2006年3月，Amazon推出Elastic Compute Cloud 服务。2006年8月，Google提出“云计算”（Cloud Computing）概念，短短6年时间，风起“云”涌，云计算风靡一时，带来了IT行业的一场变革。特别是近两年来，云计算在高校信息化领域也产生了深刻影响，直接促使高校数据中心的建设理念和运行模式发生了改变。

　　在云时代背景下，武汉大学于2011年开始建设共享服务器群，结合学校自身的应用需求，在云计算方面展开了一系列探索和实践。

　　云计算定义

　　目前，虽然对云计算有多种理解，但业内能够达成共识的定义仍然是NIST（National Institute of Standards and Technology）提出的“5 个本质特征、3 种服务模式、4 种表现模式”。其中五个本质特征（Essential Characteristics）是：

　　1. 按需的用户自服务（On-Demand Self Service）；2.支持多种终端通过网络访问（Broad Network Access）；3.可再次分配的池化资源（Resource Pooling）；4. 支持资源快速扩展和释放的弹性能力（Rapid Elasticity）；5. 监控、优化资源的使用和计费（Measured Service）。

　　三种服务模式（Service Models）即：SaaS（Software as a Service）、PaaS（Platform as a Service）和IaaS（Infrastructure as a Service），如图1所示。

图1 云服务模式示例图（NIST_SP_500-291_Jul5A）

　　四种表现模式（Deployment Models）是：

　　1. 私有云（Private Cloud）：一个组织自用、自管或第三方管理的云；2. 团体云（Community Cloud）：多个组织共用、自管或第三方管理的云；3. 公共云（Public Cloud）：一个组织或团体拥有、向公众提供有偿服务的云；4. 混合云（Hybrid Cloud）：上述2 种或3 种云的组合。

　　云架构的建立

　　前述云的定义中已经提到了“资源”，但不够明确。我们认为，构建云的资源共5类，分别是网络资源、计算资源、存储资源、数据资源和软件资源。结合图1可以很直观地看出，如果构建云要提供SaaS或PaaS服务，这5类资源必不可少。

　　这5类资源可以分为“硬”资源和“软”资源。“硬”资源包括网络资源、计算资源和存储资源；“软”资源包括数据资源和软件资源，数据资源可以分为管理数据、应用软件处理和产生的数据，软件资源可以分为系统软件、管理与服务软件、平台与应用软件。

　　因此，可以这样来理解“云”：云是一个系统，是由网络资源、计算资源、存储资源、数据资源和软件资源构建的系统，该系统具有5个本质特征、3种服务模式和4种表现模式。

　　所以，构建云的重点在于云管理与服务软件，该软件要能够实现从资源池化到资源管理与优化、向云的“消费者”提供服务等系列功能。结合该软件的主要功能，可以给出云的层次结构，如图2所示。

图2 云的层次结构图

　　资源层：包括网络资源、计算资源和存储资源。

　　资源池化层：从目前的技术看，虚拟化几乎是唯一的解决方案。通过对网络资源、计算资源、存储资源的虚拟化形成资源池，为上一层提供资源监控、管理和优化的条件，为资源共享和提高利用率打下基础。

　　资源监控与管理层：该层主要实现资源监控、动态调度与优化、虚拟机在线迁移、物理机负载均衡、高可用、虚拟机在线备份与恢复、网络带宽分配、存储备份等功能。其中，动态调度与优化指当一个应用的资源不足时，可动态为其增加资源，当一个应用的资源有空闲时，可将其资源回收到资源池中；在线迁移指当物理机需要停机维护时，虚拟机能够在线迁移到另一台物理机上，保证服务不会中断；物理机负载均衡指当一台物理机高负载时，可在不停机的前提下，自动将其上的虚拟机迁移到另一台负载较轻的物理机上；高可用指当一台物理机发生故障时，运行在其上的虚拟机能够在另一台物理机上迅速启动，最大限度地保证服务的连续性。

　　服务层：该层主要实现用户自服务门户、用户与权限管理、流程管理、计费管理、日志管理、安全管理、模板定制与自动部署、应用监控、应用负载均衡、智能终端支持等功能。

　　按上述方式构建的云已经能够提供IaaS服务了，如果需要提供PaaS和SaaS服务，相应地需要一些应用软件资源加入到资源池中，并纳入资源管理和计费系统。