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到底什么是云計算？
云計算，這是自2008年全球金融危機以來全世界最熱的詞匯之一。世界各國、大街小巷，上至國家元首、下至家中老人，幾乎全社會所有人都知道有這樣一種新科技，叫“云計算”。
自從2006年，亞馬遜公司對外發(fā)布了一種名為“Amazon Web Services（AWS）”（亞馬遜網(wǎng)絡(luò)服務(wù)）的新型互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)以來，云計算的概念就逐漸被全球所熟知和接受。此后，幾乎所有全球的高科技公司都卷入了云計算的大潮中，造就了一批明星公司或再造公司成為市場明星：包括中國的阿里云、騰訊云、百度云、華為云、紫光云、京東云、金山云、浪潮云等，美國的微軟、谷歌、IBM、Oracle、VMware等公司，以及歐洲的SAP和工業(yè)4.0，無不因“云”而生/再生。
2018年，全球企業(yè)、政府機構(gòu)和組織等對云計算基礎(chǔ)設(shè)施的花費達到8000億美元，同比增長45%。這是美國市場調(diào)查公司Canalys于2019年2月發(fā)布的數(shù)據(jù)，云計算已經(jīng)成為全球IT市場最重要的組成部分，而這一市場在2006年AWS推出的時候還為零。如果說云計算造就了亞馬遜的新繁榮，那么微軟在2018年底再登全球最高市值公司寶座的事實，又一次催生了全球?qū)τ谠朴嬎愕臒崆椤Ｗ晕④浶乱蝗蜟EO Satya Nadella上任以來，大力扭轉(zhuǎn)了微軟在移動互聯(lián)網(wǎng)時代的頹勢，通過全力投入云計算特別是公有云服務(wù)業(yè)務(wù)，讓微軟成為新時代的新王者。據(jù)有關(guān)統(tǒng)計，僅2016年，微軟、亞馬遜和谷歌三家在云計算業(yè)務(wù)上的投入就高達315億美元，平均每家當年投入百億美元以上。
而中國的阿里云也在云計算業(yè)務(wù)上投入高達百億人民幣，2008年到2018年的十年間，阿里云累計支出高達430億人民幣。根據(jù)2019年1月30日，阿里巴巴發(fā)布的2019財年Q3財報，2018自然年阿里云營收規(guī)模達到213.6億元，首次突破200億大關(guān)，阿里云4年間增長了約20倍，2018年底已成為亞洲最大的云服務(wù)公司。根據(jù)有關(guān)統(tǒng)計，40%的中國500強企業(yè)、近一半中國上市公司、80%中國科技類公司在使用阿里云。IDC的2018上半年中國云計算市場份額數(shù)據(jù)，阿里云已經(jīng)占據(jù)中國43%的市場份額，連續(xù)三年排名第一，而在IDC的全球市場份額排名中為第三位，僅次于AWS和微軟。
而就在2010中國（深圳）IT首領(lǐng)峰會上，騰訊馬化騰當時認為云計算為時過早，百度李彥宏則認為云計算是新瓶裝舊酒，只有阿里當時堅定投入云計算，馬云曾承諾王堅對阿里云計算每年投入十億研發(fā)費用。到2018年，騰訊宣布第三次組織戰(zhàn)略轉(zhuǎn)型，堅決投入云計算和ToB業(yè)務(wù)，晚了阿里云整整十年。而百度則一直在拓展非搜索業(yè)務(wù)方面乏力，百度云計算業(yè)務(wù)也遠遠落后于阿里云和騰訊云。到底什么是云計算，讓BAT的三大佬曾經(jīng)產(chǎn)生如此巨大的分歧，又在8年后達到一致的認同？不僅僅是BAT的三大佬，全球科技產(chǎn)業(yè)的領(lǐng)袖們都曾經(jīng)對云計算有著各異的理解，例如硅谷傳奇、Oracle創(chuàng)始人Larry Ellison就曾經(jīng)對云計算嗤之以鼻但后來又強力跟進并宣布全面向云計算轉(zhuǎn)型，而IBM也曾經(jīng)對云計算業(yè)務(wù)一度猶豫不決但后來通過收購的方式堅決進入了云計算領(lǐng)域。
“All-In”（全面投入）是近年來經(jīng)常聽到的對于云計算業(yè)務(wù)的承諾，幾乎所有科技企業(yè)高管都在重金投入云計算業(yè)務(wù)。而云計算（包括公有云、私有云、混合云等）也是最新一輪數(shù)字化轉(zhuǎn)型的基礎(chǔ)和“底座”，無論是人工智能技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、區(qū)塊鏈技術(shù)還是產(chǎn)業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、金融科技、零售科技等都是搭載在云計算基礎(chǔ)之上。云計算更是未來數(shù)字經(jīng)濟的基礎(chǔ)設(shè)施，就是蒸汽和電之于上兩輪的工業(yè)革命那樣，云計算正在托起新一輪的工業(yè)革命——智能制造、工業(yè)4.0和數(shù)字經(jīng)濟。因此，想要理解數(shù)字化轉(zhuǎn)型、想要理解數(shù)字經(jīng)濟，就必須要理解其底座：云計算。到底什么是云計算？
關(guān)于到底什么是云計算？這個爭論持續(xù)了很多年，直到2017年到2018年才有了基本統(tǒng)一的理解。
云計算的鼻祖AWS在2006年發(fā)布最初的云計算服務(wù)產(chǎn)品時，并沒有采用“云計算”這個名字，而是以“網(wǎng)絡(luò)服務(wù)”命名。AWS最早在2002年7月發(fā)布，最開始的時候是服務(wù)于對外開放亞馬遜電商網(wǎng)站的技術(shù)和產(chǎn)品數(shù)據(jù)，以供外部開發(fā)者和商戶調(diào)用和使用，圍繞亞馬遜電商網(wǎng)站而構(gòu)建應(yīng)用程序，例如幫助其它商戶更好地在亞馬遜電商網(wǎng)站上銷售產(chǎn)品。2006年AWS重新發(fā)布的時候，推出的第一個產(chǎn)品就是S3，也是AWS最經(jīng)典的產(chǎn)品，當時的新聞稿里是這樣描述S3的：Amazon S3是面向互聯(lián)網(wǎng)的存儲。
最開始的S3，其核心技術(shù)思想就是通過互聯(lián)網(wǎng)向開發(fā)者提供存儲服務(wù)：S3讓基于互聯(lián)網(wǎng)的存儲服務(wù)成為可能，開發(fā)者們不再需要關(guān)注到底在哪里存儲數(shù)據(jù)、是否安全可靠、成本如何、存儲空間是否足夠等，通過互聯(lián)網(wǎng)址“http://aws.amazon.com/s3”，開發(fā)者就可以按需使用存儲服務(wù)而不用自己購買、部署和維護存儲服務(wù)器設(shè)備。S3在最開始發(fā)布時的價格為0.15$/每月/每GB數(shù)據(jù)存儲服務(wù)以及0.2$/每GB數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)。而S3的核心設(shè)計思想包括：去中心化、異步機制、自治系統(tǒng)、本地節(jié)點質(zhì)量自控、可控的并發(fā)機制、容錯、可控的并行計算、對稱節(jié)點、簡化、化大為小而美的構(gòu)建模塊，這些核心設(shè)計思想都成為了后來云計算系統(tǒng)設(shè)計的靈魂。
簡單的理解，云計算就是把過去的企業(yè)IT，包括服務(wù)、存儲、網(wǎng)絡(luò)以及數(shù)據(jù)庫、中間件、開發(fā)工具再加上CRM、ERP、HRM等應(yīng)用軟件，都通過互聯(lián)網(wǎng)以網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的方式交付給企業(yè)用戶使用。以前，企業(yè)需要自建多個數(shù)據(jù)中心，再購買相應(yīng)的軟硬件搭建起企業(yè)IT及企業(yè)IT服務(wù)，再通過內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)服務(wù)于企業(yè)內(nèi)部的各個業(yè)務(wù)部門，整個IT和IT資產(chǎn)全部都由企業(yè)自行投資、負擔和運維?，F(xiàn)在，由云服務(wù)廠商建立數(shù)據(jù)中心，把所有的企業(yè)IT服務(wù)都形成互聯(lián)網(wǎng)上的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，再以即用即租的方式供企業(yè)使用，這就是公有云（或公共云）。公有云讓企業(yè)不必投資初始的數(shù)據(jù)中心以及后續(xù)的運營和維護，而只是像使用水和電一樣從公有云廠商處租用即可。此外，由于通過互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)的方式向企業(yè)提供企業(yè)IT，那么其支持的企業(yè)IT和軟件規(guī)模就從過去一個小范圍區(qū)域上升到整個國家甚至可以全球支持，相應(yīng)的云數(shù)據(jù)中心的組織和運營方式也與傳統(tǒng)的中小型企業(yè)數(shù)據(jù)中心有所不同。
