一、什么是云盘算？
云盘算（英语：Cloud Computing），也被意译为网络盘算，是一种基于互联网的盘算方式，通过这种方式，共享的软硬件资源（存储空间）和信息（信息服务）可以按需求提供给盘算机各种终端和其他装备，利用服务商提供的电脑基建作盘算和资源。
二、谁在利用云盘算？
生活中常见的云盘算提供商？ 各种范例、规模和行业的组织都将云用于各种利用案例，比方数据备份、灾难恢复、电子邮件、假造桌面、软件开辟和测试、大数据分析以及面向客户的 Web 应用步伐。比方，医疗保健公司正在利用云为患者开辟更多个性化治疗方法。金融服务公司正在利用云为及时欺诈检测和预防提供支持。视频游戏制作商正在利用云为全球数百万玩家提供在线游戏。 阿里云、亚马逊云（aws）、腾讯云、金山云、百度云等等
三、云盘算的发展历史？
1959年，Christopher Strachey发表的假造化技能。
1969年，阿帕网（ARPANET）问世奠定了Internet存在和发展的基础。
1999年，Salesforce.com成立，称为第一家通过网站提供企业应用步伐的公司，同年，Google成立，所提供的搜刮服务可以返回海量搜刮结果。
2006年，Google首席执行官Eric Schmidt在搜刮引擎大会首次提出“云盘算”的概念；同年，亚马逊推出弹性盘算云服务。
2007年10月，谷歌与IBM开始在美国大学校园，包括卡内基美隆大学、麻省理工学院、斯坦福大学、加州大学柏克莱分校及马里兰大学等，推广云盘算的 操持，这项操持盼望能降低分布式盘算技能在学术研究方面的成本，并为这些大学提供相关的软硬件装备及技能支持（包括数百台个人电脑及BladeCenter与System x服务器，这些盘算平台将提供1600个处置处罚器，支持包括Linux、Xen、Hadoop等开放源代码平台）。而弟子则可以透过网络开辟各项以大规模盘算为基础的研究操持。
2008年1月30日，谷歌公布在台湾启动“云盘算学术操持”，将与台湾台大、交大等学校合作，将这种先进的大规模、快速盘算技能推广到校园。
2008年7月29日，雅虎、惠普和英特尔公布一项涵盖美国、德国和新加坡的联合研究操持，推出云盘算研究测试床，推进云盘算。该操持要与合作同伴创建6个数据中央作为研究试验平台，每个数据中央配置1400个至4000个处置处罚器。这些合作同伴包括新加坡资讯通信发展管理局、德国卡尔斯鲁厄大学Steinbuch盘算中央、美国伊利诺大学香宾分校、英特尔研究院、惠普实验室和雅虎。
2008年8月3日，美国专利商标局网站信息显示，戴尔正在申请“云盘算”（Cloud Computing）商标，此举旨在加强对这一将来可能重塑技能架构的术语的控制权。戴尔在申请文件中称，云盘算是“在数据中央和巨型规模的盘算情况中，为他人提供盘算机硬件定制制造”。
2010年3月5日，Novell与云安全联盟（CSA）共同公布一项供应商中立项目，名为“可信托云盘算项目”。
2010年7月，美国国家航空航天局和包括Rackspace、AMD、Intel、戴尔等支持厂商共同公布“OpenStack”开放源码项目，微软在2010年10月表示支持OpenStack与Windows Server 2008 R2的集成；而Ubuntu已把OpenStack加至11.04版本中。
2011年2月，思科体系正式加入OpenStack，重点研制OpenStack的网络服务。
2011年，苹果发布了iCloud，让人们随时，随地的存储和共享内容。
2012年，谷歌发布GoogleDrive，为喜欢收集数据的人提供了免费的云存储空间。
2013年，IBM收购SoftLayer，提供业界领先的私有云办理方案。
2014年，微软正式宣告Micrsoft Azure在中国式商用；同年，微软Office 365正式落地。同年，Google发布K8s的开源项目。
