云计算百科
云计算领域专业知识百科平台

云服务平台主流架构的相关知识体系剖析

一、什么是云服务

        云服务(Cloud Service)是一种基于网络相关服务的增加、使用和交互的模式,它可以通过互联网来提供动态、易扩展、虚拟化的资源。云服务提供的资源常见的有【云计算资源】、【云存储资源】、【云网络资源】等等;所谓:

①【云计算资源】就是我们常说的CPU/GPU/内存资源的集合;

②【云存储资源】是我们常用的如云盘、对象存储等等;

③【网络资源】则指我们云上的网络,云上云下互通的网络等等。

二、云服务平台的主流架构

 2.1、云服务平台的三大服务模式

        云服务提供服务的方式主要有Iaas、 Paas、 Saas三种模式:从表面上看,它们可能具有相似的功能,但实际上,它们提供的服务级别不同:
①Iaas 提供 IT 基础设施(如:服务器、网络、存储和其他基本硬件资源,以适应各种工作负载)。
②Paas 为开发人员提供应用程序开发框架和复杂的工具集,允许他们创建自定义应用程序。
③Saas 通过互联网向最终用户提供完成的应用程序或系统。

云服务平台的三大服务模式

序号 云平台的三大服务 说明
1  Iaas

一、基础设施即服务(Infrastructure-as-a-Service 简称Iaas)是一种云基础设施形式,可为用户提供对物理服务器硬件、软件和网络的访问即:提供基础的计算、存储和网络资源供用户租赁,用户根据自己的需求租赁并搭建适合自己业务的服务(你自己节省了硬件成本和维护成本)】。

        可直接通过互联网运行应用程序和服务(这意味着用户无需购买和维护自己的服务器,而是可以访问 IaaS 提供商的远程服务器)【Iaas提供商可以允许用户访问数百或数千个虚拟机,每个虚拟机包含操作系统、编程语言、数据库或可能需要的其他资源的任意组合;还提供存储空间,方便用户可以集中存储数据,而不是占用每台计算机上的空间】。

简单类比为租房中的【毛坯房(只有房屋主体,其余的什么都没有,都需要自己搭建)】

二、基础设施服务(Iaas)特点:可自由扩展收缩资源十分灵活、有专业人员运维可靠性高有保障、可按使用量租用付费成本低廉、高品质的服务器资源运行效率高。

主流Iaas产品有:亚马逊EC2、Mircosoft Azure、谷歌计算引擎、IBM Cloud Pak for Data

三、Iaas的优缺点

Iaas的优点:

《1》可扩展性——允许企业通过按需重新配置资源来适应更大或更小的工作负载;

《2》可控制成本——允许企业通过只为他们使用的内容付费来控制成本;

《3》管理客户数据的高级别安全性和可用性;

《4》针对服务器约束相关问题(如:资源降级或内存利用率低下)的可靠解决方案。

laas主要是建立在安全技术之上,为其数据中心、硬件和操作系统提供面向未来的访问,只需通过互联网连接即可访问。

laas的缺点:

《1》由于需要熟练的IT人员来管理和维护底层基础设施,运维成本可能会较为昂贵;

《2》对基础结构上所需的自定义应用程序或业务逻辑的支持有限。

四、何时使用Iaas?

《1》Iaas非常适合【不想与维护自己的数据中心基础设施相关的开销或成本的组织】;

《2》是【正在寻找成本节约方案并出现暂时使用量高峰的组织】的完美解决方案(即:允许公司在需要时快速扩大规模,且只在需要时为他们需要的东西付费);

《3》是【没有内部IT人员但仍然需要远程管理高度安全的计算基础设施的组织】的最佳选择;

2 Paas

一、平台即服务(Platform-as-a-Service 简称Paas)为企业和 IT 部门提供了一个易于使用的平台来创建、部署和管理应用程序除提供计算资源外,还提供计算资源管理、应用管理等服务】。

        借助 PaaS,您可以获得设计任何类型的应用程序(Web、移动或虚拟化)所需的所有工具,而无需处理底层硬件或软件工具。

简单类比为租房中的【毛坯房+硬装(除了有房屋主体,还具备基础的水电燃气等基础设施,自己可以自定义配置软装内容和风格)】

二、平台即服务(Paas)特点可扩展性、自动话、安全性和成本效益体现在允许使用各种编程语言构建应用程序、这些语言可高度扩展,并根据需求快速更新。Paas还包括各种使应用程序开发更容易的工具,包括集成数据库和分析平台。

        Pass为开发人员提供了具有可扩展性和自动化部署等功能的基本基础设施,与传统的应用程序开发模型相比,可以节省时间和金钱。

主流Paas产品有:亚马逊的AWS、Microsoft的Azure、谷歌的云平台、IBM的云平台;

三、何时使用Paas?

