云計算基礎(chǔ)知識全解

“云計算”這個詞，相信大家都非常熟悉了。

作為IT行業(yè)的熱門技術(shù)，它頻繁出現(xiàn)在各大媒體的新聞報道中。BAT這樣的互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)，也經(jīng)常把它掛在嘴邊。

相信很多人都想學(xué)習(xí)云計算，跟上技術(shù)潮流。如果對云計算有一定了解的話，應(yīng)該會或多或少地聽到這些名詞——OpenStack、Hypervisor、KVM、Docker、K8S...

01、什么是云計算

在介紹那些古怪名詞之前，我先簡單介紹一下云計算。

以前電腦被發(fā)明的時候，還沒有網(wǎng)絡(luò)，每個電腦(PC)，就是一個單機。

這臺單機，包括CPU、內(nèi)存、硬盤、顯卡等硬件。用戶在單機上，安裝操作系統(tǒng)和應(yīng)用軟件，完成自己的工作。

后來，有了網(wǎng)絡(luò)(Network)，單機與單機之間，可以交換信息，協(xié)同工作。

再后來，單機性能越來越強，就有了服務(wù)器(Server)。人們發(fā)現(xiàn)，可以把一些服務(wù)器集中起來，放在機房里，然后讓用戶通過網(wǎng)絡(luò)，去訪問和使用機房里的計算機資源。

再再后來，小型網(wǎng)絡(luò)變成了大型網(wǎng)絡(luò)，就有了互聯(lián)網(wǎng)(Internet)。小型機房變成了大型機房，就有了IDC(Internet Data Center，互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)中心)。

當越來越多的計算機資源和應(yīng)用服務(wù)(Application，例如看網(wǎng)頁，下電影)被集中起來，就變成了——“云計算(Cloud Computing)”。無數(shù)的大型機房，就成了“云端”。

云計算

SaaS: Software-as-a-Service(軟件即服務(wù))

PaaS: Platform-as-a-Service(平臺即服務(wù))

IaaS: Infrastructure-as-a-Service(基礎(chǔ)設(shè)施即服務(wù))

再補一張圖，可能更直觀：

目前主流的云計算服務(wù)提供商，例如亞馬遜AWS、阿里云、華為云，說白了，都是為大家提供以上三個層次的云資源。你想要什么，它們就提供什么。

繼續(xù)，繼續(xù)。

02、什么是虛擬化

如果要對物理資源進行管理，第一步，就是“虛擬化”。

虛擬化是云計算的基礎(chǔ)。簡單來說，虛擬化就是在一臺物理服務(wù)器上，運行多臺“虛擬服務(wù)器”。這種虛擬服務(wù)器，也叫虛擬機(VM，Virtual Machine)。

從表面來看，這些虛擬機都是獨立的服務(wù)器，但實際上，它們共享物理服務(wù)器的CPU、內(nèi)存、硬件、網(wǎng)卡等資源。

像VMware、KVM、Xen、Virtual Box，都屬于Hypervisor。

VMware大家應(yīng)該很熟悉，就是VMware Workstation。學(xué)習(xí)Linux的話，很多人都是在windows系統(tǒng)下安裝WMware，然后創(chuàng)建Linux虛擬機。

但是，真正厲害的，是 KVM(kernel-based virtual machine，基于Linux內(nèi)核的虛擬機)。它是目前最熱門最受追捧的虛擬化方案。

KVM這樣的Hypervisor軟件，實際上是提供了一種虛擬化能力，模擬CPU的運行，更為底層。但是它的用戶交互并不良好，不方便使用。

于是，為了更好地管理虛擬機，就需要OpenStack這樣的云管理平臺。

關(guān)于OpenStack，我之前曾經(jīng)介紹過(鏈接)。它有點像個商店，負責(zé)管理商品(計算資源、存儲資源、網(wǎng)絡(luò)資源等)，賣給用戶，但它本身不制造商品(不具備虛擬化能力)，它的商品，來自于KVM。當然，如果不用KVM，也可以用Xen等其它hypervisor。

OpenStack的管理界面，比命令行好多了吧?

請記住，上面所說的幾個概念，包括VM、KVM、OpenStack等，都主要屬于IaaS(基礎(chǔ)設(shè)施即服務(wù))。這個不難理解吧?

03、容器VS虛擬機

而大家常聽說的Docker，就是創(chuàng)建容器的工具，是應(yīng)用容器引擎。

Docker的中文意思，就是碼頭工人。而它的LOGO，就是一只鯨魚背著很多貨柜箱。

相比于傳統(tǒng)的虛擬機，Docker的優(yōu)勢很明顯，它啟動時間很快，是秒級，而且對資源的利用率很高(一臺主機可以同時運行幾千個Docker容器)。此外，它占的空間很小，虛擬機一般要幾GB到幾十GB，而容器只需要MB級甚至KB級。

除了Docker對容器進行創(chuàng)建之外，我們還需要一個工具，對容器進行編排。

這個工具，就是K8S。

K8S，就是Kubernetes，中文意思是舵手或?qū)Ш絾T。Kubernetes這個單詞很長，所以大家把中間8個字母縮寫成8，就成了K8S。