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：1.1 云计算的产生背景】学习笔记，与课程紧密联系，让用户快速学习知识。
课程地址：https://developer.aliyun.com/learning/course/1073/detail/15448
1.1 云计算的产生背景
内容介绍：
一、云计算概述
二、云计算的产生背景
云计算作为一种新兴的信息技术，云计算正以其独有的优势而步入快速发展阶段，被视为近年来出现的主要颠覆性技术之一，作为未来高技术服务业的主角，云计算受到越来越多的包括企业、政府、研究机构、金融部门和高校在内的许多组织以及个人的广泛关注，其中很多已经开始，考虑或实施上云计划。
本课程包括云计算概述、云服务参考模型及相关技术、基础架构服务（ laaS ）、平台服务（ PaaS ）、软件服务（ SaaS ）和总结与展望六个板块。
一、云计算概述：
云计算是由分布式计算，并行计算，效用计算（ Utility computing ），虚拟化和面向服务的架构（ Service oriented Architecture ）等多种技术混合演进而来的，是一种基于网络的，以按需服务为特征的新型 IT 资源使用模式，为了实现这正新型的 IT 资源使用模式，包括亚马逊、谷歌、微软、阿里巴巴、华为、腾讯、百度、开源社区在内的很多组织投入了大量人力和物力进行云计算技术和服务平台的研发，为用户提供相比传统 IT 使用更加价廉物美的 IT 服务。
本模块将重点介绍云计算的产生背景、云计算定义、云计算的基本特征和云计算的服务模式。
二、云计算的产生背景
“云”是一种由 IT 资源组成的集合，其中包括使用者可通过网络访问的硬件和软件资源，对于云使用者而言，“云”是 IT 资源的一种抽象，云计算是云的服务模式，类似于公共基础设施服务，例如用水，使用者只需将水龙头打开并使用，按量付费即可，云使用者与之类似，他们使用以服务方式提供的 IT 资源，根据资源使用量付费，而无需承担与拥有这些资源相关的风险和成本，云计算的出现和迅速发展正是因为这种新的 IT 使用方式，可以有效得应对和解决个人和组织在传统 IT 使用中面临的问题和挑战。
下面从个人 IT 资源使用的困境、组织数据中心面临的挑战、 IT 资源使用的服务化、云计算概念的出现四个方面阐述。
1.个人 IT 资源使用的困境：
目前个人使用最广泛的 IT 资源就是包括台式机、笔记本电脑在内的个人计算机（ PC ），随着互联网及其应用的快速发展和数据的爆炸式增长，我们会越来越发现 PC 这种 IT 资源使用方式所带来的困境，这些困境在手机等移动互联网终端的使用上同样存在。
下面主要从硬件，软件和数据方面三个方面进行阐述。
（1）硬件方面：购买 PC 时，大多数情况下我们只能购买 CPU 、内存和存储等配置已经固定的设备，考虑到将来的需求，通常会将配置买高一些，但这只是基于估计，实际上很难确定这种高配置能否确实满足将来的需求，究其原因，就是消费者不能根据实际使用情况来按需购买，从而给后续的使用带来一些问题，这主要体现在：
（2）资源使用率低，在使用初期由于购买了富余资源，使得 CPU 、内存和存储等资源的使用率偏低，而闲置的资源又很难共享使用，这就造成了资源浪费。
（3）资源扩展复杂，随着使用过程中应用和数据的不断增长会出现资源不够用的情况，这时往往需要对内存和存储等进行扩展，这种扩展过程通常是比较复杂的，需要具有一定专业技能的人员来完成，而且依旧存在能否满足将来需求的问题。
资源升级换代造成浪费，随着应用的继续增长，资源扩展也无法满足使用需求，这时往往需要进行升级换代从而导致大量旧的低性能设备被丢弃处理，不仅耗费处理成本，还浪费了大量可以继续使用的资源，如果能够将闲置的资源共享给其他人使用，而且能够像用水用电一样，使用计算和存储等资源，用多少买多少，那不仅会节约大量的资源，助力绿色 IT ，还可以让用户简单方便的使用价廉物美的 IT 资源。
（4）软件方面：购买了 PC 硬件，还需要安装操作系统和各种应用软件，才能使其为我所用，由于操作系统和硬件的相关性很强，操作系统的安装和升级往往要花费很多时间，有时还会出现一些普通用户难以解决的问题，应用软件安装相对简单，但其版本升级所带来的兼容性问题也是令人头疼的，这导致有时不得不需要安装同一软件的多个版本，或者重新修改文档等等。
如果在需要某个应用软件的某个版本时，能够按需及时获取并使用，而不用提前将它安装到系统中等待着被使用，实际上有时很长时间都没用，不仅可以节约硬件资源，而且可以将精力放在自己的核心工作上，节约了人力提升了效率。
（6）数据方面：传统的 PC 将操作系统，应用程序和用户数据全都绑定到 PC 硬件上，这在数据方面会带来一些问题。