2018年11月26日，《紐約雜志》intelligencer欄目刊登了對AWS CEO Andy Jassy的采訪，他親述了AWS誕生過程：2000年到2003年間，亞馬遜開始考慮和籌劃后來的AWS，當時的起因是亞馬遜網(wǎng)站增加了很多軟件開發(fā)工程師，但開發(fā)軟件項目所花費的時間卻和以前一樣多，其原因在于僅為了部署底層的存儲、數(shù)據(jù)庫或計算中的一項就要花費2-3個月的時間。為了方便亞馬遜內(nèi)部的軟件工程開發(fā)，加速亞馬遜互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)的上線速度，亞馬遜高層啟動了后來被稱為AWS的項目，即像亞馬遜擅長的運營零售行業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施那樣，構(gòu)建和運營可靠、可擴展、高性價比的企業(yè)IT和互聯(lián)網(wǎng)IT基礎(chǔ)設(shè)施。
2003年夏天的時候，亞馬遜的高層問了自己一個問題：如果有公司會使用這些基礎(chǔ)設(shè)施服務(wù)從頭構(gòu)建應(yīng)用程序，那么這是否能夠形成一套“互聯(lián)網(wǎng)操作系統(tǒng)”，它的關(guān)鍵組件會有哪些？而在2003年夏天的時候，世界上還沒這樣的“互聯(lián)網(wǎng)操作系統(tǒng)”。而亞馬遜當時決定，要么就不做、要做就做大，于是時隔三年后的2006年才推出了AWS的第一項服務(wù)S3。
無獨有偶，雖然微軟晚了一步才開始對于云計算特別是公有云的投入，但微軟公有云的名稱“Azure”卻也不是“云”的意思。Azure本身在英文中為“藍天”的意思，也就是說微軟Azure公有云的本意是為全世界做一個“虛擬” 操作系統(tǒng)，如果把全世界的計算設(shè)備都連在一起形成一臺虛擬計算機的話，它的操作系統(tǒng)就是Azure。
提到微軟公有云Azure，就不得不提到微軟兩個首席軟件架構(gòu)師中除了比爾蓋茨的另外一位，Ray Ozzie。Ray Ozzie曾接替比爾蓋茨，于2006年到2010年出任微軟的第二任也是最后一任首席軟件架構(gòu)師。在微軟曾發(fā)布的一篇關(guān)于Windows Azure的介紹中，提到Windows Azure的最初想法來自于2005年10月，時為一份名為《The Internet Services Disruption》（互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)時代來臨）的備忘錄，其要點在于推動微軟整體向互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)轉(zhuǎn)型，而這份備忘錄就是由當時剛加入微軟不久的Ray Ozzie起草的。
Ray Ozzie在這篇綱領(lǐng)性文件中，記述了他針對后PC時代、面向互聯(lián)網(wǎng)的計算架構(gòu)最基本的思想。他提出了由面向服務(wù)的軟件架構(gòu)所實現(xiàn)的“無縫用戶體驗”，并將之解析為“無縫操作系統(tǒng)”、“無縫溝通”、“無縫生產(chǎn)力”、“無縫娛樂”、“無縫市場”、“無縫解決方案”和“無縫IT”。其中，“無縫市場”的思想已經(jīng)基本由今天的電子商務(wù)網(wǎng)站所實現(xiàn)，阿里巴巴在美國紐交所的上市、亞馬遜在中國開展海外直購、京東開拓政府采購市場等等，全世界逐漸被幾張電子商務(wù)網(wǎng)絡(luò)所覆蓋。但當時Ray Ozzie其它的思想，目前仍在實現(xiàn)中。
微軟公有云為什么不被命名為Windows Cloud或Microsoft Cloud，而是Azure？如果看過美國電影《終結(jié)者》，無一例外會對電影里設(shè)想的“天網(wǎng)Skynet”印象深刻?！疤炀W(wǎng)”描述了一個所有的機器都連接進一個龐大的網(wǎng)絡(luò)，從而形成了像天空那樣的覆蓋，讓機器的智能無處不在。而深入研究Windows Azure的架構(gòu)，就不難發(fā)現(xiàn)，其實Azure的整體架構(gòu)設(shè)計就反映了這樣一個終極夢想場景下的“操作系統(tǒng)”。Azure有三個最基礎(chǔ)的功能：計算、存儲和網(wǎng)絡(luò)通信，每個功能都通過龐大的數(shù)據(jù)中心以虛擬的方式實現(xiàn)。而如果對操作系統(tǒng)有最基本的了解，就會知道PC時代的操作系統(tǒng)其實就是由“計算、存儲和網(wǎng)絡(luò)通信”三個基礎(chǔ)模塊構(gòu)成。不同的是，PC時代的操作系統(tǒng)由CPU、硬盤和網(wǎng)卡對應(yīng)實現(xiàn)這三個基礎(chǔ)模塊，而在“全球所有計算設(shè)備連接成一臺巨型虛擬計算機”的終極時代，這三個基礎(chǔ)模塊分別由龐大而互聯(lián)的數(shù)據(jù)中心實現(xiàn)。
如此，就不難理解，為什么微軟公有云叫Azure藍天，因為它為“天空”而生。而理解了這樣的終極夢想，也就不難理解，為什么“軟件定義一切”的時代終將來臨。因為當全世界只剩下一臺無所不在的虛擬計算機的時候，還有什么不是被“軟件”所定義？在微軟2018 Build開發(fā)者大會，微軟CEO Satya Nadella發(fā)表了演講，他談到了自己對智能云與智能邊緣時代的看法，其中提到：“Azure正在成為一個世界計算機”，“如果你把世界想象成一臺計算機，那么開發(fā)人員就是這個數(shù)字連接世界的新力量”。
Satya Nadella還提到：將近30年前，時任施樂PARC的首席科學(xué)家Mark Weiser在一篇頗具影響力的論文中這樣預(yù)測——在未來，計算將無處不在。這個預(yù)測正在成為現(xiàn)實，計算不僅僅是一個接口，還可以嵌入到任何地方、任何事物上，無論是家庭中還是城市中——世界就是一臺計算機。
把整個世界看作一臺大型計算機是微軟CEO Satya Nadella的愿景，也是很多計算機系統(tǒng)研究者的實踐者的夢想。實際上，云計算特別是公有云，它成功讓遍布世界的數(shù)據(jù)中心吸納了全球大部分的計算和存儲，而聯(lián)網(wǎng)在一起的數(shù)據(jù)中心可以看作是由計算、內(nèi)存、存儲和網(wǎng)絡(luò)及互聯(lián)等部分組成的一臺大型計算機，公有云軟件系統(tǒng)就是從全局的角度考慮如何高效而可靠地協(xié)同各種軟硬件和網(wǎng)絡(luò)工作并對外為用戶提供簡單即用的互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)。
從大型機、PC、傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心到云計算數(shù)據(jù)中心，全球的計算體系結(jié)構(gòu)經(jīng)歷了私有集中化到個人分散化再到集中化和社會化的過程。那么，什么是云計算呢？首先，云計算是針對企業(yè)IT和互聯(lián)網(wǎng)IT的一種計算供應(yīng)方式，是整個企業(yè)IT和互聯(lián)網(wǎng)IT供應(yīng)鏈的重組，即通過由公有云服務(wù)商統(tǒng)一擁有和管理的遍布全球的數(shù)據(jù)中心，為企業(yè)和政府機構(gòu)的IT部門以及互聯(lián)網(wǎng)公司的IT部門提供按需付費的計算能力。
