云架构

什么是云架构？

核心云架构组件

云架构的四大核心组件为前端平台、后端平台、基于云的交付、云存储。它们创建了高效、可扩展且无缝的云环境。

1. 用户界面平台

云服务的前端易于访问、响应迅速，并且方便在各种设备上使用。

重要要素：

• Web 浏览器：最常用的接入点是 Chrome、Edge、Safari 和 Firefox。Gmail、Salesforce 和 Office 365 这类云 SaaS 产品，均采用基于浏览器的分发模式，该模式具备轻量化优势且免安装。
• 移动应用：支持用户随时随地访问信息（例如，Google 云端硬盘移动应用）。它们优先保障移动连接、离线支持和设备特定功能。
• 桌面应用与 PWA：适用于需要高速或离线功能的工作负载。例如，Microsoft Teams 桌面软件包含一些在线软件所不具备的功能。渐进式 Web 应用兼具浏览器和原生应用的优势。
• API（应用编程接口）和 SDK（软件开发工具包）：开发人员用来将应用连接到云服务的工具。例如：集成了 Stripe API 的云支付应用。
• 访问工具：资源配置、监控和自动化需要仪表板、门户和 CLI。
• 客户端：这可能包括笔记本电脑、物联网设备或瘦客户端软件。例如：作为物联网云客户端的智能恒温器。

该层支持用户随时随地持续访问云资源。

2. 后端（服务器、存储、数据库）

后端驱动前端，全面管理计算、存储和业务逻辑。

a. 计算资源

• 虚拟机 (VM)：提供按需计算。同一台硬件可以运行多个操作系统。初创公司可以立即从一台虚拟机扩展到数千台。
• 容器：小型的可移植系统（Kubernetes、Docker）可以在多个平台上统一运行程序。非常适合 DevOps 管道和微服务。
• 无服务器计算：让您无需管理服务器即可执行功能。
• 裸机服务器：专用于游戏、机器学习和高频交易等高性能工作负载的物理服务器。

b. 存储系统

支持结构化与非结构化数据的可扩展、高效型数据库存储方案。

c. 数据库

• 关系型 (SQL)：用于财务、ERP 和 HR 系统的结构化关系数据库。
• NoSQL：无固定模式，专为社交媒体、物联网等需要灵活数据模型的海量应用而打造。
• 数据仓库：针对分析、报告和 BI 进行了优化（例如，Snowflake 处理 TB 级的市场营销数据）。
• 内存数据库：适用于缓存及实时分析场景，这类场景对微秒级响应速度有着严苛要求（例如，电商场景下 Redis 对商品页面的缓存应用）。

d. 应用后端服务

• 微服务：将应用拆分成更小的独立服务（例如，Netflix 使用微服务进行推荐、流媒体播放、计费）。
• 中间件：连接应用/服务（Kafka 流式传输实时数据）。
• 负载均衡器：将传入流量分配到各个服务器，以防止资源故障。

3. 网络化云交付

所有组件通过网络连接在一起，从而实现快速、安全且可靠的数据传输。

基本技能包括：

• CDN：更快捷的全球物资分发。
• VPN：用户与云端之间的安全通信。
• DNS 服务：域名管理。
• 安全组和防火墙：资源级访问控制。
• 负载均衡器：优化性能的工作负载分配。
• API 网关：扩展和管理 API 流量。
• 网络协议：VPC、子网和混合连接（ExpressRoute、Direct Connect）。

4. 云存储

云存储支持不同的工作负载，提供持久化、可扩展且高度可访问的数据。

• 非结构化数据、备份、介质（对象存储）。
• EBS，Azure 托管磁盘：低延迟、高性能块存储。
• 文件存储：传统的文件系统结构。

这种灵活性有助于企业高效地存储、保存和检索交易、分析和归档应用的数据。

主要的云网络服务交付模式包括基础设施即服务 (IaaS)、平台即服务 (PaaS) 和软件即服务 (SaaS)。

从核心基础设施到托管应用，每一层都能满足业务和技术需求。

1. 基础设施即服务

可扩展的 IT 基础设施始于 IaaS，其按需提供虚拟化服务器、存储和网络。

• 主要特性
  • 用户负责管理操作系统、应用和中间件，而提供商负责处理硬件、虚拟化和网络。
  • 灵活的即用即付定价模式使其适用于需要动态扩展的工作负载。
• 常见用途
  • 网站和企业应用托管。
  • 运行测试或生产虚拟机。
  • 管理大规模数据存储需求。
  • 实施灾难恢复与备份解决方案。

