雲計發展史及定義詳解

是時候認真科普一下雲計算了。

從工業時代說起...在工業時代初期,電力是所有產業運作、生產的前提,當時工廠不得不自己配備發電機,甚至是蓋發電廠來確保工廠供電。

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▲19世紀初期工廠裡的發電機

後來,一些發電廠興起,開始通過發電廠集中發電、通過電網遠距離供電。工廠也不再自己蓋發電廠了,只需從發電廠那裡購買,插上插頭就可以獲得供電。

如今,電力已經普及,成為人們日常生產生活的基本需求。

人類進入信息時代,隨著計算機和通信技術的發展,信息處理能力可以遠距離傳播到世界各地,人們開始思考一個問題:

計算機資源能不能像水電等公共服務一樣來使用呢?

這就是雲計算的終極目標——將計算、服務和應用作為一種公共設施提供給公眾,讓人們像使用水、電、氣那樣通過網絡使用計算機資源。

什麼是雲計算?

雲計算,Cloud Computing,最簡單的理解就是網絡計算。用戶不再需要了解“雲”中基礎設施的細節,就可以按需通過網絡共享軟硬件資源和信息。對於一名用戶,提供者提供的服務所代表的網絡元素都是看不見的,彷彿被雲掩蓋。

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想一想一家企業要信息化,需存儲企業運營數據,還需庫存管理、採購進貨管理、銷售管理、財務管理、人力資源管理、生產管理等系統...

一臺普通電腦的運算能力根本無法滿足需求,所以這家企業需要配置一臺運算能力更強悍的電腦——服務器。

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但對於大型企業,一臺服務器顯然是不夠的,比如Google最少有一百萬臺服務器。

怎麼辦?那就建一個數據中心,就是在裡面堆了很多服務器。

但是,一家企業要伺候這麼多臺服務器可不是一件容易的事。

每次我們走進數據中心機房,都能看到一望無際的機架上擺放著滿滿的都是服務器,服務器的數量多少決定了這個數據中心的業務處理能力,但這樣巨量的服務器設備同時運轉相當耗能,大型數據中心消耗的電量幾乎等同於一座小城市。

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除了高額的初期建設成本,以機房至少15年壽命來看,後續將會有75%的營運支出花在電費上,相當於當初投資成本的3到5倍。

大量的服務器與存儲設備會產生大量的熱能,為了散熱,根據統計,數據中心有45%的電力花費在空調設備上。當然,也有一些數據中心採用水冷式降溫。

除此之外,有了基礎硬件設備後,企業還需要服務器專用操作系統、應用軟件、企業管理系統(ERP)等等。

從硬件到軟件,都是錢錢錢錢啊。企業不但要花錢建設和維護基礎硬件,還得購買軟件,然後軟件出了新版本,升級啊,親,還得繼續花錢…

我開一家公司,還得花錢買服務器,建數據中心,買空調,買軟件,另外還要請一幫IT維護工程師... 小公司根本承受不起啊!

事實上,企業花了大價錢自建IT基礎設施,平均使用率卻不到15%,有將近85%的資源是白白浪費了的。

聰明的人類開始思考... 這次上帝沒有發笑。

如果能將機房設備維護、管理與軟體升級交給專人處理,根據自身的需求量租借空間與服務,像水電一樣,隨時按需供應計算、服務和應用等資源,不是省了許多麻煩嗎?

於是就誕生了雲計算,也衍生出了雲計算的三種服務類型——將基礎設施作為服務(IaaS)、將平臺作為服務(SaaS)和將軟件作為服務(PaaS)。

如何理解IaaS、PaaS和SaaS?

如何理解IaaS、PaaS和SaaS?記得很早以前,我們翻譯過一篇文章,用製作披薩的過程形象的說明了三者區別...

一個“吃貨”怎樣才能吃到披薩呢?主要分為三種“吃貨”:

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①在家自己做

這樣的吃貨現在不多了,這很麻煩,你得準備很多東西,發麵、做麵糰、進烤箱... 這叫本地部署。

你還不一定能做得好吃。

②買好速食披薩回家自己做

你只需要從披薩店裡買回成品,回家烘焙就好了,在自己的餐桌上吃。和自己在家做不同,你需要一個pizza供應商,這叫基礎設施作為服務(IaaS)。

③打電話叫外賣將披薩送到家中

打個電話,pizza就送到家門口,這叫平臺作為服務(SaaS)。

④去披薩店裡吃

你什麼都不需要準備,連餐桌也是pizza店裡的,這叫將軟件作為服務(PaaS)。

現在忘掉披薩,總結一下...