2016年，微软公布Micrsoft Philanthroples操持；同年，VMware和亚马逊旗下公司Amazon Web Services达成战略联盟。
2017年，AWS公布创建了新的基于KVM假造化引擎。
四、云盘算的根本头脑
五、云盘算根本特性
- 按需自助服务 指的是用户可以根据自己的需要去购买资源。可以自己在云平台的管理控制台自助方式去完成，无需人工干预。
- 无处不在的网络服务 指的是我们利用网络来获取云盘算提供商的服务，就像我们利用电网来获取电能一样。
- 弹性敏捷 指的是云盘算可以很好的顺应需求的厘革，云上的资源随时根据需要自动分配或接纳。
- 资源池化 指的是云平台上的各类软硬件资源和服务被组合在一起形成了资源池，方便用户按需租用资源。
- 可度量 指的是利用云上的资源利用了多少是可以度量的体系会根据利用的资源的规模按量计费。
六、云盘算的摆设模型
1.公有云
公有云是一种云盘算，由第三方服务提供商通过公用互联网向用户提供盘算资源，包括从即用型软件应用到单个假造机 (VM)，再到完整的企业级基础架构和开辟平台的任何内容。 这些资源可能免费提供，也可能会根据基于订阅或按利用量付费的订价模式出售访问权限。（之前说过的阿里云这些，可以这样明白公有云就像是一个大型的超市，当我们去超市的时间，是不是会看见一些免费试吃的东西和需要付费的东西。）
2.私有云
私有云是专为某家企业运营的云基础架构。 通常，私有云托管在本地，位于客户自己的防火墙内，但也可以托管在专用云提供商或第三方基础架构之上。 在这两种情况下，客户都对基础架构具有专属的单独访问权限。 私有云支持企业利用云的服从，同时加强资源控制，提升数据安全性和合规性，并能避免与其他云客户共享资源可能带来的性能和安全影响。 一个通俗易懂的比喻是，私有云盘算就像单户住宅，而公有云盘算就像在多单元修建中租用一间或一栋公寓。
3.混淆云
混淆云融合私有云和公有云，利用技能和管理工具，让企业根据需要在两者之间无缝迁徙工作负载，进而实现最佳性能、安全性、合规性和成本效益。 比方，借助混淆云，企业可将无法轻松上云的敏感数据和原有任务关键型应用生存在本地，同时利用公有云摆设 SaaS 应用，利用 PaaS 快速摆设新应用，以及利用 IaaS 按需提供额外的存储或盘算容量。 大多数企业云采用者都选择混淆云架构，这便于他们灵活地为每个工作负载选择最佳云情况（公有云或私有云），大概随着需求的厘革在不同云之间迁徙工作负载。
七、云的分类
八、什么是云存储？
云存储是一种云盘算模型，该模型可以通过云盘算提供商将数据和文件存储在互联网上，而您可以通过公共互联网或专用的专用网络连接访问这些数据和文件。提供商安全地存储、管理并维护存储服务器、基础设施和网络，以确保您在需要时可以大概以几乎无限的规模和弹性容量访问数据。借助云存储，您无需购买和管理自己的数据存储基础设施，这样就可提供敏捷性、可扩展性和耐用性，并可随时随地访问数据。
九、云存储服务模型
云盘算的模型主要有三种。每种模型代表着云盘算堆栈的一个独特部门。
1.基础设施即服务 (Infrastructure as a service，IaaS)
消费者利用“基础盘算资源”，如处置处罚能力、存储空间、网络组件或中心件。消费者能掌控操纵体系、存储空间、已摆设的应用步伐及网络组件（如防火墙、负载均衡器等），但并不掌控云基础架构。比方：Amazon AWS EC2、Rackspace。卖盘算资源的。
2.平台即服务 (Platform as a service，PaaS)
消费者利用主机操纵应用步伐。消费者掌控运作应用步伐的情况（也拥有主机部门掌控权），但并不掌控操纵体系、硬件或运作的网络基础架构。平台通常是应用步伐基础架构。比方：谷歌 App Engine。卖开辟情况的。
