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终于有人把云计算、大数据 和人工智能讲明白了!

2018-09-12  来自: 励牛课思(北京)信息技术有限公司 浏览次数:280

今天跟大家讲讲。为什么 讲这三个东西呢?因为这 三个东西现在非常火,并且它 们之间好像互相有关系:一般谈 云计算的时候会提到大数据、谈

  1、管数据中心就像配电脑

  什么叫计算、网络、存储资源?

  比如你 要买台笔记本电脑,是不是 要关心这台电脑是什么样的CPU?多大的内存?这两个 就被我们称为计算资源。

  这台电脑要上网,就需要 有个可以插网线的网口,或者有 可以连接我们家路由器的无线网卡。您家也 需要到运营商比如联通、移动或者电信开通一个网络,比如100M的带宽。然后会 有师傅弄一根网线到您家来,师傅可 能会帮您将您的路由器和他们公司的网络连接配置好。这样您 家的所有的电脑、手机、平板就 都可以通过您的路由器上网了。这就是网络资源。

  您可能 还会问硬盘多大?过去的硬盘都很小,大小如10G之类的;后来即使500G、1T、2T的硬盘也不新鲜了。(1T是1000G),这就是存储资源。

  对于一 台电脑是这个样子的,对于一 个数据中心也是同样的。想象你 有一个非常非常大的机房,里面堆 了很多的服务器,这些服务器也是有CPU、内存、硬盘的,也是通 过类似路由器的设备上网的。这时的问题就是:运营数 据中心的人是怎么把这些设备统一的管理起来的呢?

  2、灵活就 是想啥时要都有,想要多少都行

  管理的 目标就是要达到两个方面的灵活性。具体哪两个方面呢?

  举个例子来理解:比如有 个人需要一台很小的电脑,只有一个CPU、1G内存、10G的硬盘、一兆的带宽,你能给他吗?像这种 这么小规格的电脑,现在随 便一个笔记本电脑都比这个配置强了,家里随 便拉一个宽带都要100M。然而如 果去一个云计算的平台上,他要想要这个资源时,只要一点就有了。

  这种情 况下它就能达到两个方面灵活性:

  时间灵活性:想什么 时候要就什么时候要,需要的 时候一点就出来了;

  空间灵活性:想要多少就有多少。需要一 个太很小的电脑,可以满足;需要一 个特别大的空间例如云盘,云盘给 每个人分配的空间动不动就很大很大,随时上传随时有空间,永远用不完,也是可以满足的。

  空间灵 活性和时间灵活性,即我们 常说的云计算的弹性。而解决 这个弹性的问题,经历了 漫长时间的发展。

  3、物理设备不灵活

  第一个 阶段是物理设备时期。这个时 期客户需要一台电脑,我们就 买一台放在数据中心里。

  物理设 备当然是越来越牛,例如服务器,内存动不动就是百G内存;例如网络设备,一个端 口的带宽就能有几十G甚至上百G;例如存储,在数据中心至少是PB级别的(一个P是1000个T,一个T是1000个G)。

  然而物 理设备不能做到很好的灵活性:

  首先是 它缺乏时间灵活性。不能够达到想什么 时候要就什么时候要。比如买台服务器、买个电脑,都要有采购的时间。如果突 然用户告诉某个云厂商,说想要开台电脑,使用物理服务器,当时去采购就很难。与供应 商关系好的可能需要一个星期,与供应 商关系一般的就可能需要采购一个月。用户等 了很久电脑才到位,这时用 户还要登录上去慢慢开始部署自己的应用。时间灵活性非常差。

  其次是 它的空间灵活性也不行。例如上 述的用户需要一个很小很小的电脑,但现在 哪还有这么小型号的电脑?不能为 了满足用户只要一个G的内存是80G硬盘的,就去买 一个这么小的机器。但是如果买一个大的,又会因为电脑大,需要向用户多收钱,可用户 需要用的只有那么小一点,所以多付钱就很冤。

  4、虚拟化灵活多了

  有人就想办法了。第一个 办法就是虚拟化。用户不 是只要一个很小的电脑么?数据中 心的物理设备都很强大,我可以从物理的CPU、内存、硬盘中 虚拟出一小块来给客户,同时也 可以虚拟出一小块来给其他客户。每个客 户只能看到自己的那一小块,但其实 每个客户用的是整个大的设备上的一小块。

  虚拟化 的技术使得不同客户的电脑看起来是隔离的。也就是 我看着好像这块盘就是我的,你看着 这块盘就是你的,但实际 情况可能我的这个10G和你的这个10G是落在 同样一个很大很大的存储上。而且如 果事先物理设备都准备好,虚拟化 软件虚拟出一个电脑是非常快的,基本上 几分钟就能解决。所以在 任何一个云上要创建一台电脑,一点几分钟就出来了,就是这个道理。