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假設你是一家提供雲服務的公司,你擁有硬件基礎設施、軟件應用等等一切,你把它們分為三層:基礎設施(infrastructure)、平臺(platform)和軟件(software),如下圖:

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這其實就是雲計算的三個分層,基礎設施在最下層,平臺在中間,軟件在頂層,分別是代表基礎設施作為服務(IaaS)、平臺作為服務(PaaS)、軟件作為服務(SaaS),別的一些“軟”的層可以在這些層上面添加。

如果你是一家企業,為了存儲運營數據、庫存管理、採購進貨管理、銷售管理、財務管理、人力資源管理、生產管理... 你需要去買服務器、空調、軟件、請IT工程師,來部署自己的IT基礎設施,這就叫本地部署。

如果這家企業的BOSS終於有一天想明白了,只是為了吃上pizza,為什麼非要自己做呢?

於是,BOSS找到一家專業提供雲服務的公司,向他提供雲計算的三種服務類型:IaaS、PaaS和SaaS,就像pizza店提供三種服務:買成品回家做、外賣和到披薩店吃。

IaaS

IaaS就是出租服務器、存儲和網絡設備,讓租用者初期不必花大價錢購買硬件設備,也更加彈性,業務增長時增加租用量,業務下降時減少租用量。

PaaS

PaaS是在SaaS,也就是線上軟件之後興起的一種新構架,它提供完整的雲端開發環境,意味著軟件開發者無需本地安裝開發工具,直接在遠端進行開發,這不但節省了開發者的成本和時間,且加快了產品上線時間。

SaaS

我們每天都會接觸到SaaS,簡單的講,就是軟件放在雲端,我們需要的時候可上網通過瀏覽器或客戶端線上使用軟件,不必本地下載再按照,比如我們經常使用的Evernote、iCloud、Hotmail、Office 365等等。不只是電腦,手機也可以登入同一服務,實時同步。

簡而言之,雲計算就是要讓信息服務像水電氣等公共設施一樣,通過網絡靈活的按需提供計算、存儲、應用等資源,從而方便廣大人民群眾的生產與生活,激發創新與商業發展。


雲計算的發展史

雲計算是怎樣發展起來的呢?任何一次技術創新的規模化都是漫長的,事實上在上個世紀70年代就有了雲計算的雛形,但直到2007年左右才開始興盛。

1963年,DARPA(美國國防高級研究計劃局)向麻省理工學院提供了約200萬美元的津貼,啟動了著名的MAC項目,要求麻省理工開發“多人可同時使用的電腦系統”技術。當時麻省理工就構想了“計算機公共事業”,即讓計算成為像電力一樣供應。這個項目產生了“雲”和“虛擬化”技術的雛形。

“雲”和“虛擬化”技術的雛形有了,但訪問雲還需要網絡。

1969年,在冷戰思維的背景下,美國國防部委託開發的ARPANET誕生了,成功完成了兩臺計算機之間的數據傳輸試驗,這就是今天互聯網的雛形。

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▲ARPANET 1969-1977

隨後,隨著互聯網的發展,以及從20世紀90年代開始虛擬計算機逐漸流行,從而推動了雲計算基礎設施的發展。

即使是互聯網普及了,雲計算的發展還離不開高速的網絡。關於這件事,我們從ORACLE(甲骨文)創始人拉里·埃裡森說起。

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拉里·埃裡森,硅谷狂人,一個傳奇式的人物,儘管連大學文憑也沒混到,但開過戰鬥機,獲得過世界帆船賽冠軍,71歲還能泡嫩模...2013年全球第5大富豪。

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1977年,32歲的埃裡森成立一家軟件開發公司——甲骨文,隨後在上世紀80年代快速成長,瘋狂搶佔全球市場,成為世界上最大的數據庫軟件公司。

