云计算快速入门指南

本文简单介绍了云计算的概念、架构、部署及市场等多方面的内容：

云计算是什么?

简单来说，云计算就是按需计算服务的交付，服务涵盖：应用程序、存储和处理能力，通常通过互联网并按需付费。

云计算如何工作?

公司无需拥有自己计算基础设施或数据中心，可以直接从云服务提供商租用资源。所以，公司可以避免建立和维护自己的IT基础设施的成本和复杂性，只需要在使用时支付使用费用即可。

反过来，云计算服务提供商可以通过向广泛的客户提供相同的服务，从规模经济中受益。

云计算服务有哪些?

云计算涵盖了广泛的服务，基础性的服务有：存储、网络和处理能力，再到高阶一点的：自然语言处理、人工智能、办公应用程序。基本上，只要是不需要在物理上接近的服务，都可以通过云来提供。

举个栗子?

云计算是众多服务的基础。例如你的QQ邮箱，或者你手机上照片的云备份，往大点说还包括允许大型企业托管其所有数据、并在云中运行其应用程序的服务。哔哩哔哩、爱奇艺等就是用云计算来运行其视频流服务和其他业务系统。

并且，云计算正在成为许多应用程序的默认选择，越来越多的软件供应商将其应用程序作为服务在互联网上提供。但是，云计算也有潜在的弊端，它会给公司带来新的成本和新的风险。

为什么叫云计算?

云计算服务的位置很大程度上与用户无关，而云的隐喻是从传统的的电信网络示意图中借用来的，公共电话网(以及后来的互联网)通常被表示为一个云，云涵盖了里面的很多细节问题。当然，这有些过度简化了，对于许多客户来说，服务和数据的位置仍然是一个关键问题。

云计算的历史?

云计算这一术语自2000年代初就出现了，但在这之前，“计算即服务”的概念已经存在了很长时间，最早可以追溯到1960年代，当时计算机局允许公司租用主机。

后来，这种“按时收费”的服务被个人电脑的兴起所取代，人们买得起一台计算机了，后来，公司数据中心也开始兴起，公司不需要租赁就可以存储大量数据。

但是，租用计算能力的概念后来又再次出现，在1990年代末和2000年代初，应用服务提供商，公用事业计算和网格计算都体现了租用计算能力的概念。紧接着，云计算出现了，它随着软件即服务和超大规模云计算提供商(例如Amazon Web Services)的出现而发展起来。

云有多重要?

Synergy Research Group对过去十年中企业IT支出的调查显示，云基础设施服务的年度支出从几乎为零增加到近1000亿美元。

同时，在过去十年的大部分时间里，企业在数据中心硬件和软件上的支出一直停滞不前。尽管服务器的出货量保持持平，但由于服务器的配置变得更丰富，价格更高，2018年数据中心支出确实增加了。

不过，2018年数据中心支出的增加并没有影响云支出的增长，云基础设施服务支出在2019年又增长了近40%。在过去十年中，数据中心的年均支出增长为4%(主要是由于前三年)，而对于云服务，这一比例为56%。2019年标志着企业在云服务(IaaS、PaaS和托管私有云)上的支出首次超过数据中心设备。

什么是基础架构即服务(IaaS)?

云计算可以分为三个云服务模型：基础设施即服务(IaaS)、平台即服务(PaaS)、软件即服务(SaaS)。

IaaS 是云服务的最底层，指可以租用的基础资源：物理或虚拟服务器、存储和网络。如果公司要从头开始构建应用程序并打算自己完全控制所有元素，IaaS是个不错的选择，不过这需要公司具有相应技术，才能协调服务。

甲骨文的研究发现，三分之二的IaaS用户表示，使用在线基础设施能让公司更具有创新力，减少了他们部署新应用程序和服务的时间，并大大降低了维护成本。但是，也有一半的人说IaaS对于大多数关键数据而言不够安全。

什么是平台即服务(PaaS)?

平台即服务(PaaS)将IaaS与一个抽象的中间件服务、软件开发和部署工具相结合，使机构能够以统一的方式，在云中或内部环境中创建和部署应用。PaaS提供了一组一致的编程和中间件服务，确保开发人员以行之有效的集成方式，在云计算环境中创建应用。PaaS环境将开发和部署放在一起，共同创造了一种更易于管理的方式，来构建和部署应用。PaaS需要基础设施服务。

什么是软件即服务(SaaS)?

