云計(jì)算定義、發(fā)展史及三個(gè)層次詳解

最近有個(gè)相親節(jié)目，妹紙明確提出：喜歡懂云計(jì)算的...

是時(shí)候認(rèn)真科普一下云計(jì)算了。

從工業(yè)時(shí)代說起...在工業(yè)時(shí)代初期，電力是所有產(chǎn)業(yè)運(yùn)作、生產(chǎn)的前提，當(dāng)時(shí)工廠不得不自己配備發(fā)電機(jī)，甚至是蓋發(fā)電廠來確保工廠供電。

▲19世紀(jì)初期工廠里的發(fā)電機(jī)

后來，一些發(fā)電廠興起，開始通過發(fā)電廠集中發(fā)電、通過電網(wǎng)遠(yuǎn)距離供電。工廠也不再自己蓋發(fā)電廠了，只需從發(fā)電廠那里購(gòu)買，插上插頭就可以獲得供電。

如今，電力已經(jīng)普及，成為人們?nèi)粘Ｉa(chǎn)生活的基本需求。

人類進(jìn)入信息時(shí)代，隨著計(jì)算機(jī)和通信技術(shù)的發(fā)展，信息處理能力可以遠(yuǎn)距離傳播到世界各地，人們開始思考一個(gè)問題：

計(jì)算機(jī)資源能不能像水電等公共服務(wù)一樣來使用呢？

這就是云計(jì)算的終極目標(biāo)——將計(jì)算、服務(wù)和應(yīng)用作為一種公共設(shè)施提供給公眾，讓人們像使用水、電、氣那樣通過網(wǎng)絡(luò)使用計(jì)算機(jī)資源。

什么是云計(jì)算？

云計(jì)算，Cloud Computing，最簡(jiǎn)單的理解就是網(wǎng)絡(luò)計(jì)算。用戶不再需要了解“云”中基礎(chǔ)設(shè)施的細(xì)節(jié)，就可以按需通過網(wǎng)絡(luò)共享軟硬件資源和信息。對(duì)于一名用戶，提供者提供的服務(wù)所代表的網(wǎng)絡(luò)元素都是看不見的，仿佛被云掩蓋。

想一想一家企業(yè)要信息化，需存儲(chǔ)企業(yè)運(yùn)營(yíng)數(shù)據(jù)，還需庫(kù)存管理、采購(gòu)進(jìn)貨管理、銷售管理、財(cái)務(wù)管理、人力資源管理、生產(chǎn)管理等系統(tǒng)...

一臺(tái)普通電腦的運(yùn)算能力根本無(wú)法滿足需求，所以這家企業(yè)需要配置一臺(tái)運(yùn)算能力更強(qiáng)悍的電腦——服務(wù)器。

但對(duì)于大型企業(yè)，一臺(tái)服務(wù)器顯然是不夠的，比如Google最少有一百萬(wàn)臺(tái)服務(wù)器。

怎么辦？那就建一個(gè)數(shù)據(jù)中心，就是在里面堆了很多服務(wù)器。

但是，一家企業(yè)要伺候這么多臺(tái)服務(wù)器可不是一件容易的事。

每次我們走進(jìn)數(shù)據(jù)中心機(jī)房，都能看到一望無(wú)際的機(jī)架上擺放著滿滿的都是服務(wù)器，服務(wù)器的數(shù)量多少?zèng)Q定了這個(gè)數(shù)據(jù)中心的業(yè)務(wù)處理能力，但這樣巨量的服務(wù)器設(shè)備同時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)相當(dāng)耗能，大型數(shù)據(jù)中心消耗的電量幾乎等同于一座小城市。

除了高額的初期建設(shè)成本，以機(jī)房至少15年壽命來看，后續(xù)將會(huì)有75%的營(yíng)運(yùn)支出花在電費(fèi)上，相當(dāng)于當(dāng)初投資成本的3到5倍。

