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史爱武:云计算简史(下)

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风起云涌(2007--2012年)

“起个大早,赶个晚集”的谷歌云计算

云计算的术语虽然是谷歌于2006年最先提出的,但是真正把云计算进行大规模商用的公司首推亚马逊。

在亚马逊提供弹性计算服务EC2和存储服务S3,不断拓展云服务业务范围的开始几年里,谷歌拥有全球最大的搜索引擎以及Gmail等面向个人的云服务产品,广告收入赚得是盆满钵满。这个时候,企业云服务并不是他们第一优先级要发展的业务。

直到2008年4月,谷歌才推出了云计算产品GAE(Google App Engine),而GAE又是功能比较单一的PaaS云服务产品,平台限制比较多,用户比较少。

2012年的Google I/O大会才正式推出了它们的云计算基础架构服务Google Compute Engine,包括Google Cloud Storage、Google BigQuery等服务。自此,Google的云计算服务才算比较完备。当然,Google Docs等产品本身就属于SaaS模式,都可以看成谷歌的云产品。

统计数据显示,至2020年,谷歌的云服务已经居全球第4位,仅次于亚马逊、微软和阿里云之后,也算是全球云计算的第一阵营。不过,它的市场份额和亚马逊相比,还是有较大的差距。

微软的Azure云计算服务

2008年,微软发布云计算战略和平台Windows Azure 平台。Azure的最初代号为“Red Dog”(红狗),这只“红狗”是由曾负责Windows NT开发的微软杰出工程师Dave Cutler再度担纲的项目,其任务是设计出一种新型操作系统,借以充当微软云体系的系统基础。也就是说,“红狗”的最初设计思路仅仅是立足云端构建Windows NT扩展方案而已。

至此,亚马逊、谷歌、微软三大巨头均在云计算舞台上粉墨登场了,2008年也被视作云计算“鲤鱼跃龙门”的一年。自此之后相当长的一段时间里,不管是在技术领域还是资本领域,云计算成为了“香饽饽”:越来越被人们讨论着、被资本追捧着、被企业应用着,一时风头无两。

2008年发布的Google App Engine是业界首款平台即服务(PaaS)产品,考虑到自身在开发者平台与工具领域的技术积淀和深厚历史底蕴,微软方面决定将Azure也打造为PaaS产品。  

2010年,Windows Azure 结束试用,正式提供商业服务。遗憾的是,对于企业用户来说,它仍是一个不太友好的云平台选项。事实上,当时的Windows Azure仍单纯面向构建特定Web应用程序的小众开发者,对于企业级大市场仍然很难得到广泛普及。简单来说,和Google App Engine一样,企业级市场对这种PaaS产品并不感冒。

随着Linux等开源软件的兴起以及Amazon EC2的飞速发展,微软不得不重新审视公司的云计算发展思路。很显然,对用户而言,以IaaS形式交付的云服务更具有灵活性和易于控制,而这种灵活性和易于控制能力更受客户的欢迎。除此之外,用户还希望云平台能够带来更加开放的开源软件(特别是Linux)支持能力。

面对这两大趋势,微软决定调整公司的云发展战略。

2012年,重构PaaS版本的Windows Azure,最终成功打造出Azure的IaaS新形态,支持 Linux 系统。

2014年,Windows Azure更名为Microsoft Azure。同年,微软CEO,提出了“移动为先,云为先”的战略。

自此以后,Azure 开始快速成长,现在已成为全球云计算3A格局中的第二个“A”--Azure。

中国云计算的拓荒年

2009年也被业界称为中国的云计算元年。这年5月,在北京中国大饭店,中国电子学会主办了第一届中国云计算大会,后来,每年一届的中国云计算大会成为中国云计算产业最大的盛会。

同样是2009年,阿里云成立。十年之后,阿里云进入了全球云计算的前三甲,和国外大厂在世界舞台上一较高下。

2010年3月,在中国IT领袖峰会上,国内互联网企业执牛耳者——BAT的当家人共同讨论过云计算:当时,百度的李彦宏认为“云计算只是新瓶装旧酒,更多是概念炒作”;腾讯的马化腾则认为“云计算还太过遥远,得到阿凡达那个时候才能实现”;只有阿里的马云坚定地看好云计算。

网上流传着这段具有历史价值的会议视频,从三位大佬在会场上的发言,基本也预示着三家企业后来在云计算市场上的地位。阿里云后来成为国内云计算的NO.1,世界上的No.2,也是实至名归的。