软件即服务(SaaS)是大多数人日常接触到的云计算，底层硬件和操作系统与用户无关，用户通过Web浏览器或应用程序访问该服务。

使用云计算的益处

从根本上说，使用云服务意味着公司不必购买、维护自己的计算基础架构，不再需要购买服务器、更新应用程序或操作系统，这一切都由供应商负责。像电子邮件之类的应用程序最好使用云提供商的，而不是依靠企业自己建立，要知道，一家专业运行这些服务的公司肯定比小企业可以雇用的人有着更好的技能和经验，因此云服务可以为用户提供更安全，更高效的服务。同时，使用云服务意味着企业可以更快地进行项目开发和测试概念，无需花费大量的采购时间和高昂的前期成本，因为企业只需为自己消耗的资源付费。云倡导者经常将这种业务敏捷性称为关键优势。而且，如果新应用程序变得非常流行，则云的弹性特征意味着应用程序可以更容易、更快速地进行扩展。像一些应用程序仅在特定时间(例如一年中的某一周)高峰使用，在其他很多时间都闲着，这种情况不需要专门进行硬件和软件铺设，直接将其托管在云中能节省很多成本。

云计算的缺点

云计算不一定比其他形式的计算更便宜，因为从长远来看，租金不一定比购买划算。如果应用程序对计算服务有着长期稳定的需求，在内部提供该服务可能更经济。还有一些公司不愿意将敏感数据迁移到SaaS应用程序中，因为其竞争对手也可能使用相同的应用程序，特别是当这个应用程序对其的核心业务至关重要时，使用相同的应用程序就没有竞争优势了。在某项业务刚开始时使用云应用程序很容易，但是如果是将现有数据或应用程序迁移到云中可能会很复杂和昂贵。有相当一部分有经验的云用户表示，他们认为前期迁移成本最终超过了IaaS带来的长期节省。云技能短缺也是一个问题，同时拥有DevOps、多云监控及管理知识的工作人员尤其紧缺。

云计算安全性如何?

云计算的安全性在很大程度上取决于现有系统的安全性，公司自己管理内部系统可能比由专业的云提供商监控的系统更容易泄漏。

尽管安全漏洞很少发生，但现在仍有许多公司担心云服务的安全性，尤其是对于在许多云服务之间传输数据的公司而言，这导致了云安全工具的增长，云安全工具可以监视来往于云和云之间以及云平台之间的数据。这些工具可以识别云数据的欺诈使用、未经授权的下载和恶意软件。但是，这不仅会增加成本，并且对性能也会产生一定的副作用：云安全工具可以将云的投资回报率降低5%到10%，并将性能降低5%到15%。

什么是公有云?

公有云是典型的云计算模型，用户可以通过互联网使用大量的计算能力(无论是IaaS、PaaS还是SaaS)。使用公有云的一个重要好处是能够快速扩展服务。

云计算供应商拥有大量的计算能力，它们在众多客户之间共享这些能力，即“多租户”架构。它们的巨大规模意味着它们有足够的备用容量，当客户需要更多的资源时可以轻松应对，所以它经常被用于对敏感度要求不高的应用程序。

全球公有云服务终端用户支出预测(单位：百万美元)

来源：Gartner(2020年11月)

什么是私有云?

私有云隐藏在企业防火墙后面。使用私有云，公司可以精确地控制数据存放的位置，并可以按照他们想要的方式构建基础设施(主要是针对IaaS或PaaS项目)，可以按需扩展而不会危及安全。但是成本也是一个问题，很少有公司能有AWS、Microsoft或Google那样大的规模，这意味着它们将无法创造同样的规模经济。尽管如此，对于需要额外安全性的公司来说，私有云能帮助他们理解云服务或重建云的内部应用程序，然后再将其转移到公有云中。

什么是混合云/多云?

混合云就是公司的一些数据在公有云中，一些项目在私有云中，公司拥有多个供应商，使用不同级别的云。使用混合云的主要好处是是如果发生意外故障，混合云可以避免灾难性的数据丢失，以及在扩展现有数据中心时避免硬件成本。

多云是混合云的一种特殊情况，即公司使用来自多个公有云提供商的服务。

混合云和多云的区别是：混合云总是将私有云和公有云(如OpenStack私有云和AWS)结合在一起，而多云总是涉及两个或多个公有云，如Azure、AWS和Google。

采用云计算对公司支出有何影响?

公司使用云服务同时意味着公司的支出从资本支出(购买各种长期资产)转移到运营支出。公司不会像之前那样在新项目中看到大幅增加的IT支出。

ZDNet的调查指出：“ CIO越来越多地转向云基础架构和服务，以提高灵活性并缓解资本预算的压力。” 当然，这并不意味着云计算一定比将在内部运行应用程序便宜，对于那些有着稳定计算能力需求的应用程序，将其保留在内部可能会比较便宜。

建立或迁移云计算业务的成本

在将系统移至云端的之前，首先要了解现有基础架构的实际成本，有很多因素要考虑，例如运行数据中心的成本、租用线路之类的额外费用、物理硬件的成本(服务器以及CPU)、存储成本等等。

当然，如果你是初创企业，并且计划在云中运行你所有的系统，那起步非常简单，但是，对于大多数公司而言，情况大不相同：他们需要利用现有的应用程序和数据，弄清楚哪些系统最好保持原样运行，以及哪些系统可以迁移到云基础设施上，这个决策具有潜在的风险以及需要昂贵的费用，如果企业低估了此类项目的规模，迁移到云上可能会付出更大的代价。

