云計(jì)算

概述

“云”實(shí)質(zhì)上就是一個(gè)網(wǎng)絡(luò)，狹義上講，云計(jì)算就是一種提供資源的網(wǎng)絡(luò)，使用者可以隨時(shí)獲取“云”上的資源，按需求量使用，并且可以看成是無限擴(kuò)展的，只要按使用量付費(fèi)就可以，“云”就像自來水廠一樣，我們可以隨時(shí)接水，并且不限量，按照自己家的用水量，付費(fèi)給自來水廠就可以。2

從廣義上說，云計(jì)算是與信息技術(shù)、軟件、互聯(lián)網(wǎng)相關(guān)的一種服務(wù)，這種計(jì)算資源共享池叫做“云”，云計(jì)算把許多計(jì)算資源集合起來，通過軟件實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化管理，只需要很少的人參與，就能讓資源被快速提供。也就是說，計(jì)算能力作為一種商品，可以在互聯(lián)網(wǎng)上流通，就像水、電、煤氣一樣，可以方便地取用，且價(jià)格較為低廉。2

總之，云計(jì)算不是一種全新的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，而是一種全新的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用概念，云計(jì)算的核心概念就是以互聯(lián)網(wǎng)為中心，在網(wǎng)站上提供快速且安全的云計(jì)算服務(wù)與數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，讓每一個(gè)使用互聯(lián)網(wǎng)的人都可以使用網(wǎng)絡(luò)上的龐大計(jì)算資源與數(shù)據(jù)中心。2

云計(jì)算是繼互聯(lián)網(wǎng)、計(jì)算機(jī)后在信息時(shí)代又一種新的革新，云計(jì)算是信息時(shí)代的一個(gè)大飛躍，未來的時(shí)代可能是云計(jì)算的時(shí)代，雖然目前有關(guān)云計(jì)算的定義有很多，但總體上來說，云計(jì)算雖然有許多的含義，但概括來說，云計(jì)算的基本含義是一致的，即云計(jì)算具有很強(qiáng)的擴(kuò)展性和需要性，可以為用戶提供一種全新的體驗(yàn)，云計(jì)算的核心是可以將很多的計(jì)算機(jī)資源協(xié)調(diào)在一起，因此，使用戶通過網(wǎng)絡(luò)就可以獲取到無限的資源，同時(shí)獲取的資源不受時(shí)間和空間的限制。3

云計(jì)算指通過計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)(多指因特網(wǎng))形成的計(jì)算能力極強(qiáng)的系統(tǒng)，可存儲(chǔ)、集合相關(guān)資源并可按需配置，向用戶提供個(gè)性化服務(wù)。

產(chǎn)生背景

互聯(lián)網(wǎng)自1960年開始興起，主要用于軍方、大型企業(yè)等之間的純文字電子郵件或新聞集群組服務(wù)。直到1990年才開始進(jìn)入普通家庭，隨著web網(wǎng)站與電子商務(wù)的發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)成為了目前人們離不開的生活必需品之一。云計(jì)算這個(gè)概念首次在2006年8月的搜索引擎會(huì)議上提出，成為了互聯(lián)網(wǎng)的第三次革命。2

云計(jì)算也正在成為信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的戰(zhàn)略重點(diǎn)，全球的信息技術(shù)企業(yè)都在紛紛向云計(jì)算轉(zhuǎn)型。我們舉例來說，每家公司都需要做數(shù)據(jù)信息化，存儲(chǔ)相關(guān)的運(yùn)營數(shù)據(jù)，進(jìn)行產(chǎn)品管理，人員管理，財(cái)務(wù)管理等，而進(jìn)行這些數(shù)據(jù)管理的基本設(shè)備就是計(jì)算機(jī)了。2

對(duì)于一家企業(yè)來說，一臺(tái)計(jì)算機(jī)的運(yùn)算能力是遠(yuǎn)遠(yuǎn)無法滿足數(shù)據(jù)運(yùn)算需求的，那么公司就要購置一臺(tái)運(yùn)算能力更強(qiáng)的計(jì)算機(jī)，也就是服務(wù)器。而對(duì)于規(guī)模比較大的企業(yè)來說，一臺(tái)服務(wù)器的運(yùn)算能力顯然還是不夠的，那就需要企業(yè)購置多臺(tái)服務(wù)器，甚至演變成為一個(gè)具有多臺(tái)服務(wù)器的數(shù)據(jù)中心，而且服務(wù)器的數(shù)量會(huì)直接影響這個(gè)數(shù)據(jù)中心的業(yè)務(wù)處理能力。除了高額的初期建設(shè)成本之外，計(jì)算機(jī)的運(yùn)營支出中花費(fèi)在電費(fèi)上的金錢要比投資成本高得多，再加上計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)的維護(hù)支出，這些總的費(fèi)用是中小型企業(yè)難以承擔(dān)的，于是云計(jì)算的概念便應(yīng)運(yùn)而生了。2

發(fā)展歷程

現(xiàn)如今，云計(jì)算被視為計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域的一次革命，因?yàn)樗某霈F(xiàn)，社會(huì)的工作方式和商業(yè)模式也在發(fā)生巨大的改變。1

追溯云計(jì)算的根源，它的產(chǎn)生和發(fā)展與之前所提及的并行計(jì)算、分布式計(jì)算等計(jì)算機(jī)技術(shù)密切相關(guān)，都促進(jìn)著云計(jì)算的成長。但追溯云計(jì)算的歷史，可以追溯到1956年，ChristopherStrachey發(fā)表了一篇有關(guān)虛擬化的論文，正式提出了虛擬化的概念。虛擬化是今天云計(jì)算基礎(chǔ)架構(gòu)的核心，是云計(jì)算發(fā)展的基礎(chǔ)。而后隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，逐漸孕育了云計(jì)算的萌芽。1

在上世紀(jì)的90年代，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)了大爆炸，出現(xiàn)了以思科為代表以一系列公司，隨即網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)泡沫時(shí)代。1

