垃圾收集器 2020-07-05 11:05:22

在 IT 行業(yè),，存在一個 15 年周期現(xiàn)象,，從 1966 年開始到可預(yù)知的未來若干年，可分為 6 個周期,，每個周期的技術(shù)熱點分別如下：

1966—1980 年為大型機時代,；

1981—1995 年為個人計算機時代；

1996—2010 年為互聯(lián)網(wǎng)時代,；

2011—2025 年為云計算時代,；

2026—2040 年為人工智能時代；

2041—2055 年為機器人時代,。

每一個周期都以前一周期的產(chǎn)品為基礎(chǔ),，誕生并迅猛發(fā)展出新的產(chǎn)業(yè)，但這并不意味著前一周期的產(chǎn)品會消亡,。顯然,，當前正處于云計算蓬勃發(fā)展的時代。

云計算在眼下的中國呈現(xiàn)出冰火兩重天的怪象：這邊廂,，云服務(wù)提供商們個個摩拳擦掌,、熱情高漲，大家恨不得從“萬億云計算市場”蛋糕中分得一大塊,，卻鮮有人腳踏實地做產(chǎn)品,；那邊廂，用戶們迷茫、觀望者甚多,，大家紛紛捂緊各自的錢袋,，弱弱地問：“云計算到底是什么東西？能給我?guī)硎裁春锰?？?/p>

政府也不甘示弱,，大手筆的云計算中心像雨后春筍般在神州大地上拔地而起，只見機房機器轟鳴,，壁掛大屏幕閃爍,，卻不見云應(yīng)用，這等同于天上電閃雷鳴,，就是不見下雨,。深圳超算中心，強大的計算能力沒有得到充分利用,，能源無謂消耗嚴重,。

什么是云計算,？

在《什么是軟件》教程中,，我們談到，軟件就是程序員寫的需要 CPU 來執(zhí)行以便完成某項任務(wù)的步驟,，這些步驟包括輸入/輸出步驟和計算步驟,。而 CPU 在執(zhí)行輸入/輸出步驟時需要使用輸入/輸出設(shè)備，在執(zhí)行計算步驟時需要使用計算設(shè)備,。對于普通的計算機來說,，計算設(shè)備指 CPU、內(nèi)存和硬盤,，輸入/輸出設(shè)備指鍵盤,、鼠標、顯示器,、話筒和音箱等,。

如果計算機還要與其他設(shè)備通信，那么計算設(shè)備還應(yīng)包括網(wǎng)絡(luò),。對于傳統(tǒng)的個人計算機而言,，計算設(shè)備和輸入/輸出設(shè)備通過主板連接在一起，也就是說,，有了主板這個紐帶,，計算設(shè)備和輸入/輸出設(shè)備就可以協(xié)同工作了。其特征如下：

計算資源就在本地,。

計算資源不易擴展或收縮,。

其他人無法共享你的計算資源。

既是計算資源的所有者，又是計算資源的使用者,。

我們再次重申一下：計算設(shè)備也稱為計算資源,，計算資源包括 CPU、內(nèi)存,、硬盤和網(wǎng)絡(luò),。而在機房中，磁盤只是存儲大類中的一種,，存儲還包括磁帶庫,、陣列、SAN,、NAS 等,，這些統(tǒng)稱為存儲資源。另外,，CPU,、內(nèi)存只是服務(wù)器的部件，我們統(tǒng)一用服務(wù)器資源來代替 CPU 和內(nèi)存資源的說法,。

廣義的計算資源還包括應(yīng)用軟件和人力服務(wù),，如果不特別聲明，那么后續(xù)章節(jié)中提到的計算資源就是指服務(wù)器,、存儲,、網(wǎng)絡(luò)、應(yīng)用軟件和人力服務(wù),。

不同于傳統(tǒng)的計算機,，云計算引入了一種全新的方便人們使用計算資源的模式，即云計算能讓人們方便,、快捷地自助使用遠程計算資源,。

計算資源所在地稱為云端（也稱為云基礎(chǔ)設(shè)施），輸入/輸出設(shè)備稱為云終端,。

云終端就在人們觸手可及的地方,，而云端位于“遠方”（與地理位置遠近無關(guān)，需要通過網(wǎng)絡(luò)才能到達）,，兩者通過計算機網(wǎng)絡(luò)連接在一起,。

云終端與云端之間是標準的 C/S 模式，即客戶端/服務(wù)器模式——客戶端通過網(wǎng)絡(luò)向云端發(fā)送請求消息,，云端計算處理后返回結(jié)果,。云計算的可視化模型如圖 1 所示。

云計算具有 5 個基本特征,、4 種部署模型和 3 種服務(wù)模式,。

1）自助服務(wù)

消費者不需要或很少需要云服務(wù)提供商的協(xié)助,，就可以單方面按需獲取云端的計算資源。

消費者可以隨時隨地使用任何云終端設(shè)備接入網(wǎng)絡(luò)并使用云端的計算資源,。常見的云終端設(shè)備包括手機,、平板、筆記本電腦,、PDA 掌上電腦和臺式機等,。

