聊聊云计算那些技术原理还有它背后的体系结构怎么回事

（来源：美国国家标准与技术研究院NIST对云计算的定义）

这个“计算机的水电厂”是怎么搭建起来的呢？这就涉及到它背后的体系结构和技术原理了，咱们一层一层来看。

第一层：巨大的资源池——数据中心 云计算的根基是遍布全球的一个个超大型机房，叫做“数据中心”，你可以想象一个望不到边的仓库，里面整整齐齐地摆满了成千上万台服务器（也就是高性能的电脑），这些服务器通过高速网络连接在一起，形成了一个巨大的计算和存储能力的“资源池”，这就像是一个超级发电厂，集中了庞大的发电能力。

（来源：对谷歌、亚马逊等云服务商公开数据中心的描述）

第二层：让硬件“活”起来的技术——虚拟化 如果每台服务器只能给一个人用，那太浪费了，就像一栋大楼，不能只住一户人家，云计算的核心魔法叫做“虚拟化”，这个技术就像是一个神奇的“分身术”，它能把一台强大的物理服务器，通过软件模拟成很多台相互隔离的“虚拟服务器”，每一台虚拟服务器，对于用户来说，感觉就像自己独享的一台真实电脑一样，可以自己安装操作系统和软件。

（来源：虚拟化技术先驱VMware公司的技术理念）

这样做的好处太多了：资源利用率极高，一台机器顶好多台用，降低了成本；非常灵活，你需要多大“力气”的电脑，我就从资源池里划拨多少资源给你创建一个虚拟的，几分钟就能搞定，完全不用你去买硬件、装系统；这些虚拟服务器彼此隔离，你的程序和数据和别人的是分开的，很安全。

第三层：云服务的不同“套餐”——三种服务模式 云计算公司把这个资源池和虚拟化能力，打包成不同层次的“套餐”卖给我们，主要分三种：

1. IaaS（基础设施即服务）：这相当于云计算的“毛坯房”，云厂商把虚拟好的服务器、硬盘、网络这些最基础的硬件资源直接租给你，房子框架（硬件）他提供，但里面装什么操作系统、装什么软件、怎么管理，全是你自己的事，这适合那些需要高度自定义环境的IT高手或公司。（来源：亚马逊AWS EC2服务的核心模式）

   

2. PaaS（平台即服务）：这相当于“精装修房”，云厂商不仅提供硬件，还把操作系统、数据库、编程语言运行环境等开发软件需要的工具和平台都给你准备好了，你只需要专注于写自己的应用程序代码就行了，不用操心底层系统和软件的维护，这大大简化了程序员的开发工作。（来源：谷歌App Engine、微软Azure App Service等平台）

3. SaaS（软件即服务）：这相当于“直接入住酒店”，你什么都不用管，连代码都不用写，直接打开浏览器或者手机App就能使用一个完整的软件，比如我们平时用的网页版邮箱、在线文档编辑（如腾讯文档、谷歌文档）、客户关系管理软件（如Salesforce）等都是SaaS，你只管用，所有后台的麻烦事云厂商都处理好了。（来源：Salesforce公司开创的软件交付模式）

第四层：云怎么部署——四种部署模型 除了服务模式，云还有几种“安家”的方式：

• 公有云：就像公共电网，所有用户共享同一个巨大的云资源池，成本最低，弹性最好，阿里云、腾讯云就是典型的公有云。
• 私有云：相当于自己家后院打了一口井，自建自用，所有硬件和软件都放在自己的公司内部或指定地方，安全性控制最强，但成本高昂。
• 混合云：好比家里既接公共电网，自己也备个发电机，把一些不敏感的应用放在公有云上省钱，把核心机密数据放在私有云上保安全，两者打通，灵活兼顾。
• 社区云：几个需求相似的单位（比如几家医院）合建一个云，大家一起用，共享成本和数据标准。

总结一下 云计算的原理，说白了就是通过虚拟化技术，把遍布全球数据中心的巨大硬件资源池化，然后通过网络以按需付费、自助服务的方式，像提供水电一样提供计算能力，它的体系结构则是通过IaaS、PaaS、SaaS这些层层递进的服务模式，满足从IT工程师到普通用户的不同需求，这种模式革命性地改变了我们获取和使用计算资源的方式，让创新和创业的门槛变得前所未有的低。