2. 平台即服务

PaaS 让您能够开发、测试和部署应用程序，而无需管理底层基础设施。这不但加快了开发速度，而且简化了操作。

• 主要特性
  • 开发人员专注于编码和应用逻辑，而平台则负责管理基础设施、运行时和扩展。
  • 集成工具和框架可提高生产力与协作效率。
• 常见用途
  • 网站和移动应用开发与部署。
  • 搭建敏捷工作流程测试和预发布环境。
  • 简化数据库部署和管理。
  • 无需编排的容器化应用管理。

3. 软件即服务

SaaS 通过互联网提供全托管式应用，而且支持通过浏览器或 API 进行访问。用户无需管理基础设施或执行安装，而且提供商包揽更新和安全防护工作。

• 主要特性
  • 服务提供商负责管理基础设施、安全、维护和升级事务。
  • 用户可在任何设备上访问应用，这使其成为分布式团队的理想之选。
• 常见用途
  • 协作与提升效率的工具。
  • 客户关系管理 (CRM)。
  • 电子邮件和即时通讯服务。

云架构优势

企业利用云架构，可以快速行创新、优化扩展以及高效运营。受益体现在运营、财务与战略三个层面。

• 可扩展性和灵活性：云设计使企业能够快速扩展资源以满足工作负载需求。服务可以在全球范围内部署以加快用户访问速度，并且可以支持分析和高流量应用，而无需过度配置。
• 成本效益：采用即用即付策略，公司只需为使用的资源付费，从而降低资本支出。由于服务提供商负责管理基础设施、更新和维护，运营成本从巨额前期投入降至可预测的持续预算。
• 可用性和可靠性：区域数据中心的冗余设计能够确保正常运行时间。负载均衡和快速故障转移可减少灾难恢复中断。
• 性能提升：内容分发网络 (CDN) 中的边缘缓存可提高性能。弹性计算资源能够根据峰值负载进行调整，而实时监控工具则有助于相应优化。
• 合规性和安全性：云提供商实施加密、防火墙、身份管理和入侵侦测。他们的 ISO、GDPR 和 HIPAA 合规性以及自动补丁功能可以快速修复漏洞。
• 创新与敏捷性：云平台可缩短应用部署上市时间。这些平台还向企业提供 AI、ML 和分析服务。由于新想法是在隔离环境下测试的，团队可以安全无忧地进行各种尝试。
• 访问和协作：随时随地通过各种设备访问云资源。通过共享工作空间，远程团队能够实时灵活协作，而不受地域限制。
• 环境可持续性：云服务提供商使用可再生能源和节能型数据中心。企业通过共享基础设施，能够降低碳排放，提高 IT 可持续性。
• 业务连续性与灾难恢复：通过自动备份和异地冗余，数据始终安全可用。系统可减少中断和攻击造成的干扰，确保公司业务连续性。
• 云和混合支持：云架构提供结合利用本地和云资源的混合方法。API 和互操作性技术使组织能够在多云战略中混搭不同提供商的服务，避免供应商锁定。

云架构提供基础设施、可扩展性、成本节约、弹性、创新和长期灵活性。企业可以通过利用云计算，来提高安全性、敏捷性并加强技术投资保障。

HPE 实例和用例

HPE GreenLake 和 HPE Private Cloud 以敏捷、可扩展且可控的方式创建和管理混合环境。

1. 混合云管理与优化 (HPE GreenLake)

