云計算是繼1980年代大型計算機到客戶端-服務(wù)器的大轉(zhuǎn)變之后的又一種巨變。云計算描述了一種基于互聯(lián)網(wǎng)的新的IT服務(wù)增加、使用和交付模式，通常涉及通過互聯(lián)網(wǎng)來提供動態(tài)易擴展而且經(jīng)常是虛擬化的資源。云其實是網(wǎng)絡(luò)、互聯(lián)網(wǎng)的一種比喻說法。因為過去在圖中往往用云來表示電信網(wǎng)，后來也用來表示互聯(lián)網(wǎng)和底層基礎(chǔ)設(shè)施的抽象。典型的云計算提供商往往提供通用的網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)應(yīng)用，可以通過瀏覽器等軟件或者其他Web服務(wù)來訪問，而軟件和數(shù)據(jù)都存儲在服務(wù)器上。

一、基本特征

互聯(lián)網(wǎng)上的云計算服務(wù)特征和自然界的云、水循環(huán)具有一定的相似性，因此，云是一個相當(dāng)貼切的比喻。根據(jù)美國國家標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)研究院的定義, 云計算服務(wù)應(yīng)該具備以下幾條特征：

1、隨需自助服務(wù)。2、隨時隨地用任何網(wǎng)絡(luò)設(shè)備訪問。3、多人共享資源池。4、快速重新布署靈活度。5、可被監(jiān)控與量測的服務(wù)。

二、服務(wù)模式

NIST 的云計算定義共有三種服務(wù)模式：

1、軟件即服務(wù)：消費者使用應(yīng)用程序，但并不掌控操作系統(tǒng)、硬件或運作的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)架構(gòu)。是一種服務(wù)觀念的基礎(chǔ)，軟件服務(wù)供應(yīng)商，以租賃的概念提供客戶服務(wù)，而非購買，比較常見的模式是提供一組帳號密碼。例如: Microsoft CRM與Salesforce.com

2、平臺即服務(wù)：消費者使用主機操作應(yīng)用程序。消費者掌控運作應(yīng)用程序的環(huán)境(也擁有主機部分掌控權(quán))，但并不掌控操作系統(tǒng)、硬件或運作的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)架構(gòu)。例如: Google App Engine。

3、基礎(chǔ)架構(gòu)即服務(wù)：消費者使用“基礎(chǔ)計算資源”，如處理能力、存儲空間、網(wǎng)絡(luò)組件或中間件。消費者能掌控操作系統(tǒng)、存儲空間、已部署的應(yīng)用程序及網(wǎng)絡(luò)組件，但并不掌控云基礎(chǔ)架構(gòu)。例如: Amazon AWS、Rackspace。

三、布署模型

1、公用云：簡而言之，公用云服務(wù)可通過網(wǎng)絡(luò)及第三方服務(wù)供應(yīng)者，開放給客戶使用，公用云并不表示用戶數(shù)據(jù)可供任何人查看，公用云供應(yīng)者通常會對用戶實施使用訪問控制機制，公用云作為解決方案，既有彈性，又具備成本效益。

2、私有云：私有云具備許多公用云環(huán)境的優(yōu)點，例如彈性、適合提供服務(wù)，兩者差別在于私有云服務(wù)中，數(shù)據(jù)與程序皆在組織內(nèi)管理，且與公用云服務(wù)不同，不會受到網(wǎng)絡(luò)帶寬、安全疑慮、法規(guī)限制影響;此外，私有云服務(wù)讓供應(yīng)者及用戶更能掌控云基礎(chǔ)架構(gòu)、改善安全與彈性，因為用戶與網(wǎng)絡(luò)都受到特殊限制。

3、社區(qū)云：社區(qū)云由眾多利益相仿的組織掌控及使用，例如特定安全要求、共同宗旨等。社區(qū)成員共同使用云數(shù)據(jù)及應(yīng)用程序。

4、混合云：混合云結(jié)合公用云及私有云，這個模式中，用戶通常將非企業(yè)關(guān)鍵信息外包，并在公用云上處理，但同時掌控企業(yè)關(guān)鍵服務(wù)及數(shù)據(jù)。

四、對比

云計算常與網(wǎng)格計算(分散式計算的一種，由一群松散耦合的計算機集組成的一個超級虛擬計算機，常用來執(zhí)行大型任務(wù))、效用計算(IT資源的一種打包和計費方式)、自主計算相混淆。