  这样空间灵 活性和时间灵活性就基本解决了。

  5、虚拟世 界的赚钱与情怀

  在虚拟化阶段,最 牛的公司是VMware。它是实 现虚拟化技术比较早的一家公司,可以实现计算、网络、存储的虚拟化。这家公司很牛,性能做得非常好,虚拟化 软件卖得也非常好,赚了好多的钱,后来让EMC(世界五百强,存储厂商第 一 品 牌)给收购了。

  但这个 世界上还是有很多有情怀的人的,尤其是程序员里面。有情怀 的人喜欢做什么事情?开源。

  这个世 界上很多软件都是有闭源就有开源,源就是源代码。也就是说,某个软件做的好,所有人都爱用,但这个 软件的代码被我封闭起来,只有我公司知道,其他人不知道。如果其 他人想用这个软件,就要向我付钱,这就叫闭源。

  但世界 上总有一些大牛看不惯钱都让一家赚了去的情况。大牛们觉得,这个技术你会我也会;你能开发出来,我也能。我开发 出来就是不收钱,把代码 拿出来分享给大家,全世界谁用都可以,所有的 人都可以享受到好处,这个叫做开源。

  比如最近的蒂姆·伯纳斯·李就是 个非常有情怀的人。2017年,他因“发明万维网、第一个 浏览器和使万维网得以扩展的基本协议和算法”而获得2016年度的图灵奖。图灵奖 就是计算机界的诺贝尔奖。然而他 最令人敬佩的是,他将万维网,也就是我们常见的WWW技术无 偿贡献给全世界免费使用。我们现 在在网上的所有行为都应该感谢他的功劳,如果他 将这个技术拿来收钱,应该和 比尔盖茨差不多有钱。

  开源和 闭源的例子有很多:

  例如在 闭源的世界里有Windows,大家用Windows都得给微软付钱;开源的 世界里面就出现了Linux。比尔盖茨靠Windows、Office这些闭 源的软件赚了很多钱,称为世界首富,就有大 牛开发了另外一种操作系统Linux。很多人 可能没有听说过Linux,很多后 台的服务器上跑的程序都是Linux上的,比如大家享受双十一,无论是淘宝、京东、考拉……支撑双十一抢 购的系统都是跑在Linux上的。

  再如有Apple就有安卓。Apple市值很高,但是苹 果系统的代码我们是看不到的。于是就 有大牛写了安卓手机操作系统。所以大 家可以看到几乎所有的其他手机厂商,里面都装安卓系统。原因就 是苹果系统不开源,而安卓 系统大家都可以用。

  在虚拟化软件也一样,有了VMware,这个软件非常贵。那就有 大牛写了两个开源的虚拟化软件,一个叫做Xen,一个叫做KVM,如果不做技术的,可以不 用管这两个名字,但是后面还是会提到。

  6、虚拟化 的半自动和云计算的全自动

  要说虚 拟化软件解决了灵活性问题,其实并不全对。因为虚 拟化软件一般创建一台虚拟的电脑,是需要 人工指定这台虚拟电脑放在哪台物理机上的。这一过 程可能还需要比较复杂的人工配置。所以使用VMware的虚拟化软件,需要考 一个很牛的证书,而能拿 到这个证书的人,薪资是相当高,也可见复杂程度。

  所以仅 仅凭虚拟化软件所能管理的物理机的集群规模都不是特别大,一般在十几台、几十台、最多百 台这么一个规模。

  这一方 面会影响时间灵活性:虽然虚 拟出一台电脑的时间很短,但是随 着集群规模的扩大,人工配 置的过程越来越复杂,越来越耗时。另一方 面也影响空间灵活性:当用户数量多时,这点集群规模,还远达 不到想要多少要多少的程度,很可能 这点资源很快就用完了,还得去采购。

  所以随 着集群的规模越来越大,基本都是千台起步,动辄上万台、甚至几十上百万台。如果去查一下BAT,包括网易、谷歌、亚马逊,服务器 数目都大的吓人。这么多 机器要靠人去选一个位置放这台虚拟化的电脑并做相应的配置,几乎是不可能的事情,还是需 要机器去做这个事情。

  人们发 明了各种各样的算法来做这个事情,算法的名字叫做调度(Scheduler)。通俗一点说,就是有一个调度中心,几千台 机器都在一个池子里面,无论用户需要多少CPU、内存、硬盘的虚拟电脑,调度中 心会自动在大池子里面找一个能够满足用户需求的地方,把虚拟 电脑启动起来做好配置,用户就直接能用了。这个阶 段我们称为池化或者云化。到了这个阶段,才可以称为云计算,在这之 前都只能叫虚拟化。

  7、云计算的私有与公有

  云计算大致分两种:一个是私有云,一个是公有云,还有人 把私有云和公有云连接起来称为混合云,这里暂且不说这个。

  私有云:把虚拟 化和云化的这套软件部署在别人的数据中心里面。使用私 有云的用户往往很有钱,自己买地建机房、自己买服务器,然后让 云厂商部署在自己这里。VMware后来除了虚拟化,也推出 了云计算的产品,并且在 私有云市场赚的盆满钵满。