這里面有兩個視角，一個是從用戶即企業(yè)、政府機構(gòu)和互聯(lián)網(wǎng)公司的角度來說，就不再需要自建數(shù)據(jù)中心和企業(yè)IT的能力，相應(yīng)減少了固定資本和一定的可變資本，同時也不需要維護一個龐大的IT基礎(chǔ)設(shè)施運維團隊，也不需要2-3個月才能部署一個新應(yīng)用所需要的底層存儲、計算或網(wǎng)絡(luò)，企業(yè)應(yīng)用開發(fā)和更新周期可以縮短到一周多次甚至一天多次，企業(yè)IT人員也可以集中精力于業(yè)務(wù)和應(yīng)用創(chuàng)新，而企業(yè)的IT成本也改為使用量付費，也無需在一開始就支付一大筆的數(shù)據(jù)中心及設(shè)備的固定投資。
另一個角度是公有云服務(wù)商的角度，對于公有云服務(wù)商來說其實是要建設(shè)一個全社會共享的計算基礎(chǔ)設(shè)施，AWS一開始也確實是從這個角度切入，即數(shù)據(jù)中心的資產(chǎn)所有權(quán)從企業(yè)讓渡到公有云服務(wù)商手里，由公有云服務(wù)商統(tǒng)一打理和運營，公有云服務(wù)在此基礎(chǔ)上再開發(fā)讓多個租戶共享使用計算能力的軟件，這就是公有云的“操作系統(tǒng)”，即前面提到的互聯(lián)網(wǎng)操作系統(tǒng)。
2016年初，美國壽險公司Tower Watson與微軟智能云的HPC高性能計算和Big Compute超大規(guī)模計算組一起，測試了一個計算量驚人的項目，即把地球上每一個人的壽險成本計算一遍。如果是一臺單核計算機的話大約需要19年時間完成這個實驗，而當時僅調(diào)用了微軟在全球14個區(qū)域的云計算資源，就在12個小時內(nèi)完成了這頂“壯舉”。這項實驗不僅證明了全球性超大規(guī)模計算的可能性，還在于12個小時后這些被“抽取”出來的巨量計算資源又被釋放回了各國的“云基地”。而在進行這個實驗的12小時內(nèi)，外界還在同時使用其它的Azure云計算資源，并沒有受到絲毫影響。這個實驗形象的說明了，云計算提供了海量計算資源和強大的調(diào)度能力，讓全球用戶可以并行、并發(fā)地大規(guī)模地使用流動的計算資源，而不會因某個用戶大量占有計算資源而阻礙了其他用戶。
那么，問題就來了，排除了其它一切困難和挑戰(zhàn)，誰有能力建成一個全世界共享的“計算機”？IT系統(tǒng)是人類社會秩序的映像，如果人類社會都無法統(tǒng)一成一個地球村，那么又怎么會出現(xiàn)一個真正的全社會共享的統(tǒng)一計算基礎(chǔ)設(shè)施呢？因此，拋開不同的云計算技術(shù)而言，云數(shù)據(jù)中心的建設(shè)者也無法統(tǒng)一到一家云服務(wù)商的手里，而是像各國電信網(wǎng)絡(luò)一樣既有頂級和一級運營商也有二三四級運營商，形成一個既有商用屬性、又有公用事業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施屬性的新型數(shù)字經(jīng)濟基礎(chǔ)設(shè)施網(wǎng)絡(luò)。
不同的云計算技術(shù)流派
再談回到云計算技術(shù)本身。前面已經(jīng)講了，所謂云計算就是把全社會的計算資源連接在一起，其中由公有云服務(wù)商運營的計算資源將占據(jù)越來越主要的份額。而超大型公有云服務(wù)商包括AWS、微軟、阿里云、谷歌云、IBM云等，將有機會發(fā)展出超大規(guī)模跨地域互連數(shù)據(jù)中心的“操作系統(tǒng)”，這就是公有云軟件，而把公有云軟件縮小規(guī)模運行到中小型企業(yè)私有數(shù)據(jù)中心里就是私有云軟件，連接公有云和私有云并且能跨兩邊調(diào)度計算資源的就是混合云軟件。
公有云、私有云、混合云和傳統(tǒng)IT是按照計算資源的所有屬性進行的劃分。而公認的云計算系統(tǒng)框架分為三層：IaaS（基礎(chǔ)設(shè)施即服務(wù)）、PaaS（平臺即服務(wù)）和SaaS（軟件即服務(wù)），這三層可以理解為IaaS即底層的基礎(chǔ)計算資源（主要包括計算、存儲和網(wǎng)絡(luò)）、PaaS即IaaS之上和應(yīng)用層之下的中間層（主要包括云化數(shù)據(jù)庫、云化消息列隊、云化應(yīng)用管理平臺等）、SaaS即各類云應(yīng)用（包括ERP云、CRM云、HCM云等）。這三層的云計算系統(tǒng)架構(gòu)，即適用于公有云，也適用于私有云和混合云。但架構(gòu)僅僅是指導(dǎo)性，不同云計算廠商在實現(xiàn)的時候各有各的側(cè)重和實現(xiàn)方式，因此導(dǎo)致了三層之間的邊界混淆，也就導(dǎo)致了對云計算概念理解的混亂。
從前面的分析可以看出，所謂公有云軟件或者“互聯(lián)網(wǎng)操作系統(tǒng)”，主要是調(diào)用資源的規(guī)模大小有所不同。之前的Windows、Windows Server、Unix、Linux已經(jīng)形成主流的PC和服務(wù)器的操作系統(tǒng)，而云計算軟件則在2006年之后的十年發(fā)展過程中經(jīng)歷了百花齊放再到收歸市場主流地位的幾大流派：
（1）超大規(guī)模公有云軟件。其中包括微軟的Azure、亞馬遜的AWS、阿里的Aspara飛天和Google云軟件，這四家是經(jīng)過實踐鍛煉出來的獲得市場認可的云計算操作系統(tǒng)軟件。微軟提供了完整的從公有云到私有云再到混合云的微軟體系軟件，AWS提供了公有云和混合云的AWS體系軟件，阿里云提供了公有云、私有云的阿里體系軟件，Google主要是公有云軟件，這四大家都是自行研發(fā)的軟件體系且均覆蓋IaaS和PaaS層以及有限的SaaS應(yīng)用軟件。
（2）OpenStack和CloudFoundry開源云軟件，主要是面向IaaS的建設(shè)。其中OpenStack本身是適合私有云的“操作系統(tǒng)”，而私有云的規(guī)模要遠遠小于公有云，不過隨著OpenStack技術(shù)的發(fā)展，也有公有云服務(wù)商基于OpenStack技術(shù)提供公有云服務(wù)，當然是達不到四大超級公有云服務(wù)的規(guī)模；類似的，CloudFoundry主要是面向私有云的PaaS開源軟件，也可以用于提供公有云服務(wù)，例如IBM Bluemix云計算軟件就是基于CloudFoundry；CloudFoundry的主要扶持廠商為VMware、DellEMC、微軟、IBM等，因此更適合企業(yè)級IT環(huán)境。
（3）VMware則是源自企業(yè)級虛擬化技術(shù)，成功向云計算模式轉(zhuǎn)型，推出了適合于私有云系統(tǒng)的SDDC（軟件定義數(shù)據(jù)中心）系列軟件產(chǎn)品Cloud Foundation，完全兼容傳統(tǒng)的VMware虛擬化技術(shù)，同時也推出多種兼容和管理主流公有云軟件的技術(shù)，是私有云和混合云IaaS市場的主導(dǎo)技術(shù)。
（4）各類開源PaaS技術(shù)，其中包括著名的開源大數(shù)據(jù)技術(shù)Hadoop和Spark，也包括MongoDB、MySQL、PostgreSQL等云化和分布式數(shù)據(jù)庫，分布式消息隊列和應(yīng)用服務(wù)器等技術(shù)，以及Docker容器和Kubernetes容器集群管理編排技術(shù)等。主流的開源PaaS技術(shù)由開源社交CNCF（云原生計算）基金會主導(dǎo)（該基金會成立于2015年12月），屬于2016年以后開始興起的技術(shù)體系。之前，開源社區(qū)的主要精力和熱點主要集中于2010年開始興起的OpenStack等基礎(chǔ)IaaS開源技術(shù)，隨著OpenStack等的逐漸成熟而開始轉(zhuǎn)向PaaS開源技術(shù)，而2019年也被視為云原生PaaS技術(shù)的商業(yè)化元年。
