Learning Objectives
- 說明專題網站為什麼需要一台「一直開著、大家連得到」的電腦，以及雲端怎麼解決這件事
- 說出雲端運算的幾個特徵：隨需取用、用多少付多少、彈性擴展
- 分辨 IaaS、PaaS、SaaS 三種服務模型中，哪些層由你管、哪些層由雲端服務商管
- 分辨公有雲、私有雲與混合雲的差別與適合的情境
期末專題的網站要放在哪裡？
你和組員寫好了一個 Flask 網站，想讓全班用手機連進來投票。問題來了：這個網站要放在哪一台電腦上執行？
| 放在哪裡 | 會遇到的問題 |
|---|---|
| 自己的筆電 | 闔上螢幕、帶出門、沒電，網站就跟著停；家裡或宿舍的網路通常沒有固定的對外 IP，別人連不進來 |
| 宿舍買一台主機 | 要先花一筆錢買硬體；平常多半閒著，尖峰時又可能撐不住；停電、硬碟壞掉都要自己處理 |
| 學校或公司的機房 | 可靠，但要申請、排隊，而且容量是事先買好的，不容易臨時加大 |
| 向雲端服務商租用 | 用瀏覽器點幾下就有一台遠端的電腦，用完關掉；硬體、電力、網路由服務商負責 |
網站要讓別人隨時連得到，就需要一台一直開著、有對外網路位址的電腦，這種電腦叫伺服器（server）。 雲端運算（cloud computing）做的事，就是把伺服器、儲存空間、網路這些資源，變成像水電一樣： 需要時打開、用多少算多少、不用時關掉。背後的機器放在哪個機房、長什麼樣子，你不需要知道。
這條軌道的六堂課，會帶你從「雲端是什麼」一路走到「把網站部署上線」。
雲端運算的幾個特徵
「放在網路上」不等於雲端。一般說的雲端運算，通常同時具備下面這些特徵：
| 特徵 | 意思 | 例子 |
|---|---|---|
| 隨需自助（on-demand self-service） | 自己在網頁主控台或指令列上建立資源，不必打電話、等人處理 | 半夜兩點想要一台主機，幾分鐘內就開好 |
| 用多少付多少（pay-as-you-go） | 依使用時間或用量計費，不必先買下整台機器 | 專題展示只開一個晚上，就只付一個晚上的錢 |
| 彈性（elasticity） | 資源可以隨需求增加或減少 | 選課當天多開幾台，隔天再關掉 |
| 資源共用（resource pooling） | 服務商把大量實體機器切開，分給很多客戶使用（多租戶，multi-tenancy） | 你的虛擬機和陌生人的虛擬機，可能在同一台實體主機上，但彼此隔離 |
| 透過網路存取（broad network access） | 用筆電、手機、程式都能透過網路使用 | 在家裡用 SSH 登入雲端主機 |
「用多少付多少」反過來說就是：開著就在計費。忘了關掉的主機，月底會變成帳單。第 05 課會用模擬器算一算。
三種服務模型：IaaS、PaaS、SaaS
讓一個網站上線，要準備很多層東西：從最底下的實體硬體，到作業系統、執行環境，最上面才是你的程式和資料。 三種服務模型的差別，就是服務商幫你管到哪一層：
| 層 | 地端（自己的機房） | IaaS | PaaS | SaaS |
|---|---|---|---|---|
| 資料與帳號權限 | 你 | 你 | 你 | 你 |
| 應用程式（你的網站） | 你 | 你 | 你 | 服務商 |
| 執行環境（Python、資料庫軟體） | 你 | 你 | 服務商 | 服務商 |
| 作業系統（Ubuntu、Windows） | 你 | 你 | 服務商 | 服務商 |
| 虛擬化（虛擬機） | 你 | 服務商 | 服務商 | 服務商 |
| 實體硬體（伺服器、網路、機房） | 你 | 服務商 | 服務商 | 服務商 |
- IaaS 基礎設施即服務（Infrastructure as a Service）：租到一台「空的」虛擬機，作業系統以上自己裝、自己設定。彈性最大，要管的也最多。第 03、04 課就是在做這件事。
- PaaS 平台即服務（Platform as a Service）：把程式碼交給平台，平台負責作業系統、執行環境與擴展。你專心寫程式，但能調整的設定比較少。
- SaaS 軟體即服務（Software as a Service）：直接使用別人做好的軟體，例如線上文件、雲端信箱、線上試算表。
常見的比喻是吃披薩：IaaS 像買冷凍披薩回家自己烤，PaaS 像叫外送（披薩做好了，你自己擺桌），SaaS 像直接去餐廳吃。 越往右，你越省事，但能自己決定的也越少；選哪一種，是在「掌控權」與「省事」之間取捨。
公有雲、私有雲與混合雲
服務模型說的是「服務商幫你管到哪一層」；部署模型說的是「這些機器屬於誰、給誰用」：
| 部署模型 | 機器屬於誰、給誰用 | 適合的情境 |
|---|---|---|
| 公有雲（public cloud） | 雲端服務商擁有，透過網路租給任何付費的客戶 | 專題網站、新創服務、需要快速擴展的應用 |
| 私有雲（private cloud） | 只給單一組織使用，可能放在自己的機房，也可能請廠商代管 | 對資料存放位置有嚴格規定的單位，例如醫院、銀行、政府機關 |
| 混合雲（hybrid cloud） | 私有雲與公有雲搭配使用，兩邊可以互通 | 敏感資料留在校內或公司內部，對外的網站與運算放在公有雲 |
另外還有多雲（multi-cloud）：同時使用好幾家公有雲服務商，避免整套系統綁死在單一服務商，或者各取所長。
私有雲不只是「自己有機房」。重點是它同樣提供隨需自助、彈性分配這些雲端的特徵，只是使用者限定在同一個組織裡。
想一想：服務模型
你租了一台雲端虛擬機，自己安裝 Ubuntu 的更新、Nginx 與防火牆設定。這屬於哪一種服務模型？
使用 PaaS 平台部署 Flask 網站時，下面哪一件事仍然是你的責任？
全班一起在線上試算表填寫分組名單，這是哪一種服務模型？
想一想：雲端的特徵與部署模型
專題展示只需要一個晚上，展示完把雲端主機關掉，就不再付主機的運算費用。這體現了雲端的哪一個特徵？
一所醫院把病歷系統留在院內的機房，對外的掛號網站放在公有雲，兩邊互相串接。這是哪一種部署模型？
重點精華回顧
- 網站要讓別人隨時連得到，需要一台一直開著、有對外網路位址的伺服器；雲端讓你用租的，不必自己買硬體、顧機房。
- 雲端運算的特徵：隨需自助、用多少付多少、彈性、資源共用（多租戶）、透過網路存取。開著就在計費。
- 服務模型看「服務商管到哪一層」：IaaS 給你虛擬機，作業系統以上自己管；PaaS 連作業系統與執行環境都幫你管；SaaS 直接給你現成的軟體。
- 部署模型看「機器屬於誰、給誰用」：公有雲、私有雲、混合雲，另外還有同時使用多家的多雲。
- 不論哪一種模型，資料與帳號權限都是你的責任：用強密碼與兩步驟驗證，不要公開金鑰。