云端計算資源需要被池化，以便通過多租戶形式共享給多個消費者,，也只有池化才能根據(jù)消費者的需求動態(tài)分配或再分配各種物理的和虛擬的資源,。消費者通常不知道自己正在使用的計算資源的確切位置，但是在自助申請時允許指定大概的區(qū)域范圍（比如在哪個國家,、哪個省或者哪個數(shù)據(jù)中心）,。

消費者能方便、快捷地按需獲取和釋放計算資源,，也就是說,，需要時能快速獲取資源從而擴展計算能力，不需要時能迅速釋放資源以便降低計算能力,，從而減少資源的使用費用,。對于消費者來說，云端的計算資源是無限的,，可以隨時申請并獲取任何數(shù)量的計算資源,。

但是我們一定要消除一個誤解,，那就是一個實際的云計算系統(tǒng)不一定是投資巨大的工程,，也不一定要購買成千上萬臺計算機，也不一定具備超大規(guī)模的運算能力,。其實一臺計算機就可以組建一個最小的云端,，云端建設(shè)方案務(wù)必采用可伸縮性策略，剛開始時采用幾臺計算機,，然后根據(jù)用戶數(shù)量規(guī)模來增減計算資源,。

消費者使用云端計算資源是要付費的，付費的計量方法有很多,，比如根據(jù)某類資源（如存儲,、CPU、內(nèi)存,、網(wǎng)絡(luò)帶寬等）的使用量和時間長短計費,，也可以按照每使用一次來計費。但不管如何計費,，對消費者來說,，價碼要清楚，計量方法要明確，而云服務(wù)提供商需要監(jiān)視和控制資源的使用情況,，并及時輸出各種資源的使用報表,，做到供/需雙方費用結(jié)算清清楚楚、明明白白,。

1）私有云

云端資源只給一個單位組織內(nèi)的用戶使用,，這是私有云的核心特征。而云端的所有權(quán),、日常管理和操作的主體到底屬于誰并沒有嚴格的規(guī)定,，可能是本單位，也可能是第三方機構(gòu),，還可能是二者的聯(lián)合,。云端可能位于本單位內(nèi)部，也可能托管在其他地方,。

云端資源專門給固定的幾個單位內(nèi)的用戶使用,，而這些單位對云端具有相同的訴求（如安全要求、云端使命,、規(guī)章制度,、合規(guī)性要求等）。云端的所有權(quán),、日常管理和操作的主體可能是本社區(qū)內(nèi)的一個或多個單位,，也可能是社區(qū)外的第三方機構(gòu)，還可能是二者的聯(lián)合,。云端可能部署在本地,，也可能部署于他處。

云端資源開放給社會公眾使用,。云端的所有權(quán),、日常管理和操作的主體可以是一個商業(yè)組織、學(xué)術(shù)機構(gòu),、政府部門或者它們其中的幾個聯(lián)合,。云端可能部署在本地，也可能部署于其他地方,，比如中山市民公共云的云端可能就建在中山,，也可能建在深圳。

混合云由兩個或兩個以上不同類型的云（私有云,、社區(qū)云,、公共云）組成，它們各自獨立,，但用標準的或?qū)Ｓ械募夹g(shù)將它們組合起來,，而這些技術(shù)能實現(xiàn)云之間的數(shù)據(jù)和應(yīng)用程序的平滑流轉(zhuǎn),。由多個相同類型的云組合在一起屬于多云的范疇。

比如兩個私有云組合在一起,，混合云屬于多云的一種,。由私有云和公共云構(gòu)成的混合云是目前最流行的——當私有云資源短暫性需求過大（稱為云爆發(fā)，Cloud Bursting）時,，自動租賃公共云資源來平抑私有云資源的需求峰值,。

例如，網(wǎng)店在節(jié)假日期間點擊量巨大,，這時就會臨時使用公共云資源來應(yīng)急,。

1）軟件即服務(wù)（Software as a Service，SaaS）

云服務(wù)提供商把 IT 系統(tǒng)中的應(yīng)用軟件層作為服務(wù)出租出去,，消費者不用自己安裝應(yīng)用軟件,，直接使用即可，這進一步降低了云服務(wù)消費者的技術(shù)門檻,。更詳細的介紹參見后續(xù)章節(jié),。

2）平臺即服務(wù)（Platform as a Service，PaaS）

云服務(wù)提供商把 IT 系統(tǒng)中的平臺軟件層作為服務(wù)出租出去,，消費者自己開發(fā)或者安裝程序,，并運行程序。更詳細的介紹參見后續(xù)章節(jié),。

3）基礎(chǔ)設(shè)施即服務(wù)（Infrastructure as a Service,，IaaS）

云服務(wù)提供商把 IT 系統(tǒng)的基礎(chǔ)設(shè)施層作為服務(wù)出租出去，由消費者自己安裝操作系統(tǒng),、中間件,、數(shù)據(jù)庫和應(yīng)用程序。更詳細的介紹參見后續(xù)章節(jié),。

