私有云完全指南:架构、优势与实战案例

本文深入解析私有云的定义、架构模型及其与公有云、混合云的区别。涵盖私有云的工作原理、不同类型、优势劣势,并通过金融、医疗等行业案例展示实际应用场景,帮助读者全面理解私有云技术。

什么是私有云?定义与示例

私有云是一种云计算类型,通过专有架构提供与公有云相似的优势,包括可扩展性和自助服务。私有云也称为内部云或企业云,专门满足单个组织的需求和目标,而公有云服务则向多个组织提供服务。

当公有云被认为不适合或不足以满足业务需求时,通常会部署私有云。例如,公有云可能无法提供组织所需的服务可用性或正常运行时间水平。在其他情况下,在公有云中托管关键工作负载的风险可能超出组织的风险承受能力。与使用多租户环境相关的安全或合规性问题也会刺激私有云的采用。

私有云如何工作?

私有云是单租户计算基础设施和环境,意味着使用它的组织(租户)不与其他用户共享资源。组织可以通过多种方式托管和管理私有云资源。

私有云可以基于组织本地数据中心中已有的资源和基础设施。相反,它也可以在由组织或第三方组织提供的新基础设施或独立基础设施上实施。在某些情况下,私有云是仅通过虚拟化软件实现的单租户环境。无论如何,私有云及其资源都专用于单个用户或租户。

私有云架构

私有云架构与其他类型的云类似,但专门用于在私有硬件环境中配置或隔离资源。私有云功能包括:

  • 专用硬件资源:专用硬件确保私有云的完全安全性和隔离性,这些资源与应用于完整云基础设施或数据中心的更广泛安全措施协同工作。
  • 虚拟化:这对云技术整体很重要,因为基于相同底层物理硬件的计算、存储、内存和网络资源的多个实例同时被多个用户使用。
  • 自动化:设置私有云基础设施所涉及的任务(管理员必须手动执行)通常通过现代私有云技术实现自动化,以简化和加速流程。
  • 管理软件工具:监督私有云的管理员需要集中控制,他们通过此软件获得这些控制。这些工具使他们能够优化安全性,并为员工提供访问和使用不同资源所需的权限。

私有云与公有云的区别

公有云涉及独立的第三方提供商(如Amazon Web Services或Microsoft Azure)拥有和维护客户可以通过互联网访问的计算资源。公有云用户在称为多租户环境的模型中共享这些资源。

私有云从根本上消除了云计算的共享方面,而是将基础设施和服务专用于单个用户。企业构建自己的私有云是最简单、最有效的实现方式。目标是为企业提供类似云的灵活性、可扩展性和自助服务,同时确保只有该企业可以使用这些私有云资源。

然而,公有云也有优势。公有云具有成本效益,因为计算作为实用程序提供,客户只需为他们使用的资源付费。公有云也更简单实现,因为提供商负责大部分基础设施。

实施私有云的组织负责传统数据中心设计中存在的所有所有权和管理责任,例如电力、冷却和硬件成本。私有云在可扩展性和服务方面也面临实际限制,因为单个企业可能没有财力或技术专长来实施功能齐全的私有云。

私有云与混合云的区别

混合云是一种私有云与公有云基础设施连接的模型,使组织能够在两个环境之间(理想情况下是无缝地)编排工作负载。在此模型中,公有云成为私有云的扩展,形成单一、统一的云。

这种模型可以为企业提供比私有云或公有云更大的灵活性,因为它允许工作负载在计算需求和成本变化时在私有云和公有云之间移动。

私有云类型

私有云在托管和管理方式上可能有所不同,根据企业的需求提供不同的功能:

  • 虚拟私有云:公有云内的隔离环境,使组织能够在逻辑上与公有云的其他所有用户隔离的情况下运行其工作负载。
  • 托管私有云:在此计算环境中,服务器不与其他组织共享。服务提供商配置网络、维护硬件和升级软件,但单个组织占用服务器。
  • 托管式私有云:这是一个托管环境,提供商为组织管理云的各个方面,包括部署额外服务,如身份管理和存储。

基础设施也是分类不同类型私有云的一种方式:

  • 仅软件:供应商仅提供私有云环境所需的软件,该软件在组织已有的硬件上运行。
  • 软件和硬件:一些供应商将私有云作为硬件和软件的全包捆绑销售。

私有云优势

私有云的主要好处是用户不共享资源。由于其专有性质,私有模型最适合具有动态或不可预测计算需求且需要直接控制其环境的企业。

当组织正确架构和实施私有云时,它可以提供公有云中的大部分相同好处,包括用户自助服务和可扩展性,以及配置VM和按需更改或优化计算资源的能力。

除了两种云部署模型固有的这些核心好处外,私有云还提供以下优势:

  • 隔离网络的安全性增强
  • 资源专用于一个组织带来的性能提升
  • 定制化能力增强

私有云劣势

私有云通常带来挑战,并不适合每个云实施:

  • 复杂性:私有云技术导致相当大的复杂性,通常需要IT团队重新架构其部分数据中心基础设施并采用额外的软件层和管理工具。
  • 费用:当企业拥有自己的私有云时,它通常承担获取、部署、支持和维护成本。
  • 不可靠性:尽管用户仍在单租户环境中运行,但提供商可能为多个客户服务,并承诺为每个客户提供定制环境。

私有云实际示例

私有云的实际用途通常出现在管理敏感客户或患者数据的行业中。在这些情况下,企业可以在本地数据中心托管私有云,或从主要提供商(如AWS或Microsoft)购买私有云服务。

依赖私有云维护数据隐私和安全的行业包括医疗保健、金融以及政府或公共部门。例如,银行受到高度监管,在管理敏感数据时必须遵守各种法律。私有云保护客户的财务数据,确保符合其运营地区的法规。

主要私有云供应商

私有云通常以与企业构建和运营自己的传统数据中心大致相同的方式在本地部署。然而,越来越多的供应商提供私有云服务,可以增强甚至替换本地基础设施。

私有云市场的主要参与者包括:

  • AWS:Amazon Virtual Private Cloud让用户在隔离虚拟网络中启动AWS资源
  • Cisco:提供私有云安全产品
  • Dell:通过其Apex Private和Hybrid Cloud提供VPC服务
  • HPE:GreenLake提供与OpenStack、SAP、VMware等组件兼容的云服务
  • IBM:提供私有云硬件以及云安全、管理和编排工具
  • Microsoft:Azure Stack帮助在数据中心和边缘位置构建和运行应用程序
  • Oracle:Private Cloud Appliance提供针对私有云部署优化的计算和存储功能
  • Rackspace Technology:提供可针对不同用例定制的公有和私有云方法

托管私有云定价

在本地运营私有云的前期成本通常比使用公有云作为实用程序计算更昂贵。这是因为拥有私有基础设施带来的后端维护费用以及实施一个私有云的资金支出。

供应商为托管私有云提供几种不同的定价模型。定价模型和价格本身因提供的私有云硬件和软件以及供应商提供的管理水平而异。通常定价基于私有云部署中使用的硬件、软件和服务包。

随着云计算的发展,企业必须了解云安全管理及其挑战。

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