  公有云:把虚拟 化和云化软件部署在云厂商自己数据中心里面的,用户不 需要很大的投入,只要注册一个账号,就能在 一个网页上点一下创建一台虚拟电脑。例如AWS即亚马逊的公有云;例如国内的阿里云、腾讯云、网易云等。

  亚马逊 为什么要做公有云呢?我们知 道亚马逊原来是国外比较大的一个电商,它做电 商时也肯定会遇到类似双十一的场景:在某一 个时刻大家都冲上来买东西。当大家 都冲上买东西时,就特别 需要云的时间灵活性和空间灵活性。因为它 不能时刻准备好所有的资源,那样太浪费了。但也不 能什么都不准备,看着双 十一这么多用户想买东西登不上去。所以需要双十一时,就创建 一大批虚拟电脑来支撑电商应用,过了双 十一再把这些资源都释放掉去干别的。因此亚 马逊是需要一个云平台的。

  然而商 用的虚拟化软件实在是太贵了,亚马逊 总不能把自己在电商赚的钱全部给了虚拟化厂商。于是亚 马逊基于开源的虚拟化技术,如上所述的Xen或者KVM,开发了 一套自己的云化软件。没想到 亚马逊后来电商越做越牛,云平台也越做越牛。

  由于它 的云平台需要支撑自己的电商应用;而传统 的云计算厂商多为IT厂商出身,几乎没有自己的应用,所以亚 马逊的云平台对应用更加友好,迅速发 展成为云计算的第 一 品 牌,赚了很多钱。

  在亚马 逊公布其云计算平台财报之前,人们都猜测,亚马逊电商赚钱,云也赚钱吗?后来一公布财报,发现不是一般的赚钱。仅仅去年,亚马逊AWS年营收达122亿美元,运营利润31亿美元。

  8、云计算的赚钱与情怀

  公有云 的第一名亚马逊过得很爽,第二名Rackspace过得就一般了。没办法,这就是 互联网行业的残酷性,多是赢者通吃的模式。所以第 二名如果不是云计算行业的,很多人 可能都没听过了。

  第二名就想,我干不 过老大怎么办呢?开源吧。如上所述,亚马逊 虽然使用了开源的虚拟化技术,但云化 的代码是闭源的。很多想 做又做不了云化平台的公司,只能眼 巴巴的看着亚马逊挣大钱。Rackspace把源代码一公开,整个行 业就可以一起把这个平台越做越好,兄弟们大家一起上,和老大拼了。

  于是Rackspace和美国 航空航天局合作创办了开源软件OpenStack,如上图所示OpenStack的架构图,不是云 计算行业的不用弄懂这个图,但能够 看到三个关键字:Compute计算、Networking网络、Storage存储。还是一个计算、网络、存储的云化管理平台。

  当然第 二名的技术也是非常棒的,有了OpenStack之后,果真像Rackspace想的一样,所有想 做云的大企业都疯了,你能想 象到的所有如雷贯耳的大型IT企业:IBM、惠普、戴尔、华为、联想等都疯了。

  原来云 平台大家都想做,看着亚马逊和VMware赚了这么多钱,眼巴巴看着没办法,想自己 做一个好像难度还挺大。现在好了,有了这 样一个开源的云平台OpenStack,所有的IT厂商都 加入到这个社区中来,对这个 云平台进行贡献,包装成自己的产品,连同自 己的硬件设备一起卖。有的做了私有云,有的做了公有云,OpenStack已经成 为开源云平台的事实标准。

  9、IaaS, 资源层面的灵活性

  随着OpenStack的技术越来越成熟,可以管 理的规模也越来越大,并且可以有多个OpenStack集群部署多套。比如北京部署一套、杭州部署两套、广州部署一套,然后进行统一的管理。这样整 个规模就更大了。

  在这个规模下,对于普 通用户的感知来讲,基本能 够做到想什么时候要就什么什么要,想要多少就要多少。还是拿云盘举例子,每个用 户云盘都分配了5T甚至更大的空间,如果有1亿人,那加起来空间多大啊。

  其实背 后的机制是这样的:分配你的空间,你可能 只用了其中很少一点,比如说它分配给你了5个T,这么大 的空间仅仅是你看到的,而不是真的就给你了,你其实只用了50个G,则真实给你的就是50个G,随着你 文件的不断上传,分给你 的空间会越来越多。

  当大家都上传,云平台 发现快满了的时候(例如用了70%),会采购更多的服务器,扩充背后的资源,这个对用户是透明的、看不到的。从感觉上来讲,就实现 了云计算的弹性。其实有点像银行,给储户 的感觉是什么时候取钱都有,只要不同时挤兑,银行就不会垮。

  10、总结

  到了这个阶段,云计算 基本上实现了时间灵活性和空间灵活性;实现了计算、网络、存储资源的弹性。计算、网络、存储我 们常称为基础设施Infranstracture, 因而这 个阶段的弹性称为资源层面的弹性。管理资源的云平台,我们称 为基础设施服务,也就是我们常听到的IaaS(Infranstracture As A Service)。

关键词: 云计算   大数据   人工智能   云唯IT实训  
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