事實上，許多云計算部署依賴于計算機集群，也吸收了自主計算和效用計算的特點。它從硬件結(jié)構(gòu)上是一種多對一的結(jié)構(gòu)，從服務(wù)的角度或從功能的角度它是一對多的。例如,今天要設(shè)計一供應(yīng)鏈管理系統(tǒng),可以先從市面上提供的免費云服務(wù)器主機,將Application放置主機上,使用MS所提供數(shù)據(jù)庫,這樣一來,硬件成本大幅降低,將Application放置云上,且隨時隨地于任何終端設(shè)備上鏈接互聯(lián)網(wǎng),就能訪問數(shù)據(jù)。

五、體系架構(gòu)

截止到2009年，大部分的云計算基礎(chǔ)構(gòu)架是由通過數(shù)據(jù)中心傳送的可信賴的服務(wù)和創(chuàng)建在服務(wù)器上的不同層次的虛擬化技術(shù)組成的。人們可以在任何有提供網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施的地方使用這些服務(wù)。人們通常希望商業(yè)化的產(chǎn)品能夠滿足服務(wù)質(zhì)量(QoS)的要求，并且一般情況下要提供服務(wù)水平協(xié)議。開放標(biāo)準(zhǔn)對于云計算的發(fā)展是至關(guān)重要的，并且開源軟件已經(jīng)為眾多的云計算實例提供了基礎(chǔ)。

云的基本概念，是通過網(wǎng)絡(luò)將龐大的計算處理程序自動分拆成無數(shù)個較小的子程序，再由多部服務(wù)器所組成的龐大系統(tǒng)搜索、計算分析之后將處理結(jié)果回傳給用戶。通過這項技術(shù)，遠(yuǎn)程的服務(wù)供應(yīng)商可以在數(shù)秒之內(nèi)，達(dá)成處理數(shù)以千萬計甚至億計的信息，達(dá)到和“超級電腦”同樣強大性能的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。它可分析DNA結(jié)構(gòu)、基因圖譜定序、解析癌癥細(xì)胞等高級計算，例如Skype以點對點(P2P)方式來共同組成單一系統(tǒng)。

六、核心特性

敏捷(Agility)使用戶得以快速且以低價格的獲得技術(shù)架構(gòu)資源。應(yīng)用程序界面(API)的可達(dá)性是指允許軟件與云以類似“人機交互這種用戶界面設(shè)施交互相所相一致的方式”來交互。在公有云中的傳輸模式中支持已經(jīng)轉(zhuǎn)變?yōu)檫\營成本，故費用大幅下降。很顯然的降低了進(jìn)入門欄，這是由于體系架構(gòu)典型的是由第三方提供，且無需一次性購買，且沒有了罕見的集中計算任務(wù)的壓力。

設(shè)備和本地依賴允許用戶通過網(wǎng)頁瀏覽器來獲取資源，而無需關(guān)注用戶自身是通過何種設(shè)備，或在何地介入資源(如 PC、移動設(shè)備等)。一種稱為多租戶的軟件架構(gòu)技術(shù)允許在多用戶池下共享資源與消耗：1、體系結(jié)構(gòu)的中央化使得本地的耗用更少(例如不動產(chǎn)、電力等)。2、峰值負(fù)載能力增加。3、原先利用率只有10-20%的系統(tǒng)利用效率增加了。4、如果使用多個冗余站點，則改進(jìn)了可靠性，這允許我們設(shè)計云計算以符合商業(yè)一致性以及災(zāi)備。5、可擴展性經(jīng)由在合理粒度上按需的服務(wù)開通資源，接近實時的自服務(wù)，無需用戶對峰值負(fù)載進(jìn)行工程構(gòu)造。6、性能受到監(jiān)控，同時一致性以及松散耦合架構(gòu)通過web services作為系統(tǒng)接口被構(gòu)建起來。7、因為數(shù)據(jù)集中化了，故安全性得到了提升，增加了關(guān)注安全的資源等，但對特定敏感數(shù)據(jù)的失控將是持續(xù)關(guān)注的，且內(nèi)核存儲的安全性缺少關(guān)注。較傳統(tǒng)系統(tǒng)而言，安全性的要求更加高。8、維護(hù)云計算應(yīng)用是很簡單的，因為顯而易見用戶無需再在本機上進(jìn)行安裝。一旦改變達(dá)到了客戶端，它們將更容易支持以及改進(jìn)。