开发者学堂课程【高校精品课-长安大学 -基于混合式教学的云计算课程建设：1.3云计算的基本特征】学习笔记，与课程紧密联系，让用户快速学习知识。
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1.3云计算的基本特征
内容介绍：
一、按需资助服务
二、广泛的网络访问
三、资源池化
四、快速弹性
五、可计量的服务
在80-145中 NIST 推出的云计算应当具有的五项基本特征，它们分别是按需自助服务(On-demand self-service)广泛的网络访问(Broad network access)资源池化(Resource pooling)快速弹性(Rapidelasticity)。首先看一下按需的自主服务，是指使用者可根据自身需求单方面自动调配计算能力(如服务器时间和网络存储)，而无需和每个服务提供商进行人际互动。
一、按需资助服务
在云计算中，使用者随时都能按需从云中调配所需的任何 IT 资源，那么这就说自助服务意味着使用者可以自行执行调配云资源所需所用，那么要实现这个按需的自助服务，云提供商需要提供简单易用的自助服务门户，这个门户可以是一个网站，供使用者用来查看和订购云服务。云提供商将在自助服务门户上发布服务目录，该服务目录可以列出了有服务产品，服务价格，服务功能，请求流程等项目，那么使用者可通过浏览器使用自助服务门户来查看服务目录和请求云服务，然后使用者可以通过自助服务门户对所需要的计算服务发出请求，那么请求将会被自动处理，无需云提供商进行干涉。得益于这种按需的自助服务，使用者可以通过简单灵活的方式来订购云服务。例如，如果使用者需要用来托管应用程序和数据系统，那么则可以从云中轻松的调配资源。得益于此，可以无需再执行一些耗时的资源获取和配置过程，而且也不再依赖内部的IT部门，这会大大减少交配新的或更多的IT资源所需的时间。
二、广泛的网络访问
广泛的网络访问，是指功能可以通过网络提供，并采用标准的机制进行访问，以方便易购的瘦客户端或者胖客户端平台如手机，平板电脑，笔记本电脑和工作站来使用，使用者可以从任意位置使用任意客户端或者半店设备通过网络来访问云服务，例如，可通过 Internet 随时访问和使用的云应用程序，如基于 web 的文档创建工具和编辑工具，用户可以从任何连接 Internet 的设备访问和编辑文档，从而无需在设备上安装应用程序或任何专门的客户端软件。
在云计算中，除了应用程序以外，可通过网络访问的功能还有很多，那么借助云计算，使用者可以从任意位置使用任意设备访问几乎任何数据中心功能。利用云的解决方案，使用者得以访问数据计算、系统、存储以及数据备份到恢复功能等工具，云服务可以从台式机、笔记本电脑、平板电脑、手机和售客户端等各种端点设备通过网络加以访问。这些设备可能采用异构的底层硬件和软件平台。任何的网络通讯都需要使用标准的网络规范协议和机制。在开放系统互联 osi 电建模型和 GCP 协议组中对他们有详细的说明。这样的网络模型各自制定了一组抽象层，其中每个层都是一组与网络相关的实体功能和协议，并为其上面的一层提供服务。
各个模型的最顶层是应用程序层，应用程序层与该层进行交互，应用程序与应用程序层进行交互，以通过网络连接与其他应用程序交换数据，应用程序通常使用超文本传输协议，HTTP 通过网络相互交换数据和进行通信。那么，不同的应用程序是使用不同的编程语言进行开发的，这就可能会导致他们无法解读其他应用程序的数据，并限制他们相互之间进行网络通信。因此，软件开发人员使用 web 服务使应用程序能够通过网络相互通信。万维网联盟对外部服务的一个定义是，一种专为支持计算机之间通过网络进行可互操作交互而设计的软件系统。外部服务是独立的应用程序组件，它可以使应用程序能够使用开放协议进行通信。
外部服务通常使用可扩展标记语言 XML 来设置数据的格式。数据本身使用 FTP 进行传输，那么大多数编程语言也都支持使用 XML，从而使应用程序能够解读 XML 数据。得益于此，不同的应用程序可以通过 web 服务进行通信，并且也不再依赖特定的编程语言。有了 web 服务，软件系统无需知晓彼此内部结构，即可进行通信和数据交换，web 服务没有用户减免，因为它们是由应用程序通过过程调用使用的。web 服务主要基于简单对象访问协议 SOAP 的规范和表达性状态转移 REST 体系架构的样子。那么本课程不对所有的网络和 web 服务模型、协议和机制进行详细讨论。
三、资源池化
资源池化是指提供商的计算资源实现了池化，从而以服务的形式供多个使用者通过多租户模型加以使用。同时会根据使用者需求动态分配和再分配不同的物理资源和虚拟资源。资源池化实现了位置无关性，即客户通常无法控制也不知晓所提供资源的确切位置，但或许能够在较高的抽象级别指定位置商，比如国家、地区、州、省、直辖市、自治区和数据中心。举例来说，存储处理能力，内存和网络带宽皆属于资源。