在2004年，Web2.0會(huì)議舉行，Web2.0成為當(dāng)時(shí)的熱點(diǎn)，這也標(biāo)志著互聯(lián)網(wǎng)泡沫破滅，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)發(fā)展進(jìn)入了一個(gè)新的階段。在這一階段，讓更多的用戶方便快捷地使用網(wǎng)絡(luò)服務(wù)成為會(huì)聯(lián)網(wǎng)發(fā)展亟待解決的問題，與此同時(shí)，一些大型公司也開始致力于開發(fā)大型計(jì)算能力的技術(shù)，為用戶提供了更加強(qiáng)大的計(jì)算處理服務(wù)。1

在2006年8月9日，Google首席執(zhí)行官埃里克·施密特（Eric Schmidt）在搜索引擎大會(huì)（SESSanJose2006）首次提出“云計(jì)算”（Cloud Computing）的概念。這是云計(jì)算發(fā)展史上第一次正式地提出這一概念，有著巨大的歷史意義。1

2007年以來，“云計(jì)算”成為了計(jì)算機(jī)領(lǐng)域最令人關(guān)注的話題之一，同樣也是大型企業(yè)、互聯(lián)網(wǎng)建設(shè)著力研究的重要方向。因?yàn)樵朴?jì)算的提出，互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和IT服務(wù)出現(xiàn)了新的模式，引發(fā)了一場(chǎng)變革。1

在2008年，微軟發(fā)布其公共云計(jì)算平臺(tái)（Windows Azure Platform），由此拉開了微軟的云計(jì)算大幕。同樣，云計(jì)算在國內(nèi)也掀起一場(chǎng)風(fēng)波，許多大型網(wǎng)絡(luò)公司紛紛加入云計(jì)算的陣列。1

2009年1月，阿里軟件在江蘇南京建立首個(gè)“電子商務(wù)云計(jì)算中心”。同年11月，中國移動(dòng)云計(jì)算平臺(tái)“大云”計(jì)劃啟動(dòng)。到現(xiàn)階段，云計(jì)算已經(jīng)發(fā)展到較為成熟的階段。1

2019年8月17日，北京互聯(lián)網(wǎng)法院發(fā)布《互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)司法應(yīng)用白皮書》。發(fā)布會(huì)上，北京互聯(lián)網(wǎng)法院互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)司法應(yīng)用中心揭牌成立。

2020年我國云計(jì)算市場(chǎng)規(guī)模達(dá)到1781億元，增速為33.6%。其中，公有云市場(chǎng)規(guī)模達(dá)到990.6億元，同比增長43.7%，私有云市場(chǎng)規(guī)模達(dá)791.2億元，同比增長22.6%。

特點(diǎn)

云計(jì)算的可貴之處在于高靈活性、可擴(kuò)展性和高性比等，與傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用模式相比，其具有如下優(yōu)勢(shì)與特點(diǎn)：5

1、虛擬化技術(shù)。

必須強(qiáng)調(diào)的是，虛擬化突破了時(shí)間、空間的界限，是云計(jì)算最為顯著的特點(diǎn)，虛擬化技術(shù)包括應(yīng)用虛擬和資源虛擬兩種。眾所周知，物理平臺(tái)與應(yīng)用部署的環(huán)境在空間上是沒有任何聯(lián)系的，正是通過虛擬平臺(tái)對(duì)相應(yīng)終端操作完成數(shù)據(jù)備份、遷移和擴(kuò)展等。5

2、動(dòng)態(tài)可擴(kuò)展。

云計(jì)算具有高效的運(yùn)算能力，在原有服務(wù)器基礎(chǔ)上增加云計(jì)算功能能夠使計(jì)算速度迅速提高，最終實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)擴(kuò)展虛擬化的層次達(dá)到對(duì)應(yīng)用進(jìn)行擴(kuò)展的目的。5

3、按需部署。

計(jì)算機(jī)包含了許多應(yīng)用、程序軟件等，不同的應(yīng)用對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)資源庫不同，所以用戶運(yùn)行不同的應(yīng)用需要較強(qiáng)的計(jì)算能力對(duì)資源進(jìn)行部署，而云計(jì)算平臺(tái)能夠根據(jù)用戶的需求快速配備計(jì)算能力及資源。5

4、靈活性高。

目前市場(chǎng)上大多數(shù)IT資源、軟、硬件都支持虛擬化，比如存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)、操作系統(tǒng)和開發(fā)軟、硬件等。虛擬化要素統(tǒng)一放在云系統(tǒng)資源虛擬池當(dāng)中進(jìn)行管理，可見云計(jì)算的兼容性非常強(qiáng)，不僅可以兼容低配置機(jī)器、不同廠商的硬件產(chǎn)品，還能夠外設(shè)獲得更高性能計(jì)算。5

5、可靠性高。

倘若服務(wù)器故障也不影響計(jì)算與應(yīng)用的正常運(yùn)行。因?yàn)閱吸c(diǎn)服務(wù)器出現(xiàn)故障可以通過虛擬化技術(shù)將分布在不同物理服務(wù)器上面的應(yīng)用進(jìn)行恢復(fù)或利用動(dòng)態(tài)擴(kuò)展功能部署新的服務(wù)器進(jìn)行計(jì)算。5

6、性價(jià)比高。

將資源放在虛擬資源池中統(tǒng)一管理在一定程度上優(yōu)化了物理資源，用戶不再需要昂貴、存儲(chǔ)空間大的主機(jī)，可以選擇相對(duì)廉價(jià)的PC組成云，一方面減少費(fèi)用，另一方面計(jì)算性能不遜于大型主機(jī)。5