（5）Oracle和SAP公有云。Oracle是傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫和企業(yè)級應(yīng)用廠商，從2010年開始全力向云計算轉(zhuǎn)型，在Oracle公有云數(shù)據(jù)中心里運行的是基于Oracle技術(shù)的軟件，Oracle了推出了面向企業(yè)本地和私有環(huán)境的軟件和硬件一體機，Oracle云的強項在于以云數(shù)據(jù)庫為核心的PaaS技術(shù)以及ERP等企業(yè)級SaaS應(yīng)用套件。SAP是傳統(tǒng)的ERP廠商，2015年2月推出了面向云計算時代的第四代ERP產(chǎn)品S/4 HANA，可運行在多種云環(huán)境中，SAP還收購了多種SaaS應(yīng)用以補充其ERP核心。
（6）中小規(guī)模以及在開發(fā)中的公有云軟件、私有云等，包括中國的騰訊云、百度云、華為云、紫光云、網(wǎng)易云、浪潮云等，還有創(chuàng)業(yè)公司UCloud、青云、EasyStack等，這些多以開放開源軟件為基礎(chǔ)并進行了改進，其軟件也可以對外。而私有云軟件主要是Linux、OpenStack、KVM、CloudFoundry等開放開源為基礎(chǔ)，為企業(yè)提供集成服務(wù)；還有以VMware為主的非開源私有云軟件，主要是為企業(yè)降低了人才以及技術(shù)更新的成本。
開源軟件為云計算帶來了DIY模式。什么是云計算DIY模式？簡單說，就是提供不帶任何軟件的裸機服務(wù)器產(chǎn)品，由客戶自行安裝所需要的軟件，思科高密度存儲服務(wù)器就是這樣的產(chǎn)品。除了裸機服務(wù)器外，裸機交換機也開始流行起來，不僅帶來成本的大幅降低，更重要的是可以把裸機交換機納入到數(shù)據(jù)中心的編排系統(tǒng)里，進行服務(wù)器、存儲和網(wǎng)絡(luò)的整體自動化管理。云計算DIY模式是建立在軟件定義基礎(chǔ)設(shè)施SDI之上，也就是把軟件與硬件剝離，用通用軟件管理通用硬件。比如原先的思科交換機就是專有軟件加上專有硬件，而SDN軟件定義網(wǎng)絡(luò)則把通用X86服務(wù)器作為底層硬件，上層用軟件交換實現(xiàn)交換機的功能。基于英特爾處理架構(gòu)的服務(wù)器、存儲和網(wǎng)絡(luò)，就是標準化、模塊化和通用化的硬件資源池。
說到開源云軟件，就必須要提到OpenStack開源IaaS軟件體系。簡單來說，OpenStack是云時代的Linux。OpenStack為開源愛好者提供了一整套自由代碼，可實現(xiàn)幾乎所有IaaS類型的云環(huán)境，其目標是提供實施簡單、可大規(guī)模擴展、豐富而標準統(tǒng)一的云計算平臺。OpenStack是一個由NASA（美國國家航空航天局）和Rackspace合作研發(fā)并發(fā)起的、以Apache許可證授權(quán)的自由軟件和開放源代碼項目。在2010年7月份NASA和Rackspace公司將OpenStack開源時，獲得了25個企業(yè)和組織的支持。開源一年后，OpenStack就從42個組織成員和95個開發(fā)者增長到80個組織成員和1200個開發(fā)者及217個注冊貢獻者。得益于OpenStack的開放性，幾乎所有的硬件廠商都在嘗試往OpenStack加入對自己存儲或網(wǎng)絡(luò)硬件的支持， OpenStack能支持所有的 x86架構(gòu)服務(wù)器。
OpenStack項目最開始的想法是要與亞馬遜云AWS對抗，通過開源的方式打破亞馬遜云的市場壟斷。OpenStack作為全球公認的私有云技術(shù)標準，也被部分公有云服務(wù)商用于提供公有云服務(wù)。截止到2018年5月，OpenStack基金會在全球182個國家有近9萬會員、672家支持企業(yè)，開發(fā)了近2000萬行代碼。其中，來自中國企業(yè)的參與熱情高漲，OpenStack基金會的8席白金會員中有兩家來自中國，21家黃金會員中有浪潮、中國電信、中國移動等近十家中國企業(yè)。
根據(jù)2018年上半年的OpenStack用戶調(diào)查，中國在OpenStack部署數(shù)量方面排名全球第三。在2017年11月于悉尼召開的OpenStack峰會的SuperUser（超級用戶）的評選中，入圍的四家當中就有三家中國企業(yè)。中國廠商占據(jù)OpenStack基金會黃金會員的半壁江山，特別是三家中國電信運營商的出現(xiàn)，表明OpenStack在運營商基礎(chǔ)架構(gòu)中的重要地位。加上騰訊晉級白金會員，而IBM、Ubuntu等退出白金會員，都說明中國廠商在OpenStack基金會的規(guī)模、層級、影響力不斷提升，逐步成長為全球性領(lǐng)導(dǎo)力量。
OpenStack作為一種強大的基礎(chǔ)架構(gòu)解決方案，適用于發(fā)展中公司和成熟企業(yè)，并在企業(yè)級范圍內(nèi)得到驗證。用戶選擇OpenStack的原因包括：避免供應(yīng)商鎖定、標準化全球公有云、私有云網(wǎng)絡(luò)的相同開放平臺及 API、提高運營效率、加快創(chuàng)新能力、實現(xiàn)安全/隱私目標、吸引頂尖技術(shù)人才等。到2018年，OpenStack比以往任何時候都更加豐富，由互補的技術(shù)服務(wù)組成的生態(tài)系統(tǒng)，可以讓用戶以一種高度靈活和高效的方式管理數(shù)據(jù)中心。作為基于開源技術(shù)基礎(chǔ)的首選IaaS環(huán)境，OpenStack已經(jīng)達到企業(yè)級成熟度。
隨著OpenStack的成熟以及容器技術(shù)的發(fā)展，2018年5月21-24日，第十七屆OpenStack峰會在溫哥華開幕，峰會的主題為“Open Infrastructure”。凸顯OpenStack基金會積極擁抱變化、主動求變的態(tài)度更加清晰，也是OpenStack基金會開放代碼、開放設(shè)計、開放開發(fā)、開放社區(qū)的四個開放原則的最佳實踐。也就是從2017年開始，OpenStack已經(jīng)擴展了自己的技術(shù)堆棧，以更加開放的方式，廣泛連接企業(yè)基礎(chǔ)IT技術(shù)生態(tài)，成為新的企業(yè)IT集成管理平臺。不過，OpenStack是一個工程師的思維下的產(chǎn)物，本身比較復(fù)雜、技術(shù)性強，對企業(yè)的技術(shù)水平要求非常高。而市場缺的是運維和管理，這也造就了大量的商業(yè)機會。
作為一個開源軟件與代碼集成的引擎，OpenStack為企業(yè)數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)中的裸金屬服務(wù)器、虛擬機和容器等計算資源提供API接口，這讓OpenStack越來越像是企業(yè)云數(shù)據(jù)中心的“操作系統(tǒng)”。HPE、思科、DellEMC、IBM、華為、聯(lián)想、浪潮等國內(nèi)外企業(yè)軟硬件廠商，都支持OpenStack技術(shù)體系。在PC和PC服務(wù)器時代，DIY模式帶來了整個生態(tài)系統(tǒng)的大繁榮，也讓英特爾賺的盆滿缽滿。在云計算時代，英特爾當然也想重新建立DIY模式。英特爾從OpenStack社區(qū)一開始就給予大力支持。除了最早加入OpenStack基金會之外，英特爾還積極投資OpenStack公司。2015年英特爾向OpenStack社區(qū)最大的代碼貢獻企業(yè)Mirantis投資1億美元，又陸續(xù)投資中國的OpenStack企業(yè)九州云和海云捷訊。在北美，2015年英特爾與Rackspace合作投資了兩個1000節(jié)點的OpenStack集群，供開發(fā)者免費使用，建成后為全球最大的OpenStack開發(fā)云，雙方還將組建全球最大的OpenStack開發(fā)團隊。在中國，2012年英特爾聯(lián)合發(fā)起了中國開源云聯(lián)盟。