大量的服務(wù)器與存儲(chǔ)設(shè)備會(huì)產(chǎn)生大量的熱能，為了散熱，根據(jù)統(tǒng)計(jì)，數(shù)據(jù)中心有45%的電力花費(fèi)在空調(diào)設(shè)備上。當(dāng)然，也有一些數(shù)據(jù)中心采用水冷式降溫。

除此之外，有了基礎(chǔ)硬件設(shè)備后，企業(yè)還需要服務(wù)器專用操作系統(tǒng)、應(yīng)用軟件、企業(yè)管理系統(tǒng)（ERP）等等。

從硬件到軟件，都是錢錢錢錢啊。企業(yè)不但要花錢建設(shè)和維護(hù)基礎(chǔ)硬件，還得購(gòu)買軟件，然后軟件出了新版本，升級(jí)啊，親，還得繼續(xù)花錢…

我開一家公司，還得花錢買服務(wù)器，建數(shù)據(jù)中心，買空調(diào)，買軟件，另外還要請(qǐng)一幫IT維護(hù)工程師... 小公司根本承受不起啊！

事實(shí)上，企業(yè)花了大價(jià)錢自建IT基礎(chǔ)設(shè)施，平均使用率卻不到15％，有將近85％的資源是白白浪費(fèi)了的。

聰明的人類開始思考... 這次上帝沒有發(fā)笑。

如果能將機(jī)房設(shè)備維護(hù)、管理與軟體升級(jí)交給專人處理，根據(jù)自身的需求量租借空間與服務(wù)，像水電一樣，隨時(shí)按需供應(yīng)計(jì)算、服務(wù)和應(yīng)用等資源，不是省了許多麻煩嗎？

于是就誕生了云計(jì)算，也衍生出了云計(jì)算的三種服務(wù)類型——將基礎(chǔ)設(shè)施作為服務(wù)（IaaS）、將平臺(tái)作為服務(wù)（SaaS）和將軟件作為服務(wù)（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，用制作披薩的過程形象的說明了三者區(qū)別...

一個(gè)“吃貨”怎樣才能吃到披薩呢？主要分為三種“吃貨”：

①在家自己做

這樣的吃貨現(xiàn)在不多了，這很麻煩，你得準(zhǔn)備很多東西，發(fā)面、做面團(tuán)、進(jìn)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

你只需要從披薩店里買回成品，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(gè)pizza供應(yīng)商，這叫基礎(chǔ)設(shè)施作為服務(wù)（IaaS）。

③打電話叫外賣將披薩送到家中

打個(gè)電話，pizza就送到家門口，這叫平臺(tái)作為服務(wù)（SaaS）。

④去披薩店里吃

你什么都不需要準(zhǔn)備，連餐桌也是pizza店里的，這叫將軟件作為服務(wù)（PaaS）。

現(xiàn)在忘掉披薩，總結(jié)一下...

假設(shè)你是一家提供云服務(wù)的公司，你擁有硬件基礎(chǔ)設(shè)施、軟件應(yīng)用等等一切，你把它們分為三層：基礎(chǔ)設(shè)施（infrastructure）、平臺(tái)（platform）和軟件（software），如下圖：

這其實(shí)就是云計(jì)算的三個(gè)分層，基礎(chǔ)設(shè)施在最下層，平臺(tái)在中間，軟件在頂層，分別是代表基礎(chǔ)設(shè)施作為服務(wù)（IaaS）、平臺(tái)作為服務(wù)（PaaS）、軟件作為服務(wù)（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(yè)，為了存儲(chǔ)運(yùn)營(yíng)數(shù)據(jù)、庫(kù)存管理、采購(gòu)進(jìn)貨管理、銷售管理、財(cái)務(wù)管理、人力資源管理、生產(chǎn)管理... 你需要去買服務(wù)器、空調(diào)、軟件、請(qǐng)IT工程師，來部署自己的IT基礎(chǔ)設(shè)施，這就叫本地部署。

