來自：騰訊云
作者：劉永峰， 騰訊云產(chǎn)品經(jīng)理，布道師
（轉(zhuǎn)載請標(biāo)明出處及作者）
什么是云計(jì)算？云計(jì)算的角色是如何變遷的。云計(jì)算未來的形態(tài)是什么？本文試圖從歷史，技術(shù)演化，云端應(yīng)用架構(gòu)的發(fā)展等幾個(gè)維度去揭示云計(jì)算未來的演化趨勢。
不同的角色，對云的認(rèn)知不同
不同的用戶，對云計(jì)算的認(rèn)知是不同的，對于一個(gè)計(jì)算機(jī)專業(yè)的碩士研究生來說，他會(huì)告訴你，云計(jì)算就是網(wǎng)格計(jì)算，并行計(jì)算。對于一個(gè)小白用戶來說，他會(huì)告訴你，云計(jì)算是網(wǎng)盤，對于一個(gè)IT工程師來說，他會(huì)告訴你，云計(jì)算是服務(wù)器。對于一個(gè)科技愛好者來說，他眼中的云計(jì)算是類似于AlphaGo這樣的高科技。云計(jì)算到底是什么呢？不同的人有不同的看法。但是作為云計(jì)算行業(yè)的從業(yè)者來說，我是這樣定義云計(jì)算的：云計(jì)算是一種將IT基礎(chǔ)設(shè)施轉(zhuǎn)變?yōu)榉?wù)去售賣的新的商業(yè)模式
從技術(shù)演化到服務(wù)，未來形態(tài)是什么？
在不同的歷史時(shí)期，云計(jì)算所扮演的角色是不同的，在2000年之前，云計(jì)算更多的是以一種新技術(shù)形態(tài)出現(xiàn)的。那個(gè)時(shí)候可能還沒有這個(gè)名詞，但是學(xué)術(shù)界一直研究的網(wǎng)格計(jì)算，并行計(jì)算，就是云計(jì)算比較早期的雛形。在21世紀(jì)最初的幾年，云計(jì)算開始在Google這樣的公司廣泛的應(yīng)用。這個(gè)時(shí)候，云計(jì)算更多的是代表一種能力(Capacity）并且只有大公司才能擁有這種能力。到了20006年，有一個(gè)標(biāo)志性的時(shí)間，就是Amazon第一次將對象存儲(chǔ)，作為一種服務(wù)，對外去售賣。云計(jì)算才由少數(shù)公司具有的能力，演變成人人都能購買的服務(wù)。隨著技術(shù)繼續(xù)往前發(fā)展，未來，云計(jì)算是一種什么形態(tài)呢？
某些時(shí)候，我們面向著對未來的種種的預(yù)測和期望，其實(shí)很多答案已經(jīng)存在在歷史中了。
回到19世紀(jì)，我們先看一下，電力作為一種資源的演變過程。1831年，法拉第發(fā)現(xiàn)電磁感應(yīng)，電，開始作為一種新的技術(shù)登上歷史舞臺(tái)。1879年，愛迪生發(fā)明了電燈，第一次點(diǎn)亮的世界，此時(shí)，電只是作為摩根這樣一類少數(shù)富人所擁有的能力。隨著電力技術(shù)的發(fā)展，愛迪生不僅僅發(fā)明了電燈，還發(fā)明了一系列直流的發(fā)電，傳輸?shù)南到y(tǒng)。并通過愛迪生通用電氣將其商業(yè)化，這個(gè)時(shí)候，電才開始成為人人都可以享受和購買的服務(wù)。歷史的車輪繼續(xù)往前。特斯拉發(fā)明了交流電機(jī)以及交流傳輸技術(shù)，電能能通過遠(yuǎn)距離輸電的方式，輸往千家萬戶。并且在工業(yè)生產(chǎn)，人的生活中被廣泛采用。這個(gè)時(shí)候，電才成為了一種公共的資源。
電力革命，催生了電能成為一種公共資源
第二次工業(yè)革命，催生了電成為一種公共的資源。歷史的車輪總會(huì)存在相同的印記，所以，云計(jì)算，未來也會(huì)是一種公共的資源。
一個(gè)東西，從一項(xiàng)技術(shù)，發(fā)展成為公共的資源。其技術(shù)一定是逐步演化的，需要適應(yīng)作為公共資源的特點(diǎn)。
細(xì)粒度，可衡量
簡單通用
有統(tǒng)一的方式去獲取
云計(jì)算技術(shù)的發(fā)展，其實(shí)就是隔離性越來越深，資源粒度越來越細(xì)，由專有到通用的過程
物理機(jī)時(shí)代的隔離方式
我們先看一下物理機(jī)時(shí)代的隔離方式。當(dāng)需要服務(wù)時(shí)，會(huì)購買一臺(tái)物理的機(jī)器，當(dāng)需要更多服務(wù)時(shí)，就需要一個(gè)機(jī)架，裝入更多的物理機(jī)器。所以物理機(jī)時(shí)代的隔離，就是一種機(jī)器層面的隔離。這種情況下會(huì)導(dǎo)致兩個(gè)問題：
