走进云计算:从硬件到云平台,读懂数字化底层基石

走进云计算:从硬件到云平台,读懂数字化底层基石✨

一、云计算到底是什么?

IT 行业迭代速度飞快,移动互联网、物联网时代海量设备不断接入,数据爆炸式增长,传统 IT 架构的短板被无限放大:业务上线周期漫长、资源扩展困难、可靠性不足、整体拥有成本居高不下。

而云计算就是为了解决这些痛点诞生的解决方案。

按照 NIST(美国国家标准与技术研究院)的权威定义:云计算是一种模型,可以随时随地、便捷地按需从可配置的计算资源共享池获取网络、服务器、存储、应用等资源,资源快速分配释放,大幅降低管理开销和服务商交互成本。维基百科也概括:云计算是通过互联网,以服务的形式提供动态可伸缩虚拟化资源的计算模式。

云计算五大核心特征

按需自助服务:用户可以自主获取资源,不用人工介入申请;

广泛网络接入:通过各类终端、网络就可以访问云资源;

资源池化:计算、存储、网络资源集中池化,多用户共享;

快速弹性伸缩:资源可以快速扩容、缩容,适配业务高低峰;

可计量服务:资源使用可以统计计量,按实际使用付费。

服务模式|IaaS / PaaS / SaaS

IaaS(基础设施即服务):云厂商提供服务器、存储、网络等硬件基础设施,操作系统、中间件、应用由用户自己维护;

PaaS(平台即服务):厂商交付平台环境,用户只需要专注开发部署自己的应用;

SaaS(软件即服务):完整的应用软件直接通过网络交付给终端用户,用户开箱即用,例如云文档、云会议。

部署模式

公有云:服务商建设基础设施,面向公众、企业提供服务,华为云、阿里云都属于公有云;

私有云:基础设施归单一企业组织所有,仅供内部使用;

混合云:私有云 + 公有云组合,对外作为统一整体,兼顾数据安全与弹性能力。

云计算的演进分为三个阶段:

1.0 阶段:以 KVM、Xen、VMware 为代表,计算虚拟化,提升硬件资源利用率;

2.0 阶段:OpenStack 等,软件定义,基础设施整体云化,资源标准化自动化;

3.0 阶段:Docker 容器技术,云原生,实现应用敏捷开发与全生命周期管理。

二、云计算的底座:服务器硬件基础

所有云服务,底层都离不开服务器。服务器是高性能专用计算机,拥有高可靠性、高可用性、可扩展性、可管理性,用来承载 Web、数据库、文件等各类业务。

服务器硬件形态

塔式服务器:类似台式主机,适合小规模机房;

机架服务器:标准机柜部署,数据中心主流形态;

刀片服务器:机箱内多块计算刀片,高密度部署。

核心硬件组件一览:

CPU:运算和控制核心,主频、外频、倍频决定处理性能;

内存:CPU 的临时数据交换空间,断电数据丢失;

硬盘:持久化存储介质,常见 SATA、SAS、NL‑SAS、SSD 固态硬盘;

RAID 磁盘阵列卡:把多块物理硬盘虚拟成逻辑盘,提升读写性能,同时实现数据冗余,硬盘故障可以依靠热备盘重构恢复数据;

网卡:服务器接入网络,华为服务器包含板载网卡、PCIe 标卡、灵活 IO 插卡、Mezz 刀片专用网卡;

电源 & 风扇:支持冗余,硬件故障不中断业务;

BMC(iBMC):基板管理控制器,IPMI 规范核心,不依赖操作系统就可以监控服务器硬件温度、电压、告警,远程管理服务器。

BIOS:基础输入输出系统,完成硬件检测初始化,引导操作系统启动。

三、数据的港湾:存储技术基础

数据是企业最核心资产,存储就是负责保存数字信息。

存储介质除了服务器本地硬盘,还有外部独立存储设备。

常见存储组网分为 DAS 直连存储、SAN 存储网络、NAS 网络附加存储。

关键技术 RAID:独立磁盘冗余阵列,将多块物理硬盘组合。一方面提升读写性能,另一方面实现数据容错。支持热备盘,硬盘损坏后自动重构恢复数据。

存储分为两大阵营:

集中式存储:控制器集中管理所有磁盘,性能稳定;

分布式存储:多台普通服务器组成集群,横向扩展容量和性能,云计算场景广泛使用。

四、虚拟化:云计算的灵魂

虚拟化是云计算最核心基石。虚拟化本质就是资源抽象,把物理硬件资源抽象,上层操作系统和硬件解耦,硬件资源变成资源池,分配给多个虚拟机使用。

简单理解:一台物理服务器,通过虚拟化层,可以虚拟出多台独立虚拟机,每台虚拟机拥有独立 CPU、内存、硬盘、网卡,各自可以跑不同操作系统,充分榨干物理机的硬件资源,解决传统物理服务器资源浪费的痛点。

主流虚拟化技术:VMware、Xen、KVM,后续容器 Docker 也属于轻量级虚拟化技术。

华为产品线小科普:

FusionCompute:虚拟化解决方案,做服务器虚拟化,需要物理硬件;

华为云 Stack:混合云 / 私有云方案,服务数量 90+;

华为公有云:240 + 云服务,无需自备硬件,互联网直接访问。

总之:

云计算不是单一软件,它是一套完整体系:服务器硬件提供算力,存储保存数据,网络打通连接,虚拟化完成资源池化,再通过云平台封装成 IaaS/PaaS/SaaS 服务交付给用户。

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