什么是云計算？一文看懂

本文來源：無線深海

“ 云 ”，這個概念，已經(jīng)滲透進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，稱之為“ 云團聚”。
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，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”，應該和聯(lián)網(wǎng)，帶寬，共享等詞存在著關聯(lián)。
下面我們再來看看一些正兒八經(jīng)的“云”應用。
云存儲：個人業(yè)務也叫做云盤或者網(wǎng)盤，就是把私人文件存在“云”端，可以手機，平板，電腦等多設備同步，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”端進行，本地只有顯示器，不存儲任何信息。
云游戲：用戶在手機上玩得津津有味，實際上游戲卻是“云”端運行的，手機只不過是顯示器，接收網(wǎng)絡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：
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算機一樣，可存儲，可計算，可分析。共享：“云”這個超級計算機是多用戶（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器。對于很多大型企業(yè)來說，在業(yè)務高峰期所需的硬件資源很多，但平均下來的負荷并不高，然而服務器還得按照最大需求來配，分配很不靈活，這就導致了資源的浪費。如果能把這些服務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，大家都各自買服務器花錢多不說，還有利用率低，擴容麻煩的問題，我來大量買入服務器，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“彈性計算云”服務。
這兩個標志性的事件，正式宣告了云計算時代的到來，也意味著互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展進入了一個新時代。

怎樣實現(xiàn)云計算？

云計算有下面幾個基本特點：

資源池化：服務提供商并不直接出租實體服務器，而是把多臺服務器的CPU，內(nèi)存，硬盤，網(wǎng)卡虛擬化為計算，存儲，網(wǎng)絡三大類資源池，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器并多用戶共享，邏輯則上是獨立且隔離的。

服務量化：計算，存儲，網(wǎng)絡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，實現(xiàn)共贏。

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

自助服務：用戶要租用服務器，安裝系統(tǒng)，或者開通云辦公，云存儲，云游戲等業(yè)務，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)絡是用戶和云端溝通的唯一橋梁，各種服務均建立在頻繁的數(shù)據(jù)上傳和下載之上，因此接入網(wǎng)絡的帶寬和時延非常重要，有些服務還需要傳輸?shù)某呖煽啃?。上述的前四個特點，必須構筑在 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器。但這個資源池受限于單臺物理服務器的容量。

如果能把大量的服務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器來擴容，就形成了開頭所說的“超級計算機”。
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，并可以跨設備來調(diào)度來供上層應用使用。

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，負責對每臺服務器的物理資源進行虛擬化和抽象。
管理單元則對每臺服務器虛擬化之后的資源進行整合，形成一個大的虛擬化資源池，并分配給上層應用使用。 云計算能實現(xiàn)哪些服務？ 有了虛擬化的資源池，服務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。用戶需求不同，需要的服務級別自然也不相同，下面我們姑且把云計算提供的服務分成三級。

第一級：就簡單出租虛擬化之后的三大資源：計算，存儲，網(wǎng)絡，并將這幾類資源組合成虛擬服務器。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，完全由用戶自己搞定。這種級別的服務就叫做 IaaS。這縮寫看似挺有玄機，其實全稱是Infrastructure as a Service，也就是“基礎設施即服務”的意思，也叫“基礎云”。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，自己實現(xiàn)。

第二級：直接出租什么軟件都沒有的虛擬服務器，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”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。
這種級別的服務就叫做 SaaS，全稱是Software as a Service，含義自然就是“軟件即服務”。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。

圖片來自公眾號“鮮棗課堂” 對應于這三級服務，云服務商做的事情越來越多，用戶需要操心的則越來越少。那么，在這三級服務的基礎上，除了本文開頭列出的個別應用之外，“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。

表格來自公眾號“鮮棗課堂”

真是應有盡有，只有想不到，沒有做不到。除了最基礎IaaS之外，絕大多數(shù)復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，普通用戶只需付錢租用即可。
云服務就是這樣的理所當然。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，建設電網(wǎng)，只需付錢就能用電一樣。
可以說，“云”，已經(jīng)成了信息時代的水和電。