資源粒度過粗，利用率不高。
無法方便的通過軟件去控制
虛擬機(jī)時(shí)代的隔離方式
隨著虛擬化技術(shù)的發(fā)展，出現(xiàn)了操作系統(tǒng)層面的隔離。也就是我們通常說的虛擬機(jī)（VM），在一個(gè)操作系統(tǒng)上劃分出很多虛擬的操作系統(tǒng)。每個(gè)操作系統(tǒng)就是一臺(tái)虛擬的服務(wù)器。他們共享硬件資源。由于一臺(tái)物理的機(jī)器，能夠創(chuàng)建很多個(gè)虛擬的機(jī)器，這個(gè)時(shí)候，資源粒度變細(xì)了，利用率提升了，同時(shí)還帶來了一個(gè)非常便利的優(yōu)勢，也就是能夠通過軟件的方式，非常方便的創(chuàng)建，重啟，銷毀機(jī)器。當(dāng)一個(gè)數(shù)據(jù)中心大量的虛擬機(jī)被生成出來，然后輔助特定的管理，監(jiān)控，安全，網(wǎng)絡(luò)的設(shè)施，就變成了云。也就是我們通說所說的IAAS。
PAAS，一種應(yīng)用層面的隔離
用慣了虛擬機(jī)的程序員，可能會(huì)思考一個(gè)問題。我有10個(gè)python的應(yīng)用，只是應(yīng)用的代碼不同，我難道需要10個(gè)獨(dú)立的OS去運(yùn)行嗎？這些應(yīng)用能否共用一個(gè)執(zhí)行環(huán)境。這種情況下，PAAS出現(xiàn)了。傳統(tǒng)的PAAS，是一種應(yīng)用層面的隔離。應(yīng)用和應(yīng)用之前彼此獨(dú)立，共享相同的執(zhí)行環(huán)境(Runtime),這個(gè)時(shí)候，資源粒度更細(xì)了，同一個(gè)PAAS平臺(tái)可以同時(shí)運(yùn)行更多的應(yīng)用。但是PAAS平臺(tái)也存在一個(gè)問題，因?yàn)槠脚_(tái)是運(yùn)行環(huán)境相關(guān)的，所以必須為每個(gè)平臺(tái)專門定制代碼。通用性帶來很大的問題。
容器，進(jìn)程層面的隔離
技術(shù)總是往前發(fā)展，既然應(yīng)用是和執(zhí)行環(huán)境相關(guān)的，那為什么不把應(yīng)用和執(zhí)行環(huán)境打包在一起，這樣，就解決了PAAS平臺(tái)的應(yīng)用必須依賴其執(zhí)行環(huán)境的問題。因此容器（Container）技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。容器就是把一個(gè)應(yīng)用以及所依賴的一系列的運(yùn)行環(huán)境打包到一個(gè)“箱子”里面。箱子和箱子之間共享同一個(gè)OS Kernel。利用操作系統(tǒng)內(nèi)核本身的一些特性做資源隔離。所以容器技術(shù)是一種進(jìn)程級別的隔離。它不僅解決了運(yùn)行環(huán)境依賴的問題，還使得隔離粒度進(jìn)一步變細(xì)。容器的生成，銷毀更為迅速（秒級）。所以縱觀整個(gè)的云計(jì)算技術(shù)的發(fā)展歷程，有一個(gè)非常重要的主線就是隔離越來越深入，資源粒度越來越細(xì)，管理越來越方便。
三種層面的隔離的類比
剛才談到了物理機(jī)，虛擬機(jī)和容器，那這三種到底有什么區(qū)別?這里打一個(gè)形象的比喻，如果把虛擬機(jī)比作是一套三居室的公寓，容器就好比是合租，租用公寓里面的一個(gè)房間，他們共享客廳，廚房和衛(wèi)生間。旁邊房子里面大聲放音樂，可能會(huì)吵到自己，相比于公寓的防盜門，也不是那么安全，但是它是一種輕量化的解決方案。旁邊的獨(dú)棟別墅，就好比是一個(gè)物理機(jī)，它所有的東西都是獨(dú)享，但是利用率不會(huì)那么高。
API，云計(jì)算資獲取的"插座“
一個(gè)東西，如果要變成一項(xiàng)公共的資源，還需要滿足一個(gè)非常重要的特征，也就是需要一種相對簡單，并且統(tǒng)一的途徑的獲取資源。譬如所有的電能，都是通過一個(gè)插座(Socket)去獲取的。云計(jì)算也需要一個(gè)這樣的插座。所以在云計(jì)算的世界里，API扮演著一個(gè)非常重要的覺得。未來云的世界，就是由API構(gòu)成的世界。