為什么云計算時代，開源軟件能夠成為一大主流派系？以網(wǎng)易為例，網(wǎng)易自己就全面采用了開源基礎(chǔ)技術(shù)，僅有少量場景是自己研發(fā)，大部分的網(wǎng)易應(yīng)用都采用了OpenStack、Kubernetes、MySQL等開源技術(shù)；而且在同類型的開源技術(shù)中，網(wǎng)易也是選擇了更為主流的開源技術(shù)，比如在OpenStack和CloudStack中，網(wǎng)易就在OpenStack還不太成熟而CloudStack已經(jīng)成熟的情況下，選擇了OpenStack（CloudStack的主要支持廠商只有Citrix，而OpenStack卻有眾多的支持廠商；CloudStack主要為單體結(jié)構(gòu)，而OpenStack為分布式結(jié)構(gòu)；CloudStack為商業(yè)軟件開源后的代碼，而OpenStack從一開始就是開源軟件）。為什么網(wǎng)易要堅定站在開源、開放這條路上？顯然，一個很重要的原因是開源開放基礎(chǔ)技術(shù)已經(jīng)形成了一個完整的生態(tài)，有大量的技術(shù)公司、人才、高校、政府機構(gòu)和用戶的參與，相對在操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫、中間件、應(yīng)用管理與運行等對標過去軟件體系的每一個軟件堆棧（層面），都形成了完整的標準體系和參與者生態(tài)，這個市場的形態(tài)已經(jīng)成熟并且可以規(guī)?；瘮U展。
開源技術(shù)的堅定支持者還有IBM。在2019年2月12日-15日的IBM Think 2019大會上，IBM董事長、總裁及首席執(zhí)行官Ginni Rometty親自參與了除主旨演講之外的唯一一個分論壇并擔任對話環(huán)節(jié)主持人，這就是“開源：企業(yè)的未來和創(chuàng)新的基石”分論壇。究竟開源這件事對IBM有多么重要，以至于Rometty要親自站臺并擔任對話環(huán)節(jié)主持人？在2018年，IBM還耗資340多億美元收購了Red Hat紅帽公司，這是一家專注開源領(lǐng)域長達25年之久的軟件公司。然而，可能令外界意外的是，收購紅帽公司并不IBM唯一在開源軟件方面的投入。實際上，IBM對開源領(lǐng)域投資可以一直追溯到Linux時代，而著名的WebSphere Application Server的70%以上都是開源的，包括了700多個開源組件。
在廣泛的范圍內(nèi)，IBM參與上千個開源項目和社區(qū)。除了大量采用開源代碼外，IBM還是向GitHub組織和代碼庫提供開源代碼貢獻最多的公司之一。IBM對開源項目的重大貢獻包括：將Java運行時J9作為Eclipse OpenJ9孵化器貢獻給了Eclipse基金會、將用于Java EE和MicroProfile應(yīng)用程序的OpenLiberty runtime貢獻給了openliberty.io、向開放區(qū)塊鏈項目Hyperledger Fabric貢獻了源碼、向Apache OpenWhisk貢獻了無服務(wù)器平臺源碼、開放了IBM量子計算API Qiskit、開放了IBM AI Fairness 360工具包（AIF360）和AI Robustness Toolbox (ART)、開放了多個分析項目源代碼并成為Apache Toree和 Apache SystemML，以及2018年過去的3年里還有超過100個其它貢獻。
IBM對開源的承諾和貢獻在業(yè)界是長期而持續(xù)的，IBM服務(wù)于許多開源基金會董事會，包括Linux、Eclipse、Apache、CNCF、Node.js、Hyperledger等，成千上萬的IBM員工在使用和貢獻開源軟件。IBM重視并致力于開放治理，因為IBM認為這是確保開源項目長期成功和可行性的最佳方式。IBM開發(fā)人員每天都在重要的開源項目中工作，每個月都為數(shù)百個開源項目做出數(shù)以千計的貢獻。
2017年底，IBM基于主流開源技術(shù)推出了新一代的IBM私有云產(chǎn)品IBM Cloud Private（ICP）。ICP軟件體系架構(gòu)主要是基于開源的Kubernetes、Cloud Foundry和各類管理工具。ICP是一個完整的私有云軟件體系，從底層的傳統(tǒng)企業(yè)硬件和IaaS到中間的PaaS以及向上層應(yīng)用的“中間件”層和應(yīng)用生命周期管理，還包括最上層的機器學(xué)習(xí)和人工智能開發(fā)平臺以及現(xiàn)成的Watson應(yīng)用，并支持其它企業(yè)SaaS應(yīng)用。整個ICP是完全的開源開放，能夠靈活的讓企業(yè)選擇不同的開源組件以及IBM專有軟硬件，通過敏捷架構(gòu)進行集成，讓企業(yè)可以根據(jù)自己的數(shù)字化進程選擇技術(shù)方案并連接整個轉(zhuǎn)型和重塑的生命周期。更重要的是Kubernetes、容器和微服務(wù)這樣一套技術(shù)體系，讓IBM的軟件可以運行在所有IT環(huán)境中，不管是公有云、私有云、混合云、混合IT還是IBM專有系統(tǒng)，Watson Anywhere、Blockchain Anywhere等都成為了可能。
云原生技術(shù)
在整個2018年，有很多關(guān)于數(shù)字化轉(zhuǎn)型的討論。以云、大數(shù)據(jù)、人工智能、物聯(lián)網(wǎng)和區(qū)塊鏈等數(shù)字技術(shù)所驅(qū)動的企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型，最終的目標是什么？這就是云原生的數(shù)字企業(yè)，或者稱為數(shù)字原生企業(yè)。簡單的理解，數(shù)字原生企業(yè)，其核心競爭力在于大規(guī)模的云軟件的開發(fā)、運維及運營能力。
數(shù)字化轉(zhuǎn)型的目標一是讓軟件成為企業(yè)的核心能力，二是把軟件作為數(shù)字服務(wù)對外輸出成為企業(yè)的核心業(yè)務(wù)，最終成為數(shù)字原生企業(yè)。在這個過程中，就必須要提到Red Hat紅帽公司的Openshift、Cloud Foundry基金會和CNCF云原生基金會，也就是OpenShift、Cloud Foundry和Kubernetes這三大開源PaaS框架，也是數(shù)字原生或云原生的核心技術(shù)。
在了解三大開源PaaS框架之前，還要了解什么是Docker容器和容器化軟件開發(fā)與部署。Docker翻譯成中文是“碼頭搬運工”的意思，那么“碼頭搬運工”搬運的是什么？是標準化的“集裝箱”，這個標準化“集裝箱”里裝的是應(yīng)用程序。“碼頭搬運工”在世界上任何提供了標準化接駁的“碼頭”就可以接收標準化“集裝箱”，然后快速安裝、運行和管理“集裝箱”里的應(yīng)用程序，而提供標準化接駁“碼頭”的就是各類云服務(wù)商。借此，Docker把云計算環(huán)境下的應(yīng)用程序開發(fā)和分發(fā)帶進了工業(yè)化生產(chǎn)的時代，這就是Docker的意義。
在Docker環(huán)境下，程序開發(fā)者按一定的打包標準生產(chǎn)程序，生產(chǎn)出來的標準化程序被裝進標準化的容器（Container）里，也就是“集裝箱”。世界各國的云服務(wù)商都提供了標準化的“碼頭”，可以很容易地接收標準化的容器和里面的應(yīng)用程序，再把這些標準化的應(yīng)用程序以即插即用的方式組裝到自己的個性化解決方案里，然后提供給最終用戶。而與Docker“集裝箱”對應(yīng)的標準化程序架構(gòu)，就是微服務(wù)。
Container與Docker是兩個英文單詞，Docker相當于是標準化了的容器，是容器技術(shù)近30多年歷史發(fā)展出的最新結(jié)果。容器本質(zhì)上是一種操作系統(tǒng)技術(shù)，是基于操作系統(tǒng)的虛擬化技術(shù)?；谌萜鏖_發(fā)的應(yīng)用軟件可以達到“一處開發(fā)、處處運行”的效果，而無關(guān)乎底層到底是什么樣的操作系統(tǒng)或什么樣的IaaS云服務(wù)環(huán)境。
作為操作系統(tǒng)級的虛擬化技術(shù)，容器技術(shù)本身的歷史最早可以追溯到1982年。當時Unix推出的Chroot技術(shù)被公認為操作系統(tǒng)級虛擬化的起源，也就是容器技術(shù)最早的狀態(tài)。2008年的時候，LXC也就是Linux容器開源項目成立，容器技術(shù)開始在業(yè)界廣泛使用。
