让运维担心失业的云计算到底是啥?

“云”,这个概念,已经渗透进了我们生活的每一个角落。

话说2021年春节很多人就地过年,亲情只能通过视频来传达,称之为“云团聚”。有些爱猫人士自己养不了喵星人,只能在网上对着别人拍摄的猫咪视频垂涎三尺,称之为“云吸猫”。

上面的虽说是笑谈,但也暗示着,大家心中的“云”,应该和联网,带宽,共享等词存在着关联。

下面我们再来看看一些正儿八经的“云”应用。


云存储:
个人业务也叫做云盘或者网盘,就是把私人文件存在“云”端,可以手机,平板,电脑等多设备同步,永不丢失,便于分享。


云办公:
就是企业的文档编辑、存储、协作、沟通、移动办公、工作流程等都在“云”端进行,本地只有显示器,不存储任何信息。


云游戏:
用户在手机上玩得津津有味,实际上游戏却是“云”端运行的,手机只不过是显示器,接收网络传来的游戏画面而已。


管中窥豹,可见一斑。从上述的例子来看,“云”大体上有下面几个特点:


联网:
“云”必须通过联网才能使用,并且所需的网络带宽,时延等需求还不小。


能力:
“云”就像一个无所不能的超级计算机一样,可存储,可计算,可分析。

共享:“云”这个超级计算机是多用户(企业)共享的,每个用户按需租用,花多少钱办多少事。


云,已成为了获取资源的一种新型方式。


什么是云计算?话说英特尔创始人戈登·摩尔曾说过:“集成电路上可容纳的晶体管数目,约每隔两年便会增加一倍”。换言之,就是:处理器的性能每隔两年翻一倍。如此快速的发展,导致硬件的成本越来越低,单个企业也就买得起大量的服务器。对于很多大型企业来说,在业务高峰期所需的硬件资源很多,但平均下来的负荷并不高,然而服务器还得按照最大需求来配,分配很不灵活,这就导致了资源的浪费。如果能把这些服务器闲置的能力整合成一个资源池,然后再出租给其他公司使用的话,不但变废为宝,甚至还能开拓出新的商业模式。


也就是说,大家都各自买服务器花钱多不说,还有利用率低,扩容麻烦的问题,我来大量买入服务器,组成一个大池子,按需租给大家使用,好不好?这种由大家各自买各自用,到一家集中买,其他家来租的思维转变,促成了云计算的诞生。
于是,在2006年,谷歌在搜索引擎大会上正式提出了“云计算”的概念。亚马逊则是个行动派,早在谷歌提出这个概念的5个月前,就推出了商用的“弹性计算云”服务。


这两个标志性的事件,正式宣告了云计算时代的到来,也意味着互联网的发展进入了一个新时代。

怎样实现云计算?云计算有下面几个基本特点:

资源池化:
服务提供商并不直接出租实体服务器,而是把多台服务器的CPU,内存,硬盘,网卡虚拟化为计算,存储,网络三大类资源池,再分成小块灵活组合后租给用户。
每个用户使用的资源在物理上分布于多台服务器并多用户共享,逻辑则上是独立且隔离的。

服务量化:
计算,存储,网络三大资源按多大粒度来出租,用户到底用了多少,都要算得明明白白。这样一来,交易双方才能互相信任,实现共赢。

快速弹缩:
每个用户可用的容量不再受物理服务器的限制,需求多了则自动快速扩容,需求少了则释放部分资源。这样的服务就像气球一样,容量伸缩自如,充满弹性。

自助服务:
用户要租用服务器,安装系统,或者开通云办公,云存储,云游戏等业务,直接自助申请,自动开通,自行结账。就像无人超市一样,省却了和客服的低效沟通。

宽带接入:
网络是用户和云端沟通的唯一桥梁,各种服务均建立在频繁的数据上传和下载之上,因此接入网络的带宽和时延非常重要,有些服务还需要传输的超高可靠性。上述的前四个特点,必须构筑在虚拟化的基石之上。传统虚拟化的思想是把一台物理服务器上的CPU,内存,硬盘,网卡等资源虚拟化成资源池,再划分成多台虚拟服务器。但这个资源池受限于单台物理服务器的容量。

如果能把大量的服务器汇集起来形成一个超大的资源池,并可以随时加入更多服务器来扩容,就形成了开头所说的“超级计算机”。


这就需要一个可以“化零为整”的云操作系统。它能将分散的物理资源整合在一起形成虚拟资源池,并可以跨设备来调度来供上层应用使用。

从上图可以看出,云操作系统主要由虚拟化单元和管理单元组成。


虚拟化就是Hypervisor,负责对每台服务器的物理资源进行虚拟化和抽象。
管理单元则对每台服务器虚拟化之后的资源进行整合,形成一个大的虚拟化资源池,并分配给上层应用使用。

云计算能实现哪些服务?

有了虚拟化的资源池,服务提供商到底要怎么样出租呢?资源出租,本质上是一种服务。用户需求不同,需要的服务级别自然也不相同,下面我们姑且把云计算提供的服务分成三级。

第一级:就简单出租虚拟化之后的三大资源:计算,存储,网络,并将这几类资源组合成虚拟服务器。至于用户在上面装什么系统,开发什么软件,跑什么业务,完全由用户自己搞定。这种级别的服务就叫做IaaS。这缩写看似挺有玄机,其实全称是Infrastructure as a Service,也就是“基础设施即服务”的意思,也叫“基础云”。

这就像直接出租地皮一样,用户在上面盖什么房子,种什么花草蔬菜,养什么宠物,完全由用户自己规划,自己实现。

第二级:直接出租什么软件都没有的虚拟服务器,虽说灵活性最大,但对有些用户来说使用难度太高了,因此我们把服务做得更到位一些,把操作系统装上,数据库,软件开发环境等也搞起来,总之就是帮用户把开发平台搭建好。


这种级别的服务就叫做PaaS,全称是Platform as a Service,含义毫无悬念,自然是“平台即服务”的意思。接前面类比的话,就是这次我们不直接出租地皮了,帮用户把房子盖好,水,电,天然气都通上,后面用户要怎么装修,怎么布置房间就靠自己了。

第三级:对于有些用户来说,可能没那个时间精力,也没那么多雄心壮志去开发什么软件,直接享用现成的最好。因此我们也要服务到家,直接在云平台上把各种软件装好,这是您的账号,您随时登录使用就好。


这种级别的服务就叫做SaaS,全称是Software as a Service,含义自然就是“软件即服务”。继续接前面类比的话,就是我们不直接出租地皮了,不但把房子盖好,水,电,天然气都通上,还给装修地漂漂亮亮的,家具家电配齐,您只需拎包入住就好。

对应于这三级服务,云服务商做的事情越来越多,用户需要操心的则越来越少。

那么,在这三级服务的基础上,除了本文开头列出的个别应用之外,“云”还能做什么?从下面的几张表格可以看出,简直是无所不包。

真是应有尽有,只有想不到,没有做不到。除了最基础IaaS之外,绝大多数复杂难解的平台和软件,都有专业的解决方案,可以在云上打包为PaaS和SaaS服务,普通用户只需付钱租用即可。


云服务就是这样的理所当然。就像你不需要筑坝蓄水,引水净水,只需付钱,打开水龙头就有水用;你也不需要烧煤发电,建设电网,只需付钱就能用电一样。

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