2010年春节后,经过两年多发展的阿里云飞天系统终于在版本更新之后,达到了异常的稳定。阿里云的成功也引来国内其它具有“野心”企业的关注。

也是2010年,华为正式公布云计算战略。但是,华为云计算颇有些“雷声大雨点小”的感觉,可能与华为固有的硬件思维有关,一直强调发展云战略,可是迟迟未有较大动静。以至于其他公司的云计算迅猛发展,华为直到2017年才成立云业务部门。

尽管马化腾当年嘴上说不看好云计算,但公司内部却在2010年就立项研究云计算,并在2013年9月,腾讯云宣布正式面向全社会开放。

曾几何时,百度、阿里巴巴、腾讯并列为中国三大互联网企业,简称“BAT”。但是,在云计算行业,百度却是远远落后于另外两强,百度云远远落后于阿里云和腾讯云。这一点上,百度比它的国际对标者“谷歌”也是差了很多。

其实,百度内部早就有人预见到了云计算是信息时代的革命。曾担任百度总架构师的刘栓林曾在百度内部建议针对企业发展云计算,然而这与百度当时主要面向C端用户的发展模式相冲突。所以,一直到了2015年,百度云才正式建立。

遗憾的是,百度云成立后,公司也并未全力投入、做大做强。这个时候,上市公司过于重视业绩的弊端就暴露无遗,过度重视眼前的利益,毕竟搜索业务才是它的主要收入来源。云计算业务更偏向于B端,搜索业务更倾向于C端,两种业务好像形成了冲突。所以,这就导致百度在云计算市场一直无法迅速崛起。

除巨头外,其他初创云厂商也纷纷应运而生。

2012年3月,黑客界高手季昕华创办UCloud。一个月后,三位拥有IBM工作经历的黄允松、林源和甘泉,共同创办了青云QingCloud,取自“平步青云”。雷军决定“All in 金山云”,要在云端继续“Are you Ok”。移动云、天翼云、沃云、京东云、七牛云……

各个极具特色的产品服务、强大的自主研发能力,为中国云计算发展书写了浓墨重彩的篇章,使得国内云计算市场更加精彩纷呈。

至此,中国云计算也正式从荒芜步入萌芽发展阶段,云计算格局初步形成。

OpenStack与IaaS

2010年Rackspace和NASA公开了一个叫做OpenStack的开源项目。OpenStack是以Apache许可证授权的自由软件和开放源代码项目,定位于IaaS服务,旨在建设和管理公有以及私有IaaS云。这意味着,所有拥有硬件基础设施的用户都可以用极低的成本来实现与亚马逊AWS类似的IaaS云平台。

虽然OpenStack软件是开源免费的,但是要实施OpenStack依然需要云计算相关的专业知识。因此,从2010年OpenStack公开开始,很多的私有云厂商都疯了,出现了很多基于OpenStack帮助企业建立私有云的服务商。

有了现成的OpenStack云框架,再加上自己的硬件设备,几乎所有的IT厂商巨头,都加入到这个开源社区,将OpenStack开发成为自己的云产品,连同硬件设备一起,杀入私有云市场,一举打破原来VMware在私有云市场一统天下的格局。

自此之后,OpenStack继续东征西战---日渐强大完善的技术、成熟的社区机制,活跃的社区用户、商业公司的积极涌入与探索,使得OpenStack成功打败了其他开源项目,占据了开源云平台的江湖老大地位,成为当前全球云计算市场上使用最为广泛的开源平台、业界公认的云平台框架的事实标准。

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风云再起(2013--至今)

容器Docker、容器管理平台Kubernetes(K8s)

从谷歌云计算、微软云计算的发展来看,一开始都是定位于PaaS平台,但是,市场反响平平。自推出IaaS云服务之后,他们的云计算战略才逐渐获得空前的成功。

虚拟化技术解决了基础设施层的弹性伸缩,却没有解决PaaS层应用随基础设施层弹性伸缩而带来的批量、快速部署问题,于是容器技术应运而生。

随着云服务市场的不断开疆破土,容器技术也迎来了一个爆发式地增长,基于容器技术的各种 PaaS 项目、创业项目也陆陆续续涌向市场。

一家叫 Docker 的创业公司横空出世,让 Docker 几乎成为了“容器”的代名词。

2013 年3月的PyCon大会上, Docker 创始人 Solomon Hykes 首次公开介绍了 Docker 技术。大会之后,Docker 的创新式镜像格式等技术迅速成为容器技术的实际标准和基石。

Docker的强大之处在于它通过可移植的形式和易于使用的工具在应用程序和基础设施之间创造了独立性。也就是说,Docker 不仅解决了软件开发层面的容器化问题,还一并解决了软件分发环节的问题,为云时代的软件生命周期提供了一套完整的解决方案。

