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云計算技術變遷：從虛擬機到容器

2021年01月18日

很多偉大產品都是來自于企業內部，一開始是企業出于自身需求開發了某種工具，后來發現這個工具不僅可以滿足自身需求，還能滿足市場上其他用戶的需求。于是企業管理層決定把這個工具開放出來，形成產品推向市場，企業自身就是這個產品的種子用戶。云計算的誕生就是依賴這樣一條路徑。

云計算的誕生

眾所周知，亞馬遜是當今全球云計算市場的領導者，同時也是云計算的開拓者。2006 年春天 AWS( Amazon Web Services ) 提供第一個云存儲服務 (Amazon S3)，同年秋天提供了云計算服務(Amazon EC2)。

亞馬遜在電子商務領域深耕多年，積累了獨特且強大的軟件基礎設施。亞馬遜意識到如果把自己在軟件方面的技術基礎設施開放給開發者，將省去開發者購買、搭建和維護這些基礎設施的大量時間和成本，這將會構建起來一個巨大的生態體系。于是Amazon Web Services就這樣誕生了。

2008年，王堅博士加入阿里以后，開始推動阿里云的建設，同時減少阿里對雅虎以及IBM的技術依賴。在做阿里云的前幾年時間里，項目持續賠錢，bug頻出，團隊出走，甚至80%的工程師陸續離開。但阿里云始終堅持下來，最終成為國內公有云市場的領導者，同時也是全球第三大云計算廠商。

云計算技術變遷：從虛擬機到容器

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云計算的基礎是資源虛擬化

目前云計算廠商提供的云服務大致可分為IaaS、PaaS和SaaS三種，其中最基礎的服務就是IaaS(基礎設施即服務)。云廠商提供給開發者的是虛擬化的服務器，需要開發者安裝操作系統及應用程序的運行環境。

云計算技術變遷：從虛擬機到容器

云計算的服務模式

IaaS模式對于開發者來說還是有點麻煩，因此云廠商開始直接為開發者提供運行環境，開發者不需要自己來安裝操作系統。

云計算的基礎就是資源虛擬化，核心技術是虛擬機。虛擬機主要有兩種類型，一種是直接在硬件上安裝虛擬化程序，在一臺物理機上隔離出多個虛擬機，如下左圖(裸金屬架構);另一種是在宿主機操作系統上安裝虛擬化程序，再隔離出多個虛擬機(宿主機架構)。

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虛擬機技術的兩種類型

生成和管理虛擬機的程序就是Hypervisor，也稱為VMM(Virtual Machine Monitor，虛擬機監視器)，這不是一個特定程序，而是一類程序，常見的VMM程序包括：VMware EXSi、KVM、Xen、Hyper-V等。其中開源KVM應該是云平臺用的最多的VMM。

為了大規模地管理虛擬機，就需要用到管理平臺軟件，如OpenStack，可以管理諸如KVM或Xen等類型的VMM程序。OpenStack、KVM這些都屬于云計算IaaS層的技術。

容器：更輕量化的虛擬化

容器也是一種虛擬化技術，不過是比虛擬機更輕的虛擬化技術，如果大家感興趣還可以看看以前的舊文《聊聊云計算：5分鐘弄清楚我們為什么需要容器》。

云計算技術變遷：從虛擬機到容器

容器與虛擬機的比較

相比于傳統的虛擬機，Docker的優勢很明顯，它啟動時間很快，是秒級，而且對資源的利用率很高(一臺主機可以同時運行幾千個Docker容器)。此外，它占的空間很小，虛擬機一般要幾GB到幾十GB，而容器只需要MB級甚至KB級。現在大家常說的Docker，就是創建容器的工具，是應用容器引擎。

同樣對于大規模的容器集群管理，需要專門的容器編排(Container Orchestration)工具。常見的容器編排工具包括：Kubernetes、Docker Compose、Docker Swarm、Apache Mesos、Marathon等。其中Kubernetes是最常用的容器編排工具，因為Kubernetes的首字母K和尾字母s之間有8個字母，所以Kubernetes也被稱為K8S。

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