關(guān)于云計(jì)算深度解析

“云”，這個概念，已經(jīng)滲透進(jìn)了我們生活的每一個角落。話說2021年春節(jié)很多人就地過年，親情只能通過視頻來傳達(dá)，稱之為“云團(tuán)聚”。有些愛貓人士自己養(yǎng)不了喵星人，只能在網(wǎng)上對著別人拍攝的貓咪視頻垂涎三尺，稱之為“云吸貓”。更精妙的是“云備胎”。

注意這里說的備胎和車無關(guān)，而是女神對于資源的管理和使用方式：把眾多備胎組聯(lián)網(wǎng)成“云”，可隨時調(diào)遣，并能和其他女神共享。

上面的雖說是笑談，但也暗示著，大家心中的“云”，應(yīng)該和聯(lián)網(wǎng)，帶寬，共享等詞存在著關(guān)聯(lián)。下面我們再來看看一些正兒八經(jīng)的“云”應(yīng)用。

云存儲：個人業(yè)務(wù)也叫做云盤或者網(wǎng)盤，就是把私人文件存在“云”端，可以手機(jī)，平板，電腦等多設(shè)備同步，永不丟失，便于分享。

云辦公：就是企業(yè)的文檔編輯、存儲、協(xié)作、溝通、移動辦公、工作流程等都在“云”端進(jìn)行，本地只有顯示器，不存儲任何信息。

云游戲：用戶在手機(jī)上玩得津津有味，實(shí)際上游戲卻是“云”端運(yùn)行的，手機(jī)只不過是顯示器，接收網(wǎng)絡(luò)傳來的游戲畫面而已。

管中窺豹，可見一斑。從上述的例子來看，“云”大體上有下面幾個特點(diǎn)：聯(lián)網(wǎng)：“云”必須通過聯(lián)網(wǎng)才能使用，并且所需的網(wǎng)絡(luò)帶寬，時延等需求還不小。能力：“云”就像一個無所不能的超級計(jì)算機(jī)一樣，可存儲，可計(jì)算，可分析。共享：“云”這個超級計(jì)算機(jī)是多用戶（企業(yè)）共享的，每個用戶按需租用，花多少錢辦多少事。云，已成為了獲取資源的一種新型方式。

什么是云計(jì)算？

話說英特爾創(chuàng)始人戈登·摩爾曾說過：“集成電路上可容納的晶體管數(shù)目，約每隔兩年便會增加一倍”。換言之，就是：處理器的性能每隔兩年翻一倍。如此快速的發(fā)展，導(dǎo)致硬件的成本越來越低，單個企業(yè)也就買得起大量的服務(wù)器。
對于很多大型企業(yè)來說，在業(yè)務(wù)高峰期所需的硬件資源很多，但平均下來的負(fù)荷并不高，然而服務(wù)器還得按照最大需求來配，分配很不靈活，這就導(dǎo)致了資源的浪費(fèi)。

如果能把這些服務(wù)器閑置的能力整合成一個資源池，然后再出租給其他公司使用的話，不但變廢為寶，甚至還能開拓出新的商業(yè)模式。也就是說，大家都各自買服務(wù)器花錢多不說，還有利用率低，擴(kuò)容麻煩的問題，我來大量買入服務(wù)器，組成一個大池子，按需租給大家使用，好不好？這種由大家各自買各自用，到一家集中買，其他家來租的思維轉(zhuǎn)變，促成了云計(jì)算的誕生。

于是，在2006年，谷歌在搜索引擎大會上正式提出了“云計(jì)算”的概念。亞馬遜則是個行動派，早在谷歌提出這個概念的5個月前，就推出了商用的“彈性計(jì)算云”服務(wù)。這兩個標(biāo)志性的事件，正式宣告了云計(jì)算時代的到來，也意味著互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展進(jìn)入了一個新時代。

怎樣實(shí)現(xiàn)云計(jì)算？

云計(jì)算有下面幾個基本特點(diǎn)：

資源池化：服務(wù)提供商并不直接出租實(shí)體服務(wù)器，而是把多臺服務(wù)器的CPU，內(nèi)存，硬盤，網(wǎng)卡虛擬化為計(jì)算，存儲，網(wǎng)絡(luò)三大類資源池，再分成小塊靈活組合后租給用戶。每個用戶使用的資源在物理上分布于多臺服務(wù)器并多用戶共享，邏輯則上是獨(dú)立且隔離的。

服務(wù)量化：計(jì)算，存儲，網(wǎng)絡(luò)三大資源按多大粒度來出租，用戶到底用了多少，都要算得明明白白。這樣一來，交易雙方才能互相信任，實(shí)現(xiàn)共贏。

快速彈縮：每個用戶可用的容量不再受物理服務(wù)器的限制，需求多了則自動快速擴(kuò)容，需求少了則釋放部分資源。這樣的服務(wù)就像氣球一樣，容量伸縮自如，充滿彈性。

自助服務(wù)：用戶要租用服務(wù)器，安裝系統(tǒng)，或者開通云辦公，云存儲，云游戲等業(yè)務(wù)，直接自助申請，自動開通，自行結(jié)賬。就像無人超市一樣，省卻了和客服的低效溝通。