其次，你还需要考虑应用程序的成本，你是打算直接淘汰它们，或是原封不动地将它们托管在云中，或是完全重建它们，还是购买全新的SaaS软件包，每种选择都会产生不同的成本。

一项对500家早期采用云计算的企业的调查发现，为了优化云应用程序，重写应用程序是最大的成本之一，尤其是在应用程序很复杂或定制的情况下。三分之一的受访者表示，云迁移的过程中传输数据的费用也非常高昂。还有三分之一的受访者表示，如果迁移应用程序，他们的软件数据库许可成本也将大幅增加。

最后，你还需要了解人员成本，人员成本通常仅次于基础架构成本，还要考虑任何潜在的不利因素，例如，大多数企业仍然担心迁移到云后应用程序的性能会降低，有三分之一的人认为这是不迁移某些关键应用程序的原因。

地理位置与云计算有关吗?

实际上，地理位置对云计算非常重要。首先，地理位置有可能导致延迟问题：如果应用程序来自地球另一端的数据中心，或者来自拥塞网络的另一端，那么与本地连接相比，你会发现它运行缓慢。

其次，还有数据主权问题。许多公司都很在意他们的数据在哪里被处理和存储。例如，欧洲的公司会担心，如果他们的客户数据存储在美国的数据中心或由美国公司拥有，那他们的数据可能会被美国执法部门访问。因此，大型云供应商一直在构建一个区域数据中心网络，以便组织能够将其数据保存在自己的区域中。

世界各地对云计算的监管也大相径庭：例如，由于中国严格的技术法规，AWS将其在中国的一大部分云基础设施出售给了当地合作伙伴，后来，AWS又开通了第二个中国(宁夏)地区，由宁夏西部云数据技术公司运营;英国政府网络安全局警告，政府机构使用云服务，需要考虑云提供商的国籍。

什么是云计算区域?什么是云计算可用区?

云计算服务是在世界各地的大型数据中心运行的。AWS将其划分为“区域”和“可用区域”。每个AWS区域都是一个单独的地理区域，比如EU(伦敦)或US West(俄勒冈州)，AWS将这些区域进一步细分为可用区(AZ)。AZ由一个或多个数据中心组成，这些数据中心相距足够远，理论上一次意外故障不会使这两个数据中心都脱机，而对于需要快速转移的应用程序来说，它们之间的距离足够近。每个可用区都有多个互联网连接，并且可以连接到多个网格的电源。AWS有50多个可用区。

Google使用类似的模型，将其云计算资源划分为多个区域，然后将其细分为小区域，一个小区域一个或多个数据中心。目前，它有15个区域，由44个小区域组成。Google建议客户跨多个区域部署应用程序，以防止发生意外故障。

Microsoft Azure对资源的分配略有不同。它提供的区域描述为“在延迟定义的范围内部署，并通过专用区域低延迟网络连接的一组数据中心”。当然它也提供地理上划分的区域，也就是“地理区域”，它通常包含两个或多个区域，有特定数据驻留需求的客户可以使用“地理区域”以“保持其数据和应用程序紧密”。它还提供由一个或多个数据中心组成的可用性区域，这些数据中心配备有独立的电源，散热和网络。

云计算的功耗

数据中心消耗的电力非常庞大，例如，微软与通用电气达成协议，购买爱尔兰37兆瓦风电场15年的所有输出，以为其云数据中心供电。爱尔兰预计到2026年，数据中心将占能源总需求的15%，而2015年还不到2%。

大型云计算公司

Synergy 报告显示，第三季度企业在云基础设施服务上的支出接近330亿美元，同比增长33%。各大云厂商在市场中的表现如下：

亚马逊和微软仍然占据全球几乎一半以上的市场，亚马逊的市场份额一直保持在33%左右，而微软的份额超过18%。

谷歌，阿里云和腾讯的增长速度超过了整个市场，它们共同占据了17%的市场，也正在获得越来越多的市场份额。

前十名中的其他云提供商是IBM，Salesforce，Oracle，NTT和SAP。

总体来看，排名前十的提供商占全球市场的80%，其余的20%来自小型云提供商或逐步向云市场迈进的大公司。

在大多数主要云服务提供商发布了第三季度收益数据的基础上，Synergy预计，第三季度云基础设施服务收入(包括IaaS、PaaS和托管私有云服务)为328亿美元，其中公共IaaS和PaaS服务占据了市场的大部分，第三季度增长了35%。主要云服务提供商在公有云领域的主导地位更为明显，前五大供应商控制着近80%的市场份额。总体看，云市场在全球继续强劲增长。

云计算的未来

云计算打破了数据和组织孤岛，并且帮助公司重新思考业务流程，加速业务变革，推动其数字化转型计划。但是，随着转换成本的增加，企业对云计算的热情也正在减弱。

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