但這哥們有點生不逢時,就在他們成立甲骨文時,另外兩個傳奇式的公司也誕生了,一個是蘋果,一個是微軟。

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可以說,埃裡森幾乎一直生活在比爾蓋茨的陰影下,微軟和甲骨文在納斯達克掛牌上市上市的時間只隔了一天,甲骨文也一直只是繼微軟後全球收入第二大的軟件公司。

當時的比爾蓋茨就是IT界的第一巨星,風頭蓋過埃裡森,這對於一向以“狂妄自大”著稱的埃裡森來說,估計氣得牙癢癢。

本來,一個做操作系統和一個做數據庫,井水不犯河水。

但是,微軟偏偏在1988年推出了SQL Server,這是要搶甲骨文的飯碗啊。當微軟推出的SQL Server搶佔了一些高端市場,同一時間 Windows 95 也大受歡迎時,埃裡森終於沒控制住。

他想到了一記狠招,異想天開地推出“互聯網電腦”反擊。

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你在前方開炮,我就抄你後路。

1995年,埃裡森宣佈個人電腦(PC)已死,取而代之的將是互聯網電腦( NC),甲骨文成立了一家名為Network Computer Inc.的子公司。

這個“互聯網電腦”沒有硬盤,軟件在網絡上運行,無需下載軟件,所有數據和程序存儲在遠端服務器的數據庫中,價格也比當時的PC電腦便宜三分之二。

關鍵是,它不需要安裝操作系統,不需要安裝操作系統,重要的事再說一遍,微軟估計氣瘋了吧。

這個“互聯網電腦”其實就是雲計算的另一個雛形。但可惜,最終慘淡收場。

當時的網速慢,且網絡不普及,根本無法支撐線上操作。同時,雲端並沒有提供Microsoft Office一類的普遍應用,加之後來PC降價,“互聯網電腦”經過兩年試驗後,最終宣告失敗。

埃裡森提出的概念太超前了。而後,眾所周知,又爆發了那一場互聯網泡沫,這打擊了人們對雲端應用的未來前景的信心。

直到2006年左右,Google、亞馬遜和IBM先後提出了雲端應用,才使得雲計算的概念重回人們視野。

亞馬遜:電子商務公司轉型為IT基礎服務提供商

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亞馬遜是靠網絡書店起家的,為了處理龐大的商品和用戶資料,亞馬遜建立了龐大的數據中心。

但是,網絡銷售有旺季和淡季,這就白白浪費了數據中心資源,為此,亞馬遜就想到了將多餘的空間出租出去,這便是其2006年推出的 EC2 (Elastic Compute Cloud)雲服務 。

另一方面,作為電商,亞馬遜還為小商家們提供網站代管、線上商店管理等,因此建立了更多數據中心。

IBM:計算機巨頭轉型為企業整體解決方案供應商

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早在1965年,IBM就推出了分時共享系統,該系統允許多個遠程用戶分時共享同一高性能計算設備,這就是其最早的虛擬機技術。隨後,發佈了用於創建靈活大型主機的虛擬機技術,其根據用戶動態需求來調配資源,使昂貴的大型機資源儘可能的得到充分利用。

IBM曾是世界上最大的計算機公司,儘管它開發了第一臺個人電腦,也很早意識到個人電腦的巨大潛在市場,但正如IBM的全稱——國際商業機器公司所定位的,它賣的只是商業機器,客戶以政府部門、軍隊、大型企業與金融業為主,基因中帶著保守穩健的作風。

在1980年代後期開始小機器化趨勢後,通用計算機失去了當年的風采,IBM失去了PC市場,甚至差點面臨倒閉的危機,到1993年IBM連續虧損已高達168億美元。

IBM不再是電腦的象徵,電腦業有了新的偶像——微軟。

藍色巨人需舔愈了自己的傷口。

1993年,IBM宣佈轉型,逐漸從硬件製造商轉型為為企業級的軟硬件整體解決方案供應商 (Total Solution Provider)。

轉型後,IBM的銷售對象仍是企業級客戶,旗下擁有相當全面的雲計算產品線──包括服務器、管理軟件、應用軟件等,雲計算的三個層次——IaaS、SaaS和PaaS,全部都能在 IBM Cloud 上面找到相應的解決方案。

