從零開始理解雲計算 Vol.2：雲計算的分類
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作者：李嘉娜
導語
這個系列其實是寫給自己的雲計算知識學習筆記——作為一個沒有專業背景的小白，從零開始理解雲計算的過程。王良明的《雲計算通俗講義》是一本入門的好書，本文根據書中的內容進行了思考提煉，嘗試從通俗易懂的角度理解雲計算的分類。
上篇文章解釋了什麼是雲計算，這一篇介紹雲計算的分類。雲計算可以按照層次分為四類：IaaS、PaaS、SaaS、DaaS；或者按照所有權分為三類：私有雲、聯合雲和公共雲。本文將著重解釋前一種分類的由來。
一、IT環境組成
要理解什麼是IaaS、PaaS、SaaS、DaaS，要先了解IT環境的組成。IT環境組成對技術小白來說聽起來比較陌生，為了幫助理解，我們先從簡單的如何組裝個人計算機說起。組裝一台個人計算機大致有下面幾個步驟：
一台計算機系統包括 硬體、軟體 和 數據資料。軟體可分為 平台軟體（如操作系統、資料庫軟體）和 應用軟體（如聊天軟體、辦公軟體、上網軟體、音視頻軟體等）。計算機的層次結構如圖所示：
類似的，企業也需要使用計算機來處理日常事務，隨著企業的日益發展，企業中的計算機網路也會越來越複雜。為了了解企業中較為複雜的IT環境結構，不妨舉個例子：當一家企業購買了一棟辦公樓，需要計算機工程師把IT應用環境搭建起來，大致會有下面幾個步驟：
根據上面的步驟，我們可以總結出如下圖的企業IT應用環境的邏輯層次結構：
如圖所示，一個典型的IT應用環境從邏輯上分為9層，施工時也是嚴格按照從第1層到第9層的順序進行的。九層歸併之後分成四層結構：基礎設施層、平台軟體層、應用軟體層和 數據信息層。基礎設施層、平台軟體層和應用軟體層可以進一步歸併到T（Technology的首字母，表示技術），數據信息層就是I（Information的首字母，表示信息），這也就是IT的含義。
IT應用環境的四層結構是最為普遍並被廣泛接受的劃分方法，了解了這些，也就自然能夠明白什麼是IaaS、PaaS、SaaS和DaaS了。
二、IaaS、PaaS、SaaS 和 DaaS
2.1 IaaS
IaaS 是 Infrastructure as a Service 的縮寫，意思是 基礎設施即服務，即把IT環境的基礎設施層作為服務出租出去：由雲端公司把IT環境的基礎設施建設好，然後直接對外出租硬體伺服器或虛擬機，雲端公司負責管理機房基礎設施、計算機網路、磁碟櫃、硬體伺服器和虛擬機，租戶自己安裝和管理操作系統、資料庫、中間件、應用軟體和數據信息。
那麼，租戶是如何使用這些租來的虛擬機和硬體伺服器的呢？
這些設備位於計算機網路的另一端，出租之後並不是把這些設備從雲端搬到租戶的辦公室來使用，而是通過網路使用。租戶交了租金，會收到雲端公司發送的賬號和密碼，用以登錄雲端自助網站，租戶可在此管理自己的計算設備：啟動和關閉機器、安裝操作系統、安裝和配置資料庫、安裝應用軟體等。除了啟動機器和安裝操作系統必須在雲端公司提供的自助網站上完成外，其他的操作都可以直接登錄到已安裝了操作系統並配置好了網卡的硬體伺服器或虛擬機中完成。
IaaS型計算設備，對租戶而言最大的優點是靈活性高，可以自主決定安裝什麼操作系統、需不需要資料庫及安裝什麼資料庫、安裝哪些應用軟體、要不要中間件等。
但相應的，IaaS型計算設備有著管理難度大、計算資源浪費嚴重的缺陷。因為操作系統、資料庫和中間件本身要消耗大量的計算資源（CPU、內存和磁碟空間），比如可能出現這樣的極端情況：用戶租了一個CPU為1核，內存為1GB，硬碟空間是10GB的IaaS機器，然後他自己安裝了Windows 7的操作系統、MySQL資料庫，由於操作系統和資料庫已經把CPU、內存和磁碟空間消耗殆盡，他還想安裝運行一個繪圖軟體都做不到，需要升級機器的配置才行。
2.2 PaaS
PaaS 是 Platform as a Service 的縮寫，意思是 平台即服務，即把IT環境的平台軟體層作為服務出租出去：雲端公司要做的事情更多，他們需要準備機房、布好網路、購買設備、安裝操作系統、資料庫和中間件，把技術設施層和平台軟體層都建好，然後在平台軟體層上劃分小塊（又稱為容器）對外出租。相反，租戶要做的事情更少了，只需要安裝、配置和使用應用軟體就可以了。
