什么是基础架构即服务 (IaaS)？

IaaS 是一种云计算服务模式，它通过互联网连接，以随用随付的方式提供按需计算、存储和网络功能。企业无需购买、安装和管理物理服务器和 IT 基础架构，通过 IaaS 解决方案，企业可以访问由第三方供应商提供的计算资源，并且基础架构的管理、维护和升级均由供应商负责。

在 IaaS 模式中，云服务提供商 (CSP) 管理大型数据中心（通常位于世界各地），这些数据中心具有物理设备和虚拟化资源，可以通过 Web 向客户提供服务器、虚拟机 (VM)、存储和网络服务。客户以随用随付的方式租用这些 云基础架构 资源，根据他们在任何特定时刻的需求来使用相应数量的服务。CSP 负责管理和维护云基础架构，从而尽可能减少内部 IT 团队的负担。借助 IaaS，企业不必构建、维护、保护通常用于在现场托管计算资源的数据中心，也不必为此类数据中心进行供暖和散热，从而避免了相关成本。

IaaS 服务分为三类：

• 计算资源。 借助 IaaS 服务，企业可以访问每台计算机执行处理所需的基本硬件：中央处理器 (CPU)、图形处理单元 (GPU) 和随机存取存储器 (RAM)。
• 数据存储。 IaaS 提供商提供对块存储、文件存储和对象存储技术的访问。
• 网络。 这些资源包括虚拟化路由器、交换机和负载平衡器。

• 减少资本支出。使用 IaaS 时，无需投入前期费用购买和安装物理数据中心内的设备。
• 管理和优化成本。IaaS 提供商提供按服务付费定价方式，企业只需为其需要的基础架构服务付费，因此可以减少运营成本、优化 IT 预算。
• 轻松扩展。IaaS 解决方案为企业提供了更高的可扩展性，使他们能够迅速增加或尽可能减少资源，以满足业务需求，并加快产品上市速度。
• 提高可靠性。IaaS 平台消除了单点故障——如果云环境中的一个组件出现故障，凭借云的冗余性质，IaaS 服务仍然保持可用。
• 提升安全性。相比企业在内部能实现的安全性，大多数 IaaS 供应商能够为计算基础架构提供更强大和更先进的安全性。
• 获得敏捷性。IaaS 模式允许企业在几分钟或几小时内调配他们需要的资源（而不是几天或几周），这提高了他们对市场条件和商机的快速反应能力。

• 安全风险。 从某种意义上来说，依靠第三方提供商管理基础架构和与之相关的数据时，企业会失去一部分控制力，这要求 IT 团队信任云服务提供商的安全控制措施。
• 缺少自定义。 IaaS 解决方案的可自定义程度可能不如内部技术。
• 供应商锁定。 随着企业愈加依赖 IaaS 提供商，更换供应商可能昂贵且耗时，这导致了一定程度的供应商锁定。
• 连接问题。 与任何云计算解决方案一样，连接不良或互联网中断会影响依赖 IaaS 基础架构的流程的性能。
• 缺少透明度。由于 IT 团队不能访问 IaaS 解决方案中的基础架构，可能更难了解性能和安全性，使得系统管理变得更加复杂。
• 资源争用。由于虚拟化使 IaaS 提供商能够从同一台物理服务器为多个客户提供基础架构，一个客户的带宽可能会受到另一个客户的计算密集型活动影响。

IaaS 是一种成熟的计算模式，大约在十年前开始流行。尽管面临着新兴技术的竞争，但它目前仍是最常见的云计算模式。

IaaS 云提供商（比如 Akamai）从其数据中心的大型物理服务器池中提供 IaaS 服务。这些供应商使用虚拟机管理程序（也称为虚拟机监控器 (VMM)）来创建虚拟服务。虚拟机管理程序是一种在实体硬件主机（称为主机）上运行的模拟器。它运行一个虚拟机 (VM)，可模仿实际的服务器或网络。常见的虚拟机管理程序类型包括 Xen、Oracle VirtualBox、Oracle VM、KVM 和 VMware ESX。

创建 IaaS 虚拟机的最常见方式是使用云编排技术，比如 OpenStack 或 Apache CloudStack。这些程序选择一个虚拟机管理程序来运行虚拟机，然后创建虚拟机。它们还会频繁分配存储，并添加防火墙、日志服务和网络基本要素（包括 IP 地址）。高级服务可能包括集群、加密、计费、负载平衡和更复杂的虚拟局域网 (VLAN)。虚拟私有云 (VPC) 有助于进一步隔离云资源。通常同时提供 中央处理单元 (CPU) 和 图形处理单元 (GPU) 系统。

IaaS 的客户通过互联网访问他们的虚拟化基础架构。他们使用一个可视化仪表板或图形用户界面 (GUI) 来快速创建或修改设备，通常只需按下一个按钮即可。仪表板也可以用来监测性能、收集数据、排除故障及跟踪成本。所有服务都以随用随付的模式提供。一些企业可能会开发自己的私有云，而不使用提供商的服务，但通常只有大型科技公司会采用这种模式。

也可以使用 API，通过编程的方式调配服务。此技术通常与基础架构即代码 (IaC) 技术一起使用，后者使用脚本部署基础架构。IaC 允许用户将常见的基础架构任务标准化，并使用自动化来测试部署。

关于 IaaS 的一个要点：客户并不控制底层的物理硬件组件和互连。这些仍然由云提供商控制。IaaS 的用户通常负责选择和安装操作系统以及所有软件应用程序，包括数据库和中间件。

企业将 IaaS 解决方案用于广泛的用途。

• 测试和开发。 DevOps 团队可以快速启用和停用用于开发和测试软件的环境，因此可以更轻松、更快速地将应用程序推向市场。
• 托管 Web 应用程序。IaaS 产品提供了支持 Web 应用程序的所有基础架构，包括服务器、存储和网络资源。
• 高性能计算 (HPC)。 IaaS 解决方案是计算密集型工作负载的理想选择，比如金融建模、AI 和机器学习、科学计算以及其他需要大量短期处理性能的场景。
• 大数据分析。 IaaS 可以提供计算和处理性能来操作和分析超大数据集。
• 云存储、备份和恢复。 将数据存储转移到 IaaS 基础架构可以提高成本效益，让 IT 团队无需耗费精力去管理现场数据存储。

许多 IaaS 提供商在安全技术方面进行了大量投资，以保护他们的云基础架构和驻留其上的客户数据。但由于 IaaS 服务是通过互联网访问的，因此遭遇网络攻击的概率更高。IaaS 供应商也可能受到内部攻击。IaaS 供应商的配置错误可能会造成漏洞，从而给攻击者留下可乘之机。此外，由于企业监测 IaaS 产品的能力更有限，如果企业处于要求以特定方式存储数据的严格受监管行业，就会发现很难跟踪合规性。