7、可擴(kuò)展性。

用戶可以利用應(yīng)用軟件的快速部署條件來更為簡(jiǎn)單快捷的將自身所需的已有業(yè)務(wù)以及新業(yè)務(wù)進(jìn)行擴(kuò)展。如，計(jì)算機(jī)云計(jì)算系統(tǒng)中出現(xiàn)設(shè)備的故障，對(duì)于用戶來說，無論是在計(jì)算機(jī)層面上，亦或是在具體運(yùn)用上均不會(huì)受到阻礙，可以利用計(jì)算機(jī)云計(jì)算具有的動(dòng)態(tài)擴(kuò)展功能來對(duì)其他服務(wù)器開展有效擴(kuò)展。這樣一來就能夠確保任務(wù)得以有序完成。在對(duì)虛擬化資源進(jìn)行動(dòng)態(tài)擴(kuò)展的情況下，同時(shí)能夠高效擴(kuò)展應(yīng)用，提高計(jì)算機(jī)云計(jì)算的操作水平。5

服務(wù)類型

通常，它的服務(wù)類型分為三類，即基礎(chǔ)設(shè)施即服務(wù)(IaaS)、平臺(tái)即服務(wù)(PaaS)和軟件即服務(wù)(SaaS)。這3種云計(jì)算服務(wù)有時(shí)稱為云計(jì)算堆棧，因?yàn)樗鼈儤?gòu)建堆棧，它們位于彼此之上，以下是這三種服務(wù)的概述：6

1、基礎(chǔ)設(shè)施即服務(wù)（IaaS)

基礎(chǔ)設(shè)施即服務(wù)是主要的服務(wù)類別之一，它向云計(jì)算提供商的個(gè)人或組織提供虛擬化計(jì)算資源，如虛擬機(jī)、存儲(chǔ)、網(wǎng)絡(luò)和操作系統(tǒng)。6

2、平臺(tái)即服務(wù)(PaaS)

平臺(tái)即服務(wù)是一種服務(wù)類別，為開發(fā)人員提供通過全球互聯(lián)網(wǎng)構(gòu)建應(yīng)用程序和服務(wù)的平臺(tái)。Paas為開發(fā)、測(cè)試和管理軟件應(yīng)用程序提供按需開發(fā)環(huán)境。6

3、軟件即服務(wù)(SaaS)

軟件即服務(wù)也是其服務(wù)的一類，通過互聯(lián)網(wǎng)提供按需軟件付費(fèi)應(yīng)用程序，云計(jì)算提供商托管和管理軟件應(yīng)用程序，并允許其用戶連接到應(yīng)用程序并通過全球互聯(lián)網(wǎng)訪問應(yīng)用程序。6

云計(jì)算產(chǎn)業(yè)鏈結(jié)構(gòu)及圖譜

芯片

1.CPU

（1）概念/定義

CPU 由數(shù)百萬個(gè)晶體管組成，可以有多個(gè)處理內(nèi)核，通常被稱為計(jì)算機(jī)的大腦。它是所有現(xiàn)代計(jì)算系統(tǒng)必不可少的組成部分，因?yàn)樗鼒?zhí)行計(jì)算機(jī)和操作系統(tǒng)所需的命令和流程。在確定程序運(yùn)行速度方面（從網(wǎng)頁瀏覽到構(gòu)建電子表格），CPU 也很重要。11

（2）分類

a）根據(jù)指令集分類：

CISC（Complex Instruction Set Computer）：復(fù)雜指令系統(tǒng)計(jì)算機(jī)，指令集較為復(fù)雜，一條指令可以完成多個(gè)操作，在CISC指令處理器中，程序的各條指令是按順序串行執(zhí)行的，每條指令中的各個(gè)操作也是按順序串行執(zhí)行的。順序執(zhí)行的優(yōu)點(diǎn)是控制簡(jiǎn)單，但計(jì)算機(jī)各部分的利用率不高，執(zhí)行速度較慢，如x86架構(gòu)的CPU。

RISC（Reduced Instruction Set Computer）：精簡(jiǎn)指令集計(jì)算機(jī)，是基于集成電路進(jìn)行設(shè)計(jì)的一種芯片，對(duì)于指令的數(shù)目以及尋址的方式進(jìn)行了改進(jìn)，使得實(shí)現(xiàn)更加容易，提高了指令的并行執(zhí)行程度和編譯器效率，如ARM架構(gòu)的CPU。

b）根據(jù)處理器數(shù)量分類：

單核CPU：只有一個(gè)處理器核心，不利于同時(shí)運(yùn)行多個(gè)程序，執(zhí)行起來速度慢，容易卡頓。

多核CPU：有多個(gè)處理器核心，可以同時(shí)處理多個(gè)任務(wù)，執(zhí)行起來速度快，更流暢，不容易卡頓。

c）根據(jù)用途分類：

桌面CPU：主要應(yīng)用于個(gè)人計(jì)算機(jī)（臺(tái)式機(jī)、筆記本電腦）。

服務(wù)器CPU：主要用于服務(wù)器，對(duì)運(yùn)算性能和穩(wěn)定性要求更高。桌面和服務(wù)器CPU主要廠商為Intel和AMD。

移動(dòng)端CPU：主要用于各種手機(jī)和平板中，對(duì)功耗、可靠性要求較高，主流的移動(dòng)端CPU廠商主要有蘋果、高通、聯(lián)發(fā)科、華為和三星五家品牌。

嵌入式CPU：主要用于汽車電子、工業(yè)控制與自動(dòng)化、智能電網(wǎng)等領(lǐng)域，對(duì)功耗、穩(wěn)定性有較高要求。

2.BMC

（1）概念/定義

基板管理控制器（baseboard management controller）是服務(wù)器管理體系結(jié)構(gòu)前端的一個(gè)微處理器。主要通過智能管理平臺(tái)接口管理服務(wù)器系統(tǒng)，提供資產(chǎn)管理、健康狀態(tài)檢測(cè)、事件記錄、遠(yuǎn)程控制和服務(wù)等。12

它是獨(dú)立于服務(wù)器系統(tǒng)之外的小型操作系統(tǒng)，集成在主板上，通過監(jiān)控系統(tǒng)的電源、溫度等關(guān)鍵因素，確保系統(tǒng)處于正常運(yùn)行狀態(tài)，從而為平臺(tái)管理提供更優(yōu)化的支持。

