雲計算是通過Internet以服務的方式提供動态可伸縮的虛拟化資源的計算模式。它有五大關鍵特征：按需自助服務（on-demand self-service）、泛在網絡接入（ubiquitous network access）、與位置無關的資源池（location independent resource pooling）、快速彈性化（rapid elastic）以及按使用付費（pay per usage）.

按需自助服務指的是消費者可以按需部署處理能力，如服務器和網絡存儲，而不需要與每個服務供應商進行人工交互。通過按需自助服務，用戶可以對雲計算的使用情況進行規劃，例如需要多少的計算和存儲資源，以及如何管理和部署這些服務等。這樣容易使用而且無需人工交互的方式能夠讓用戶與服務提供商之間效率更高，并且節約成本，也能讓服務整體得到更有效的管理。

泛在網絡接入是指用戶通過各種客戶端接入使用（例如移動電話，筆記本計算機等）互聯網并通過标準方式訪問和獲得各種能力。泛在網絡是任何時間、地點、設備、内容以及人員對各個方面的内容都可以通過無處不在的網絡進行傳播。

很多組織使用三層架構将各種計算平台--筆記本、打印機、手機、個人數字助理（PDA）等--連接到廣域網（WAN）中。三層架構由如下元素組成。

接入層交換機：将桌面設備連接到彙聚層交換機。

彙聚層交換機：用于控制數據流。

核心層路由器與交換機：用于連接廣域網和流量管理。

這種三層架構的方式将産生50 μs（微秒）或更長的等待時間，這将在應用雲計算時導緻延時問題。要想獲得好的性能，交換機環境的等待時間應該在10 μs以内。如果将三層架構中的彙聚層取消掉，使用10 G以太網交換機或即将面世的100 G以太網交換機組成的兩層架構就能滿足這種需求。

雲計算需要一個大規模并且靈動動态的資源池來滿足用戶的需求，與位置無關的資源池指的是供應商集中計算資源以多用戶租賃的服務模式服務所有用戶。同時，不同的物理和虛拟資源可更具用戶需求動态分配。這些資源包括存儲、處理器、内存、網絡帶寬和虛拟機等。

NIST指出："雲計算的資源與位置無關，客戶通常無法控制或了解所提供資源的具體位置，但可以在一個較高抽象層次指定資源的位置，例如某個國家、某個州或者某個數據中心。

快速彈性化指的是服務供應商可以迅速、彈性地提供計算能力，實現根據突發事件需求快速擴展資源，當事件過後能快速釋放資源的能力。實現用戶可租用資源看起來是無限的，并且可在任何時間租用任何數量的資源。

為了提供快速彈性化，服務供應商需要考慮開發和實現松耦合服務，這些服務的彈性彼此之間相對獨立，不依賴于其他服務的能力。

由于雲計算面向服務的特性，用戶所使用雲計算資源的數量能夠動态、自動地分配和監控，這樣用戶可以按照可測量的使用方式為某個特定會話所分配的雲計算資源支付使用費用。按使用付費指的是服務供應商提供可計量的服務，為相應的服務制定抽象的計量能力，如存儲、寬帶或者活動用戶賬号等，用戶按使用付費。服務供應商可監視、控制和優化資源的使用，并為供應商和用戶提供詳盡的資源使用數據分析。

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