《1》Paas提供业务开发工具以及更灵活地运行和管理应用程序的能力。允许部署自定义代码(意味着你可以完全按照自己的规范构建应用程序);

《2》若你的应用程序需要大量开发资源或需要与其他应用程序集成,Paas十分便捷高效;

《3》Paas还使企业能够更轻松地根据需求扩展或缩减应用程序,从而使他们能够更高效地运营,同时降低与容量过剩相关的成本。

Pass为软件开发人员提供了专注于在平台上进行创建的灵活性,从而允许快速开发并更好地交付功能。

3 Saas

一、软件即服务(Software-as-a-Service 简称Saas)是一种云计算模型,允许企业通过互联网访问软件应用程序即:即可直接租用软件应用,而不用担心应用底层的部署情况】。

        企业可以使用 SaaS 应用程序从服务提供商托管的远程服务器运行应用程序,而不是购买软件并将其安装在自己的计算机上。

简单类比为租房中的【精装房(直接拎包入住,无需配置额外内容)】

二、软件即服务(Saas)特点:

《1》用户可以通过易于使用的界面从一个中心位置访问所有应用程序。

《2》更新几乎是即时的,而且通常是自动化的,因此用户可以减少对维护或安装的担忧。

《3》可扩展性是另一个主要好处——用户可以轻松添加更多用户或增加使用量,而无需参与复杂的系统架构。

《4》通过添加更多用户或增加使用量来轻松管理可扩展性,而无需体验复杂的系统架构。

主流Saas产品:生产力套件应用Microsoft Office 365、在线文件存储应用Dropbox、用于团队沟通应用Slack、Salesforce的客户关系管理应用CRM;除了这些著名的 SaaS 服务之外,还有无数其他可用的提供商可以根据特殊需求或行业进行定制。

三、优缺点

Saas优点:

《1》用户不必担心托管自己的软件程序和平台。因此,没有必要拥有专门的 IT 人员或资源。
《2》提供 Saas 的公司确保其系统保持最新状态并在关键恢复需求时进行备份。
《3》由经验丰富的专业人员管理维护应用程序和平台。

Saas缺点:

《1》用户对软件的控制有限,因为只有管理员才能进行更改。
《2》由于多个客户端共享同一台服务器,可能存在客户端数据在共享环境中存在漏洞泄露,因此担心安全性。
《3》如果客户比预期更早超过其现有订阅计划限制,则可能会收取意外的使用费用。

        总的来说,若实施得当,Saas 是一种极具成本效益的交付模式。企业必须了解所有潜在风险,并在做出最终决定之前仔细考虑这些要点。

四、何时使用Saas?

《1》考虑你业务的特殊需求。如果你主要在寻找需要最少定制的现成解决方案,那么 Saas 解决方案可能适合你。
《2》如果你希望为你管理所有硬件和软件,或者如果你需要的主要功能可以从网络轻松访问,Saas也是一个不错的选择。
《3》如果实施时间很重要并且快速部署至关重要,那么 SaaSs可能是您的不二之选——无需冗长的安装或技术设置。
《4》SaaSs的前期成本低,无需担心维护费或升级,允许任何规模的企业扩展,而无需大量资本支出。

        由于以上原因以及其他未列出的更多原因,Saas应用程序越来越受到那些不寻求复杂的技术设置,而更喜欢以经济实惠的方式满足其特定需求的,按需解决方案公司的欢迎。

 2.2、云服务平台三大服务模式的应用场景和技术栈

云服务平台三大服务模式的应用场景和技术栈

序号 云平台服务模式类型 云平台服务的应用场景
1

基础设施服务

【Iaas】

一、Iaas应用场景:

《1》测试与开发;
《2》网站托管;
《3》 存储、备份和恢复;
《4》 网络应用程序;
《5》高性能计算;
《6》大数据分析;

二、Iaas的优势:
《1》随用随付;
《2》改善业务连续性;
《3》快速创新;
《4》更快响应变化需求;
《5》专注于核心业务;
《6》安全性;

