IT之家學院:什麼是雲計算

本文約2600字,前半段為技術性介紹,後半段為舉例。如果“太長不看”,可以直接跳到後半段閱讀。

從2007年左右開始,世界各地的IDC公司(互聯網數據中心)逐漸改名換姓冠以“雲計算”之名,生怕一個不小心讓競爭對手先己一步。回首這十年的,“雲計算”本身擁有了長足的發展,從最先的虛擬化技術開始,到現在被大眾所知的各個雲盤,似乎“雲計算”技術已經成熟並且熟透了。然而,十年的時間讓這項技術的從萌芽到成熟還是遠遠不夠的,今天我們所熟知的各個“雲計算公司”,更多的是商家的噱頭和宣傳而非“雲計算”技術本身。

雲計算的概念本身還在完善之中,即使是像IBM這種深耕計算行業的巨頭公司也無法給予“雲計算”一個完整的定義。常見的雲計算可以解釋為是分佈式計算、並行計算、效用計算、網絡存儲、虛擬化、負載均衡、熱備冗餘等傳統計算機和網絡技術發展融合的產物。按照服務模式和部署模型也會有很多分類。

IT之家学院:什么是云计算

按照服務模式可以有三種分類:

軟件即服務(SaaS):消費者使用應用程序,但並不掌控操作系統、硬件或運作的網絡基礎架構。是一種服務觀念的基礎,軟件服務供應商,以租賃的概念提供客戶服務,而非購買,比較常見的模式是提供一組賬號密碼。例如:Microsoft CRM與Salesforce.com。

平臺即服務(PaaS):消費者使用主機操作應用程序。消費者掌控運作應用程序的環境(也擁有主機部分掌控權),但並不掌控操作系統、硬件或運作的網絡基礎架構。平臺通常是應用程序基礎架構。例如:Google App Engine。

基礎設施即服務(IaaS):消費者使用“基礎計算資源”,如處理能力、存儲空間、網絡組件或中間件。消費者能掌控操作系統、存儲空間、已部署的應用程序及網絡組件(如防火牆、負載平衡器等),但並不掌控雲基礎架構。例如:Amazon AWS、Rackspace。

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按照部署模型可以有四種分類:

公用雲(Public Cloud):簡而言之,公用雲服務可通過網絡及第三方服務供應者,開放給客戶使用,“公用”一詞並不一定代表“免費”,但也可能代表免費或相當廉價,公用雲並不表示用戶數據可供任何人查看,公用雲供應者通常會對用戶實施使用訪問控制機制,公用雲作為解決方案,既有彈性,又具備成本效益。

私有云(Private Cloud):私有云具備許多公用雲環境的優點,例如彈性、適合提供服務,兩者差別在於私有云服務中,數據與程序皆在組織內管理,且與公用雲服務不同,不會受到網絡帶寬、安全疑慮、法規限制影響;此外,私有云服務讓供應者及用戶更能掌控雲基礎架構、改善安全與彈性,因為用戶與網絡都受到特殊限制。

社區雲(Community Cloud):社區雲由眾多利益相仿的組織掌控及使用,例如特定安全要求、共同宗旨等。社區成員共同使用雲數據及應用程序。

混合雲(Hybrid Cloud):混合雲結合公用雲及私有云,這個模式中,用戶通常將非企業關鍵信息外包,並在公用雲上處理,但同時掌控企業關鍵服務及數據。

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然而上說所說的Microsoft CRM、Salesforce.com、Google App Engine、Amazon AWS和Rackspace都不算做完整意義的“雲計算”,現行的最貼近“雲計算的”的產品是超算,比如神威·太湖之光。現階段只有超算才算是完整利用了分佈式計算、並行計算、效用計算、網絡存儲、虛擬化、負載均衡、熱備冗餘等眾多功能。