寬帶接入：網(wǎng)絡(luò)是用戶和云端溝通的唯一橋梁，各種服務(wù)均建立在頻繁的數(shù)據(jù)上傳和下載之上，因此接入網(wǎng)絡(luò)的帶寬和時延非常重要，有些服務(wù)還需要傳輸?shù)某呖煽啃浴?/p>

上述的前四個特點(diǎn)，必須構(gòu)筑在虛擬化的基石之上。傳統(tǒng)虛擬化的思想是把一臺物理服務(wù)器上的CPU，內(nèi)存，硬盤，網(wǎng)卡等資源虛擬化成資源池，再劃分成多臺虛擬服務(wù)器。但這個資源池受限于單臺物理服務(wù)器的容量。

如果能把大量的服務(wù)器匯集起來形成一個超大的資源池，并可以隨時加入更多服務(wù)器來擴(kuò)容，就形成了開頭所說的“超級計(jì)算機(jī)”。這就需要一個可以“化零為整”的云操作系統(tǒng)。它能將分散的物理資源整合在一起形成虛擬資源池，并可以跨設(shè)備來調(diào)度來供上層應(yīng)用使用。

從上圖可以看出，云操作系統(tǒng)主要由虛擬化單元和管理單元組成。虛擬化就是之前說過的Hypervisor，負(fù)責(zé)對每臺服務(wù)器的物理資源進(jìn)行虛擬化和抽象。管理單元則對每臺服務(wù)器虛擬化之后的資源進(jìn)行整合，形成一個大的虛擬化資源池，并分配給上層應(yīng)用使用。

云計(jì)算能實(shí)現(xiàn)哪些服務(wù)？有了虛擬化的資源池，服務(wù)提供商到底要怎么樣出租呢？資源出租，本質(zhì)上是一種服務(wù)。用戶需求不同，需要的服務(wù)級別自然也不相同，下面我們姑且把云計(jì)算提供的服務(wù)分成三級。

第一級：就簡單出租虛擬化之后的三大資源：計(jì)算，存儲，網(wǎng)絡(luò)，并將這幾類資源組合成虛擬服務(wù)器。至于用戶在上面裝什么系統(tǒng)，開發(fā)什么軟件，跑什么業(yè)務(wù)，完全由用戶自己搞定。這種級別的服務(wù)就叫做IaaS。這縮寫看似挺有玄機(jī)，其實(shí)全稱是Infrastructure as a Service，也就是“基礎(chǔ)設(shè)施即服務(wù)”的意思，也叫“基礎(chǔ)云”。這就像直接出租地皮一樣，用戶在上面蓋什么房子，種什么花草蔬菜，養(yǎng)什么寵物，完全由用戶自己規(guī)劃，自己實(shí)現(xiàn)。

第二級：直接出租什么軟件都沒有的虛擬服務(wù)器，雖說靈活性最大，但對有些用戶來說使用難度太高了，因此我們把服務(wù)做得更到位一些，把操作系統(tǒng)裝上，數(shù)據(jù)庫，軟件開發(fā)環(huán)境等也搞起來，總之就是幫用戶把開發(fā)平臺搭建好。這種級別的服務(wù)就叫做PaaS，全稱是Platform as a Service，含義毫無懸念，自然是“平臺即服務(wù)”的意思。接前面類比的話，就是這次我們不直接出租地皮了，幫用戶把房子蓋好，水，電，天然氣都通上，后面用戶要怎么裝修，怎么布置房間就靠自己了。

第三級：對于有些用戶來說，可能沒那個時間精力，也沒那么多雄心壯志去開發(fā)什么軟件，直接享用現(xiàn)成的最好。因此我們也要服務(wù)到家，直接在云平臺上把各種軟件裝好，這是您的賬號，您隨時登錄使用就好。這種級別的服務(wù)就叫做SaaS，全稱是Software as a Service，含義自然就是“軟件即服務(wù)”。繼續(xù)接前面類比的話，就是我們不直接出租地皮了，不但把房子蓋好，水，電，天然氣都通上，還給裝修地漂漂亮亮的，家具家電配齊，您只需拎包入住就好。

圖片對應(yīng)于這三級服務(wù)，云服務(wù)商做的事情越來越多，用戶需要操心的則越來越少。那么，在這三級服務(wù)的基礎(chǔ)上，除了本文開頭列出的個別應(yīng)用之外，“云”還能做什么？從下面的幾張表格可以看出，簡直是無所不包。

真是應(yīng)有盡有，只有想不到，沒有做不到。除了最基礎(chǔ)IaaS之外，絕大多數(shù)復(fù)雜難解的平臺和軟件，都有專業(yè)的解決方案，可以在云上打包為PaaS和SaaS服務(wù)，普通用戶只需付錢租用即可。云服務(wù)就是這樣的理所當(dāng)然。就像你不需要筑壩蓄水，引水凈水，只需付錢，打開水龍頭就有水用；你也不需要燒煤發(fā)電，建設(shè)電網(wǎng)，只需付錢就能用電一樣?？梢哉f，“云”，已經(jīng)成了信息時代的水和電。好了，本期的內(nèi)容就到這里，希望對大家有所幫助。
編輯：lyn