2010年，dotCloud公司成立了。dotCloud早期是基于LXC技術(shù)的PaaS平臺，它的理念是提供跨底層IaaS云、支持多種開發(fā)語言的開發(fā)云平臺。dotCloud的創(chuàng)始人在LXC的基礎(chǔ)上，對容器技術(shù)進行了簡化和標準化，命名為Docker后將其開源，同時推出了開放容器計劃（OCI），Docker和Docker開源社區(qū)隨后迅速火起來。2013年10月29日，dotCloud公司更名為Docker公司。隨后，多家廠商開始宣布支持Docker?？梢哉fX86架構(gòu)的PC服務(wù)器是異構(gòu)硬件架構(gòu)的贏家，Linux和Windows是異構(gòu)操作系統(tǒng)的贏家，Docker為基于X86服務(wù)器和Linux/Windows操作系統(tǒng)的云數(shù)據(jù)中心提供了統(tǒng)一的虛擬操作系統(tǒng)，異構(gòu)架構(gòu)時代開始結(jié)束。
說到容器和微服務(wù)，就必須要提到谷歌。谷歌在全球運維了上千萬臺的服務(wù)器，這個規(guī)模已經(jīng)遠遠超出了很多現(xiàn)有技術(shù)供應(yīng)商的上限，因此谷歌自己發(fā)明了諸多技術(shù)用于管理千萬臺規(guī)模服務(wù)器。比如谷歌研發(fā)了頂級的網(wǎng)絡(luò)交換機，就連思科都造不出來這樣的網(wǎng)絡(luò)交換機。原因很簡單，因為沒有相應(yīng)的實驗環(huán)境。谷歌自1998年成立以來，已經(jīng)研發(fā)和儲備了很多“核彈級技術(shù)”，但這些技術(shù)絕大多數(shù)都被谷歌封鎖，只能通過谷歌對外發(fā)表的學(xué)術(shù)論文找到蛛絲馬跡。
谷歌為了避免使用市面上昂貴的基于物理機的虛擬化產(chǎn)品，同時也是為了更快、更便宜的發(fā)布自己的軟件和服務(wù)，從一開始就研發(fā)了基于容器（Container）的新型虛擬化技術(shù)，通過這一技術(shù)簡化了谷歌全部服務(wù)運行所需要的底層操作系統(tǒng)環(huán)境。2007年左右，谷歌剛開始研發(fā)容器技術(shù)，當時谷歌容器技術(shù)團隊只有兩個人。2015年的時候，谷歌所有的服務(wù)都運行在容器中，這包括了Gmail、地圖、GFS文件系統(tǒng)、MapReduce等；谷歌每秒會啟動大約7000個容器，每周會發(fā)布超過20億個容器。每周運行20億之多的容器，這讓谷歌有能力發(fā)明很多關(guān)鍵性的容器技術(shù)，包括容器管理系統(tǒng)。谷歌容器管理系統(tǒng)的第一個版本被稱為Borg，后續(xù)又發(fā)布了名為Omega的版本。通過這個管理系統(tǒng)，可以在谷歌的大規(guī)模集群資源上使用容器技術(shù)。后來業(yè)界根據(jù)谷歌的相關(guān)學(xué)術(shù)論文，模仿Borg開發(fā)出來的Mesos系統(tǒng)，被Airbnb、Twitter、蘋果Siri等在使用。而后來著名的Kubernetes開源容器集群管理系統(tǒng)，就是由谷歌貢獻出來的開源技術(shù)。
再說回Openshift、Cloud Foundry和Kubernetes。Openshift是一組由Red Hat紅帽公司開發(fā)和維護的基于Docker和Kubernetes構(gòu)建的開源的容器云產(chǎn)品，可幫助企業(yè)和組織搭建及管理基于容器應(yīng)用的私有云解決方案。通過OpenShift，企業(yè)可以快速地搭建穩(wěn)定、安全、高效的容器私有云應(yīng)用平臺。OpenShift Container Platform是一個在企業(yè)數(shù)據(jù)中心本地部署的基于Docker和Kubernetes的PaaS平臺，屬于Kubernetes的社區(qū)發(fā)行版，該平臺基于Red Hat Enterprise Linux。Openshift Origin（Origin Community Distribution，OKD）是由開源社區(qū)維護的基于Docker和Kubernetes開源應(yīng)用容器平臺，OKD是Openshift Online、Openshift Dedicated、Openshift Container Platform的核心。Openshift Online是Red Hat紅帽公司的公有云應(yīng)用開發(fā)和托管服務(wù)，該服務(wù)運行在AWS上。Openshift Dedicated是Red Hat紅帽公司的托管私有云，運行在AWS和Google云平臺上。此外，Openshift.io是Red Hat紅帽公司的應(yīng)用開發(fā)環(huán)境。Istio是與Kubernetes配合的微服務(wù)網(wǎng)格治理開源框架，為Service Mesh提供了一個完整的解決方案，以滿足微服務(wù)應(yīng)用的多樣性需求。通過OpenShift家族系列產(chǎn)品，Red Hat紅帽公司構(gòu)建了一整套服務(wù)于企業(yè)私有云PaaS需求的解決方案，這是也IBM于2018年以340億美元收購Red Hat紅帽公司的重要原因。
Cloud Foundry由資深Java程序員Chris Richardson于2008年開發(fā)，后2009年被SpringSource收購，而SpringSource則由大名鼎鼎的微服務(wù)架構(gòu)Spring框架創(chuàng)建者所創(chuàng)建。SpringSource通過一系列收購獲得了Tomcat（開源Web應(yīng)用服務(wù)器）、Hyperic（開源應(yīng)用性能管理）、Groovy（開源應(yīng)用編程語言）、Grail（開源Web應(yīng)用開發(fā)框架）等領(lǐng)域的頂尖程序員和工程師，初步構(gòu)建了覆蓋軟件開發(fā)、運行部署和管理等全生命周期的開源PaaS解決方案。SpringSource于2009年以4.2億美元被VMware收購，VMware隨后又收購了開源消息隊列RabbitMQ、開源緩存計算Redis、分布式內(nèi)存數(shù)據(jù)庫Gemstone（主要產(chǎn)品為GemFire）等。2013年，EMC、VMware、GE成立合資公司，VMware把面向應(yīng)用的軟件資產(chǎn)與EMC收購的分布式大規(guī)模并行處理分析數(shù)據(jù)庫GreenPlum等合并，成立了Pivotal公司。Pivotal于2014年3月宣布創(chuàng)立Cloud Foundry基金會，用開放管理的方式把Cloud Foundry運作成為全球PaaS云操作系統(tǒng)標準。在CloudFoundry基金會的平臺之上，成員企業(yè)所使用的代碼都是相同的，以減少碎片化版本，成員企業(yè)主要通過提供差異化服務(wù)贏利。Cloud Foundry是目前為止支持最多種開發(fā)語言和中間件的開源PaaS框架，IBM當時就宣布投資10億美元開發(fā)基于Cloud Foundry的Bluemix PaaS云平臺。
Openshift與Cloud Foundry是兩大PaaS開源框架，相互之間既有區(qū)別也有相似之處。Openshift主要基于Kubernetes的社區(qū)發(fā)行版，因此與Kubernetes是天然的原生支持。而Cloud Foundry是基于Pivotal自行研發(fā)后開源的技術(shù)。在對Docker容器技術(shù)的支持方面，Openshift也是原生支持，而Cloud Foundry原生支持Pivotal自行開發(fā)而后開源的Garden，Garden是一種類似Docker的容器技術(shù)。Openshift的主要支持者是Red Hat紅帽公司，而Cloud Foundry則有大批支持者，包括IBM、HP、DellEMC等。因此，如何選擇Cloud Foundry的話，則有廣泛的供應(yīng)商選擇；而選擇Openshift的話，則主要只有Red Hat紅帽公司可選。實際上，Docker、Kubernetes、Openshift這是一個體系，Garden、Diego、Cloud Foundry這是一個體系。其中，Diego是與Kubernetes競爭的同類型技術(shù)。這兩條路線都是容器技術(shù)的實現(xiàn)路線，一個是有大批企業(yè)IT公司支持，另一個是逐漸獲得了廣泛的開源社區(qū)支持，這兩個技術(shù)路線屬于同時并行發(fā)展，只是Kubernetes在2018年的時候獲得了業(yè)界廣泛的認可而成為了容器集群編排技術(shù)的主流，因此導(dǎo)致IBM在2018年以340億美元收購Red Hat紅帽公司，以獲得Docker、Kubernetes、Openshift技術(shù)體系的原生支持。