（2）功能

設(shè)備信息管理：BMC具有記錄服務(wù)器、機(jī)箱和主板等信息的功能。

狀態(tài)監(jiān)控：BMC具有監(jiān)控服務(wù)器主板溫度、電壓和開關(guān)機(jī)狀態(tài)等功能。

遠(yuǎn)程管理：BMC具有遠(yuǎn)程控制服務(wù)器主機(jī)開關(guān)機(jī)、重啟等操作的功能。

日志管理：BMC具有記錄、讀取并分級(jí)管理BMC內(nèi)外部事件，服務(wù)器告警信息的功能。

BIOS管理：BMC具有配置管理BIOS功能，修改BIOS配置的功能。

告警設(shè)置：BMC具有通過 SNMP、郵件、指示燈等多種方式告警，將告警信息發(fā)送給管理員的功能。

網(wǎng)絡(luò)安全：BMC具有保證訪問安全、身份認(rèn)證和可信度量的功能。12

3.GPU

（1）概念/定義

英偉達(dá)的定義：

GPU是NVIDIA在1999年發(fā)布的GeForce256顯卡中首次提出的，最初主要關(guān)注圖形渲染和圖形處理。雖然該GPU不具備通用計(jì)算能力，但隨后研究人員將其卓越的浮點(diǎn)性能應(yīng)用于通用計(jì)算。GPU設(shè)計(jì)時(shí)將更多的晶體管用于數(shù)據(jù)處理，而不是數(shù)據(jù)緩存和流量控制，因此GPU專門用于高度并行計(jì)算，并且比CPU提供更高的指令吞吐量和內(nèi)存帶寬。13

英特爾的定義：

GPU是由許多更小、更專業(yè)的內(nèi)核組成的處理器。在多個(gè)內(nèi)核之間劃分并執(zhí)行一項(xiàng)處理任務(wù)時(shí)，通過協(xié)同工作，這些內(nèi)核可以提供強(qiáng)大的性能。GPU最初是作為專門用于加速特定3D 渲染任務(wù)的 ASIC 開發(fā)而成的。隨著時(shí)間的推移，這些功能固定的引擎變得更加可編程化、更加靈活。盡管圖形處理和當(dāng)下視覺效果越來越真實(shí)的頂級(jí)游戲仍是GPU的主要功能，但同時(shí)，它也已經(jīng)演化為用途更普遍的并行處理器，能夠處理越來越多的應(yīng)用程序。11

TE智庫的定義：

GPU，即圖形處理器，是一種專為個(gè)人電腦、工作站、游戲機(jī)和移動(dòng)設(shè)備提供圖像和圖形處理能力的微處理器。最初GPU為了解決圖形渲染問題而設(shè)計(jì)，隨著技術(shù)的進(jìn)步，GPU已逐漸發(fā)展為通用計(jì)算平臺(tái)，可廣泛應(yīng)用于各種計(jì)算任務(wù)，如科學(xué)計(jì)算、機(jī)器學(xué)習(xí)和人工智能等領(lǐng)域。

（2）分類

獨(dú)立GPU（獨(dú)立顯卡）：是一種與處理器分離的 GPU有自己的專用內(nèi)存，不與 CPU 共享。由于獨(dú)立顯卡與處理器芯片分離，有自己的內(nèi)存源和電源，因此其性能比集成顯卡更高但會(huì)消耗更多功率并產(chǎn)生大量的熱量。獨(dú)立顯卡最常見于臺(tái)式機(jī)。筆記本電腦和小型 PC 也可以包含獨(dú)立顯卡。

集成GPU（集成顯卡）：集成顯卡是一種內(nèi)置于處理器的 GPU，GPU 使用與 CPU 共享的系統(tǒng)內(nèi)存。由于集成顯卡內(nèi)置于處理器中，通常功耗更低，產(chǎn)生的熱量更少，從而延長了電池續(xù)航時(shí)間。集成顯卡的處理器通常位于外形較小的系統(tǒng)中。15

4.內(nèi)存接口芯片

（1）概念/定義

瀾起科技的定義：

內(nèi)存接口芯片是內(nèi)存模組 (俗稱內(nèi)存條) 的核心器件，作為CPU存取內(nèi)存數(shù)據(jù)的必由通路，其主要作用是提升內(nèi)存數(shù)據(jù)訪問的速度及穩(wěn)定性，以匹配CPU日益提高的運(yùn)行速度及性能。內(nèi)存接口芯片需與各種內(nèi)存顆粒及內(nèi)存模組進(jìn)行配套，并通過CPU廠商和內(nèi)存廠商針對(duì)其功能和性能 (如穩(wěn)定性、運(yùn)行速度和功耗等) 的嚴(yán)格認(rèn)證，才能進(jìn)入大規(guī)模商用階段。16

Rambus的定義：

內(nèi)存接口芯片是服務(wù)器內(nèi)存模組的核心邏輯器件。隨著數(shù)據(jù)量呈指數(shù)級(jí)增長以及AI/ML訓(xùn)練等高級(jí)工作負(fù)載的快速增長，需要在計(jì)算的各個(gè)方面不斷創(chuàng)新。Rambus提供最先進(jìn)的芯片組解決方案，例如Rambus DDR5內(nèi)存接口芯片組，能夠滿足最新一代DDR5內(nèi)存系統(tǒng)的高容量、高帶寬性能要求，使服務(wù)器和客戶端計(jì)算系統(tǒng)能夠處理要求最苛刻的工作負(fù)載和應(yīng)用程序。17

（2）分類

寄存緩沖器（RCD）：用來緩沖來自內(nèi)存控制器的地址/命令/控制信號(hào)。

數(shù)據(jù)緩沖器（DB）：用來緩沖來自內(nèi)存控制器或內(nèi)存顆粒的數(shù)據(jù)信號(hào)。

其中僅采用 RCD 芯片對(duì)地址/命令/控制信號(hào)進(jìn)行緩沖的內(nèi)存模組通常稱為RDIMM，而采用了RCD和DB套片對(duì)地址/命令/控制信號(hào)及數(shù)據(jù)信號(hào)進(jìn)行緩沖的內(nèi)存模組稱為LRDIMM。18