3.软件即服务 (Software as a service，SaaS)
消费者利用应用步伐，但并不掌控操纵体系、硬件或运作的网络基础架构。是一种服务观念的基础，软件服务供应商，以租赁的概念提供客户服务，而非购买，比力常见的模式是提供一组账号密码。比方：Adobe Creative Cloud，Microsoft CRM与Salesforce.com。卖软件的。
这些摆设给我们的层次结构
十、存储的发展历史？
说到存储，就需要追溯到我们古代的结绳记事，渐渐到甲骨文的发现，再到背面的竹简、造纸术、印刷术等等，这些都是古代的存储技能的发展。回到我们近代，随着技能的进步，渐渐诞生了
1. 磁带和硬盘存储（1950年代-1980年代）：
磁带存储： 早期盘算机体系主要利用磁带存储数据，磁带提供了相对较大的存储容量。
硬盘存储： 随着硬盘技能的发展，硬盘渐渐替代磁带成为主要的数据存储介质。硬盘提供更快的访问速率和更高的存储密度。
2. 网络存储（1990年代-2000年代初）：
网络附加存储（NAS）： 引入了基于网络的存储，使得多台盘算机可以通过网络访问同一份存储。NAS装备成为局域网中常见的存储办理方案。
存储地区网络（SAN）： SAN技能提供了高性能、高可用性的块级存储，适用于需要大规模数据交换和共享的企业情况。
3. 分布式存储和假造化（2000年代中期-2010年代初）：
分布式存储体系： 随着大规模数据的爆发式增长，分布式存储体系如Hadoop Distributed File System（HDFS）等开始崭露锋芒，以顺应大规模数据处置处罚的需求。
假造化技能： 服务器假造化和存储假造化技能的鼓起使得资源管理更为灵活，同时进步了硬件利用率。
4. 全闪存和混淆云（2010年代中期-至今）：
全闪存阵列： 传统存储体系渐渐采用全闪存技能，进步了存储性能和响应速率。
混淆云和多云战略： 企业开始将传统存储与云存储联合，采用混淆云和多云战略，以进步灵活性和降低成本。
5. 超融合（2010年代末-至今）：
超融合基础设施（HCI）： 超融合体系集成了盘算、存储、网络等多个基础设施组件，简化了数据中央的管理和维护，提供了更加灵活和可扩展的存储办理方案。
6. 边缘存储和物联网（比年来）：
边缘存储： 随着边缘盘算和物联网的发展，存储需求从数据中央延伸到边缘装备，边缘存储越来越紧张。
物联网存储： 存储体系渐渐顺应大量物联网装备生成的数据，提供顺应性更强、更及时的存储办理方案。
十一、存储介质的发展？
存储介质是数据存储的关键。让我们看看存储介质的言表过程吧！
1951 年，磁带首次被用在盘算机上存储数据。
1956 年，天下第一块硬盘驱动器出现。其容量只有 5MB，随机访问每秒读写次数(Input/Output Operations Per Second，IOPS)约莫为1.5 次，单个IO 延时为600ms。该磁盘的运输需要借助飞机。
1968 年，8 英寸软盘被开辟出来。
1980年，闪存登上了存储的历史舞台。
1983 年，借助于巨磁阻、垂直记录、充氨等技能，磁盘开始小型化，成为桌面级磁盘，单盘容量也达到 2.52GB 以上，IOPS 提升到了160次。和第一代磁盘相比，其各方面能力有了巨大的提升。 在这样的背景下，以NAND型闪存（NAND Flash Memory，NAND Flash）为代表的固态硬盘（Solid State Disk，SSD）应运而生。
NAND Flash