很快,Docker 在业内名声大噪,被很多公司选为云计算基础设施建设的标准。容器技术也成为业内最炙手可热的前沿技术,围绕容器的生态建设风风火火地开始了。

随着越来越多的开发者使用Docker来部署容器,容器编排平台的重要性日益突出。Mesos、Docker Swarm 和 Kubernetes 等都提供了不同的抽象来管理容器。就像当初手机系统Android、iOS 和 Windows Phone 之争一样,容器编排平台之争就此拉开帷幕。这一时期,对于软件开发者来说,选择容器编排平台就像是一场豪赌,因为一旦选择的平台在以后的竞争中败下阵来,就意味着在此平台上开发的东西在未来将失去市场。

2014年6月,为了解决混合云场景下大规模集群的容器部署、管理等问题,Google 推出了容器集群管理系统 Kubernetes (简称 K8s)。K8s 来源于谷歌内部的 Borg系统,得益于Google 在大规模集群基础设施建设的深厚积累,拥有在混合云场景的生产环境下对容器进行管理、编排的功能。在容器的基础上,K8s引入了Pod功能,这个功能可以让不同容器之间互相通信,实现容器的分组调配。

2017年之后,更多厂商投入到 K8s生态的建设中来,容器编排之争以 Google 阵营的胜利告一段落。K8s很快成为了行业的标准应用,堪称容器编排的必备工具。

2019年,容器市场基本趋于稳定,一切都向着优化改进方向发展。Docker是底层容器的事实标准;容器编排和管理技术经过几轮的激烈竞争,基本是Google的K8s一家独大。

容器和编排市场稳定之后,IT技术的新战场逐渐迁移到应用领域--云原生。

云原生与云原生计算基金会CNCF

在容器技术(如Docker)、可持续交付(CD)、编排系统(如K8s)等开源社区的推动,以及微服务等开发理念的带动下,应用上云已经是不可逆转的趋势。随着云化技术的不断发展,Pivotal的Matt Stine于2013年首次提出云原生(Cloud Native)的概念,被一直延用至今。

2015年,Linux基金会发起了一个云原生计算基金会(The Cloud Native Computing Foundation,CNCF),成立CNCF的初衷是为了推广孵化和标准化云原生相关的技术,推动云原生计算可持续发展,帮助云原生技术开发人员快速构建出色的产品。

CNCF成立最初只有十多家创始成员,包含谷歌、IBM、Red Hat、VMware等。经过几年的迅猛发展,目前CNCF已经拥有超过300个会员,涵盖国内外的知名IT厂商,包括微软、亚马逊、苹果、阿里巴巴、华为等。中国科技企业也陆续加入CNCF,全面拥抱云原生技术。

CNCF认为,云原生是以容器、微服务、DevOps、Serverless、服务网格、API管理、不可变基础架构等技术为基础建立的一套云技术产品体系,是一类技术的统称,是云计算未来的发展方向。

云计算的3层划分,即基础设施即服务(IaaS)、平台即服务(PaaS)、软件即服务(SaaS)为云原生提供了技术基础和方向指引。真正的云化不仅仅是基础设施和平台的变化,应用也需要做出改变。在架构设计、开发方式、部署维护等各个阶段和方面都基于云的特点,重新设计,从而建设全新的云化的应用,即云原生应用。

云原生应用也就是面向“云”而设计的应用,在使用云原生技术后,开发者无需考虑底层的技术实现,可以充分发挥云平台的弹性和分布式优势,实现快速部署、弹性扩展、不停机交付等。

通过云原生技术构建的云原生应用,与底层基础架构的耦合比较轻,易于迁移到不同的云环境中,比如私有云、公有云、混合云等场景,可以充分利用云所提供的能力。因此,云原生应用的开发、部署、管理相对于传统的应用程序更加高效和便捷。

近年来,IT架构转型的需求催生了云计算领域中一个细分赛道—云原生。CNCF基金会的成立标志着云原生正式进入高速发展轨道,Google、Cisco、Docker各大厂纷纷加入,并逐步构建出围绕云原生的具体工具,云原生的概念也变得更具体化。

有了容器和K8s等技术的支持,传统的软件开发和生命周期管理也发生了翻天覆地的改变,DevOps这种思想获得空前的发展,几乎成为软件工程的代名词。

DevOps是开发(Development)和运维(Operations)的组合词,是一组过程、方法与系统的统称,用于促进软件开发、技术运营和质量保障部门之间的沟通、协作与整合。通过自动化流程来使得软件构建、测试、发布更加快捷、频繁和可靠。DevOps其实包含了三个部分:开发、测试和运维。换句话说,DevOps希望做到的是,软件产品交付过程中IT工具链的打通,使得各个团队减少时间损耗,更加高效地协同工作。