云計算的精髓就是把有形的產(chǎn)品（網(wǎng)絡(luò)設(shè)備,、服務(wù)器、存儲設(shè)備,、各種軟件等）轉(zhuǎn)化為服務(wù)產(chǎn)品，并通過網(wǎng)絡(luò)讓人們遠距離在線使用,，使產(chǎn)品的所有權(quán)和使用權(quán)分離,。正如洗衣店老板把洗衣機這種有形產(chǎn)品轉(zhuǎn)化為洗衣服務(wù)一樣，消費者直接投幣自助洗衣,，這樣一方面提高了洗衣機的使用率,，另一方面又降低了消費者購買洗衣機的支出。

洗衣店不是一種新的洗衣技術(shù),，而是一種新的洗衣服模式,，可能洗衣店老板還會進一步細分市場,，推出干洗服務(wù)、洗衣烘干一條龍服務(wù)等,。

計算設(shè)備一旦轉(zhuǎn)化為服務(wù),，使用率就會得到顯著提高，設(shè)備的壽命反而會更長,，因為電子產(chǎn)品不比機械產(chǎn)品會產(chǎn)生磨損,，經(jīng)常不開機的電子設(shè)備反而比常年開機滿負荷運轉(zhuǎn)的電子設(shè)備更容易出故障。

另外,，作為計算資源的軟件可以無限復(fù)制運行,，這一點與洗衣店的洗衣機等物理設(shè)備有本質(zhì)的不同，一臺洗衣機被他人使用,，就不能同時再被另外的人使用,；而軟件則沒有這個限制，同樣一個軟件,，可以同時給任意多的人使用,。還有，計算資源使用率的高低與成本無關(guān),，對于一臺計算機而言,，直接的成本是用電費用，計算機空轉(zhuǎn)與滿負荷運轉(zhuǎn)耗費的電力幾乎相當,；而洗衣店的用戶越多,，開啟的洗衣機就越多，耗費的電力也就越多,。

目前,，世界范圍內(nèi)傳統(tǒng)計算設(shè)備遠遠超過云端的計算設(shè)備，這些傳統(tǒng)的計算設(shè)備由于沒有共享,，因此很多計算產(chǎn)能被白白浪費掉了,。加入云端的計算設(shè)備在得到充分使用的情況下，云計算才算是“綠色”計算,，但是在中國政府主導(dǎo)的幾大云計算中心,，計算設(shè)備的利用率卻非常低，機器眾多,、耗電巨大,，這根本就是與“綠色”計算背道而馳。

通過云計算,，提供商把計算資源轉(zhuǎn)化為服務(wù)產(chǎn)品并銷售給用戶,，服務(wù)產(chǎn)品有別于其他的有形產(chǎn)品（如空調(diào)、桌子,、啤酒,、書籍等）,，所以有人提出了云計算的第 4 種服務(wù)模式——DaaS（數(shù)據(jù)即服務(wù)，就是出租 IT 系統(tǒng)的最頂層）,。

這等同于說空調(diào)即服務(wù),、桌子即服務(wù)，這是不恰當?shù)?，因為?shù)據(jù)是一種有形產(chǎn)品（以紙張,、U 盤、磁盤作為載體,，正如書籍是知識的載體）,，而且在目前的技術(shù)條件下，幾乎不可能把數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為服務(wù),。服務(wù)的一個主要屬性是所有權(quán)和使用權(quán)分離,，使用一次服務(wù)能預(yù)先攤算費用。而用戶一旦使用了一次數(shù)據(jù),，其實他就擁有了該數(shù)據(jù),，此后他可以無限制使用，而且還可能傳播和轉(zhuǎn)賣,。

前面多次提到租戶和用戶,，那么這兩個概念到底有什么區(qū)別呢？

以一個單位組織（如企業(yè),、部門或團體等）的名義去租賃云計算服務(wù)時,，云服務(wù)提供商稱呼該單位組織為一個租戶，而一個租戶包含若干個用戶（單位內(nèi)的員工）,，這些用戶當中有的是該租戶的管理員,，有的是操作員等。

比如 XXX 企業(yè)向 SaaS 云服務(wù)提供商租賃了 ERP 系統(tǒng),，云服務(wù)提供商認為 XXX 企業(yè)是一個租戶,，然后給它分配管理員賬號和密碼。XXX 企業(yè)指定員工張三為租戶管理員,，張三登錄云平臺自助網(wǎng)站創(chuàng)建更多的普通賬號,，然后把這些賬號分配給公司內(nèi)部的相關(guān)業(yè)務(wù)人員（如會計人員、人事經(jīng)理,、倉庫管理員等）,。

一個租戶允許只有一個用戶，也允許有多個用戶,。云服務(wù)提供商只與租戶（法人代表）之間存在租賃合同關(guān)系，并與租戶進行費用結(jié)算,，示意圖如圖 2 所示,。

圖2 云服務(wù)提供商與租戶