比如，想要搭建一個個人博客網站，就可以租一個支持PHP語言和MySQL資料庫的PaaS容器，然後採用WordPress開源建站工具，只需幾步就能完成搭建。
我們知道，平台軟體層包括操作系統、資料庫、中間件和運行庫四部分，但這並不意味著在搭建平台軟體層時這四部分軟體都要安裝，需要哪部分以及安裝什麼種類的平台軟體要根據應用軟體來決定。根據平台軟體層中安裝的軟體的種類多少，PaaS又分為以下兩種類型：
半平台PaaS：平台軟體層中只安裝了操作系統，其他的留給用戶自己解決
全平台PaaS：安裝了應用軟體依賴的全部平台軟體
相對於IaaS，PaaS租戶的靈活性降低了，他不能自己安裝平台軟體，只能在有限的範圍內選擇；而這樣的優點在於，租戶可以從高深繁瑣的IT技術中解放出來，專註於應用和業務。
2.3 SaaS
SaaS 是 Software as a Service 的縮寫，意思是 軟體即服務，即把IT環境的應用軟體層作為服務出租出去：雲端公司需要搭建整個T層（基礎設施層、平台軟體層和應用軟體層），對外直接出租應用軟體，他們一般會選擇使用面廣且有利可圖的應用軟體，如ERP（企業資源計劃）、CRM（客戶關係管理）、BI（商業智能）等，並精心安裝和運維，租戶直接使用即可。
適合做SaaS的應用軟體一般有如下特點：
2.4 DaaS
DaaS 是 Data as a Service 的縮寫，意思是 數據即服務。此時，雲端公司成了數據處理公司，他們搭建了全功能的IT應用環境，一方面收集有用的基礎數據，另一方面對這些基礎數據做分析，最後銷售分析結果或演算法的編程介面。DaaS雲端公司需要從 數據積累、數據分析、數據交付 三個方面積累自身的核心競爭力。
SaaS租戶需要自己輸入日常數據，並做相應的處理，在規定的時間輸出結果，需要掌握相應的軟體操作技能。而DaaS用戶在需要的時候只需要直接詢問 「 把資產負債表給我 」、「 告訴我現在的準確位置 」 、「我今天吃什麼最好」 等等，就能得到相應的結果反饋。
DaaS是大數據時代的特徵，在因果關係、相關關係、預測、殘缺信息補齊方面有廣泛的用途。
三、私有雲、聯合雲 和 公共雲
前面按照雲端架構的縱向劃分，將雲計算分為IaaS、PaaS、SaaS和DaaS四類，下面我們根據云端的所有權來分類，簡單介紹什麼是私有雲、聯合雲和公共雲。
3.1 私有雲
終端用戶自己出資建設雲端，並擁有全部的所有權和使用權，即為私有雲。雲端的所在位置沒有要求，可以在單位內部，也可以在別人的機房，比如將伺服器託管在電信機房。雲端的管理頁沒有嚴格限制，可以自己維護，也可以外包給他人維護。
私有雲可分為 家庭私有雲 和 企事業單位私有云：
家庭私有雲可以說是最小的雲端：用一台配置好些的計算機充當雲端，客廳、書房、卧室等地方各放一些終端（如手機、平板電腦、電視等）。
企業私有雲用終端替換辦公電腦，程序和數據全部放在雲端，並為每個員工創建一個登陸雲端的賬號，這樣相比傳統的計算機有如下好處：
3.2 聯合雲
幾個單位聯合出資共同建設雲端，分享雲端使用權，且滿足各個單位的終端用戶需要，即為聯合雲。具有業務相關性或隸屬關係的單位組建聯合雲的可能性更大，因為一方面能夠降低各自的費用，一方面還能共享信息。
比如，深圳地區的酒店聯盟組建酒店聯合雲，以滿足數字化客房建設和酒店結算的需要；再比如一家大型企業牽頭，與他的供應商一起組建聯合雲。但如果由衛生部出資組建雲端，然後要求各家醫院接入，這樣的雲端就不是聯合雲，而是公共雲。
3.3 公共雲
終端用戶只租用雲端計算資源而對雲端沒有所有權，雲端公司負責組建和管理雲端並對外出租，那麼這樣的雲端對於用戶來說就是公共雲（比如亞馬遜的EC2、微軟的Azure、騰訊雲的CVM、深圳的超算中心等等）。公共雲的管理比私有雲複雜得多，還涉及到租戶管理、結算管理、更高要求的安全管理等。
同一台終端可以同時接入多個雲，也可以同時接入多個不同類型的雲，比如同時接入私有PaaS雲、公共SaaS雲等。
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