What is hybrid cloud architecture?

• 混合云架构是指将本地、私有云、公有云和边缘设置相结合，创建一个统一、灵活管理的 IT 基础设施的环境。
• 作为一种架构模型，混合云在数字化转型中扮演着关键角色，为企业提供了一种灵活、可移植且成本效益高的方式。
• 随着商业云计算的普及和数字化转型需求的增长，企业正转向混合云解决方案以控制成本并提高整体敏捷性。

混合云架构如何工作？

混合云架构是指将本地、私有云、公有云和边缘设置相结合，创建一个统一、灵活管理的 IT 基础设施的环境。 另见: 谢尔盖·叶基莫夫.

作为一种架构模型，混合云在数字化转型中发挥着关键作用，为企业提供了一种灵活、可移植且成本效益高的方式来现代化现有的遗留应用，在各个计算环境中部署数据并运行工作负载。 另见: TIM011 TIM011 CLOUD d.o.o..

混合云架构非常复杂，且根据具体的业务需求和使用案例而有所不同。尽管构建混合云基础设施没有一刀切的方法，但它们都共享混合计算环境（包括本地和异地），其中包括： 另见: AKNET 互联网与信息系统有限公司.

本地环境（“本地”）：一种传统计算形式，涉及组织在其自己的物理位置（例如办公室建筑或本地数据中心）的硬件和服务器上运行和管理计算资源、网络、存储和软件。 另见: Azarakhsh Ava-e Ahvaz Co.

私有云环境：一种云计算环境，其中所有资源都被隔离并专为一个组织运行。私有云结合了云计算的许多优势与本地 IT 基础设施的安全性和控制力。 另见: Windhoos.

公有云环境：一种由第三方云服务提供商（CSP）托管的云计算类型，例如亚马逊网络服务（AWS）、微软 Azure、IBM 云或谷歌云。这些公有云服务提供商在公共互联网上以按使用付费的方式托管公有云 IT 资源，例如单独的虚拟机（VM）和其他云计算服务。 另见: EuroNet.

许多中型企业使用多种服务，而大多数大型企业都使用了下面列出的三种云提供商服务： 另见: DU jiarui.

基础设施即服务（IaaS）通过互联网按需、按使用量付费的方式向消费者提供计算、网络和存储资源。IaaS 使最终用户能够根据需要扩展或收缩资源，减少了高昂的前期资本支出或不必要的“自有”基础设施的需求，尤其是在工作负载激增时。 另见: 弗罗茨瓦夫市政供水与污水处理公司（MPWiK）.

平台即服务（PaaS）提供了一个完整的云平台（例如硬件、软件和基础设施），用于开发、运行和管理应用程序，而无需承担与在本地构建和维护该平台相关的成本、复杂性和不灵活性。

软件即服务（SaaS）是指托管在云端的供最终用户使用的应用软件（例如 Zoom、Dropbox）。SaaS 服务提供商负责运营、管理和维护软件及其运行所依赖的基础设施。SaaS 是最常见的公有云服务，也是主流的软件交付模式。

混合云架构的构建模块

理想的混合云架构为企业提供了高性能计算和存储能力、低延迟网络连接、虚拟化以及强大的安全性。

除了整合在多种资源（本地、私有云和公有云基础设施）上运行的应用程序之外，混合云架构还包括以下其他关键组件。

1. 网络连接

网络连接是混合云架构的关键组成部分。网络连接实现了跨多个位置的资源共享。

混合云连接依赖于以下技术的使用：

VPN（虚拟专用网络）在两个网络端点（节点）之间建立安全的点对点连接。VPN 建立一个加密通道，保证用户传输的数据以及身份和访问凭证在互联网上的私密性。借助 VPN，本地和私有云基础设施可以通过公共网络上的私有安全连接进行安全连接。

WAN（广域网）在广阔区域内连接计算机，例如从一个区域到另一个区域，甚至从一个洲到另一个洲。互联网是最大的广域网，连接着全球数十亿台计算机。在企业业务中，WAN 连接办公室、数据中心、云应用程序和云存储。基于云的广域网允许组织将公司办公室和数据中心的本地网络与基于云的存储、应用程序和其他资源相连接。

API（应用程序编程接口）是一组定义的规则，使不同的应用程序能够相互通信，充当处理系统间数据传输的中间层。API 允许公司向外部第三方开发者、业务合作伙伴和内部部门开放其应用程序数据和功能。在混合云架构设置中，通过云之间的 HTTP 请求调用 API，以连接应用程序、数据库和网络。

2. 虚拟化

现代混合云架构依赖于虚拟化技术，该技术使用软件在物理硬件上创建一个虚拟计算系统的抽象层，本质上创建了多个称为虚拟机（VM）的虚拟计算机。虚拟化最初是由 VMware 为企业开发的，是企业云计算的关键组成部分。它使组织能够在单个物理服务器上运行多个虚拟计算机、操作系统和应用程序。它还允许用户根据需要购买计算资源，并在工作负载增长时经济高效地扩展这些资源。

除了虚拟服务器外，混合云架构还使用许多其他类型的虚拟化，包括网络虚拟化。网络虚拟化包括软件定义网络（SDN），它虚拟化了控制网络流量路由的硬件（称为“控制平面”）。网络功能虚拟化（NFV）虚拟化了一个或多个提供特定网络功能的硬件设备，例如防火墙、负载均衡器或流量分析器，使这些设备更易于配置、部署和管理。