說到Kubernetes就必須要提到CNCF基金會。CNCF（Cloud Native Computing Foundation）成立于2015年12月，該基金會由Google主導(dǎo)組建，隸屬于Linux Foundation，是一家非營利性組織。CNCF為Github上高速發(fā)展的開源項目提供完全中立的平臺，并促進業(yè)界頂級開發(fā)者、最終用戶以及供應(yīng)商之間的緊密合作。在CNCF的官網(wǎng)上，定義了CNCF的使命：創(chuàng)建一個可持續(xù)的生態(tài)體系，圍繞高質(zhì)量的開源項目群體而培育開源社區(qū)，確保容器成為微服務(wù)架構(gòu)的基礎(chǔ)之一。作為一個開源軟件基金會組織，CNCF致力于推廣“云原生計算”并確保其可持續(xù)性，而“云原生計算”是一個用于部署微服務(wù)應(yīng)用的開源軟件堆棧，其方式是把各個組件都打包到容器中并動態(tài)調(diào)度容器以優(yōu)化計算資源利用率。
CNCF對云原生（Cloud Native）的初始定義包含以下三個方面：應(yīng)用容器化、面向微服務(wù)架構(gòu)、應(yīng)用支持容器的編排調(diào)度。到了2018年，隨著云原生生態(tài)的不斷壯大，所有主流云計算供應(yīng)商都加入了該基金會，而且云原生有意兼容非云原生應(yīng)用的部分。隨著CNCF基金會中的會員以及容納的項目越來越多，CNCF為“云原生”進行了重新定位：云原生技術(shù)有利于各組織在公有云、私有云和混合云等新型動態(tài)環(huán)境中，構(gòu)建和運行可彈性擴展的應(yīng)用。
云原生的代表技術(shù)包括容器、服務(wù)網(wǎng)格、微服務(wù)、不可變基礎(chǔ)設(shè)施和聲明式API。結(jié)合可靠的自動化手段，云原生技術(shù)使工程師能夠輕松地對系統(tǒng)作出頻繁和可預(yù)測的重大變更。CNCF致力于培育和維護一個廠商中立的開源生態(tài)系統(tǒng)，以推廣云原生技術(shù)。
CNCF 所關(guān)注的“云原生計算”側(cè)重于云軟件開發(fā)后的交付與部署，主要針對以容器為基礎(chǔ)的云軟件部署，即把一個云應(yīng)用軟件所需要和依賴的底層軟件組件打包到一個一個的標準化容器中，而容器可以把一次編寫的云應(yīng)用程序部署到從本地數(shù)據(jù)中心到公有云的多種底層計算環(huán)境中，進而由無數(shù)的“小”容器橫向連接起來就形成了云軟件的規(guī)模化擴展能力。在容器化部署的過程中，容器的調(diào)度技術(shù)和能力就顯得尤為重要，相當于是應(yīng)用層的“操作系統(tǒng)”，其中一種已經(jīng)取得市場主導(dǎo)地位的容器調(diào)度與編排技術(shù)就是Kubernetes。
在 2018 開源領(lǐng)袖峰會（OSLS）上，CNCF 基金會、Google Cloud 工程總監(jiān) Chen Goldberg 宣布，Kubernetes 成為第一個從 CNCF 畢業(yè)的項目。這也意味著該開源項目已經(jīng)成熟并且足夠靈活，可在任何行業(yè)、各種規(guī)模的公司中大規(guī)模地管理容器。到了2018年，Kubernetes成為整個云原生計算的核心、靈魂和平臺級技術(shù)，正因為Kubernetes技術(shù)、商業(yè)和生態(tài)的成熟，才導(dǎo)致了2019年開始全面進入云原生技術(shù)的商業(yè)化之年，也導(dǎo)致了Kubernetes成為整個云原生產(chǎn)業(yè)的靈魂。
截止2019年2月，CNCF已經(jīng)畢業(yè)的項目有五個，分別是Kubernetes、Prometheus、Envoy、CoreOS和Containered，在孵化的項目和初級項目還有27個左右。CNCF提供了建議的整個云原生計算技術(shù)全景圖，實際上就是面向云原生應(yīng)用的“操作系統(tǒng)”上層架構(gòu)，又稱為aPaaS：以容器技術(shù)為核心，分為運行時（Runtime）和 Orchestration 兩層，Runtime 負責(zé)容器的計算、存儲、網(wǎng)絡(luò)，包括云原生存儲、容器運行時、云原生網(wǎng)絡(luò)等；Orchestration 負責(zé)容器集群的調(diào)度、服務(wù)發(fā)現(xiàn)和資源管理，包括調(diào)度與編排、協(xié)調(diào)與服務(wù)發(fā)現(xiàn)、遠程程序調(diào)用、服務(wù)代理、API網(wǎng)關(guān)和服務(wù)網(wǎng)格等。在運行時（Runtime）之下為基礎(chǔ)設(shè)施和配置管理，作為容器底層技術(shù)。容器可以運行在各種系統(tǒng)上，包括公有云、私有云、物理機等；這之上為容器的“計算資源供應(yīng)層”，提供容器運行所依賴的自動化部署工具、鏡像工具、安全工具等運維系統(tǒng)。而在Orchestration之上為應(yīng)用層，即“App定義與開發(fā)層”，包括數(shù)據(jù)庫、流與消息、應(yīng)用定義和Image構(gòu)建、持續(xù)集成與交付等。
在云原生計算技術(shù)全景圖的各個組成部分中，既有CNCF所托管和孵化的頂級開源項目作為可選實現(xiàn)技術(shù)之一，也有其它開源項目和技術(shù)商提供的解決方案，例如數(shù)據(jù)庫部分既有CNCF在孵化的Vitess（可橫向擴展的MySQL數(shù)據(jù)庫集群），也有Oracle、IBM、SQL Server、MariaDB、Redis等可選，這些可選技術(shù)之間既有競爭關(guān)系也有互補關(guān)系，組合起來就可以實現(xiàn)一個完整的支撐云原生應(yīng)用的aPaaS操作系統(tǒng)。
在2018年之前，整個云計算領(lǐng)域圍繞著底層計算資源的管理形成了共識：OpenStack、AWS、微軟Azure、谷歌云、IBM云、阿里云、VMware SDDC等IaaS軟件業(yè)已成熟，而面向DevOps的云原生應(yīng)用PaaS支撐技術(shù)則在2018年全面成熟起來，這就是CNCF所代表的云原生開源項目群體。
結(jié)束百家爭鳴、云計算“抱元歸一”
2013年的時候，中國市場掀起了一波“云計算”熱，整個IT產(chǎn)業(yè)甚至整個社會都在熱議一項叫做“云計算”的技術(shù)。到底什么是云計算？到底云計算是怎么構(gòu)成的？到底云計算能做什么？其實從幾個角度可以最終理解云計算的本質(zhì)。
首先，云計算是企業(yè)級IT技術(shù)。不同于消費互聯(lián)網(wǎng)和消費IT技術(shù)，云計算的本質(zhì)是通過互聯(lián)網(wǎng)向企業(yè)、政府和組織等交付IT服務(wù)。這十分類似過去的企業(yè)數(shù)據(jù)中心外包，但云計算是把企業(yè)的數(shù)據(jù)中心收歸到云計算廠商手中，由云計算廠商統(tǒng)一運營和管理，再統(tǒng)一以按使用量付費和通過互聯(lián)網(wǎng)交付的方式向企業(yè)提供IT服務(wù)。企業(yè)只需要打開一個互聯(lián)網(wǎng)瀏覽器，就可以登錄到公有云廠商的服務(wù)界面，勾選相應(yīng)的計算需求和配置（包括服務(wù)器、存儲、網(wǎng)絡(luò)、軟件等），就可以馬上使用這些計算資源，而不再像過去那樣還要經(jīng)過采購、部署、安裝、配置、上線、調(diào)試等一系列復(fù)雜且需要一定周期的工程。而私有云就是按公有云的架構(gòu)和體驗，重新構(gòu)建企業(yè)內(nèi)部IT系統(tǒng)，企業(yè)內(nèi)部人員也像使用公有云一樣通過瀏覽器使用私有云。把公有云和私有云連接在一起的，就是混合云技術(shù)。而在這些云技術(shù)之外，還有無法云化的傳統(tǒng)企業(yè)IT技術(shù)，它們通過某種方式連入云計算資源池，成為可以調(diào)用的計算資源。