• 制造敏捷性：HPE GreenLake 可扩展 IT 基础设施确保混合云技术维持关键业务运营。
• 零售与全渠道：HPE GreenLake 为墨西哥沃尔玛的混合全渠道零售提供支持，收获创新、效率和可持续性优势。
• 金融服务：Barclays 利用 HPE GreenLake 优化了安全、高性能的银行工作负载，使其私有云资产规模扩大了一倍。
• 健康与研究：St. Jude Children's Research Hospital 利用 HPE HPC 和 AI 加速儿科研究。HPE 的混合功能提升了 Olivia Newton-John Cancer Research Institute 的医学研究水平。
• 电信：HPE 技术为德国电信巨头打造了可扩展的 AI/ML 实验室，实现了快速的概念验证和演示。
• 娱乐与媒体：HPE GreenLake 通过视频分析和沉浸式体验，提升巴塞罗那足球俱乐部的球迷参与度和球队成功率。

2. 针对特定工作负载的私有云（HPE Private Cloud 解决方案）

• AI/ML 开发与部署：HPE Private Cloud AI 提供 AI 就绪型基础设施，可执行从小规模推理到大规模微调的各种操作。
• 关键业务数字化转型：一家财富 500 强汽车工程企业依托由 HPE 提供技术支撑的私有云部署 SAP 及其他关键应用，搭配公有云服务打造高可用运行环境。
• 云回迁：大宗商品交易所出于安全、管理及成本可控性考量，将工作负载从两大公有云平台迁移至基于 HPE 的私有云。

3. 边缘计算与分布式 IT (HPE GreenLake Edge)

• 零售与分支机构：为边缘位置提供云体验，在远程站点提供统一的管理，并降低延迟和带宽成本。

制造 OT 集成：通过预测性维护、状态监测和 AI 驱动型制造车间质量检查，促进 IT/OT 融合。

HPE 助力打造现代化云架构

HPE 提供多种产品和服务，用于设计、创建和优化云系统，尤其是在混合环境中。

1. HPE GreenLake 提供涵盖本地、边缘、数据中心和托管站点的统一云体验。它通过统一控制平面和云原生服务管理包括 AI 在内的混合工作负载。

• HPE Private Cloud Business Edition：自助式自主管理的私有云具有按需扩展和按需付费功能，可实现更快的设置和类似云的使用方式。
• 灵活且可扩展：购买、订阅或通过即用即付方式可满足性能、成本和复杂性需求。
• 代理式 AIOps：已嵌入持续学习和自动化优化。
• 专业化方案：托管式和总包式 AI 私有云。

2. 私有云解决方案。

HPE 本地工作负载在私有云下通过统一操作和简化管理，获得云敏捷性。

• HPE Private Cloud Enterprise：为关键业务工作负载（性能、安全性、合规性）提供托管式企业级私有云。
• 工作负载优化：预集成边缘计算、ROBO、GenAI 和其他重要应用。
• 产品组合：HPE Private Cloud AI Enterprise Edition 与 HPE Private Cloud AI Business Edition。

3. 云咨询服务

企业学习如何利用 HPE Pointnext 制定和实施混合云策略。

• 混合云战略：评估当前环境、技术差距和迁移路径。
• 迁移与采用：利用成熟的模板和最佳实践加速转型。
• 云管理：端到端的运营治理、合规性和成本控制。
• 专业服务：云加速器研讨会、转型计划和经济分析。

4. 软件定义与多云管理

HPE 软件定义基础设施简化了繁杂程序。

• 统一可见性：多云生态系统的单一管理平台。
• 主要平台：HPE OneView（基础设施管理）、HPE Synergy（组合型基础设施）、HPE SimpliVity（超融合）。

5. 云原生计算服务

专为保障现代应用交付的敏捷性和速度而设计。

• 容器与微服务支持：使用 Kubernetes、DevOps 和微服务进行部署和编排。
• 混合云优化：集成 AIOps、FinOps 和自动化以实现高效的资源利用。

HPE 帮助客户构建持久、可扩展的成本优化型云环境，这些环境可在混合云和多云环境中运行。