5.光芯片

（1）概念/定義

英特爾的定義：

光芯片是實(shí)現(xiàn)光電信號(hào)轉(zhuǎn)換的基礎(chǔ)元件，硅光子技術(shù)能夠?qū)⒐鈱W(xué)器件的強(qiáng)大功能和芯片的可擴(kuò)展性結(jié)合起來，以消除大規(guī)模云和企業(yè)數(shù)據(jù)中心的網(wǎng)絡(luò)瓶頸，為以太網(wǎng)產(chǎn)品提供高帶寬光學(xué)接口，生產(chǎn)的光芯片支持在較遠(yuǎn)的距離內(nèi)更快的數(shù)據(jù)傳輸速度。19

（2）分類

a）按光器件的分類：

有源光芯片：有源光芯片按應(yīng)用情況分為激光器光芯片和探測(cè)器光芯片，主要包括FP、DFB、EML、VCSEL、PIN以及APD芯片。

無源光芯片：無源光芯片主要包括PLC和AWG芯片。

b）按材料分類：

InP系列、GaAs系列、Si/SiO2系列、SiP系列以及LiNbO3系列。

基礎(chǔ)服務(wù)

1.服務(wù)器

（1）概念/定義

服務(wù)器是計(jì)算機(jī)的一種，它比普通計(jì)算機(jī)運(yùn)行更快、負(fù)載更高、價(jià)格更貴。服務(wù)器在網(wǎng)絡(luò)中為其它客戶機(jī)（如PC機(jī)、智能手機(jī)、ATM等終端甚至是火車系統(tǒng)等大型設(shè)備）提供計(jì)算或者應(yīng)用服務(wù)。服務(wù)器具有高速的CPU運(yùn)算能力、長時(shí)間的可靠運(yùn)行、強(qiáng)大的I/O外部數(shù)據(jù)吞吐能力以及更好的擴(kuò)展性。

（2）分類

a）按應(yīng)用層次分類

入門級(jí)服務(wù)器：小型企業(yè)、小部門需求。主要用于完成文件、打印服務(wù)等。

工作組服務(wù)器：中型部門等、不復(fù)雜的業(yè)務(wù)，比如沒有大型數(shù)據(jù)庫需要管理。

部門級(jí)服務(wù)器：能夠承載中大型數(shù)據(jù)庫、網(wǎng)站等，具有較高的可用性、可靠性、可擴(kuò)展性、可管理性。

企業(yè)級(jí)服務(wù)器：企業(yè)級(jí)服務(wù)器主要應(yīng)用于需要處理大量數(shù)據(jù)，對(duì)處理速度和可靠性要求極高的大型企業(yè)和重要行業(yè)（如金融、交通、通信等行業(yè)）。

b）按體系架構(gòu)分類

非X86服務(wù)器：是使用RISC（精簡(jiǎn)指令集）或EPIC處理器，并且主要采用UNIX和其它專用操作系統(tǒng)的服務(wù)器。

X86服務(wù)器：又稱CISC（復(fù)雜指令集）架構(gòu)服務(wù)器，即通常所講的PC服務(wù)器，它是基于PC機(jī)體系結(jié)構(gòu)，使用Intel或其它兼容x86指令集的處理器芯片和Windows操作系統(tǒng)的服務(wù)器。

c）按用途分類

通用服務(wù)器：沒有為某種服務(wù)專門設(shè)計(jì)的，可以提供各種服務(wù)功能的服務(wù)器。

功能服務(wù)器（專用服務(wù)器）：專門為某一種或某幾種功能專門設(shè)計(jì)的服務(wù)器，可以實(shí)現(xiàn)“即插即用”，無需專業(yè)人員進(jìn)行專門的軟硬件配置。

d）按照結(jié)構(gòu)分類

塔式服務(wù)器：外觀上為一臺(tái)體積比較大的PC，具備良好的擴(kuò)展能力和散熱性能，但存在機(jī)器重量相對(duì)沉重以及空間占用率高的缺點(diǎn)。

機(jī)架式服務(wù)器：可以統(tǒng)一的安裝在按照國際標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)的機(jī)柜當(dāng)中，相對(duì)塔式服務(wù)器節(jié)省了空間占用，但擴(kuò)展能力和散熱能力較差。

刀片式服務(wù)器：是指在標(biāo)準(zhǔn)高度的機(jī)架式機(jī)箱內(nèi)可插裝多個(gè)卡式的服務(wù)器單元，為特殊應(yīng)用行業(yè)和高密度計(jì)算環(huán)境專門設(shè)計(jì)。

e）按照租用類型分類

云服務(wù)器：云服務(wù)器是采用云計(jì)算技術(shù)，將多臺(tái)（不設(shè)上限）服務(wù)器的資源合并在一起，形成一個(gè)集群，再將集群中的資源分發(fā)給不同用戶。

物理服務(wù)器：物理服務(wù)器指的是“獨(dú)立服務(wù)器”，從業(yè)務(wù)角度來說，物理服務(wù)器可以自行的分配資源或者實(shí)現(xiàn)多種網(wǎng)絡(luò)功能服務(wù)，適合一些業(yè)務(wù)較大的企業(yè)。

站群服務(wù)器：站群服務(wù)器是單獨(dú)為一個(gè)網(wǎng)站或者多個(gè)網(wǎng)站配置獨(dú)立 IP 的一種服務(wù)器。一般都需要多 IP 搭配配置高的獨(dú)立服務(wù)器。

高防服務(wù)器：高防服務(wù)器是指獨(dú)立單個(gè)防御 50 G 以上的服務(wù)器類型，可以為單個(gè)客戶提供網(wǎng)絡(luò)安全維護(hù)的服務(wù)器類型。