在云计算中，存储、处理器、内存和网络带宽等资源实现了磁化，以服务的形式供多个使用者使用。资源池化之后，可根据使用的需求对IT资源进行动态的分配、释放和再分配，继而使得云提供商能够达到很高的资源利用率，并灵活的调配和回收资源。使用者可根据需要从池中调配资源，当不再需要资源时将其释放，一旦释放资源便归还于池，因而就可再供分配，譬如可以合并多个存储系统的存储容量来形成一个单个的大型存储池，从中可以将存储交配给多个使用者，也可以对计算系统处理器和网络带宽执行同样的操作操作，这称作多租户模型。多租户是指使用同一组资源为多个独立使用者提供服务的体系结构。租户可以是单个用户、用户组合组织，多租户模型可帮助提供商通过规模经济降低提供服务的成本，这与合租一个物理建筑的租户类似。一栋建筑物可能会有多个居民或租户居住，每个人都有自己的私人空间。与之类似多租户云技术架构则包含有不同类型的资源组成的池，这些资源以服务的形式供多个独立使用者也就是租户使用。
与物理建筑一样，资源池化和云资源的共享，为使用者降低了服务成本，使用者只为自己使用的资源付费。尽管多个使用者共享了资源，但一个使用者的活动和数据实际上是与其他使用者的活动和数据是隔离的，与物理建筑不同的是。对于云资源的池化，消费者一般并不了解，也无法控制所提供资源的确切位置。虚拟化是在云中实现资源池化和多租户的关键组成技术，在后面的虚拟层的模块会有详细的讲述。需要注意的是，虽然虚拟化使云具备了资源池化和快速弹性的特征，但在不使用虚拟化的情况下，也可以构建云基础架构并提供云服务。不过使用虚拟化会带来很多的好处，可以减化资源池化、资源调配和云基础架构管理。
四、快速弹性
快速弹性是指可以快速、有弹性的调配和释放资源，在某些情况下还能自动完成调配和释放，从而能够根据需求迅速向外和向内扩展。对于使用者来说，可供调配的资源往往看起来是无穷无尽，随时都可按任意数量调拨。快速弹性能够让使用者根据需要快速请求、接受，便于稍后释放任意数量的资源，快速弹性的这一特征会让使用者感觉到可供使用的 IT 资源无穷无尽，可以随时调配，它可以让使用者通过快速动态的扩展或减少 IT 资源来适应工作复杂的变化，并相应的保持所需的行动水平。
例如，组织可能需要让特定时段内的处理容量加倍，以便所部署的应用程序能够处理增加的工作负载。而对于其余时段，组织可能希望释放闲置的IT资源以节省成本，工作负载可能也会呈现季节性变化、指数变化暂时性变化的特点，当工作负载和IT资源需求出现此类变化时，使用者便可以利用云基础架构的快速弹性特征，这样可帮助他们避免因过度调配资源而导致成本过高的情况。当过度调配资源来提供容量满足高峰需求时，这些容量在非高峰时段可能就得不到使用。动态资源调配可以手动进行，也可以自动完成，这需要监视资源的使用情况，并根据需要调配更多资源来满足需求。在云的系统中，弹性调配通常是通过自动化机制进行的，因为手动执行这些任务非常耗时繁琐而且容易出错。这里需要注意的一点是，我们所说的所谓可扩展性，它通常是指能够向it技术架构添加资源来恰到好处的满足工作负载和容量需求的增长需求。可扩展性在本质上通常是有计划的，通常需要正确估算开销和学习需求的。
例如，组织可能会估算应用程序用户数目可能达到的增长量，并根据它来定期的添加存储和计算资源来满足存储容量和处理需求的增长需要。我们可以通过两种方式实现扩展，一种称作垂直扩展，一种称作水平扩展。垂直扩展也称作纵向扩展，那么它设计向IT基础架构中的单一组件添加更多的资源，譬如向存储阵列添加存储磁盘或向计算系统添加内存，水平扩展也称作横向扩展，它通常涉及到向IT基础架构添加更多的组件，譬如向IT基础架构添加存储阵列或计算系统。
五、可计量的服务
云系统根据服务类型在相应的抽象级别，比如存储、处理带宽和活跃用户账户数的使用计量功能，以此来自动控制和优化资源使用。系统可以监视、控制并报告资源的使用情况，从而为所有服务的提供商和使用者都提供了透明度。云基础架构有一个计量系统，可根据使用者使用的服务来为他们生成账单。计量系统会持续监视每个使用者的资源使用情况，并提供资源使用报告。例如，该计量系统会监视处理器时间、网络带宽和存储容量的使用情况，它还会提供当前对云的需求的相关信息，并且帮助云的提供商进行容量和服务规划。通过监视资源使用情况，它有助于确定何时需要动态调配或者释放更多的资源来满足工作复杂的需求。云之所以具备快速弹性的特点，在一定程度上也要依赖于此。通过计量，使用者可以更好的了解资源使用情况，并在计费以及确认是否达到服务级别方面实现透明。