虚拟化还支持基础设施即代码（IaC），它自动化了基础设施配置，使开发人员能够更快、更低风险、更低成本地开发、部署和扩展云应用程序。

3. 容器化

容器是轻量级、可执行的应用程序组件，它将应用程序源代码与运行代码在任何环境中所需的所有操作系统（OS）库和依赖项结合在一起，是现代混合云架构的重要组成部分。与虚拟机虚拟化底层硬件不同，容器虚拟化操作系统（通常是 Linux 或 Windows）。

与虚拟机（VM）相比，容器具有更高的可移植性和资源效率，已成为现代云原生应用程序事实上的计算单元。云原生应用程序是专门为在云中运行而构建的，由 DevOps 和其他团队设计以实现可扩展性，并由微服务（也称为微服务架构）组成。这意味着单个应用程序由许多更小、松耦合且可独立部署的组件或服务组成。

微服务加速了软件的开发和部署，因为每个服务都可以单独开发和部署。许多领先企业已经从开发单体应用程序转向微服务应用程序，例如亚马逊使用微服务来跟踪用户活动、历史记录和其他数据，以提供实时推荐，从而提升客户体验。

4. 统一混合云管理

如今的混合云方法涉及一个统一的平台，用于发现、操作和管理本地、私有云和公有云的数据与资源。混合云平台和工具的结合统一了计算、存储、网络、数据库、分析和安全功能，在多样化的混合云环境中提供一致性和可靠性。

另请阅读：日立和思科推出新的混合云托管服务

常见的混合云平台（配备预配置的硬件、软件和服务）包括 AWS Outposts、Google Cloud Platform、VMware Hybrid Cloud 和 Red Hat OpenShift。每个平台通常集成标准云技术，例如 Kubernetes，以编排基于容器的服务和其他基于软件的功能。这些统一管理工具用于从单一管理平台监控、分配和管理这些资源，提供了一种 IT 和网络管理策略，将多个监控工具和数据馈送整合到单一界面中。

以下是混合云管理平台的关键特性概览：

资源管理

混合云托管服务工具帮助利益相关者根据应用程序需求在本地和云环境中分配和重新分配资源。例如，金融机构等组织可以使用私有云来保存敏感的客户信息，并使用公有云来测试新应用程序，如移动银行应用。

工作负载编排

混合云架构使用容器编排工具，如 Kubernetes 或 Docker Swarm，来自动化容器化工作负载。这些技术帮助开发人员跨不同位置的服务器集群快速部署、运行和同步容器。它们还增强了容器化工作负载的可扩展性，这意味着 DevOps 和其他团队可以根据需要自动添加运行容器化应用程序的 Kubernetes 集群，从而减少停机时间并优化性能。

数据集成

混合环境从各种不同的来源收集和处理数据，这需要数据集成，即将来自多个源系统的数据组合起来以创建统一视图的过程。

混合云的数据管理解决方案包括使用人工智能（AI）和机器学习来收集、组织和分析数据的数据分析软件平台。这些数据集成工具中有许多采用了数据结构的设计概念，该概念运行在混合环境中的各种技术之上，将来自多个源系统的数据组合起来，以创建统一视图。

数据治理

数据治理工具为混合云架构中的组织提供了另一层技术，用于创建和维护政策和协议，规定其数据必须如何根据合规和监管标准进行存储、管理和使用。

安全性

混合云安全涉及用于保护组织敏感信息的技术和最佳实践，这些信息在数据和应用程序流经本地、私有云和公有云平台组合的环境中进行。混合云架构的安全层涉及加密、网络认证和管理软件等技术控制：

数据加密

在混合云设置中，数据加密用于保护敏感数据免受数据泄露或网络攻击（包括恶意软件和勒索软件）的侵害。

身份和访问管理（IAM）：IAM 管理工具是一种标准的授权方法，为所有用户创建数字身份，以便在所有数据交互过程中主动监控和限制他们。

安全信息和事件管理（SIEM）：SIEM 管理工具提供了一个安全监控和可观测性控制台，以及一个全面的安全编排解决方案，可自动执行威胁监控、实时威胁检测和响应。

灾难恢复（DR）：基于混合云的灾难恢复工具为数据备份、保留和检索提供数据保护，以加速丢失数据的恢复并恢复正常业务运营。

混合云架构的优势

混合云架构提供了多项优势，包括：

敏捷性和可扩展性

混合云架构通过在本地、公有云或私有云中快速分配和取消分配资源来提高敏捷性，以便轻松应对不断变化的业务需求。得益于按需云资源，混合云还提供了几乎无限的向上或向下扩展能力。

业务连续性

混合云部署通过将关键任务数据复制到云并在高峰需求期间实现可扩展性来优化业务连续性，从而减少停机时间。

成本节约

混合云策略可以通过将工作负载迁移到公有云，避免与维护和升级遗留硬件相关的持续成本，从而帮助减少资本支出。

应用程序现代化

混合云环境提供了应用程序现代化所需的灵活性和安全性，即将遗留应用程序更新为可扩展的云原生应用程序环境。这使得应用程序可以快速构建、自动部署并定期更新，从而避免瀑布式的开发周期。

采用生成式 AI

混合云基础设施通过提供无限的存储能力、计算能力和快速可扩展性，加速了生成式 AI 及其对大量数据和大语言模型（LLM）的严重依赖。