2.路由器

（1）概念/定義

路由器（Router）是連接兩個(gè)或多個(gè)網(wǎng)絡(luò)的硬件設(shè)備，在網(wǎng)絡(luò)間起網(wǎng)關(guān)的作用，是讀取每一個(gè)數(shù)據(jù)包中的地址然后決定如何傳送的專用智能性的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。它能夠理解不同的協(xié)議，例如某個(gè)局域網(wǎng)使用的以太網(wǎng)協(xié)議，因特網(wǎng)使用的TCP/IP協(xié)議。這樣，路由器可以分析各種不同類型網(wǎng)絡(luò)傳來的數(shù)據(jù)包的目的地址，把非TCP/IP網(wǎng)絡(luò)的地址轉(zhuǎn)換成TCP/IP地址，或者反之；再根據(jù)選定的路由算法把各數(shù)據(jù)包按最佳路線傳送到指定位置。所以路由器可以把非TCP/IP網(wǎng)絡(luò)連接到因特網(wǎng)上。

（2）分類

a）按網(wǎng)絡(luò)類型分類

無線路由器：無線路由器使用以太網(wǎng)電纜連接到調(diào)制解調(diào)器。它通過將數(shù)據(jù)包從二進(jìn)制代碼轉(zhuǎn)換為無線電信號(hào)來分發(fā)數(shù)據(jù)，然后用天線無線廣播信號(hào)。無線路由器不建立 LAN；相反，它創(chuàng)建 WLAN（無線局域網(wǎng)），使用無線通信連接多個(gè)設(shè)備。

有線路由器：與無線路由器一樣，有線路由器也使用以太網(wǎng)電纜連接到調(diào)制解調(diào)器。然后它使用單獨(dú)的電纜連接到網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的一個(gè)或多個(gè)設(shè)備，創(chuàng)建一個(gè)LAN，并將該網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的設(shè)備連接到互聯(lián)網(wǎng)。

b）按功能分類

核心路由器：與家庭或小型企業(yè) LAN 內(nèi)使用的路由器不同，核心路由器由大型公司和企業(yè)使用，用于在其網(wǎng)絡(luò)內(nèi)傳輸大量的數(shù)據(jù)包。核心路由器在網(wǎng)絡(luò)的“核心”運(yùn)作，不與外部網(wǎng)絡(luò)通信。

邊緣路由器：核心路由器專門管理大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的數(shù)據(jù)流量，而邊緣路由器則同時(shí)與核心路由器和外部網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通信。邊緣路由器位于網(wǎng)絡(luò)“邊緣”，使用 BGP（邊界網(wǎng)關(guān)協(xié)議）發(fā)送和接收來自其他 LAN 和 WAN 的數(shù)據(jù)。

虛擬路由器：虛擬路由器是一種軟件應(yīng)用程序，其功能與標(biāo)準(zhǔn)硬件路由器相同。它可以使用虛擬路由器冗余協(xié)議 (VRRP) 來建立主要和備用的虛擬路由器（當(dāng)主要路由器出現(xiàn)故障時(shí)使用）。20

3.交換機(jī)

（1）概念/定義

交換機(jī)：交換是按照通信兩端傳輸信息的需要，用人工或設(shè)備自動(dòng)完成的方法，把要傳輸?shù)男畔⑺偷椒弦蟮南鄳?yīng)路由上的技術(shù)的統(tǒng)稱。交換機(jī)根據(jù)工作位置的不同，可以分為廣域網(wǎng)交換機(jī)和局域網(wǎng)交換機(jī)。廣域的交換機(jī)就是一種在通信系統(tǒng)中完成信息交換功能的設(shè)備，它應(yīng)用在數(shù)據(jù)鏈路層。交換機(jī)有多個(gè)端口，每個(gè)端口都具有橋接功能，可以連接一個(gè)局域網(wǎng)或一臺(tái)高性能服務(wù)器或工作站。實(shí)際上，交換機(jī)有時(shí)被稱為多端口網(wǎng)橋。

（2）分類

按照在網(wǎng)絡(luò)中所處的位置和分工分類：核心交換機(jī)、匯聚交換機(jī)和接入交換機(jī)，此分類法最基本和常用。

按網(wǎng)絡(luò)覆蓋程度分類：廣域網(wǎng)和局域網(wǎng)交換機(jī)。廣域網(wǎng)交換機(jī)主要是應(yīng)用于電信城域網(wǎng)互聯(lián)、互聯(lián)網(wǎng)接入等領(lǐng)域的廣域網(wǎng)中。

按照不同端口結(jié)構(gòu)分類：固定端口和模塊化交換機(jī)。

按照不同傳輸帶寬和速率分類：百兆、千兆、萬兆、十萬兆交換機(jī)等。

按照不同規(guī)模應(yīng)用分類：企業(yè)級(jí)、校園級(jí)、部門級(jí)、工作組和桌機(jī)型交換機(jī)。

按照是否支持網(wǎng)關(guān)功能分類：網(wǎng)管型和非網(wǎng)管型交換機(jī)。

按照工作協(xié)議層分類：第二層交換機(jī)、第三層交換機(jī)和第四層交換機(jī)。二層交換機(jī)是對(duì)應(yīng)于OSI／RM的第二協(xié)議層來定義的，三層交換機(jī)是對(duì)應(yīng)于OSI／RM開放體系模型的第三層來定義的，四層交換機(jī)是依據(jù)TCP/UDP（第四層）應(yīng)用端口號(hào)來定義的。

4.光模塊

（1）概念/定義

光模塊是進(jìn)行光電和電光轉(zhuǎn)換的光電子器件。光模塊的發(fā)送端把電信號(hào)轉(zhuǎn)換為光信號(hào)，接收端把光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)。光模塊按照封裝形式分類，常見的有SFP，SFP+，SFF，千兆以太網(wǎng)路界面轉(zhuǎn)換器（GBIC）等。

