個部分稱為後端，它由資料儲存、應用程式伺服器和某些型別的控制節點組成。

前端

前端是計算機使用者和客戶端可以觀察到的部分。它表示客戶端的計算機和訪問雲計算架構所需的應用程式。此外，應用程式程式設計介面 (API) 被用作與雲計算架構相關的每個硬體元件之間的通訊媒介。通常，雲計算系統具有不同型別的 Web 服務介面，例如微軟的 Internet Explorer 或 Firefox。此外，雲計算的另一個優勢是它提供了專門為特定任務設計的特殊軟體系統。^[4]

後端

後端是系統的“雲”部分，它指的是一些物理外設。後端架構包含三個主要元件。第一個元件是資料儲存，資訊可以放置在那裡以快速恢復。資料可以透過客戶端或雲應用程式儲存在雲中。通常，雲系統的儲存容量具有大量的冗餘資料。此外，雲計算架構中的資料儲存元件通常設計為儲存多個數據副本。這是為了防止資料損壞和無法訪問。第二個元件是連線到雲計算架構的應用程式伺服器。通常，它涉及許多不同的應用程式伺服器，換句話說，它可以負責不同的功能。這些伺服器中的每一個通常被設計為執行一個程式或服務，並且許多伺服器可以透過前端介面（如影片遊戲或資料處理）提供給客戶端。第三個元件是雲計算架構中涉及的控制節點。它用於維護整個系統。此外，它還用於監控客戶端的需求和流量，以確保系統平穩執行。協議被稱為包含伺服器資訊的規則集。中介軟體是一種特殊的軟體，它應用於雲計算系統中的每個伺服器。透過使用這種軟體，它將在連線到網路的每臺計算機之間建立通訊連結。^[5]

雲計算型別

公有云

公有云（也稱為“外部”雲）描述了雲計算的傳統意義。計算基礎設施託管在供應商的場所。使用者無法檢視雲計算基礎設施的位置。計算基礎設施在組織之間共享。

私有云

私有云（也稱為“企業”或“內部”雲）使用者專用計算架構，不與任何其他使用者或組織共享。它比公有云更安全，可以是外部託管或內部託管的雲。

混合雲

一些關鍵的、安全的檔案或應用程式託管在私有云中，而不太重要的應用程式或檔案託管在公有云中。這種組合被稱為混合雲。

頂層是應用程式，也稱為“軟體即服務”（SaaS）。在此層中，使用者實際上受限於應用程式的功能。涉及此類的公司包括公共電子郵件提供商，如 Gmail、Hotmail、Yahoo Mail 等。大多數公司使用此特定雲層中的服務。通常，使用者只能獲得預定義的功能，無法訪問更多內容。除此之外，雲應用程式還具有優缺點。優點是它是免費的，易於使用，並且提供許多不同的功能。缺點是使用者只能使用應用程式的現有功能。使用者對應用程式沒有了解或控制權。

社群雲

同一社群的組織共享相同的雲基礎設施。

應用程式和層

雲計算中基本上有 3 層。公司根據提供的服務以不同的方式使用它。這 3 層分別是應用程式、平臺和基礎設施。它通常以金字塔的形式呈現，底部是基礎設施，中間是平臺，頂部是應用程式。

底層

底層是基礎設施，也稱為“基礎設施即服務”（IaaS）。這是事情開始的地方，也是人們開始構建的地方。這是雲託管所在的地方。提供雲基礎設施的公司示例包括亞馬遜網路服務、GoGrid 和 Rackspace 雲。雲基礎設施也被稱為提供計算機基礎設施。此部分的大多數公司將運營自己的基礎設施。這將使他們能夠提供更多服務和功能，以及比雲金字塔中的其他層提供更多控制。雲基礎設施的特徵有優缺點。優點是它可以使公司完全訪問或控制公司基礎設施，而缺點是它有時會帶來溢價。它可能非常複雜，難以維護、管理和構建。

中間層

中間層是平臺，也稱為“平臺即服務”（PaaS）。雲平臺的公司和產品的例子包括 Google App Engine、Heroku、Mosso（現在的 Rackspace CloudSites 產品）、Engine Yard、Joyent 或 force.com。與雲應用程式相反，在此層中，使用者可以構建以提高靈活性並進行控制。不幸的是，它仍然在某種程度上限制了使用者可以做什麼或不能做什麼。此雲平臺的特徵有優點和缺點。雲平臺的優點是它比雲應用程式具有更多控制權，而且它也適合於具有特定職位目標的開發人員。而缺點是它有時更依賴於雲基礎設施提供商，而且有時它也只堅持平臺的能力。

頂層

頂層是應用程式，也稱為“軟體即服務”（SaaS）。在此層中，使用者實際上受限於應用程式的功能。涉及此類的公司包括公共電子郵件提供商，如 Gmail、Hotmail、Yahoo Mail 等。大多數公司使用此特定雲層中的服務。通常，使用者只能獲得預定義的功能，無法訪問更多內容。除此之外，雲應用程式的特徵有優缺點。優點是它是免費的，易於使用，並且提供許多不同的功能。缺點是使用者只能使用應用程式的現有功能。使用者對應用程式沒有了解或控制權。

優點和缺點

優點

• 降低計算機成本。您不需要高階計算機來運行雲計算的基於 Web 的應用程式。由於應用程式在雲中執行，而不是在桌面 PC 上執行，因此您的桌面 PC 不需要傳統桌面軟體所需的處理能力或硬碟空間。這降低了成本，因為它實際上比需要您在任何方面額外付費的軟體便宜得多。此外，它還降低了儲存成本，因為您需要額外支付才能獲得急需的額外儲存空間。

• 提高效能。由於運行雲只需要很少的程式和程序，因此您的 RAM 將有空間用於其他程式。這肯定會提高您的 PC 的效能。

• 無軟體成本。您可以免費獲得所需的大部分內容，而不是購買昂貴的軟體應用程式。如今，大多數雲計算應用程式（如 Google Docs 套件）都是免費的。

• 無限儲存容量。雲計算提供幾乎無限的儲存空間。與雲中可用的數百 PB（百萬 GB）相比，您計算機當前的 200 GB 硬碟驅動器微不足道。這是因為在雲計算中，所有使用者的硬碟驅動器都被視為儲存空間，這將累積到非常大的儲存量。

• 提高資料可靠性。與桌面計算不同，桌面計算中硬碟崩潰會破壞您所有寶貴的資料，而云中的計算機崩潰不會影響您的資料儲存。這是因為您的資料儲存在雲中以及您的硬碟驅動器中。因此，即使其中一個崩潰，您仍然有另一個。

缺點

• 需要持續的網際網路連線。雲計算線上工作，絕對依賴於網路連線。這帶來了很多缺點，例如：如果網路連線緩慢或不可用，您將無法工作。

• 可能很慢。即使在快速連線上，基於 Web 的應用程式有時也會比訪問桌面 PC 上的類似軟體程式慢。這是由於延遲問題。例如，如果雲資料中心位於離岸客戶的連線時間可能不像您希望的那樣快。

• 儲存的資料可能會丟失。理論上，儲存在雲中的資料通常是安全的，資料在多臺機器上進行復制。但您的資料可能會從所有這些機器中丟失。因此，以防萬一，請在您的磁碟中儲存資料的副本。