IT之家學院：什麼是雲計算

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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散式計算、並行計算、效用計算、網路存儲、虛擬化、負載均衡、熱備冗餘等傳統計算機和網路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。

按照服務模式可以有三種分類：

軟體即服務（SaaS）：消費者使用應用程序，但並不掌控操作系統、硬體或運作的網路基礎架構。是一種服務觀念的基礎，軟體服務供應商，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。

平台即服務（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、硬體或運作的網路基礎架構。平台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、網路組件或中間件。消費者能掌控操作系統、存儲空間、已部署的應用程序及網路組件（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。

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路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。

私有雲（Private Cloud）：私有雲具備許多公用雲環境的優點，例如彈性、適合提供服務，兩者差別在於私有雲服務中，數據與程序皆在組織內管理，且與公用雲服務不同，不會受到網路帶寬、安全疑慮、法規限制影響；此外，私有雲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，因為用戶與網路都受到特殊限制。

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雲，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。

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散式計算、並行計算、效用計算、網路存儲、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等類似的軟體，可能會想到一個問題：如果我在一台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虛擬專用伺服器）。比如，將一台CPU為E3 1230 V5內存64G硬碟2T的伺服器利用虛擬化軟體(比如Proxmox，ESXi)將資源平均劃分為1個線程8G內存200G硬碟的虛擬機，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體等，如同一台真實的電腦。

說起來比較枯燥，不如舉個例子吧。

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，河水一來不幹凈，誰也不能保證河水從上游流下來的時候經過了什麼；二來不水量不穩定，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「伺服器」，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（分散式計算）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，萬一水源被污染了怎麼辦？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污染了，另外一個水源沒有被污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（網路存儲、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的大規模計算平台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「雲伺服器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「雲伺服器」，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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