相比于電能，簡單，便利，隨時(shí)隨地獲取，不用關(guān)心是否夠用。云計(jì)算要成為一個(gè)資源，也需要具備相應(yīng)的特征。
按需付費(fèi)，用多少就算多少
即時(shí)獲取，消除地域和時(shí)間的限制
規(guī)模經(jīng)濟(jì)，成本會(huì)越來越低
彈性伸縮，滿足不同類別的業(yè)務(wù)需求
電能的廣泛傳播和使用，與豐富家用電器的使用場景以及以電能為動(dòng)力的廣泛的工業(yè)化應(yīng)用是分不開的。同樣，云計(jì)算的發(fā)展和普及，依賴于真正符合云計(jì)算特點(diǎn)的應(yīng)用系統(tǒng)和應(yīng)用架構(gòu)。到底什么樣的一種應(yīng)用架構(gòu)是符合云的未來趨勢的呢？最近，有一種應(yīng)用架構(gòu)開始流行：Cloud Native（云原生應(yīng)用）。Cloud Native不是一種新的技術(shù)，也不是一種新的架構(gòu)。而是包含下面三個(gè)東西，可以說是一套云端業(yè)務(wù)構(gòu)建和運(yùn)營管理的最新的理念。
一種架構(gòu)思想（微服務(wù)）
一種業(yè)務(wù)運(yùn)行環(huán)境（Docker + 容器）
一種團(tuán)隊(duì)組織方式（小團(tuán)隊(duì)，DevOps）
微服務(wù)架構(gòu)
隨著云計(jì)算技術(shù)的發(fā)展，云計(jì)算所表現(xiàn)出來的資源化特征已經(jīng)完全不同于傳統(tǒng)的IT。傳統(tǒng)的集中式架構(gòu)，分布式架構(gòu)顯然已經(jīng)無法適應(yīng)一切以云端為基礎(chǔ)構(gòu)建的業(yè)務(wù)?！拔⒎?wù)”在這種情況下應(yīng)運(yùn)而生。和傳統(tǒng)的SOA一樣，微服務(wù)也是一種面向服務(wù)的架構(gòu)，但是它的粒度更小，服務(wù)和服務(wù)之間更為松散耦合。一切以API進(jìn)行通信。
Docker，改變世界的”箱子“
當(dāng)然微服務(wù)的實(shí)現(xiàn)，也依賴于其具體的業(yè)務(wù)運(yùn)行方式和管理模式。所以也離不開“Docker”這只改變世界的“箱子”。如果云計(jì)算的未來是一種公共的資源，那么由它所驅(qū)動(dòng)的業(yè)務(wù)，一定會(huì)有一個(gè)通用化的執(zhí)行環(huán)境。并且計(jì)算單元的粒度更細(xì)，也更具有可衡量的特征。以容器技術(shù)為核心的Docker，將是當(dāng)前最優(yōu)化的一種方案。同時(shí)，服務(wù)以極細(xì)粒度去運(yùn)行，配合標(biāo)準(zhǔn)化的分發(fā)，調(diào)度管理模式，才更能適合微服務(wù)這樣的全新架構(gòu)。
康威定律
20世界60年代，有一個(gè)程序員提出了著名的“康威定律”，有什么樣的業(yè)務(wù)架構(gòu)，必然會(huì)有什么樣的團(tuán)隊(duì)組織形式。既然云端的業(yè)務(wù)是一種全新的業(yè)務(wù)架構(gòu)去組織的，當(dāng)然也會(huì)催生出新的團(tuán)隊(duì)組織和運(yùn)行模式?！靶F(tuán)隊(duì)作戰(zhàn)，DevOps”，構(gòu)建一種適合云端業(yè)務(wù)的，敏捷的業(yè)務(wù)開發(fā)，運(yùn)行，運(yùn)營管理模式。
從云計(jì)算的未來的發(fā)展形態(tài)，談到了云的技術(shù)演化，再談到了云的資源化特征，最后談到了云端的應(yīng)用架構(gòu)。從歷史到技術(shù)演化，到業(yè)務(wù)特征，最后到應(yīng)用形態(tài)。其實(shí)一直都是圍繞著一條主線：“云計(jì)算如何由服務(wù)向著公共資源去演變”?？偨Y(jié)起來，有下面幾點(diǎn)結(jié)論：
云計(jì)算的服務(wù)化特征會(huì)越來越明顯
資源粒度會(huì)越來越細(xì)，越來越通用，越來越容易獲取
業(yè)務(wù)的述求越來越向著即時(shí)獲取，按需獲取，彈性的方向發(fā)展
新的業(yè)務(wù)架構(gòu)，業(yè)務(wù)運(yùn)行環(huán)境，團(tuán)隊(duì)組織模式是其演進(jìn)的催化劑。
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