如果這家企業(yè)的BOSS終于有一天想明白了，只是為了吃上pizza，為什么非要自己做呢？

于是，BOSS找到一家專業(yè)提供云服務(wù)的公司，向他提供云計(jì)算的三種服務(wù)類型：IaaS、PaaS和SaaS，就像pizza店提供三種服務(wù)：買成品回家做、外賣和到披薩店吃。

IaaS

IaaS就是出租服務(wù)器、存儲(chǔ)和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，讓租用者初期不必花大價(jià)錢購(gòu)買硬件設(shè)備，也更加彈性，業(yè)務(wù)增長(zhǎng)時(shí)增加租用量，業(yè)務(wù)下降時(shí)減少租用量。

PaaS

PaaS是在SaaS，也就是線上軟件之后興起的一種新構(gòu)架，它提供完整的云端開發(fā)環(huán)境，意味著軟件開發(fā)者無(wú)需本地安裝開發(fā)工具，直接在遠(yuǎn)端進(jìn)行開發(fā)，這不但節(jié)省了開發(fā)者的成本和時(shí)間，且加快了產(chǎn)品上線時(shí)間。

SaaS

我們每天都會(huì)接觸到SaaS，簡(jiǎn)單的講，就是軟件放在云端，我們需要的時(shí)候可上網(wǎng)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(jīng)常使用的Evernote、iCloud、Hotmail、Office 365等等。不只是電腦，手機(jī)也可以登入同一服務(wù)，實(shí)時(shí)同步。

簡(jiǎn)而言之，云計(jì)算就是要讓信息服務(wù)像水電氣等公共設(shè)施一樣，通過網(wǎng)絡(luò)靈活的按需提供計(jì)算、存儲(chǔ)、應(yīng)用等資源，從而方便廣大人民群眾的生產(chǎn)與生活，激發(fā)創(chuàng)新與商業(yè)發(fā)展。

云計(jì)算的發(fā)展史

云計(jì)算是怎樣發(fā)展起來的呢？任何一次技術(shù)創(chuàng)新的規(guī)?；际锹L(zhǎng)的，事實(shí)上在上個(gè)世紀(jì)70年代就有了云計(jì)算的雛形，但直到2007年左右才開始興盛。

1963年，DARPA（美國(guó)國(guó)防高級(jí)研究計(jì)劃局）向麻省理工學(xué)院提供了約200萬(wàn)美元的津貼，啟動(dòng)了著名的MAC項(xiàng)目，要求麻省理工開發(fā)“多人可同時(shí)使用的電腦系統(tǒng)”技術(shù)。當(dāng)時(shí)麻省理工就構(gòu)想了“計(jì)算機(jī)公共事業(yè)”，即讓計(jì)算成為像電力一樣供應(yīng)。這個(gè)項(xiàng)目產(chǎn)生了“云”和“虛擬化”技術(shù)的雛形。

“云”和“虛擬化”技術(shù)的雛形有了，但訪問云還需要網(wǎng)絡(luò)。

1969年，在冷戰(zhàn)思維的背景下，美國(guó)國(guó)防部委托開發(fā)的ARPANET誕生了，成功完成了兩臺(tái)計(jì)算機(jī)之間的數(shù)據(jù)傳輸試驗(yàn)，這就是今天互聯(lián)網(wǎng)的雛形。

▲ARPANET 1969-1977

隨后，隨著互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，以及從20世紀(jì)90年代開始虛擬計(jì)算機(jī)逐漸流行，從而推動(dòng)了云計(jì)算基礎(chǔ)設(shè)施的發(fā)展。

即使是互聯(lián)網(wǎng)普及了，云計(jì)算的發(fā)展還離不開高速的網(wǎng)絡(luò)。關(guān)于這件事，我們從ORACLE（甲骨文）創(chuàng)始人拉里·埃里森說起。

拉里·埃里森，硅谷狂人，一個(gè)傳奇式的人物，盡管連大學(xué)文憑也沒混到，但開過戰(zhàn)斗機(jī)，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。

1977年，32歲的埃里森成立一家軟件開發(fā)公司——甲骨文，隨后在上世紀(jì)80年代快速成長(zhǎng)，瘋狂搶占全球市場(chǎng)，成為世界上最大的數(shù)據(jù)庫(kù)軟件公司。

