什么是云計算？

時間：2023-03-13 02:02:02 | 來源：電子商務(wù)

時間：2023-03-13 02:02:02 來源：電子商務(wù)

文章首發(fā)于：https://github.com/USTB-musion/fee-skills/issues/26

寫在前面

“云計算”這個詞最近幾年頻繁出現(xiàn)在媒體的報道中，可以說非常地火熱，但身邊很多小伙伴說對這個詞有些虛無縹緲的感覺。相信很多人查閱過云計算的相關(guān)資料，然后聽說過VMware，KVM，Docker，K8S，OpenStack，虛擬化等等這些名詞，這些都是云計算的范疇，但很多初學(xué)者對這些概念云里霧里，想把這些技術(shù)串起來就更難了。所以在這里寫一篇文章介紹一下云計算的一些重要名詞以及它們之間的聯(lián)系，還有云計算是怎么發(fā)展起來的？它跟原來的技術(shù)有什么區(qū)別？它又會引出哪些新的層面的東西？

什么是云計算？

如果你在搜索引擎搜索云計算是什么？可以會有好幾十種答案，那是因為沒有機構(gòu)對云計算給出明確的定義。那簡單可以怎么理解呢？

云計算是一種按需使用，按量付費的服務(wù)模式，提供可用的、便捷的、按需的網(wǎng)絡(luò)訪問，可配置的計算資源池。

舉個例子，在云計算出來之前，一家公司要建立系統(tǒng)來支撐自己的業(yè)務(wù)，那么需要自己建機房，買物理機，搭系統(tǒng)，開發(fā)對應(yīng)的應(yīng)用，然后還需要設(shè)立專人維護。在傳統(tǒng)情況下，建立系統(tǒng)的成本是高昂的。而云計算提供一種按需租用的業(yè)務(wù)模式，用戶需要建立系統(tǒng)，只需要向云計算提供商租用他想要的服務(wù)即可。

云計算其實是一個很久遠的問題，大概在2000年左右，IT開始流行起來，很多企業(yè)就已經(jīng)在做數(shù)字化轉(zhuǎn)型，在那個時候，很多大型機構(gòu)比如說銀行，醫(yī)院，學(xué)校就希望把之前那些繁雜，需要人工處理的業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)移到服務(wù)器上進行處理。在那時，自行采購硬件和租用IDC（Internet Data Center）機房是主流的IT基礎(chǔ)設(shè)施構(gòu)建方式，除了服務(wù)器本身，機柜、帶寬、交換機、網(wǎng)絡(luò)配置、軟件安裝、虛擬化等底層諸多事項總體上需要相當(dāng)專業(yè)的人士來負責(zé)，作調(diào)整時的反應(yīng)周期也比較長。

對于云計算，網(wǎng)上有一個比較形象的解釋：

概念解析：一日三餐吃貨論
餓了要吃飯，在家里自己做飯屬于自建私有云，需要建造廚房購買鍋碗瓢盆柴米油鹽等，吃完飯還需要自己刷鍋洗碗等運維工作，費時費力； 外面餐館提供的就相當(dāng)于公有云服務(wù)，按需胡吃海塞吃完結(jié)賬抹嘴走人，餐館后廚如何安排做菜順序并加快出菜速度就是負載均衡和虛擬化概念； 請廚師到家里上門做飯則屬于典型的混合云，在資產(chǎn)安全的情況下有限使用公有云。

云計算的四種部署方式：公有云、私有云、混合云、行業(yè)云

公有云： 為多個客戶共享一個服務(wù)提供商提供的計算資源，客戶按照自己的實際需要，通過租賃的方式來獲取這些資源，如AWS，阿里云，騰訊云等。

私有云： 為計算資源由一家企業(yè)專用并由該企業(yè)掌握，私有云一般部署在企業(yè)的數(shù)據(jù)中心，由企業(yè)的內(nèi)部人員管理，實力雄厚的大公司趨向于構(gòu)建自己的私有云，如騰訊私有云，銀行私有云等。

混合云： 為公有云與私有云的混合，混合云的策略是在私有云部分保持那些相對隱私的操作，在公有云部分部署相對開放的運算，混合云可以兼顧兩種云的優(yōu)點，如公有云+私有云、多云互通。

行業(yè)云： 也是一種公有云，只不過針對特定行業(yè)進行優(yōu)化，比如針對金融行業(yè)特殊優(yōu)化做出來的金融行業(yè)云，針對教育行業(yè)特殊優(yōu)化做出來的教育行業(yè)云。

云計算的三種服務(wù)方式：IaaS，PaaS，SaaS

云計算分為三種交付模型，分別是Iaas，Paas和Saas，它們的區(qū)別如下：

• IaaS（Infrastructure as a Service），即“基礎(chǔ)設(shè)施即服務(wù)”，一般指云計算所提供的計算、存儲、網(wǎng)絡(luò)等基本底層能力；
• PaaS（Platform as a Service），即“平臺即服務(wù)”，通常指基于云底層能力而構(gòu)建的面向領(lǐng)域或場景的高層服務(wù)，如數(shù)據(jù)庫、應(yīng)用服務(wù)等；
• SaaS（Software as a Service），即“軟件即服務(wù)”，通常指通過網(wǎng)絡(luò)提供軟件程序服務(wù)，如ERP，騰訊文檔等；