NAND Flash（非易失性闪存）是一种非易失性存储技能，通常用于构建闪存装备，如固态硬盘（SSD）、USB闪存驱动器、存储卡等。它是一种基于闪存电池的存储技能，与传统的硬盘驱动器（HDD）相比，具有较快的读/写速率、更小的体积、更轻的重量和更低的能耗。NAND Flash的名称源自逻辑门 NAND（非与非），这是一种根本的逻辑门电路。NAND Flash存储单元是由浮动栅（floating gate）构成的，而浮动栅的状态（是否带电）决定了存储单元的状态，表示0或1。
NAND Flash的特点包括：
非易失性： 数据在断电时仍然保持，不需要持续的电源供应。
快速读/写速率： NAND Flash具有较快的读取和写入速率，使其成为许多存储装备的理想选择。
高密度存储： NAND Flash芯片可以实现高密度的存储，因为它们可以在同一芯片上集成大量的存储单元。
低功耗： 相对于传统的机器硬盘驱动器，NAND Flash通常具有较低的功耗。
耐用性： NAND Flash具有较长的擦写寿命，即可以擦写多次而不粉碎。
NAND Flash的不同范例包括单层式存储单元SLC（Single-Level Cell）、多层式存储单元MLC（Multi-Level Cell）、三层式存储单元TLC（Triple-Level Cell）和四层存储单元QLC（Quad-Level Cell），它们在每个存储单元中存储位数不同，从而影响了存储密度和性能。
NVMe SSD
NVMe（NVM Express）代表非易失性内存表达（Non-Volatile Memory Express），是一种用于连接盘算机体系和固态硬盘（SSD）的接口和协议。NVMe SSD是一种利用NVMe接口的固态硬盘，与传统的SATA接口相比，它提供更高的性能和更低的耽误。NVMe SSD通常用于需要高速数据传输和响应速率的应用，如高性能盘算、数据中央服务器、工作站等。
通过 NVMe接口代替了传统的串行高级技能附件(Serial Advanced Technology Attachment,SATA)/串行连接SCSI(Serial Attached SCSl)接口及其协议，CPU和硬盘之间的交互直接通过高速串行盘算机扩展(Peripheral ComponentInterconnect express，PCIe)总线完成，应用层采用高性能的NVMe 下令及其协议进行数据及控制交互。接口层面的改变拉近了 CPU 和硬盘的距离，可以更好地发挥半导体存储介质的性能。
在非常断电的情况下，NVMeSSD 内部缓存中的数据在超级电容的掩护下得到持久化，包管了数据的可靠性。和传统存储介质相比，NVMeSSD的性能要远远优于传统磁盘和SATASSD。NVMeSSD与SATASSD及机器硬盘(Hard DiskDrive，HDD)的性能对比。
十二、存储体系架构的演变
第一阶段，硬件主导的存储体系架构，硬件在存储体系操持过程中占较大比例。
第二阶段，软件主导的存储体系架构，以软件界说的方式实现存储体系的功能。
第三阶段，面向云端的软硬件协同存储体系架构，重新界说硬件和软件的边界，协同操持，最大限度地发挥硬件的能力和软件的灵活性，构建面向数据中央的大规模分布式存储。
硬件主导的存储体系架构
早期的存储体系操持都以硬件为核心，为了实现高效的 10 处置处罚，需要操持公道的硬件体系结构。随着以x86为核心的存储服务器平台渐渐成熟，存储体系的操持开始基于 x86 服务器架构，通过高速互连将 x86 服务器连接。此时的存储节点硬件会有一定程度的定制，包管存储节点的可靠性和I/O性能。
双控磁盘阵列是企业传统存储的典范架构，如图所示。该架构由两个存储控制器构成，存储控制器之间通过高速互连连接。阵列的前端通过光纤通道(Fibre Channel，FC)大概Internet小型盘算机体系接口(Internet Small Computer SystemImnterface，iSCSI)协议导出逻辑卷，后端通过SAS扩展器连接磁盘，构成纵向扩展的架构。