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

可以說，埃里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(dá)克掛牌上市上市的時(shí)間只隔了一天，甲骨文也一直只是繼微軟后全球收入第二大的軟件公司。

當(dāng)時(shí)的比爾蓋茨就是IT界的第一巨星，風(fēng)頭蓋過埃里森，這對(duì)于一向以“狂妄自大”著稱的埃里森來說，估計(jì)氣得牙癢癢。

本來，一個(gè)做操作系統(tǒng)和一個(gè)做數(shù)據(jù)庫(kù)，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(dāng)微軟推出的SQL Server搶占了一些高端市場(chǎng)，同一時(shí)間 Windows 95 也大受歡迎時(shí)，埃里森終于沒控制住。

他想到了一記狠招，異想天開地推出“互聯(lián)網(wǎng)電腦”反擊。

你在前方開炮，我就抄你后路。

1995年，埃里森宣布個(gè)人電腦（PC）已死，取而代之的將是互聯(lián)網(wǎng)電腦（ NC），甲骨文成立了一家名為Network Computer Inc.的子公司。

這個(gè)“互聯(lián)網(wǎng)電腦”沒有硬盤，軟件在網(wǎng)絡(luò)上運(yùn)行，無(wú)需下載軟件，所有數(shù)據(jù)和程序存儲(chǔ)在遠(yuǎn)端服務(wù)器的數(shù)據(jù)庫(kù)中，價(jià)格也比當(dāng)時(shí)的PC電腦便宜三分之二。

關(guān)鍵是，它不需要安裝操作系統(tǒng)，不需要安裝操作系統(tǒng)，重要的事再說一遍，微軟估計(jì)氣瘋了吧。

這個(gè)“互聯(lián)網(wǎng)電腦”其實(shí)就是云計(jì)算的另一個(gè)雛形。但可惜，最終慘淡收?qǐng)觥?/p>

當(dāng)時(shí)的網(wǎng)速慢，且網(wǎng)絡(luò)不普及，根本無(wú)法支撐線上操作。同時(shí)，云端并沒有提供Microsoft Office一類的普遍應(yīng)用，加之后來PC降價(jià)，“互聯(lián)網(wǎng)電腦”經(jīng)過兩年試驗(yàn)后，最終宣告失敗。

埃里森提出的概念太超前了。而后，眾所周知，又爆發(fā)了那一場(chǎng)互聯(lián)網(wǎng)泡沫，這打擊了人們對(duì)云端應(yīng)用的未來前景的信心。

直到2006年左右，Google、亞馬遜和IBM先后提出了云端應(yīng)用，才使得云計(jì)算的概念重回人們視野。

亞馬遜：電子商務(wù)公司轉(zhuǎn)型為IT基礎(chǔ)服務(wù)提供商

亞馬遜是靠網(wǎng)絡(luò)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(shù)據(jù)中心。

但是，網(wǎng)絡(luò)銷售有旺季和淡季，這就白白浪費(fèi)了數(shù)據(jù)中心資源，為此，亞馬遜就想到了將多余的空間出租出去，這便是其2006年推出的 EC2 (Elastic Compute Cloud)云服務(wù) 。

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

IBM：計(jì)算機(jī)巨頭轉(zhuǎn)型為企業(yè)整體解決方案供應(yīng)商

早在1965年，IBM就推出了分時(shí)共享系統(tǒng)，該系統(tǒng)允許多個(gè)遠(yuǎn)程用戶分時(shí)共享同一高性能計(jì)算設(shè)備，這就是其最早的虛擬機(jī)技術(shù)。隨后，發(fā)布了用于創(chuàng)建靈活大型主機(jī)的虛擬機(jī)技術(shù)，其根據(jù)用戶動(dòng)態(tài)需求來調(diào)配資源，使昂貴的大型機(jī)資源盡可能的得到充分利用。