①数据安全性弱，当硬件设备损坏和丢失，比如，笔记本电脑容易丢失，就会影响操作系统、应用程序和用户数据，使得存储在其上的数据面临严重的安全威胁，尽管可以采用外界移动硬盘或 U 盘等方式来备份数据，但是一方面这些设备本身容易受损，另一方面又很难实施有效的备份管理，从而加大了数据恢复的难度。
②数据共享能力弱，目前基于 PC 的数据共享，主要是使用中间存储介质，如 U 盘等，通过数据复制的方法来完成，这种方式一方面在数据量较大的时候，效率较低，另一方面可能造成数据冗余过高，浪费存储空间，数据丢失遭受的损失是不可估量的，数据共享的需求也日益增强，如果能将数据像在银行存钱一样存在数据银行，像银行转账一样从数据银行共享出来，这不仅会提高数据的安全性和共享能力，而且会节约许多人力物力。
2.组织数据中心面临的挑战：
组织的 IT 资源部署在数据中心，数据中心是用于保存和维护集中使用 IT 系统而组建的设施，它提供了支持一个组织的业务所需的集中数据处理功能，典型的数据中心包括：计算系统、存储系统、网络设备等，可用于存储和处理大量数据，数据中心还设有配套的基础设施，例如：不间断的电源、发电机、烟雾探测以及采暖通风和空调系统等。
数据中心的操作人员需要全天候的监视各项操作并维护 IT 和基础设施等设备，随着信息化的迅速发展，数据中心成为组织用更少的成本完成更多工作以及将信息用作竞争优势的关键，这将使得传统数据中心在成本、灵活性、可用性、业务应变能力等方面面临着许多挑战，主要包括：全球化、数据中心老化、存储增长、应用程序、拥有成本和收购等几个方面。
（1）全球化：全球化是人类历史发展的必然趋势，企业全球化是技术发展和市场规律的必然导向，也符合企业自生发展的逻辑趋向，如何满足全天候不间断的为全球客户提供服务的业务需求，对数据中心的可用性提出了严峻的考验。
（2）数据中心老化：数据中心运行很长一段时间后不断的趋向于老化，大多数都无法支撑不断增长的需求，因而需要迁移升级技术以取代老式技术，如何在满足一个组织创新需求的基础上，低成本的实现数据中心资产的现代化便成为了一个重要的挑战。
（3）存储增长：数字化的数据，特别是非结构化数据的快速增长使得数据中心的存储消耗和使用激增，如何满足用户在数据存储上的需求是数据中心的存储系统面临的重要挑战。
（4）应用程序：随着业务领域和市场规模的扩大，需要部署许多新的应用程序，而且其规模也在不断扩大，如何利用更加灵活多变的新的 IT 方法来应对新应用程序和不断变化的传统应用程序成为数据中心的另一个挑战。
（5）拥有成本：由于业务需求的增加，购买新设备、电力、冷却资源，技术支持、许可证等的成本也会使总体的成本增加，目前 IT 预算的大部分用于保持 IT 的正常运行，少部分用来创造新的价值，如何将这种情况颠倒过来也是数据中心面临的挑战之一。
（6）收购：在发生公司收购后，被收购公司与收购公司的 IT 技术架构通常是不同的，由于 IT 技术架构之间存在这些差异，往往需要完成大量工作才能实现这些技术架构能够互操作，如何高效地完成技术架构融合也是数据中心面临的一个挑战。
如果企业的数据中心也能像公共基础设施一样来构建、管理和使用，也就是以服务的方式来运行，那么上述这些挑战就比较容易解决，实际上，持续的 IT 成本压力以及业务的按需处理需求，正在促使企业转向服务模式来处理他们的资产，也要求 IT 部门以更加面向服务的方式运作和建设。
3.IT 资源使用的服务化：
以服务的方式满足应用需求已经成为先行领域技术发展的一种趋势，对使用者来讲，它不是指某一个具体的设备，而是指一个由许许多多个存储服务器和网络等设备所构成的集合体，使用者并不是使用某一个设备，而是使用整个系统或平台所带来的一种满足其个性化需求的资源服务，使用者根据其实际的需要，如计算需求、存储空间需求、服务质量需求等来购买网络化的硬件和软件资源来使用，用户无需购买实际的设备，也无需关心设备在什么地方，他可以在任何时间，任何地点使用其购买的资源，使用资源就像水电等基础设施一样，以服务为特征的云计算顺应了信息技术的发展趋势，而正以其相较于传统 IT 资源使用方式的优势而得到日益广泛的关注和采用，成为个人和组织解决和应对 IT 资源使用中所面临问题和挑战的重要选项，这些优势主要体现在：业务敏捷性、降低 IT 成本、高可用性、业务连续性、灵活扩展和访问灵活性等方面。
（1）业务敏捷性：在传统的环境中，购置新的或更多 IT 资源的流程可能包含一些僵化的程序和审批环节，这就导致资源购置流程可能耗费很长的时间，进而可能耽误运营，还可能延长上市时间，利用云计算，随时都可以快速调配 IT 资源，从而可大幅缩短部署新应用程序和服务所需的时间，得益于此，企业可以缩短上市时间，并能够更快得响应不断变化的市场情况，敏捷性还有助于快速完成开发和试验，从而可促进创新，而创新对于研发，发现新的市场和创收机会，发掘新的客户细分群体以及开发新的产品是至关重要的。