與雲計算有著千絲萬縷關係的是虛擬化技術,可以理解為大家通常所說的虛擬機。如果用過vmware workstation等類似的軟件,可能會想到一個問題:如果我在一臺性能強勁的電腦中裝上虛擬機,再將虛擬機分配給其他人使用,豈不是省了買更多電腦的錢了?實際上,在IDC行業中,已經充分了實現了這個想法,而產品被稱為VPS(Virtual Private Server虛擬專用服務器)。比如,將一臺CPU為E3 1230 V5內存64G硬盤2T的服務器利用虛擬化軟件(比如Proxmox,ESXi)將資源平均劃分為1個線程8G內存200G硬盤的虛擬機,這些虛擬機就叫做VPS。如果這些VPS具有完整電腦的功能,就可以在裡面安裝不同的系統使用不同的軟件等,如同一臺真實的電腦。

說起來比較枯燥,不如舉個例子吧。

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很久很久以前,科技也不發達,大家都是住在鄉村的,偶有少部分人是住在城市之中的。居家就要喝水,河水一來不乾淨,誰也不能保證河水從上游流下來的時候經過了什麼;二來水量不穩定,夏天暴雨的時候水量就會很大但是也渾濁,冬天水量就不行了,不足以供給所有人使用。這個時候大家就開始打井取水,只要打到了合適的水脈,可以用很多年,既穩定又安全。有些家庭會擁有一口獨立的水井,享受這口水井的所有資源,這口水井就是“服務器”,享受所這口水井所有的水就是“資源獨享”。有些人會和鄰居甚至是一個村子共用一口水井,這口水井屬於大家共有也就是“資源共享”,這就是VPS。但是這樣也有問題,比如有些家庭特別需要水,遠超過這一口井所能提供的水,那麼該怎麼辦?在技術沒有進步的時候,只能另外再打一口井,兩口井還不夠那就再來一口,總會滿足需求。後來技術進步了,大家幾乎都住在城市中了,有了自來水。水廠統一從各條河中取水,通過標準的處理流程將其達到飲用水的標準,再通過水管輸向千家萬戶。由於水源有很多而且還是經過水廠處理的,這樣一來,大家就不用考慮不同季節水量多少,水質好壞等各種問題了。只需要在用的時候打開水龍頭就可以了。水廠就是“雲計算服務商”,他們利用各條河來取水(分佈式計算)並且按照各條河的水量多寡水質優差來決定到底從哪幾條河取水,取多少水(並行計算、效用計算),但是當城市大了之後,一個水廠已經不夠用了,於是二水廠出現了原先的則被命名為一水廠,這兩個水廠分別向各地輸水,並且還預留了相互之間的管道以防萬一(並行計算、負載均衡)。但是因為水源是河流,萬一水源被汙染了怎麼辦?所以水廠會和其他城市的水廠聯動,相互協調來確認水源從上流到此的狀況,並且簽訂協議如果某一個城市的水廠的水源被汙染了,另外一個水源沒有被汙染的城市的水廠就要調水過來應急,並且水廠本地也會經常將備用水箱裝滿水,以防萬一(網絡存儲、熱備冗餘)。

但是現在的技術還沒有見不到讓大家普遍用上“自來水”,更多的是打一口井然後大家共用(VPS/虛擬機)。這就讓一些商家有機可乘了,有些有良心的商家用水泵將井裡的水抽到高處的水塔,然後給原先共用這口水井的家庭裝上水管,假裝這是自來水。而更多的商家則直接將共用的水井改名叫做自來水,並且告訴所有人這個就叫做自來水。超算就如同依靠單個水廠的自來水,採用openstack的大規模計算平臺就如同那些有良心的商家,剩下的大多如同後面的那些商家一樣,把普通的VPS冠以“雲計算”之名。阿里雲就是將VPS改名為“雲服務器ECS”假裝是“自來水”來賣。當然了,並不是這一家這麼做,騰訊雲的“雲服務器”,乃至國際巨頭amazon的AWS有些也是VPS。

簡而言之,雖然雲計算給予了我們一個美好的願景,但是嚴格意義上的雲計算還是處於起步階段,無法做到大規模的商業應用。


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