寫給小白的雲計算入門科普

csdn 發佈 2020-08-08T20:22:59+00:00

而就在大會的5個月之前,2006年3月,電商起家的美國亞馬遜公司正式推出了自家的彈性計算雲服務。這兩個標誌性事件的發生,正式宣告了雲計算時代的到來,也意味著網際網路的發展進入了一個新的階段。

作者 | 小棗君

來源 | 鮮棗課堂

2006年8月9日,當時的谷歌執行長埃里克·施密特(Eric Schmidt)在搜尋引擎大會(SES San Jose 2006)上,首次提出了「雲計算」(Cloud Computing)的概念。

而就在大會的5個月之前,2006年3月,電商起家的美國亞馬遜公司正式推出了自家的彈性計算雲(Elastic Compute Cloud,EC2)服務。

這兩個標誌性事件的發生,正式宣告了雲計算時代的到來,也意味著網際網路的發展進入了一個新的階段。

時至今日,十四年過去了,雲計算經歷了質疑,也經歷了狂熱,逐漸被人們所接受,進入了穩步發展的階段。

然而,作為一個高大上的名詞,眾人皆知的概念,至今為止,我們仍然難以對雲計算給出一個準確的、通俗易懂的定義。

專業機構給出的定義,永遠讓人云里霧裡——

一種計算方式,能夠通過Internet技術將可擴展的和彈性的IT能力作為服務交付給外部用戶。(Gartner公司)

一種標準化的IT性能(服務,軟體或者基礎設施),以按使用付費和自助服務方式,通過Internet技術進行交付。(ForresterResearch公司)

雲計算是一種模型,可以隨時隨地,便捷地,按需地從可配置計算資源共享池中獲取所需的資源,資源可以快速供給和釋放,使管理的工作量和服務提供者的介入降低至最少。(美國國家標準和技術研究院)

究其原因,我覺得有兩個方面。

第一,是不同的人,看待雲計算有完全不同的角度。

「一千個人心中有一千個哈姆雷特」。不同的人對雲計算有不同的定義,不同的想法。例如:

技術工程師認為:雲計算是一種技術,一項專業。

商人認為:雲計算是一種商業模式,一門賺錢的生意。

普通用戶認為:雲計算是自己經常會用到的一種服務。

財務總監和老闆認為:雲計算是資金投入,是成本。

第二個原因,我覺得是因為雲計算過於龐大,以至於「盲人摸象」。甲認為A是雲計算,乙認為B是雲計算,丙認為C是雲計算。大家各說各話,無法給出一個統一的定義。

其實,我覺得,雲計算就是「雲」+「計算」。「計算」是一種行為。而「雲」,是一種模式、方法,或者說理念。

我們對計算非常熟悉。人腦思考,就是一種計算方式。計算,就是對信息、數據進行處理和運算。這是一個很寬泛的概念。

我們玩遊戲,裡面的人物建模、移動控制,屬於計算。我們看視頻,裡面的圖像編碼解碼,屬於計算。我們網上購物,計價付費,也屬於計算。

在資訊時代,計算無處不在。

然而,就像人思考需要大腦、幹活需要工具一樣,計算也離不開資源。

資訊時代的計算資源,既包括CPU、內存、硬碟、顯卡這樣的硬體資源,也包括作業系統、資料庫、運行庫、中間件、應用程式這樣的軟體資源。

而「雲」,就是獲取這些資源的一種新型方式。

與雲計算相對應的,是傳統計算。

最早的大型機,中型機,再到80年代的PC機,90年代的小機房,都屬於傳統計算。

傳統計算的一大特點,就是資源固化。也就是說,這些計算機所能夠使用的軟硬體計算資源,是固定的。

CPU、內存、硬碟,裝了多少,就只能用多少。資源少了(性能不足),需要再花錢買。資源多了(性能過剩),也不給退。

正因為傳統計算在資源分配上缺乏足夠的靈活度,所以才有了「雲計算」概念的提出。

簡單來說,相比傳統計算,雲計算的資源獲取方式,從「買」變成了「租」。

所有我們前面提到的軟硬體計算資源,全部都能租。提供資源租用服務的,就是雲服務提供商。

雲計算的基本特點

雲計算的這種「租」,和我們平常租房租車又有很大不同。它具有三個顯著特點:

  • 資源池化

雲計算的計算資源,大部分不是單體物理資源。也就是說,不會租一台孤零零的物理伺服器給你。(裸金屬伺服器除外)

大部分雲計算資源,都是池化了的資源。什麼叫池化?池化就是物理資源的基礎上,通過軟體平台,封裝成虛擬的計算資源,也就是我們常說的虛擬化。

虛擬化

虛擬化的好處,就是讓計算資源變得更加容易選擇,調用更加靈活。

  • 彈性伸縮

雲計算的計算資源,可以按需付費。你想要用多少,就租多少,配置是支持自定義的。

這就有點像吃麻辣燙,豐儉由人,想吃什麼就拿什麼,想吃多少就拿多少。最後按量付費。

如果你後期因為業務增長,需要更好的配置,可以加錢,買更多資源。

增加資源的過程,基本上是平滑升級。儘可能減小對業務的影響,也不需要進行業務遷移。就像你現在用的電腦,硬碟從1TB升級到2TB,下個訂單就完成了,不需要換機,甚至不需要重啟。(升級CPU或內存還是需要停一下機的。)

如果某項業務的負荷下降,你也可以選擇彈性收縮,降低配置,節約資金。

  • 安全可靠

專業的人做專業的事。傳統計算,需要自購硬體,自建機房,自行維護。這是很大的資金和人力投入。

而雲計算,從物理角度來說,所有的計算資源都匯集在大型網際網路數據中心(IDC),那裡有嚴格的安保、抗震的建築、安全的供電,有非常全面的容災設計和應急方案,能夠更好地保護計算資源,不會輕易地中斷服務。

IDC數據中心

從軟體上來說,雲計算服務提供商有更專業的技術團隊,更成熟的技術儲備,能夠更好地保護計算資源不被入侵或破壞。

大部分雲計算服務採用的分布式架構,使得計算資源可以承受遠超單點架構的負荷壓力。多節點的服務方式,也便於服務不同區域的用戶。

雲計算到底包括哪些服務

前面我們說了,雲計算提供資源服務,主要包括硬體資源和軟體資源。

你知道具體有多少種資源嗎?