自2018年以来,随着虚拟化技术的成熟和分布式架构的普及,用来部署、管理和运行应用的云平台被越来越多地提及。云原生技术开始在企业IT架构搭建和转型中发挥引领性作用,容器、DevOps、微服务、敏捷方法、持续集成、持续交付等云原生理念日益深入人心,这也是云计算浪潮发展到一个成熟阶段后的必然结果。

2019年,是云原生理念和技术普及的“元年”。在不久的将来,云原生将迎来全面应用,它将会变成一个新常态。

阿里云、腾讯云等中国云计算的高速崛起

在国内云计算开始萌芽发展时,大洋彼岸的科技巨头们早已完成行业变革。然而,这群海外“巨鲨”们在自家市场格局初定后,开始向中国市场露出了“獠牙”。

2013年12月,亚马逊宣布AWS进入中国市场。中国云计算发展史最为关键的时刻到来了,打响了“扬子鳄智斗过海鲨鱼”的云计算市场保卫战。此后,微软、甲骨文等海外巨头相继进入中国的云计算市场。

此时,各大国内外媒体无一不唱衰国内的云计算公司及其国产云。更有甚者,有好事的媒体用了一个格外直白的标题“亚马逊AWS入华是来打微软云,几家国产云不入其法眼。”当时的国内云计算市场现状和国产云计算实力可见一斑。

事实上,当时的国产云的实际情况也确实是一地鸡毛,根本没有与海外巨头对抗的能力:阿里云才刚刚突破“一个集群部署5000台服务器”的5K难题,相关技术上基本达到亚马逊、微软等巨鲨的水平;腾讯的云业务也才刚刚发布对全社会开发,还处于试水阶段;第二梯队的天翼云、青云、金山云还只是一个发展雏形。

“价格战”成为当时国产云唯一有效的竞争手段。在消费互联网屡试不爽的价格战打法,竟然也适用于产业互联网。国内各大技术公司一方面利用“价格战”不断攻城猎地、占领国内云计算市场;一方面倒逼各家公司不断加大研发力度,加快技术升级,巩固市场份额。

在国内云计算市场,阿里云、腾讯云等国内云计算厂商相互“掐架”,进入中国市场的海外巨鲨也是处处受伤、被打得节节败退。当然,海外巨鲨始终无法像很多人臆想的那样“吞并国内云市场”,还有另外一些原因:一是数据安全问题。国家法律法规要求有些涉密数据必须留在国内,不能存储在国外的任何云数据中心。二是“水土不服”的问题。海外公司沿用在国外市场的定价方式、服务模式等运营理念对国内客户来说,不易接收,服务满意度不高。

从目前来看,亚马逊AWS虽然稳居全球云计算市场的头把交椅,但在国内市场,它的市场份额已经大幅度下跌,远远落后于阿里云、腾讯云、华为云等国产云厂商。2019年,甲骨文更是直接“缴枪投降”,宣布彻底退出中国云市场。

2018年9月,腾讯宣布正式成立腾讯云与智慧事业部门。自此,国内云计算格局初定,正式进入蓬勃发展时期:阿里云、腾讯云为第一梯队的“双雄”,领跑国内云市场;第二梯队的华为云、天翼云、百度云等群雄奋起,激烈竞争。

云计算是个相对宽泛而复杂的概念。一般而言,云服务主要包括基础设施即服务(IaaS)、平台即服务(PaaS)和软件即服务(SaaS);也可以分为公有云、私有云,还有二者结合的混合云,以及各类细分专业领域的云(如“金融云”、“政务云”等),每一个细分领域都蕴藏着极大的机会。

可以预见的是,随着的时间的推移,在公有云领域,由于其高投入、高技术的特征,阿里云和腾讯云将继续和第二梯队厂商拉开距离,进一步加重寡头化。但在2B为主的私有云服务中,由于B端客户的特殊属性决定其更看中定制化和服务化,因此,私有云则会呈现出“百家争鸣、各有千秋”的格局。其中,依托其深厚的ICT技术积累,华为云在2B业务一直是遥遥领先。

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从2009的“中国云计算元年”,十年弹指一挥间,中国云计算公司从荒原草莽走到了历史台前,从海外巨鲨的口中守住了国内市场,并走向国际和国外大厂一较高下,推动了云计算技术和产业的高速发展,为国内的数字化转型奠定了坚实的基础。

对于下一个十年来说,云计算巨头们的竞争才刚刚开始,结局是“双雄争霸”还是“春秋战国”,或许在多年之后才能揭晓,不过这个过程注定会非常精彩。