什么是云计算？带你全方位走进“云”世界

从云计算基础知识，到IaaS和paaS等，带你深入了解云计算。

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近年来，在社会和企业的数字化转型的浪潮下，云计算产业呈现稳健发展的良好态势。随着云计算和大数据应用的普及，越来越多的企业开始“拥抱”云计算服务。那到底云计算是什么，云计算为何如此重要，下文就带你全方位了解云计算。

什么是云计算、云计算是如何工作的？

云计算通过互联网按需提供IT资源，并且采用按使用量付费的定价方式。

企业与其自己拥有计算基础设施或数据中心，不如从云服务提供商那里租用应用程序里存储或处理的任何东西。使用云计算服务的好处是，公司可以免除自有和维护的IT基础设施的成本，而只是在使用时按需付费。反过来，云计算服务的供应商可以通过向广大客户提供相同的服务，从巨大的规模经济中获益。

云有多重要？

构建支持云计算的基础设施现在占了所有IT支出的很大一部分，而随着计算工作负载不断向云端转移，无论是供应商提供的公共云服务还是企业自己建立的私有云，其传统的、内部的IT支出都在不断下滑。

事实上，愈加明显的是，不管你喜欢与否，当涉及到企业计算平台时，云已经具有了支配性地位。科技分析机构Gartner预测，到2025年，应用软件、基础设施软件、业务流程服务和系统基础设施市场中多达一半的支出将转移到云端，它估计，未来将有几乎三分之二的应用软件支出将被云计算占据，远远高于2022年的57.7%。

这一势头在2020年和2021年得到了很大的转变，因为企业在新冠大流行期间加快了他们的数字转型计划。此次大流行病期间的封锁表明，企业从员工工作的任何地方访问他们的计算基础设施、应用程序和数据的能力非常重要，而这一能力绝不不仅仅局限于办公室。Gartner表示，对整合能力、敏捷工作流程和可组合架构的需求将进一步推动企业继续向云计算转变。

2021年全年，科技分析机构IDC预计，与2020年相比，云基础设施支出将增长8.3%，达到718亿美元，而非云基础设施预计仅增长1.9%，达到584亿美元。长期来看，该分析师预计，在2020-2025年期间，计算和存储云基础设施的支出将出现12.4%的复合年增长率，在2025年达到1188亿美元，它将占到计算和存储基础设施总支出的67.0%。相比之下，非云计算基础设施的支出将相对平稳，2025年将达到586亿美元。

所有围绕云计算支出的预测都指向同一个方向，即使细节略有不同。他们所描述的势头是一样的：科技分析机构Canalys报告称，2021年第四季度全球云基础设施服务支出在一个季度内突破500亿美元。就全年而言，它认为云基础设施服务支出增长35%，达到1917亿美元。

Canalys认为，目前已经出现了云计算的新增长机会，即虚拟现实以及元空间的兴起。这将是未来十年云服务支出和基础设施部署的一个重要驱动力。在许多方面，元空间将类似于今天的互联网，具有更强的能力和放大的计算消耗率。

云计算的核心要素是什么？

云计算可以被分解成许多不同的组成元素，集中在技术栈的不同部分和不同的使用案例。让我们详细地看看其中一些最知名的内容。

基础设施服务

基础设施服务（IaaS）是指可以租赁的计算的基本构件：物理或虚拟服务器、存储和网络。这对那些想从头开始建立应用程序并想自己控制几乎所有元素的公司来说很有吸引力，但它确实要求公司有技术能力，能够在这个层面上协调服务。

平台服务

平台服务（paaS）是下一个层次，除了底层的存储、网络和虚拟服务器之外，这一层还包括开发者在上面建立应用所需的工具和软件，其中可能包括中间件、数据库管理、操作系统和开发工具。

软件服务

软件服务（SaaS）是将应用程序作为一种服务交付，可能是大多数人日常习惯的云计算版本。底层硬件和操作系统与终端用户无关，他们将通过网络浏览器或应用程序访问服务。

SaaS是云计算支出的更大占比部分，仅仅是因为通过SaaS提供的应用程序种类繁多，从Salesforce这样的CRM到微软的Office 365。虽然整个市场正在高速增长，但IaaS和paaS部分的增长速度始终快得多，据分析机构IDC称：这凸显了企业越来越依赖建立在云基础设施、软件定义的数据、计算和治理解决方案即服务，以及企业IT内部应用部署的云原生平台上的云基础。IDC预测，IaaS和paaS将继续以高于整体云市场的速度增长，因为弹性、灵活性和敏捷性指导着IT平台的决策。

什么是多云计算？

虽然大型云计算供应商非常乐意为其企业客户提供所有的计算需求，但越来越多的企业希望将负荷分散到若干供应商身上。所有这些都导致了多云计算的兴起。这种方法一部分是为了避免只有一个供应商的垄断局面（这可能会导致高成本和不灵活性），另一部分是为了找到整个行业的更佳技术组合。

这意味着能够连接和整合来自多个供应商的云服务将是企业面临的一个新的、越来越大的挑战。这里的问题包括技能短缺（缺乏具有跨多个云的专业知识的工人）和云环境之间的工作流程差异。客户还希望从一个地方管理他们所有不同的云计算基础设施，使建立应用程序和服务变得容易，并确保安全工具能够在多个云中工作，目前这些暂时都很难办到。

云计算的好处是什么？

确切的好处会根据所使用的云服务类型而有所不同，但从根本上说，使用云服务意味着公司不必购买或维护自己的计算基础设施。

不再需要购买服务器，更新应用程序或操作系统，因为这一切都由供应商来负责。对于商品应用，如电子邮件，转向云计算供应商，而不是依靠内部技能，可能是有意义的。一家专门运行和保障这些服务的公司很可能拥有更好的技能和更有经验的员工，这不是一家小企业所能负担得起的，所以云服务能够为终端用户提供更安全和高效的服务。