其次，云計算是共享計算資源。公有云就是社會化的大規(guī)模共享計算資源，公有云的最終目標是讓計算資源像水和電一樣成為標準化的社會基礎(chǔ)設(shè)施。而企業(yè)無論大小，都可以接入同樣水平的計算資源，而僅按使用量付費。共享計算資源不僅僅是全社會共同節(jié)約IT基礎(chǔ)設(shè)施，因為隨著越來越多的企業(yè)開始展開基于互聯(lián)網(wǎng)的商業(yè)模式（類似亞馬遜和阿里電商那樣），整個社會對于服務(wù)器、存儲和網(wǎng)絡(luò)等計算硬件的需求激增，而承載這些計算資源的數(shù)據(jù)中心還要耗費大量的工業(yè)用電和冷卻水資源，例如在阿里電商的發(fā)展歷史上，杭州的電力資源就一度無法滿足阿里數(shù)據(jù)中心的用電需求，因此阿里不得不在貴州、張北等有自然風(fēng)冷等條件且有電力容量的地方興建數(shù)據(jù)中心。不論對亞馬遜、阿里等互聯(lián)網(wǎng)公司，還是正在建設(shè)大規(guī)模數(shù)據(jù)中心的傳統(tǒng)企業(yè)，數(shù)據(jù)中心的計算資源如果是按照滿足互聯(lián)網(wǎng)流量峰值而建，那么在互聯(lián)網(wǎng)流量洪峰過后無疑就可以共享給社會上其它企業(yè)和組織。
第三，云計算是更大規(guī)模的虛擬化計算。過去，有VMware、微軟等虛擬化解決方案供應(yīng)商，它們解決了中小規(guī)模的企業(yè)計算虛擬化，例如數(shù)百臺服務(wù)器連接在一起的數(shù)據(jù)中心虛擬化，這些虛擬化技術(shù)雖然無法承載更大規(guī)模的互聯(lián)網(wǎng)計算，但卻能完成很多具有復(fù)雜業(yè)務(wù)邏輯的計算任務(wù)，并且滿足企業(yè)級安全、合規(guī)等各種要求。而上千臺服務(wù)器、上萬臺服務(wù)器甚至像前三大公有云廠商那樣上百萬臺服務(wù)連在一起的虛擬化技術(shù)，這就云計算。在阿里云的歷史上，曾經(jīng)有著名的5K飛天之戰(zhàn)，就是阿里通過自研技術(shù)解決5000臺服務(wù)器連接在一起形成一個虛擬計算資源的挑戰(zhàn)。
2009年，自阿里云寫下第一行代碼，就要自主研發(fā)出以“飛天”為代號的大規(guī)模分布式計算系統(tǒng)。飛天的設(shè)計宗旨就是通過構(gòu)建一套綜合性的軟硬件系統(tǒng)，將數(shù)以千計的服務(wù)器連成一臺“超級計算機”，并最終實現(xiàn)兩個目標：對內(nèi)，通過對這臺超級計算機進行物理資源分配、程序運行操控，以及保障服務(wù)及數(shù)據(jù)安全的操作系統(tǒng)，支撐阿里集團服務(wù)的核心技術(shù)平臺；對外，將這臺超級計算機的計算、存儲等資源，以公共服務(wù)的方式，輸送給互聯(lián)網(wǎng)上的用戶或者其他應(yīng)用系統(tǒng)。飛天平臺從1500臺的集群規(guī)模到3000臺的集群規(guī)模，再到2013年8月最終成功實現(xiàn)單集群超越5000臺、同時支持多集群跨機房計算的目標，阿里云整整花費了5年的時間，因此5K集群的難度可想而知。
第四，實現(xiàn)云計算有多種技術(shù)方案。世界幾大公有云廠商，AWS、谷歌、微軟、阿里、Oracle、SAP等，都是自行研發(fā)的技術(shù)方案，例如阿里就是基于C語言自行開發(fā)的云計算技術(shù)方案。也正因為如此，云計算的第一個十年（2008-2018年）也可視為“孤島”云的十年，云計算是更大規(guī)模的IT“孤島”，不同技術(shù)方案的云計算之間很難實現(xiàn)互聯(lián)互通，而且一旦上了某個云計算技術(shù)方案就很容易被“鎖死”，導(dǎo)致“上云容易、下云難”的情況。不過，到了云計算的第二個十年，也就是從2018年開始，開源技術(shù)逐漸成熟并成了產(chǎn)業(yè)主導(dǎo)地位。例如到了2018年，也可以用OpenStack實現(xiàn)5K集群，當然這晚于阿里2013年的5K飛天整整5年，但2017年開始建設(shè)的云計算系統(tǒng)都可以受益于成熟的開源云計算技術(shù)。此外，OpenStack等IaaS基礎(chǔ)設(shè)施的開源技術(shù)也開始走向開放架構(gòu)，成為企業(yè)新IT資源和系統(tǒng)的集成器和連接器，統(tǒng)一的開源技術(shù)開始主導(dǎo)云計算的技術(shù)方向。而到了PaaS應(yīng)用平臺層面，以Kubernetes為代表的開源技術(shù)更在2018年取得了絕對的產(chǎn)業(yè)主導(dǎo)地位，所有的IaaS技術(shù)都開始與Kubernetes連接，Kubernetes從應(yīng)用層面統(tǒng)一了云計算的架構(gòu)，這樣就開始出現(xiàn)可以真正互聯(lián)互通的云計算技術(shù)。到了Docker容器和DevOps敏捷開發(fā)，這又是統(tǒng)一的SaaS應(yīng)用技術(shù)。這樣，“全世界一臺計算機”的夢想開始成為現(xiàn)實。
第五，云計算技術(shù)是“互聯(lián)網(wǎng)+”技術(shù)，而基于云計算的新商業(yè)模式就是“+互聯(lián)網(wǎng)”。可以理解云計算特別是公有云是整個社會的共享數(shù)字中臺，所有的企業(yè)共享一個互聯(lián)互通的基于互聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)和計算系統(tǒng)，這樣所有的企業(yè)都可以互聯(lián)互通起來，相當于是企業(yè)整體上網(wǎng)，這就是“互聯(lián)網(wǎng)+”。而一旦企業(yè)整體上網(wǎng)，整個企業(yè)以及所有企業(yè)和組織都運行在一個計算平臺上時，就可以通過大數(shù)據(jù)、人工智能、區(qū)塊鏈等增值技術(shù)實現(xiàn)新的商業(yè)模式，這就是“+互聯(lián)網(wǎng)”。例如，在過去的技術(shù)條件下，無法追蹤一個人在整個社會中的軌跡，因此傳統(tǒng)的經(jīng)濟學(xué)只能通過少量的觀測數(shù)據(jù)分析人的行為以及其對經(jīng)濟的影響；而在全社會都基于“一臺計算機”的前提下，可以很容易的追蹤一個人的全社會數(shù)字軌跡，或是研究所有消費者在線的全量數(shù)字行為，這將打開全新的經(jīng)濟學(xué)理論空間。而當所有企業(yè)都在線的時候，很容易打開企業(yè)的邊界形成新的社會化合作，到時候的企業(yè)形態(tài)也將發(fā)生巨大的變化，網(wǎng)絡(luò)化組織和平臺型組織也由此出現(xiàn)。而365輛互聯(lián)的智能汽車，一天在全球各地的駕駛數(shù)據(jù)匯集起來，就能抵過一臺汽車跑365天的數(shù)據(jù)，這相當把一年的學(xué)習(xí)時間縮短到了一天，同樣還能縮短到一小時、一分鐘甚至一秒，人工智能正在云計算的基礎(chǔ)上改變?nèi)祟愇拿骱椭R的發(fā)現(xiàn)方式。
總體而言，云計算是一種新的計算范式，它并不是新發(fā)明或新的技術(shù)，而是對原有技術(shù)的重新組織和重新架構(gòu)，以支撐各種程度的共享計算。在全社會共享計算的基礎(chǔ)上，人類正在進入新的數(shù)字文明時代，人類正在由工業(yè)革命的個體時代進入到數(shù)字革命的社群和群體時代。云計算不僅是現(xiàn)代社會的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，更是新社會的啟動機器。
（文/寧川）
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