IBM曾是世界上最大的計(jì)算機(jī)公司，盡管它開發(fā)了第一臺(tái)個(gè)人電腦，也很早意識(shí)到個(gè)人電腦的巨大潛在市場(chǎng)，但正如IBM的全稱——國(guó)際商業(yè)機(jī)器公司所定位的，它賣的只是商業(yè)機(jī)器，客戶以政府部門、軍隊(duì)、大型企業(yè)與金融業(yè)為主，基因中帶著保守穩(wěn)健的作風(fēng)。

在1980年代后期開始小機(jī)器化趨勢(shì)后，通用計(jì)算機(jī)失去了當(dāng)年的風(fēng)采，IBM失去了PC市場(chǎng)，甚至差點(diǎn)面臨倒閉的危機(jī)，到1993年IBM連續(xù)虧損已高達(dá)168億美元。

IBM不再是電腦的象征，電腦業(yè)有了新的偶像——微軟。

藍(lán)色巨人需舔愈了自己的傷口。

1993年，IBM宣布轉(zhuǎn)型，逐漸從硬件制造商轉(zhuǎn)型為為企業(yè)級(jí)的軟硬件整體解決方案供應(yīng)商 （Total Solution Provider）。

轉(zhuǎn)型后，IBM的銷售對(duì)象仍是企業(yè)級(jí)客戶，旗下?lián)碛邢喈?dāng)全面的云計(jì)算產(chǎn)品線──包括服務(wù)器、管理軟件、應(yīng)用軟件等，云計(jì)算的三個(gè)層次——IaaS、SaaS和PaaS，全部都能在 IBM Cloud 上面找到相應(yīng)的解決方案。

2007年，IBM推出Blue Cloud服務(wù)，是IBM最早推出，也是最成熟的云計(jì)算解決方案。

Google：搜索引擎公司轉(zhuǎn)型為線上應(yīng)用軟件提供商

云計(jì)算作為一個(gè)新的理念、新的融合技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用模式，是由Google于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(zhàn)說起。當(dāng)時(shí)，兩家公司拼得非常激烈，甚至在公開場(chǎng)合唇槍舌劍地交鋒。

一切都是搜索業(yè)務(wù)惹的禍。

最初，Google將大量的廉價(jià)服務(wù)器集合起來，開發(fā)云計(jì)算平臺(tái)，是為了支撐其龐大的搜索業(yè)務(wù)。本來干得正起勁，沒想到又殺出一個(gè)微軟。

2003年，微軟宣布進(jìn)軍網(wǎng)絡(luò)搜尋市場(chǎng)。Google當(dāng)然不會(huì)拱手相讓，開始打造超級(jí)數(shù)據(jù)中心，將微軟在PC端的軟件服務(wù)搬到線上，反搶微軟的PC端市場(chǎng)。

你在前方開炮，我就抄你后路，多么熟悉的套路。

Google開始在網(wǎng)上提供一套辦公軟件，其中包括電子郵件、文件處理、和日歷等和微軟OFFICE軟件相類似的功能，并吸取了甲骨文的“互聯(lián)網(wǎng)電腦”概念，多年后還推出了Chromebook，其以云端操作系統(tǒng)Chrome OS替代本地操作系統(tǒng)。

不過，這只是打了微軟一巴掌，Google并未能撼動(dòng)微軟在PC時(shí)代的市場(chǎng)。當(dāng)然到了移動(dòng)互聯(lián)時(shí)代，Google成功扳回一局，這是后話。

亞馬遜、IBM和Google都是早期進(jìn)入云計(jì)算領(lǐng)域的企業(yè)，但早期他們?cè)谠朴?jì)算的發(fā)展方向上因各自利益取向而不同，有的強(qiáng)調(diào)企業(yè)，有的強(qiáng)調(diào)終端用戶，但綜合起來，就是云計(jì)算發(fā)展到目前最為普遍的幾種商業(yè)模式。

