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關(guān)于云計(jì)算深度解析

中科院半導(dǎo)體所 ? 來(lái)源:無(wú)線深海 ? 作者:Lemon ? 2021-04-26 09:28 ? 次閱讀

“云”,這個(gè)概念,已經(jīng)滲透進(jìn)了我們生活的每一個(gè)角落。話說(shuō)2021年春節(jié)很多人就地過(guò)年,親情只能通過(guò)視頻來(lái)傳達(dá),稱之為“云團(tuán)聚”。有些愛(ài)貓人士自己養(yǎng)不了喵星人,只能在網(wǎng)上對(duì)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(shuō)的備胎和車無(wú)關(guān),而是女神對(duì)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(shí)調(diào)遣,并能和其他女神共享。

上面的雖說(shuō)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?cè)賮?lái)看看一些正兒八經(jīng)的“云”應(yīng)用。

云存儲(chǔ):個(gè)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(chǔ)、協(xié)作、溝通、移動(dòng)辦公、工作流程等都在“云”端進(jìn)行,本地只有顯示器,不存儲(chǔ)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(guò)是顯示器,接收網(wǎng)絡(luò)傳來(lái)的游戲畫面而已。

管中窺豹,可見(jiàn)一斑。從上述的例子來(lái)看,“云”大體上有下面幾個(gè)特點(diǎn):聯(lián)網(wǎng):“云”必須通過(guò)聯(lián)網(wǎng)才能使用,并且所需的網(wǎng)絡(luò)帶寬,時(shí)延等需求還不小。能力:“云”就像一個(gè)無(wú)所不能的超級(jí)計(jì)算機(jī)一樣,可存儲(chǔ),可計(jì)算,可分析。共享:“云”這個(gè)超級(jí)計(jì)算機(jī)是多用戶(企業(yè))共享的,每個(gè)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(shuō)英特爾創(chuàng)始人戈登·摩爾曾說(shuō)過(guò):“集成電路上可容納的晶體管數(shù)目,約每隔兩年便會(huì)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(lái)越低,單個(gè)企業(yè)也就買得起大量的服務(wù)器。
對(duì)于很多大型企業(yè)來(lái)說(shuō),在業(yè)務(wù)高峰期所需的硬件資源很多,但平均下來(lái)的負(fù)荷并不高,然而服務(wù)器還得按照最大需求來(lái)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(gè)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(kāi)拓出新的商業(yè)模式。也就是說(shuō),大家都各自買服務(wù)器花錢多不說(shuō),還有利用率低,擴(kuò)容麻煩的問(wèn)題,我來(lái)大量買入服務(wù)器,組成一個(gè)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(lái)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(huì)上正式提出了“云計(jì)算”的概念。亞馬遜則是個(gè)行動(dòng)派,早在谷歌提出這個(gè)概念的5個(gè)月前,就推出了商用的“彈性計(jì)算云”服務(wù)。這兩個(gè)標(biāo)志性的事件,正式宣告了云計(jì)算時(shí)代的到來(lái),也意味著互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展進(jìn)入了一個(gè)新時(shí)代。

怎樣實(shí)現(xiàn)云計(jì)算?

云計(jì)算有下面幾個(gè)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(tái)服務(wù)器的CPU,內(nèi)存,硬盤,網(wǎng)卡虛擬化為計(jì)算,存儲(chǔ),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(gè)用戶使用的資源在物理上分布于多臺(tái)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(chǔ),網(wǎng)絡(luò)三大資源按多大粒度來(lái)出租,用戶到底用了多少,都要算得明明白白。這樣一來(lái),交易雙方才能互相信任,實(shí)現(xiàn)共贏。

快速?gòu)椏s:每個(gè)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(dòng)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(kāi)通云辦公,云存儲(chǔ),云游戲等業(yè)務(wù),直接自助申請(qǐng),自動(dòng)開(kāi)通,自行結(jié)賬。就像無(wú)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(shí)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(gè)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(tái)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(tái)虛擬服務(wù)器。但這個(gè)資源池受限于單臺(tái)物理服務(wù)器的容量。

如果能把大量的服務(wù)器匯集起來(lái)形成一個(gè)超大的資源池,并可以隨時(shí)加入更多服務(wù)器來(lái)擴(kuò)容,就形成了開(kāi)頭所說(shuō)的“超級(jí)計(jì)算機(jī)”。這就需要一個(gè)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(lái)調(diào)度來(lái)供上層應(yīng)用使用。

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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(shuō)過(guò)的Hypervisor,負(fù)責(zé)對(duì)每臺(tái)服務(wù)器的物理資源進(jìn)行虛擬化和抽象。管理單元?jiǎng)t對(duì)每臺(tái)服務(wù)器虛擬化之后的資源進(jìn)行整合,形成一個(gè)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(jí)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(jí)。

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第一級(jí):就簡(jiǎn)單出租虛擬化之后的三大資源:計(jì)算,存儲(chǔ),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(kāi)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(jí)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(jí):直接出租什么軟件都沒(méi)有的虛擬服務(wù)器,雖說(shuō)靈活性最大,但對(duì)有些用戶來(lái)說(shuō)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(kù),軟件開(kāi)發(fā)環(huán)境等也搞起來(lái),總之就是幫用戶把開(kāi)發(fā)平臺(tái)搭建好。這種級(jí)別的服務(wù)就叫做PaaS,全稱是Platform as a Service,含義毫無(wú)懸念,自然是“平臺(tái)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(jí):對(duì)于有些用戶來(lái)說(shuō),可能沒(méi)那個(gè)時(shí)間精力,也沒(méi)那么多雄心壯志去開(kāi)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(tái)上把各種軟件裝好,這是您的賬號(hào),您隨時(shí)登錄使用就好。這種級(jí)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。

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圖片對(duì)應(yīng)于這三級(jí)服務(wù),云服務(wù)商做的事情越來(lái)越多,用戶需要操心的則越來(lái)越少。那么,在這三級(jí)服務(wù)的基礎(chǔ)上,除了本文開(kāi)頭列出的個(gè)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(jiǎn)直是無(wú)所不包。

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真是應(yīng)有盡有,只有想不到,沒(méi)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(tái)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(kāi)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。可以說(shuō),“云”,已經(jīng)成了信息時(shí)代的水和電。好了,本期的內(nèi)容就到這里,希望對(duì)大家有所幫助。
編輯:lyn

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原文標(biāo)題:什么是云計(jì)算?一文看懂

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