結(jié)合下面這張圖看更加直觀：

目前主流的云計算提供廠商，如AWS，阿里云，騰訊云，華為云等都是提供以上三種層次的資源，用戶想要哪個層次的資源，云計算廠商就提供什么資源。那這么多的云計算服務(wù)，云計算廠商又是怎么提供給用戶的呢？這時候就誕生了各種軟件和平臺，負責(zé)對資源進行調(diào)用和管理。

## 什么是虛擬化？

虛擬化是實現(xiàn)云計算的關(guān)鍵技術(shù)之一，那什么是虛擬化呢？虛擬化就是通過Hypervisor/VVM(Virtual Machine Monitor)隱藏底層計算平臺的實際物理特性，為用戶提供抽象、統(tǒng)一的虛擬計算環(huán)境。主流虛擬化技術(shù)有 VMware、Xen、KVM等。

Hypervisor，也叫做VVM，不是某款具體的軟件，而是一類軟件的統(tǒng)稱，主要用來做物理資源的虛擬化。根據(jù)Hypervisor/VMM的分類，可以分為兩類：

1.裸金屬虛擬化（I型虛擬化）

VVM直接運行在硬件（物理機）上。虛擬機運行在VVM之上

2.宿主型虛擬化（II型虛擬化）

硬件（物理機）上安裝正常的操作系統(tǒng)（例如Linux或Windows），然后在正常操作系統(tǒng)上安裝VVM，生成和管理虛擬機。

還有一種就是混合虛擬化，就是上面兩種的混合。

目前KVM是最受歡迎的虛擬化技術(shù)。

KVM，全稱是Kernel-based Virtual Machine，翻譯過來是「基于內(nèi)核的虛擬機」，是一種內(nèi)建于Linux中的開源虛擬化技術(shù)。

類似于KVM這樣的VVM軟件，實際上是提供了一種虛擬化能力，來模擬CPU的運行。但是交互不是很好，這時候就需要OpenStack這樣的管理平臺。

Openstack是一個開源的云計算管理平臺，主要用來管理“基礎(chǔ)設(shè)施資源”，便于用戶調(diào)度和管理，如計算，存儲，網(wǎng)絡(luò)。

這個是OpenStack的web管理界面，明顯比KVM的命令行簡單明了許多。至此，KVM，OpenStack這些名詞已經(jīng)都解釋清楚了，而且它們都屬于Iaas的范疇。那Docker，K8S又是什么呢？

Docker & K8S

說到容器，相信大家第一時間想到的就是Docker，它是一種更加輕量的虛擬化技術(shù)。但和虛擬機不同的是，容器是進程級的資源隔離，虛擬機是操作系統(tǒng)級別的資源隔離。

Docker的Logo是 背著很多集裝箱，口號是Build?once，Run?anywhere。相對于虛擬機，Docker啟動更快。

說完Docker，那K8S是什么東西呢？那是因為Docker雖然非常火熱，但是將它運用于具體的業(yè)務(wù)時，調(diào)度和管理是非常困難的，所以K8S應(yīng)運而生。

K8S，是生產(chǎn)級別的容器編排系統(tǒng)。全稱是Kubernetes，因為這個單詞中間有8個字母，所以縮寫是K8S，來自于希臘語，含義是舵手或領(lǐng)航員。它的主要工作就是容器編排——啟動容器，自動化部署、擴展和管理容器應(yīng)用，還有回收容器。

簡單地說，K8S是用來管理Docker的，而這兩者都不是底層的基礎(chǔ)設(shè)施，而是屬于應(yīng)用層方面的，所以屬于Paas服務(wù)。

大數(shù)據(jù) & AI

馬化騰： 未來互聯(lián)網(wǎng)就是利用人工智能在云端處理大數(shù)據(jù)

大數(shù)據(jù)具有4V特征：Volume（數(shù)據(jù)量大）、Value（價值密度低）、Velocity（產(chǎn)生速度快）、Variety（數(shù)據(jù)類型多）。大數(shù)據(jù)的收集、傳輸與存儲與處理對系統(tǒng)要求比較高，需要專門的組件支持，比如HBase、HDFS、Spark等。AI（人工智能）也有4大要素：大數(shù)據(jù)、算法、計算力、邊界清晰。海量的大數(shù)據(jù)是根本，然后通過AI對數(shù)據(jù)進行加工處理，兩者的結(jié)合才能發(fā)揮巨大的作用，且這兩者都是第四次工業(yè)革命的重中之重。

總結(jié)

相信通過上面的梳理，已經(jīng)對云計算有一個基本的框架認識。信息時代的未來可能是：云計算、大數(shù)據(jù)、人工智能、物聯(lián)網(wǎng)、量子計算、量子通信等等。而云計算是產(chǎn)業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的基石，隨著云計算的愈漸成熟，云計算就像水電那樣的成為一個自然而然的東西，可以深入應(yīng)用到各個領(lǐng)域。

參考鏈接

你可以關(guān)注我的公眾號「慕晨同學(xué)」，鵝廠碼農(nóng)，平常記錄一些雞毛蒜皮的點滴，技術(shù)，生活，感悟，一起成長。