你也發(fā)現(xiàn)了，不管是甲骨文、IBM還是Google，其云計(jì)算的發(fā)展歷程中都有微軟來搞事。

微軟就是IT界的一條鯰魚，一會(huì)搶占數(shù)據(jù)庫(kù)市場(chǎng)、一會(huì)搶PC市場(chǎng)、一會(huì)要爭(zhēng)奪搜索領(lǐng)域地盤，從某個(gè)角度講，它促進(jìn)了云計(jì)算的發(fā)展。

微軟又是如何應(yīng)對(duì)來勢(shì)洶洶的云計(jì)算浪潮呢？

微軟：從PC端轉(zhuǎn)型為企業(yè)用戶+云端服務(wù)

為了順應(yīng)時(shí)代潮流，2008年微軟在其開發(fā)者大會(huì)上發(fā)布了一個(gè)全新的云計(jì)算平臺(tái)──Azure Service Platform。

這是一個(gè)基于微軟數(shù)據(jù)中心的PaaS平臺(tái)，提供了Windows系統(tǒng)的線上開發(fā)、存儲(chǔ)和服務(wù)代管的開發(fā)環(huán)境，對(duì)于使用 C# 和 SQL Server 的開發(fā)者來說非常親民。

同時(shí)微軟也提供了一套基于Visual Studio的Azure工具，可供開發(fā)者在個(gè)人電腦上開發(fā)和測(cè)試Azure平臺(tái)上的應(yīng)用程序。

事實(shí)上，微軟對(duì)于云計(jì)算的態(tài)度一直有些說不清道不明…

如果未來電腦的運(yùn)算能力和軟件全都集中在云端，那么PC就不須很強(qiáng)的處理能力了，微軟的操作系統(tǒng)和軟件將受到很大的沖擊。

因此微軟始終強(qiáng)調(diào)：儲(chǔ)存、計(jì)算等服務(wù)不會(huì)是免費(fèi)的。

微軟宣稱，由于網(wǎng)絡(luò)速率限制始終存在，因此唯有搭配本機(jī)端的運(yùn)算能力，才能帶給使用者真正良好的體驗(yàn)與強(qiáng)大的應(yīng)用程序。

然而，這個(gè)態(tài)度正在悄悄地轉(zhuǎn)變。

從微軟最近的財(cái)報(bào)看，其包括Windows操作系統(tǒng)和Surface、Xbox等產(chǎn)品的PC業(yè)務(wù)部分的營(yíng)收呈現(xiàn)下滑狀態(tài)，而其包括Azure在內(nèi)的所有云端服務(wù)的營(yíng)收卻在不斷增長(zhǎng)。

無(wú)疑，PC業(yè)務(wù)因飽和正在悄然下滑，未來轉(zhuǎn)向“企業(yè)用戶端 + 云端服務(wù)”才是發(fā)展之路。

如今在用戶端逐漸不敵Google的微軟，正開始慢慢轉(zhuǎn)向企業(yè)級(jí)的云服務(wù)。2016年6月，微軟以262億美元收購(gòu)LinkedIn，也是其中一步重大的布局。

2014年，微軟新任CEO薩蒂亞·納德拉上任后，轉(zhuǎn)型的企圖越來越明顯，其明確指出，微軟正以“基于云計(jì)算的人工智能業(yè)務(wù)”為引領(lǐng)走向新時(shí)代。

以上就是關(guān)于云計(jì)算發(fā)展的那點(diǎn)事。

發(fā)展到今天，云市場(chǎng)簡(jiǎn)直如火如荼。在國(guó)內(nèi)云市場(chǎng)，BAT、三大運(yùn)營(yíng)商、華為、浪潮、金山、網(wǎng)易、360等各路ICT巨頭紛紛涌入，可謂是英豪齊聚戰(zhàn)鼓擂。

隨著網(wǎng)絡(luò)連接的不斷升級(jí)，大數(shù)據(jù)和人工智能的興起，云計(jì)算正在改變?nèi)驇资畠|人口的信息服務(wù)模式，最終讓計(jì)算、應(yīng)用等資源像水電氣一樣走進(jìn)人們的生產(chǎn)生活中。

妹紙當(dāng)然也喜歡。