（2）分類

a）按功能分類：光接收模塊，光發(fā)送模塊，光收發(fā)一體模塊和光轉(zhuǎn)發(fā)模塊等。

b）按模式分類：?jiǎn)文９饽K和多模光模塊。單模光模塊的中心波長一般是1310nm、1550nm。多模光模塊的中心波長一般是850nm。

c）按封裝分類：

1×9封裝—焊接型光模塊，一般速度不高于千兆，多采用SC接口。

SFF封裝—焊接小封裝光模塊，一般速度不高于千兆，多采用LC接口。

GBIC封裝—熱插拔千兆接口光模塊，采用SC接口。

SFP封裝—熱插拔小封裝模塊，目前最高數(shù)率可達(dá)4G，多采用LC接口。

XENPAK封裝—應(yīng)用在萬兆以太網(wǎng)，采用SC接口。

XFP封裝—10G光模塊，可用在萬兆以太網(wǎng)，SONET等多種系統(tǒng)，多采用LC接口。

d）按速率分類：400GE光模塊、100GE光模塊、40GE光模塊、25GE光模塊、10GE光模塊、GE光模塊、FE光模塊等。

5.光纖

（1）概念/定義

光纖是光導(dǎo)纖維的簡(jiǎn)寫，是一種由玻璃或塑料制成的纖維，可作為光傳導(dǎo)工具。傳輸原理是“光的全反射”。微細(xì)的光纖封裝在塑料護(hù)套中，使得它能夠彎曲而不至于斷裂。通常，光纖的一端的發(fā)射裝置使用發(fā)光二極管（light emitting diode,LED）或一束激光將光脈沖傳送至光纖，光纖的另一端的接收裝置使用光敏元件檢測(cè)脈沖。

（2）分類

a）按照制造光纖所用的材料分類：石英系光纖、多組分玻璃光纖、塑料包層石英芯光纖、全塑料光纖和氟化物光纖。

b）按光在光纖中的傳輸模式分類：?jiǎn)文９饫w和多模光纖。多模光纖可傳多種模式的光。但其模間色散較大限制通訊距離。單模光纖只能傳一種模式的光，適用于遠(yuǎn)程通訊。

c）按折射率分布情況分類：階躍型和漸變型光纖。階躍折射率光纖的整個(gè)纖芯的折射率是一致的，光在纖芯內(nèi)部的傳播路徑是一條折線。漸變折射率光纖中，從纖芯的軸心向外的折射逐漸降低，光在纖芯內(nèi)部的傳播路徑類似一條正弦曲線。

d）按光纖的工作波長分：短波長光纖、長波長光纖和超長波長光纖。短波長光纖是指0.8～0.9μm的光纖；長波長光纖是指1.0～1.7μm的光纖；而超長波長光纖則是指2μm以上的光纖。

IaaS

（1）概念/定義

微軟的定義：

基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)即服務(wù) (IaaS) 是一種云計(jì)算服務(wù)類型，它按即用即付的方式按需提供必要的計(jì)算、存儲(chǔ)和網(wǎng)絡(luò)資源。通過將組織的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)遷移到 IaaS 解決方案，可幫助用戶降低對(duì)本地?cái)?shù)據(jù)中心的維護(hù)、節(jié)省硬件成本，同時(shí)獲得實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)見解。借助 IaaS 解決方案，用戶可根據(jù)需要靈活地縱向擴(kuò)展和縮減IT 資源。幫助用戶快速預(yù)配新的應(yīng)用程序，并提高底層基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的可靠性。21

IBM的定義：

IaaS是按需訪問云托管的計(jì)算基礎(chǔ)架構(gòu)—服務(wù)器、存儲(chǔ)容量和網(wǎng)絡(luò)資源，客戶可以與使用本地硬件大致相同的方式來部署、配置和使用。不同之處在于，云服務(wù)提供商在自己的數(shù)據(jù)中心托管、管理并維護(hù)硬件和計(jì)算資源。IaaS客戶通過互聯(lián)網(wǎng)連接使用硬件，根據(jù)訂購或按使用量付費(fèi)。22

亞馬遜的定義：

基礎(chǔ)設(shè)施即服務(wù) (IaaS) 是一種商業(yè)模式，通過互聯(lián)網(wǎng)以即用即付的方式提供計(jì)算、存儲(chǔ)和網(wǎng)絡(luò)資源等 IT 基礎(chǔ)設(shè)施。用戶可以使用IaaS請(qǐng)求和配置運(yùn)行應(yīng)用程序和IT系統(tǒng)所需的資源。基礎(chǔ)設(shè)施即服務(wù)能讓用戶靈活使用、經(jīng)濟(jì)高效地控制IT資源。23

（2）常見應(yīng)用場(chǎng)景

應(yīng)用程序的測(cè)試與開發(fā)：借助 IaaS，測(cè)試和開發(fā)環(huán)境的基礎(chǔ)架構(gòu)的設(shè)置速度比在本地快得多。

大數(shù)據(jù)處理與分析：Iaas可提供充分的計(jì)算和存儲(chǔ)資源，承擔(dān)繁重工作負(fù)荷。

數(shù)據(jù)備份和恢復(fù)：Iaas可為用戶提供集中式的文件存儲(chǔ)和備份服務(wù)。

網(wǎng)站托管和部署：Iaas的基礎(chǔ)設(shè)施能夠?yàn)閺?fù)雜、流量波動(dòng)大的網(wǎng)站提供保障并提供實(shí)時(shí)安全監(jiān)控服務(wù)。

PaaS

（1）概念/定義

微軟的定義：

平臺(tái)即服務(wù) (PaaS) 是云中的完整開發(fā)和部署環(huán)境，用戶可以使用其中資源交付內(nèi)容，從基于云的簡(jiǎn)單應(yīng)用到啟用云的復(fù)雜企業(yè)應(yīng)用程序皆可。以即用即付的方式從云服務(wù)提供商 處購買所需資源，并通過安全的 Internet 連接訪問這些資源。在基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)之上，它還包括中間件、開發(fā)工具、商業(yè)智能 (BI) 服務(wù)和數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)等。PaaS 旨在支持 Web 應(yīng)用程序的完整生命周期：生成、測(cè)試、部署、管理和更新。24