小棗君以目前國內某雲計算服務商所提供的服務為例,整理了一個產品表格,如下:

簡單統計了一下,一共7個大類,149個項目,充分說明了現在雲計算業務的多樣性,但凡是你能想到的,都被做成了雲服務,用來「出租」。

我們來簡單看看這些大類分別是幹什麼的。

  • 彈性計算

這是最主要的一類雲計算服務,實際上就可以理解為租一台配置靈活的伺服器。支持異構運算,既可以租用CPU算力,也可以租用GPU、FPGA算力。算力從入門級到高性能,全部配齊。

實現彈性計算的虛擬化和容器技術,也被單獨拆分出來,進行「出租」。

  • 資料庫

這個就不用說了,從結構化資料庫到非結構化資料庫,從開源資料庫到私有技術資料庫,全部都有。

  • 存儲

我前幾天介紹過的,塊存儲、文件存儲、對象存儲,全部配齊。

  • 網絡

包括帶寬、公網IP、VPC專有網絡、VPN,能想到的都有。SLB負載均衡服務,CDN內容分髮網絡服務,也有。

  • 安全服務

從DDoS到漏洞掃描、安全測試,全部配齊。

  • 物聯網和雲通信

相信很多通信人會感到有點驚訝。是的,對於雲服務提供商來說,這些都屬於雲服務。既然移動通信網絡沒牌照不能碰,LoRa、終端、物聯網平台這些能碰的技術,還是不會放過的。

  • 人工智慧和大數據

這兩塊是最值得關注的。大數據我之前專門介紹過,它本質上就是屬於雲計算的。人工智慧也沒有被雲服務提供商放過,從接口到平台,都有所涉及。包括語音識別、圖像識別,都成了雲服務的一種。有的雲服務商,還提供人臉識別和人體分析服務。

以上各類雲計算業務,基本涵蓋了所有的計算領域和需求,也適合各個行業各個層次的用戶。

所以說,很多人把雲計算比作是和水、電一樣的基礎設施,確實如此,以後沒有人能離得開雲計算。

IaaS、Paas、SaaS

剛才我們是對計算資源進行了橫向分類。其實,我們也可以對它們進行縱向分類。

戴爾公司曾經給雲計算梳理過一個12層模型:

上面這個模型非常專業,我畫一個大家更能看得懂的簡單模型:

雲計算既然是一種資源提供方式,那麼,就可以根據模型的層級,提供不同等級的資源。

我們姑且分為三層:

第一層次,是最底層的硬體資源,主要包括CPU(計算資源),硬碟(存儲資源),還有網卡(網絡資源)等。

第二層次,要高級一些,我不打算直接使用CPU、硬碟、網卡,我希望你把作業系統(例如Windows、Linux)裝好,把資料庫軟體裝好,我再來使用。

第三層次,更高級一些,你不但要裝好作業系統這些基本的,還要把具體的應用軟體裝好,例如FTP服務端軟體、在線視頻服務端軟體等,我可以直接使用服務。

這三種層次,就是大家經常聽到的IaaS、Paas、SaaS。

IaaS: Infrastructure-as-a-Service(基礎設施即服務)

PaaS: Platform-as-a-Service(平台即服務)

SaaS: Software-as-a-Service(軟體即服務)

事實上,這三種服務模型並不代表雲計算的全部。如果你願意,完全可以自己定義一個模型,例如存儲即服務、網絡即服務、編排即服務,甚至出行即服務、定位即服務。

這充分體現了雲計算服務的靈活性。

公有雲、私有雲和混合雲

最後,我們再來看看公有雲、私有雲和混合雲。

這個是站在部署方式的角度來進行分類的結果。

公有云:這是雲計算部署最常見的一種方式。計算資源由第三方雲服務提供商擁有和運營。來自不同組織的企業或個人,共享資源池中的資源。

私有云:計算資源由第三方或組織自己擁有和運營。所有的計算資源,只面向一個組織開放。這種方式資源獨占,安全性更高。

混合云:公有雲+私有雲。例如,平時業務不多時,使用私有雲資源,當業務高峰期時,臨時租用公有雲資源。這是一種成本和安全的折中方案。

好啦,相信看到這裡,大家都搞明白雲計算到底是什麼了。

我還是要補充說一句,雲計算其實並不是萬能良藥。這種資源集中的方式,對於很多場景需求來說,並不一定適合。

以前我們搞雲計算,主要的動力來自資源不足。現在,隨著終端算力的不斷增加,分布節點的計算資源也能夠滿足很多場景需求。於是,區塊鏈等去中心化的技術,開始崛起,邊緣計算這樣的新型計算方式,也在崛起。這些,都會對雲計算造成一定的競爭壓力。

至於未來的計算模式會不會發生新的變革,還需要時間來告訴我們答案。

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