全面解读云计算是什么

云计算是什么？很多人都不太了解，今天小编为了让大家更加了解云计算，所以给大家总结了以下内容，一起往下看吧。

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 云计算”这个词，相信大家都非常熟悉了。作为IT行业的热门技术，它频繁出现在各大媒体的新闻报道中。BAT这样的互联网企业，也经常把它挂在嘴边。相信很多人都想学习云计算，跟上技术潮流。如果对云计算有一定了解的话，应该会或多或少地听到这些名词——OpenStack、Hypervisor、KVM、Docker、K8S...这些名词，全部都属于云计算的范畴。

对于自学的初学者来说，想要理解这些名词的具体含义，还有它们之间的关系，并不是一件容易的事情。虽然互联网上有很多的资料，但是杂乱无章、晦涩难懂，对新人很不友好，容易让人晕头转向，甚至打退堂鼓。所以，小编今天这篇文章，作为云计算的入门第一课，将给大家做一个通俗易懂的宏观介绍，重点解释最主要的几个名词，和它们之间的关系，希望对大家入门有所帮助。

什么是云计算

在介绍那些古怪名词之前，我先简单介绍一下云计算。

以前电脑被发明的时候，还没有网络，每个电脑（PC），就是一个单机。
这台单机，包括CPU、内存、硬盘、显卡等硬件。用户在单机上，安装操作系统和应用软件，完成自己的工作。后来，有了网络（Network），单机与单机之间，可以交换信息，协同工作。再后来，单机性能越来越强，就有了服务器（Server）。人们发现，可以把一些服务器集中起来，放在机房里，然后让用户通过网络，去访问和使用机房里的计算机资源。
再再后来，小型网络变成了大型网络，就有了互联网（Internet）。小型机房变成了大型机房，就有了IDC（Internet Data Center，互联网数据中心）。

当越来越多的计算机资源和应用服务（Application，例如看网页，下电影）被集中起来，就变成了——“云计算（Cloud Computing）”。无数的大型机房，就成了“云端”。

云计算

是不是觉得太简单？别急，开始深入。云计算的道理是简单的，说白了，就是把计算机资源集中起来，放在网络上。但是，云计算的实现方式，就复杂了。

举个例子，如果你只是在公司小机房摆了一个服务器，开个FTP下载服务，然后用于几个同事之间的电影分享，当然是很简单的。

如果是“双11”的淘宝购物节，全球几十亿用户访问阿里巴巴的淘宝网站，单日几十PB（1PB=1024TB=1024×1024GB）的访问量，每秒几百GB的流量……这个，就不是几根网线几台服务器能解决的了。需要设计一个超大容量、超高并发（同时访问）、超快速度、超强安全的云计算系统，才能满足业务平稳运行的要求。这才是云计算的复杂之处。

刚才说了，我们把计算机资源，放在云端。这个计算机资源，实际上，分为好几种层次：

第一层次，是最底层的硬件资源，主要包括CPU（计算资源），硬盘（存储资源），还有网卡（网络资源）等。

第二层次，要高级一些，我不打算直接使用CPU、硬盘、网卡，我希望你把操作系统（例如Windows、Linux）装好，把数据库软件装好，我再来使用。

第三层次，更高级一些，你不但要装好操作系统这些基本的，还要把具体的应用软件装好，例如FTP服务端软件、在线视频服务端软件等，我可以直接使用服务。

这三种层次，就是大家经常听到的IaaS、Paas、SaaS。
SaaS: Software-as-a-Service（软件即服务）
PaaS: Platform-as-a-Service（平台即服务）
IaaS: Infrastructure-as-a-Service（基础设施即服务）

再补一张图，可能更直观：

目前主流的云计算服务提供商，例如亚马逊AWS、阿里云、华为云，说白了，都是为大家提供以上三个层次的云资源。你想要什么，它们就提供什么。
这么多样化多层次的云计算服务，阿里、华为们又是怎么提供的呢？难道说，人工安排？——如果你要八核CPU、16GB内存、500GB硬盘的服务器，阿里临时安排工程师帮你组装？如果你要装CentOS 7.2（一种类Linux操作系统），MySQL 5.5.60（一种数据库系统），阿里也临时让工程师帮你安装配置？这显然是不可能的，耗不起人力，也等不起时间。于是，就有了各种软件和平台，负责对资源进行调用和管理。

什么是虚拟化

如果要对物理资源进行管理，第一步，就是“虚拟化”。虚拟化是云计算的基础。简单来说，虚拟化就是在一台物理服务器上，运行多台“虚拟服务器”。这种虚拟服务器，也叫虚拟机（VM，Virtual Machine）。从表面来看，这些虚拟机都是独立的服务器，但实际上，它们共享物理服务器的CPU、内存、硬件、网卡等资源。

物理机，通常称为“宿主机（Host）”。虚拟机，则称为“客户机（Guest）”。

谁来完成物理资源虚拟化的工作呢？

就是大名鼎鼎的 Hypervisor 。

Hypervisor，汉译过来是“超级监督者”，也叫做VMM（Virtual Machine Monitor，虚拟机监视器）。它不是一款具体的软件，而是一类软件的统称。

Hypervisor分为两大类：

第一类，hypervisor直接运行在物理机之上。虚拟机运行在hypervisor之上。第二类，物理机上安装正常的操作系统（例如Linux或Windows），然后在正常操作系统上安装hypervisor，生成和管理虚拟机。像VMware、KVM、Xen、Virtual Box，都属于Hypervisor。VMware大家应该很熟悉，就是VMware Workstation。学习Linux的话，很多人都是在windows系统下安装WMware，然后创建Linux虚拟机。

但是，真正厉害的，是 KVM（kernel-based virtual machine，基于Linux内核的虚拟机）。它是目前最热门最受追捧的虚拟化方案。

KVM这样的Hypervisor软件，实际上是提供了一种虚拟化能力，模拟CPU的运行，更为底层。但是它的用户交互并不良好，不方便使用。

于是，为了更好地管理虚拟机，就需要OpenStack这样的云管理平台。关于OpenStack，我之前曾经介绍过（链接）。它有点像个商店，负责管理商品（计算资源、存储资源、网络资源等），卖给用户，但它本身不制造商品（不具备虚拟化能力），它的商品，来自于KVM。当然，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？

请记住，上面所说的几个概念，包括VM、KVM、OpenStack等，都主要属于IaaS（基础设施即服务）。这个不难理解吧？

容器 VS 虚拟机
那么，容器、Docker、K8S，又是什么呢？

根据前文所说的虚拟化方式，人们在使用一段时间后发现，它存在一些问题：
不同的用户，有时候只是希望运行各自的一些简单程序，跑一个小进程。为了不相互影响，就要建立虚拟机。如果建虚拟机，显然浪费就会有点大，而且操作也比较复杂，花费时间也会比较长。

而且，有的时候，想要迁移自己的服务程序，就要迁移整个虚拟机。显然，迁移过程也会很复杂。有没有办法更灵活快速一些呢？有，这就引入了“容器（Container）”。

容器也是虚拟化，但是属于“轻量级”的虚拟化。它的目的和虚拟机一样，都是为了创造“隔离环境”。但是，它又和虚拟机有很大的不同——虚拟机是操作系统级别的资源隔离，而容器本质上是进程级的资源隔离。

而大家常听说的Docker，就是创建容器的工具，是应用容器引擎。

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