2

平台即服务

【Paas】

Paas平台涉及的技术主要有三类:
《1》容器技术
①docker开源应用容器引擎,可以让开发者直接打包所需应用及其依赖包到一个可移植容器中,发布到任何Linux设备上,使用docker可以轻松部署应用程序。docker核心概念是【镜像】【容器】【仓库】。
   ②Kubernetes(简称K8s)是谷歌开源的容器集群管理系统,在docker的基础上为容器化的应用提供部署运行、资源调度、服务发现和动态伸缩等一系列完整功能,提高了大规模容器集群管理的便捷性【总结就是K8s是一个容器化的编排工具】)。

《2》自动化配置管理
①Ansible是一款自动化运维工具,是基于Python开发,实现批量系统设置、批量程序部署、批量命令执行,目前已内置近600个公共模块,默认是通过SSH协议来管理设备。
   ②Puppet是Linux、Unix、Windows平台自动配置管理系统,可以管理配置文件、用户、定时任务、软件包、系统服务等,是一款相对较老的自动化工具,但是功能十分强大。
   ③其他自动化工具还有Saltstack、Chef、Fabric等)。

《3》 运维监控
①zabbix是一个基于Web界面的,提供分布式系统监控、网络监控的企业级开源解决方案;其主要有zabbix Server和Agent,主要由Agent获取监控数据并提供灵活的通知机制让运维人员可以快速定位和解决问题。
   ②ELK是一套完整的日志收集、展示的解决方案;ELK是由Elasticsearch、Logstash 和 Kibana三个项目组成;主要是用于日志收集、数据的查询分析,及其问题排查、预警和监控。
   ③Prometheus是一个开源的服务监控系统和时间序列数据库,实现对容器服务的自动发现)。

3

软件即服务

【Saas】

标准Saas平台的特点:
《1》用户注册后可以立即开始使用;

《2》所有客户的程序和数据统一管理,维护管理费用少;
《3》程序和数据库采用多重租赁架构;
《4》定制灵活(企业可以根据公司的业务流程,自定义字段、菜单、报表、权
限、工作流和审批流等)。

Saas平台涉及的技术:

《1》消息中间件
①Kafka是一种高吞吐量的分布式发布订阅消息系统,处理消费者在网站中的所有数据,通过将海量数据以数据流的形式实时收集,并提供消费功能,保证了数据的吞吐量和稳定性。
   ②ZooKeeper是为分布式应用系统设计的高可用、高性能的开源协调服务,提供了分布式的基本功能分布式锁服务,同时提供了分布式维护和管理机制(如:统一命名服务,状态维护服务、集群管理、分布式队列、分布式应用配置项等))。

《2》负载均衡
①LVS是一种开源软件负载均衡解决方案;LVS集群是采用IP负载均衡技术、基于内容请求的分发技术,调度器具有很好的吞吐量、可以将请求均匀的转移到不同的服务器上执行,且调度器会屏蔽掉故障服务器,从而将一组服务器构成一个高可用、高性能的虚拟服务器。
   ②HAProxy是一款高效、高性能的基于TCP第四层和HTTP第七层的应用型负载均衡软件;借助HAProxy可以快速、可靠的提供TCP和HTTP应用的负载均衡解决方案。
   ③Nginx是一款轻量级的Web服务器、反向代理服务器、电子邮件(IMAP/POP3)代理服务器,采用多进程工作方式,工作在网络第七层,可以针对HTTP应用做一些分流策略)。

《3》数据库等技术栈
①redis是高性能的键值对(KV)数据库,redis很好的补偿了Memory Cache这类KeyValue存储的不足,在部分场合可以给关系型数据库(如:mysql、oracle、sqlserver等)起到很好的补充作用。
   ②TiDB是一款定位于在线实时处理、在线分析处理的融合型数据库产品,实现了一键水平伸缩、强一致性、多副本的数据安全;分布式事务以及实时OLAP等重要特性,同时兼容mysql生态,便于迁移,维护成本很低)