2007年,IBM推出Blue Cloud服務,是IBM最早推出,也是最成熟的雲計算解決方案。

Google:搜索引擎公司轉型為線上應用軟件提供商

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雲計算作為一個新的理念、新的融合技術、網絡應用模式,是由Google於2006年首次提出。

這事要從2007年左右微軟和谷歌之間的口水戰說起。當時,兩家公司拼得非常激烈,甚至在公開場合唇槍舌劍地交鋒。

一切都是搜索業務惹的禍。

最初,Google將大量的廉價服務器集合起來,開發雲計算平臺,是為了支撐其龐大的搜索業務。本來幹得正起勁,沒想到又殺出一個微軟。

2003年,微軟宣佈進軍網絡搜尋市場。Google當然不會拱手相讓,開始打造超級數據中心,將微軟在PC端的軟件服務搬到線上,反搶微軟的PC端市場。

你在前方開炮,我就抄你後路,多麼熟悉的套路。

Google開始在網上提供一套辦公軟件,其中包括電子郵件、文件處理、和日曆等和微軟OFFICE軟件相類似的功能,並吸取了甲骨文的“互聯網電腦”概念,多年後還推出了Chromebook,其以雲端操作系統Chrome OS替代本地操作系統。

不過,這只是打了微軟一巴掌,Google並未能撼動微軟在PC時代的市場。當然到了移動互聯時代,Google成功扳回一局,這是後話。

亞馬遜、IBM和Google都是早期進入雲計算領域的企業,但早期他們在雲計算的發展方向上因各自利益取向而不同,有的強調企業,有的強調終端用戶,但綜合起來,就是雲計算發展到目前最為普遍的幾種商業模式。

你也發現了,不管是甲骨文、IBM還是Google,其雲計算的發展歷程中都有微軟來搞事。

微軟就是IT界的一條鯰魚,一會搶佔數據庫市場、一會搶PC市場、一會要爭奪搜索領域地盤,從某個角度講,它促進了雲計算的發展。

微軟又是如何應對來勢洶洶的雲計算浪潮呢?

微軟:從PC端轉型為企業用戶+雲端服務

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為了順應時代潮流,2008年微軟在其開發者大會上發佈了一個全新的雲計算平臺──Azure Service Platform。

這是一個基於微軟數據中心的PaaS平臺,提供了Windows系統的線上開發、存儲和服務代管的開發環境,對於使用 C# 和 SQL Server 的開發者來說非常親民。

同時微軟也提供了一套基於Visual Studio的Azure工具,可供開發者在個人電腦上開發和測試Azure平臺上的應用程序。

事實上,微軟對於雲計算的態度一直有些說不清道不明…

如果未來電腦的運算能力和軟件全都集中在雲端,那麼PC就不須很強的處理能力了,微軟的操作系統和軟件將受到很大的衝擊。

因此微軟始終強調:儲存、計算等服務不會是免費的。

微軟宣稱,由於網絡速率限制始終存在,因此唯有搭配本機端的運算能力,才能帶給使用者真正良好的體驗與強大的應用程序。

然而,這個態度正在悄悄地轉變。

從微軟最近的財報看,其包括Windows操作系統和Surface、Xbox等產品的PC業務部分的營收呈現下滑狀態,而其包括Azure在內的所有云端服務的營收卻在不斷增長。

無疑,PC業務因飽和正在悄然下滑,未來轉向“企業用戶端 + 雲端服務”才是發展之路。

如今在用戶端逐漸不敵Google的微軟,正開始慢慢轉向企業級的雲服務。2016年6月,微軟以262億美元收購LinkedIn,也是其中一步重大的佈局。

2014年,微軟新任CEO薩蒂亞·納德拉上任後,轉型的企圖越來越明顯,其明確指出,微軟正以“基於雲計算的人工智能業務”為引領走向新時代。

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以上就是關於雲計算發展的那點事。

發展到今天,雲市場簡直如火如荼。在國內雲市場,BAT、三大運營商、華為、浪潮、金山、網易、360等各路ICT巨頭紛紛湧入,可謂是英豪齊聚戰鼓擂。

隨著網絡連接的不斷升級,大數據和人工智能的興起,雲計算正在改變全球幾十億人口的信息服務模式,最終讓計算、應用等資源像水電氣一樣走進人們的生產生活中。


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