单阵列的存储规模比力小。为了构建大规模存储体系，在阵列的基础上采用存储地区网络文件体系(Storage Area Network File System，SAN File System)构建集群存储体系是常用的技能手段，如图所示。
这种体系通常提供标准可移植操纵体系接口(Portable Operating System Interface，POSIX)语义的网络直连存储(NetworkAttached Storage，NAS)服务，广泛应用在非线性编辑等领域。存储地区网络文件体系的架构特点和现在的分布式存储体系相似，采用数据与元数据分离的操持方式，元数据通过专门的服务器--元数据服务器(Meta Data Server，MDS)提供服务。在盘算端安装客户端软件，在访问用户数据时，起首访问元数据服务器并获取数据存放的位置，然后直接访问后端的阵列获取数据。在元数据服务器上可以实现名字空间(Name Space)的管理，从而构建全局统一的集群文件体系。为了包管可靠性，元数据服务器可以采用多机冗余的方式，确保在单点故障情况下的业务可用性。
十三、软件主导存储体系结构
1.中央化分布式存储架构
中央化分布式存储架构和传统的集群存储体系非常类似。如图所示，整个体系由三大部门组成:数据存储节点(Chunk Server)、元数据服务节点(Master）和客户端(Client)。数据存储节点负责存储介质的管理，对外提供单机数据存储的服务;元数据服务节点负责分布式体系的管理和元数据服务;客户端提供分布式存的接入与访问。在这种架构中，元数据服务节点提供了中央化的服务，为相识决中央化节点的服务可用性和可靠性问题，需通过 Paxos 协议构建中央化服务组。
2.去中央化分布式存储架构
去中央化分布式存储架构和中央化分布式存储架构不同，不再依靠中央化的元数据服务节点，元数据通过一致性哈希(Hash)函数等数学规则实现数据分布。如图 1-16所示，采用去中央化架构构建了大规模分布式存储体系。中央化和去中央化的架构在数据中央都得到了大量应用，但是中央化分布式存储架构应用更加普遍，可控性更好。中央化分布式存储架构中存在的元数据服务性能瓶颈问题，可以通太过布式元数据服务的方式，扩展元数据服务的能力来办理。
十四、面向云端的软硬件协同存储体系架构
软件界说存储技能在云存储场景得到了大规模应用，通过软件的方式对硬件进行容错，从而实现体系的可靠性。新硬件技能及云存储技能的发展，要求体系在相同确件成本的基础上发挥更大的效能。比方，存储盘给软件体系提供块装备(Block)接口在块装备的基础上实现存储体系。NAND Flash半导体存储介质在存储领域得到了规模化应用，为了兼容原来的体系，需要在 NAND Flash 的基础之上实现存储假造化层通过该存储假造化层将 NAND Flash 封装成块装备接口。存储体系软件栈本身就是层存储假造化层，因此从全链路视角来看，可以发现有许多存储假造化层，而这些在储假造化层相互独立，会引入额外的开销，让团体体系的性能无法达到最佳。
为相识决该类问题，需要打破原有的接口模式，从端至端的角度重新界说分层结构，以及软件与硬件之间的协同与接口方式。比方，基于NAND Flash 的固态硬盘可以放弃原来的 Block接口，直接采用类似对象的Zone接口，将NAND Flash 的追加写(Append Write)的特性暴露给存储软件层，在固态硬盘内部不再做复杂的映射转换层，数据在 NAND Flash上的放置直接在存储软件层实现。如图1-17所示，采用面向云的软硬件协同存储体系架构操持方式，演进分布式存储软件和硬件，从而最大化地发挥软硬件的性能，在保持硬件成本稳定的情况下，提升全栈存储效能。
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