 2.3、公有云私有云与混合云

公有云   私有云   混合云

序号 云类型 说明
1 公有云

公有云是指【为外部客户提供服务的云,它所有的服务是供别人使用,而不是自己用】。

目前,典型的公共云有微软的Windows Azure Platform、亚马逊的AWS,以及国内的阿里云、腾讯云、青云等。

公有云的优势有【方便、数据共享、安全】(可节省前期的各种硬件、系统、运维等资源的投入)。

2 私有云

私有云是指【企业自己使用的云,它所有的服务不是供别人使用,而是供自己内部人员或分支机构使用】

私有云的部署比较适合于有众多分支机构的大型企业或政府部门。随着大型企业数据中心的集中化,私有云将会成为部署IT系统的主流模式。

私有云的优势有【数据更安全(所有内容都在自己手里)、 SLA(服务质量) 、 不影响现有IT管理的流程】。

3 混合云

混合云是指【供自己和客户共同使用的云,它所提供的服务既可以供别人使用,也可以供自己使用】。混合云融合了公有云和私有云,是近年来云计算的主要模式和发展方向。

混合云的特点是【功能更完善】【可扩展性好】【更节省成本】。

三、云服务架构

 3.1、云服务的基础架构

云服务的基础架构

序号 说明
1 云基础架构是【用于描述云计算所需的组件,其中包括硬件、抽象资源、存储及网络资源】。
2

云基础架构的工作原理是:

《1》用【虚拟化等抽象技术或流程】用于从物理硬件中抽象出资源并将其汇集到云端;

《2》用【自动化软件和管理工具负责分配这些资源并部署新的环境】,以便用户可以在需要时访问所需的内容。

3

云基础架构的分类:

《1》【硬件】

(①尽管云是虚拟的,但它是需要硬件支撑的(如:存储设备、备用设备、服务器等);

    ②云网络是由位于多个地里位置的物理硬件构成的(网络硬件设备包括:路由器、交换机、防火墙、负载均衡设备))。

《2》【虚拟化】

(①虚拟化是一种将IT服务和功能与硬件分离的技术,借助虚拟机监控程序【Virtual Machine Monitor 简称VMM】或叫做虚拟机管理程序(Hypervisor),是一种系统软件,它在计算机硬件和操作系统之间提供了一个虚拟化层;

    ②虚拟机管理程序(Hypervisor)可以监控各种物理硬件,并对计算机中各种资源(如:计算资源、内存资源、存储资源等)进行抽象,这些资源一旦分配到资源池中,就可以将它们认定是云资源,借助云我们可以充分享受自助访问服务,自动基础架构扩展,动态资源池等好处。

   ③VMM通过模拟硬件环境,创建一个或多个虚拟机(Virtual Machine,VM),为每个虚拟机提供独立的操作系统和应用程序运行环境。VMM负责管理和调度虚拟机对底层硬件资源的访问,确保各虚拟机之间的隔离和资源分配。通过虚拟化技术,VMM能够在单一物理硬件平台上高效运行多个虚拟机,提高硬件资源利用率,并实现操作系统的可移植性和应用程序的隔离性。这种技术广泛应用于云计算、服务器集群等领域,极大地增强了系统的灵活性和安全性)。

《3》【网络】

(①网络是由物理设备(如:路由器、交换机等)和物理线路及其他设备组成;

    ②而虚拟网络是构建在这些物理设备之上,典型的云网络配置是由多个子网构成,并且每个子网具有不同级别的可见性; 
    ③云允许创建虚拟局域网,并可以根据需要为所有网络资源分配动态或静态的网络地址;

    ④云资源通过网络交付给用户使用,因此我们可以按需远程访问云服务或云应用)。

《4》存储
(①在单个数据中心内,数据可以跨整个存储阵列中的多个阵列进行存储;
    ②存储管理可以确保正确的备份数据、定期删除过期数据,并为数据编排索引,以便存储组件发生故障的时候,可以检索;
    ③虚拟化从硬件中抽象出存储组件,这样就便于用户以云存储的方式对其进行访问,将存储变为云资源之后我们就可以添加或删除驱动器,调整硬件用途,以及响应各种变化 ,而无需为每个新的项目手动设置单独的存储服务器)。

 3.2、云服务架构

        云服务架构是指【将各项技术整合在一起以创建云计算环境】;它代表了构成云的所有组件的连接方式这些组件一般包括【硬件】【虚拟资源】【网络】【操作系统】【中间件】【自动化】【管理】【容器】等
        如果说【云服务基础架构是构建云所需的工具】,那么【云服务架构就是云构建方式的图纸】。

赞(0)
未经允许不得转载:网硕互联帮助中心 » 云服务平台主流架构的相关知识体系剖析
分享到: 更多 (0)

评论 抢沙发

评论前必须登录!