IBM的定義：

PaaS 提供用于開發(fā)、運(yùn)行和管理應(yīng)用的云平臺(tái)。這種云服務(wù)提供商負(fù)責(zé)托管、管理和維護(hù)平臺(tái)中的所有硬件和軟件 — 服務(wù)器（用于開發(fā)、測(cè)試和部署）、操作系統(tǒng) (OS) 軟件、存儲(chǔ)、網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)庫、中間件、運(yùn)行時(shí)、框架、開發(fā)工具 ，以及安全、操作系統(tǒng)和軟件升級(jí)、備份等相關(guān)服務(wù)。22

亞馬遜的定義：

平臺(tái)即服務(wù)消除了組織對(duì)底層基礎(chǔ)設(shè)施（一般是硬件和操作系統(tǒng)）的管理需要，用戶可以將更多精力放在應(yīng)用程序的部署和管理上面。這有助于提高效率，無需操心資源購置、容量規(guī)劃、軟件維護(hù)、補(bǔ)丁安裝或與應(yīng)用程序運(yùn)行有關(guān)的任何無差別的繁重工作。25

（2）常見應(yīng)用場(chǎng)景

API開發(fā)和管理：即使用PaaS來開發(fā)、運(yùn)行、管理應(yīng)用程序編程界面和微服務(wù)以及保障其安全，包括新API的創(chuàng)建以及端到端的API管理

物聯(lián)網(wǎng)（IoT）：IoT預(yù)期將成為未來幾年P(guān)aaS的廣泛使用之處，它支持很多種應(yīng)用程序環(huán)境、編程語言和不同IoT部署使用的工具。

商業(yè)分析/情報(bào)：即通過PaaS提供的工具使企業(yè)可以分析數(shù)據(jù)來尋找商業(yè)機(jī)會(huì)和行為的模式，從而可以做出更好的決策，更準(zhǔn)確的分析未來事件，例如市場(chǎng)對(duì)產(chǎn)品的需求。

SaaS

（1）概念/定義

微軟的定義：

軟件即服務(wù) (SaaS) 讓用戶能夠通過Internet連接和使用基于云的應(yīng)用程序。SaaS提供完整的軟件解決方案，服務(wù)提供商負(fù)責(zé)管理硬件和軟件，并根據(jù)適當(dāng)?shù)姆?wù)協(xié)議確保應(yīng)用和數(shù)據(jù)的可用性和安全性。SaaS讓組織能夠通過最低前期成本的應(yīng)用快速建成投產(chǎn)。26

IBM的定義：

SaaS（有時(shí)稱為云應(yīng)用服務(wù)) 是云托管的即用型應(yīng)用軟件。用戶進(jìn)行年度或月度支付后，可在Web瀏覽器、桌面客戶端或移動(dòng)應(yīng)用中使用完整的應(yīng)用。應(yīng)用及用于交付應(yīng)用的所有基礎(chǔ)架構(gòu)都由SaaS供應(yīng)商進(jìn)行托管和管理，包括服務(wù)器、存儲(chǔ)、網(wǎng)絡(luò)、中間件、應(yīng)用軟件和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)。22

亞馬遜的定義：

軟件即服務(wù)（SaaS）是一種基于云的軟件模型，可通過Internet瀏覽器將應(yīng)用程序交付給最終用戶。SaaS供應(yīng)商托管服務(wù)和應(yīng)用程序，供客戶按需訪問。27

Oracle的定義：

軟件即服務(wù) (SaaS) 指一種基于云技術(shù)的軟件交付模式，具體而言，就是由云技術(shù)提供商開發(fā)和維護(hù)云技術(shù)應(yīng)用軟件，提供自動(dòng)軟件更新，并通過互聯(lián)網(wǎng)以即用即付費(fèi)的方式將軟件提供給客戶。其中，所有硬件何傳統(tǒng)軟件，包括中間件、應(yīng)用軟件和安全性等均由公有云技術(shù)提供商托管。28

（2）常見應(yīng)用場(chǎng)景

電子郵件和辦公自動(dòng)化：SaaS可以提供基于云的電子郵件和辦公自動(dòng)化解決方案，例如 Outlook、Hotmail 或 Yahoo!Mail。

客戶關(guān)系管理（CRM）：幫助企業(yè)管理客戶關(guān)系、銷售流程和營銷活動(dòng)，并提供實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)分析和報(bào)告，例如Salesforce和HubSpot。這些應(yīng)用程序可

人力資源管理（HRM）：幫助企業(yè)管理員工信息、薪資和福利、培訓(xùn)和績(jī)效評(píng)估等方面的工作，例如Workday和BambooHR。

財(cái)務(wù)管理和會(huì)計(jì)：幫助企業(yè)管理財(cái)務(wù)數(shù)據(jù)、發(fā)票和支付、報(bào)告和分析等方面的工作，例如QuickBooks和Xero。

（3）SaaS、PaaS 與 IaaS的關(guān)系

SaaS、PaaS 與 IaaS 并不互相排斥；大多數(shù)企業(yè)不止使用一種模式，如今許多大型企業(yè)通常將這三種模式與傳統(tǒng) IT 結(jié)合使用。

客戶選擇的即服務(wù)解決方案首先取決于需要的功能及其可為員工帶來的專業(yè)知識(shí)。例如，內(nèi)部不具備遠(yuǎn)程服務(wù)器配置和操作相關(guān) IT 專業(yè)知識(shí)的組織不適合使用 IaaS；沒有開發(fā)團(tuán)隊(duì)的組織則不需要使用PaaS。

但在某些情況下，三種“即服務(wù)”模式中的任何一種都會(huì)提供可行的解決方案。 這時(shí)，組織通常會(huì)比較這些可替代方案提供的管理便利性與其放棄的控制能力。

例如，假設(shè)一個(gè)大型組織希望向銷售團(tuán)隊(duì)交付一個(gè)客戶關(guān)系管理 (CRM) 應(yīng)用。它可以：