（2）降低 IT 成本：在传统环境中，资源往往都是针对特定的业务应用程序购置的，而且专用于这些业务程序，此外在预算允许的范围内，资源都是按能够满足估算的应用程序的最大使用需求，或应用程序高峰使用需求为标准来调配的。这些做法常常会导致需要付出更高的前期成本，形成 IT 误导，不能充分利用资源，而且增加了能耗，借助云计算，使用者可以通过按使用付费或订阅定价方式来使用所需的任何 IT 资源，这就减少了使用者的 IT 成本支出，因为只需要投资购买为访问云服务而需要的资源，此外，使用者只使用云中及需要的那些资源，因而不会再有误导或资源得不到充分利用的情况，另外，与 IT 基础架构的配置、管理、站体空间、功耗和冷却相关的开支也会相应减少，因此采用“云”后，可能会降低使用者的总体应用成本。
（3）高可用性：云计算能够根据使用者的策略和应用程序的优先级来确保在各种不同的级别有相应的资源可用，冗余的基础架构组建，如计算系统、网络路径、存储设备以及集群软件都可以使云部署具有容错能力，这些方法可以覆盖位于不同地区的多个数据中心，从而可防止因区域性故障而导致数据不可用。
（4）业务连续性：自然灾害、人为错误、技术故障以及计划内维护等原因都可能会导致 IT 服务不可用， IT 服务不可用可能会给组织造成严重的经济损失，并且还可能会影响组织的声誉，但是建立一个远程辅助站点以作灾难恢复之用又会带来额外的支出和管理开销，通过使用云业务连续性解决方案，组织可以缓解当机产生的影响，并且能够从可能会对业务运营产生不利影响的中断中恢复，例如，组织可以使用基于云的备份来维护其数据的额外拷贝，这样在发生中断时就可以检索这些拷贝，此外还能够节约为其 IT 基础架构实施备份解决方案所需的资本支出。
（5）灵活扩展：当工作负载增多时，可能需要增加 IT 资源，作为组织不希望因购置额外的系统而产生资本支出，此后又因不需要这些计算系统而导致闲置不用，在大多数时间，这些系统都是不需要的，组织希望在任务完成后释放不需要的计算资源，在云计算中使用者可以单方，自动化的扩展 IT 资源来满足工作负载需求，这远比购置仅短时间使用或者是仅在特定时间段内使用的 IT 资源更加经济高效。
（6）访问灵活性：在传统环境中， IT 资源是从专用设备访问的，例如用台式机或笔记本电脑来访问，举例来说，应用程序必须安装在端点设备上方可使用，在这种环境中，如果用户不使用装有此应用程序的设备，通常就无法访问此应用程序，在云计算中，应用程序和数据集中存放可以从任意位置使用台式机、移动设备、瘦客户端等任意设备通过网络加以访问，这就消除了使用者对特定端点设备的依赖，为减少购置和运营成本创造了机会。
4.云计算概念
（1）云计算概念的出现：“云”这个词可能最早出现在1994年的一本“Wired”期刊的文章中，在这篇文章中不仅能看到“云”这个词，而且清楚的看到了云概念的一个轮廓，其中是这样描述的；“访问来自任何位置的任何设备的信息和功能的能力。”但那时“云”这个词并没有被大众接受，到了1996年，康柏（Compaq）公司市场和技术人员展望业务软件和文件存储将会移到互联网上，而且他们开始规划公司如何从中获利。
同年，“云计算”这个词出现在了康柏公司的内部文件当中，之后，尽管云计算这个词又被继续使用，但一直没有真正的流行起来，云计算这个词流行的黄金时期开始于十年之后的2006年。
（2）云计算概念的流行：2006年，当时谷歌公司的CEO在一场搜索引擎会议上首次全面的介绍了云计算，他是这样说的：“有趣的是，现在出现了一种的新的模式，你们来到这里是因为你们是新模式的一部分，我不认为人们已经真正理解了这个机会到底有多大，这种新模式开始的前提是数据服务和体系结构应该在服务器上，我们称之为云计算，它们应该处于云中的某处，此后，亚马逊、微软和 IBM 这些之后发展成为云服务商的技术企业也开始使用“云计算”这个词。
（3）云计算概念的广泛应用
2007年11月，纽约时报在其一篇有关 IBM 云计算的文章中将“云计算”这个词带入了公众视野，从此“云计算”这个词以及云计算产业本身开始了上升之路，今天，云计算已经成为了非常普遍的术语，在新闻媒体，企业宣传，技术会议以及日常交流中被频繁的提及，但是大多数人对它有一些模糊的理解，为了更清晰的理解和掌握这个术语的概念和技术，特别是从技术的角度出发，需要对它有一个较为明确的定义。
本模块一下将首先通过给出云计算的定义，之后从云计算的定义出发对云计算的基本特点进行分析介绍，最后对云计算的服务模式进行讨论分析。