使用云服务意味着公司可以更快地开展项目和测试概念，而不需要漫长的采购和大笔的前期费用，因为公司只为他们所消耗的资源付费。这种业务敏捷性的概念作为一个关键的好处经常被云计算的倡导者所提到。对于一个拥有使用高峰的应用程序的公司来说，比如一个只在一周或一年中的某个特定时间使用的应用程序，将其托管在云中可能具有经济意义，而不是让专用硬件和软件在大部分时间内闲置。将电子邮件或客户关系管理等服务转移到云端托管的应用程序可以消除内部IT人员的负担，如果这种应用程序不产生太多的竞争优势，就不会有什么其他影响。转移到服务模式也将支出从资本支出（capex）转移到运营支出（opex），这对一些公司可能是很有用的。

云计算的劣势是什么？

云计算不一定比其他形式的计算便宜，就像从长远来看，租借不一定比购买便宜一样。如果一个应用程序对计算服务有定期和可预测的要求，在内部提供该服务可能更经济。

一些公司可能不愿意将敏感数据托管在竞争对手也在使用的服务中。转移到一个SaaS应用程序可能也意味着你正在使用与竞争对手相同的应用程序，如果该应用程序是你的业务核心，这可能使你难以创造任何竞争优势。

虽然开始使用一个新的云计算应用可能很容易，但将现有的数据或应用迁移到云计算中可能要复杂得多，也昂贵得多。而且，现在似乎有一些云技术的短缺，拥有DevOps和多云监控和管理知识的员工尤其短缺。

在一份报告中，相当一部分有经验的云计算用户表示，他们认为前期的迁移成本最终会超过IaaS所带来的长期节省。

云计算的安全性如何？

许多公司仍然担心云计算服务的安全性，尽管违反安全的情况很少。云计算的安全性如何，在很大程度上取决于你现有系统的安全性如何。一个有许多其他事情干扰的团队管理的内部系统，可能比由云供应商的工程师专门保护该基础设施的系统更容易泄漏。

然而，人们对安全的担忧仍然存在，特别是对于在许多云服务之间移动数据的公司来说，这导致了云安全工具的增长，这些工具监测着进出云和在云平台之间移动的数据。这些工具可以识别云中数据的欺诈性使用、未经授权的下载和恶意软件。然而，这也有财务和性能方面的影响：这些工具可以将云的投资回报率降低5%到10%，对性能的影响降低5%到15%。云服务的来源国也让一些机构感到担忧。

对于云计算，地理环境是否无关紧要？

事实证明，这正是云计算真正重要的地方。地缘政治正迫使云计算用户和供应商发生重大变化。首先是延迟问题：如果应用程序来自地球另一端的数据中心，或者在拥挤的网络的另一端，那么你可能会发现它比本地连接要慢得多。这就是延时问题。

其次，还有数据主权的问题。许多公司，特别是欧洲的公司，不得不担心他们的数据在哪里被处理和存储。欧洲公司担心，例如，如果他们的客户数据被存储在美国的数据中心（由美国公司拥有），它可能被美国执法部门访问。因此，大型云计算供应商一直在建立一个区域性的数据中心网络，以便企业可以将他们的数据保存在自己的地区。

有些厂商更进一步，有效地将其中一些数据中心从其主要业务中分离出来，使美国当局更难要求访问存储在那里的客户数据。数据中心的客户数据由一家独立公司控制，该公司充当数据托管人，未经客户或数据托管人允许，美国不能访问这些站点的数据。

什么是云计算地区？什么是云计算可用区？

云计算服务是由世界各地的巨型数据中心运营的。AWS通过“区域”和“可用区”将其划分出来。每个AWS地区是一个独立的地理区域，如欧盟（伦敦）或美国西部（俄勒冈），然后AWS进一步细分为它所谓的可用区（AZ）。一个AZ由一个或多个数据中心组成，它们之间的距离足够远，理论上一次事故不会使两个数据中心都离线，但对于需要快速故障转移的业务连续性应用来说，它们又足够近。每个AZ都有多个互联网连接和电源连接到多个电网。AWS有超过80个AZs。

谷歌使用类似的模式，将其云计算资源划分为区域，然后再细分为区域，其中包括一个或多个数据中心，客户可以从那里运行他们的服务。它目前有八个区域。谷歌建议客户在多个区域和地区部署应用程序，以帮助防止意外故障。

微软Azure对其资源的划分略有不同。它提供的区域被描述为“部署在一个延迟定义的边界内的一组数据中心，并通过专用的区域低延迟网络连接”。它还提供“地域”，通常包含两个或更多的区域，可供有特定数据驻留和合规需求的客户使用，以保持他们的数据和应用程序足够接近。它还提供由一个或多个配备独立电源、冷却和网络的数据中心组成的可用性区域。

云计算的未来

目前，在企业技术支出上，云计算比传统的内部交付应用程序占更多份额。然而，随着企业对云计算的想法更加适应，云计算的使用只可能会攀升。现在，云计算供应商正越来越多地将云计算作为数字转型的媒介来推动，而不是简单地关注其成本。迁移到云计算可以帮助公司重新思考业务流程，并通过帮助打破数据和组织的孤岛，加速业务变革。一些需要促进数字化转型的公司可能会发现这种说法很有吸引力；其他公司可能会发现，随着转换成本的增加，对云计算的热情也在减弱。

本文来自微信公众号“Techsoho”（ID:scilabs），作者：王晓东，36氪经授权发布。