云计算定义、发展史及三个层次详解

最近有个相亲节目，妹纸明确提出：喜欢懂云计算的...

是时候认真科普一下云计算了。

从工业时代说起...在工业时代初期，电力是所有产业运作、生产的前提，当时工厂不得不自己配备发电机，甚至是盖发电厂来确保工厂供电。

▲19世纪初期工厂里的发电机

后来，一些发电厂兴起，开始通过发电厂集中发电、通过电网远距离供电。工厂也不再自己盖发电厂了，只需从发电厂那里购买，插上插头就可以获得供电。

如今，电力已经普及，成为人们日常生产生活的基本需求。

人类进入信息时代，随着计算机和通信技术的发展，信息处理能力可以远距离传播到世界各地，人们开始思考一个问题：

计算机资源能不能像水电等公共服务一样来使用呢？

这就是云计算的终极目标——将计算、服务和应用作为一种公共设施提供给公众，让人们像使用水、电、气那样通过网络使用计算机资源。

什么是云计算？

云计算，Cloud Computing，最简单的理解就是网络计算。用户不再需要了解“云”中基础设施的细节，就可以按需通过网络共享软硬件资源和信息。对于一名用户，提供者提供的服务所代表的网络元素都是看不见的，仿佛被云掩盖。

想一想一家企业要信息化，需存储企业运营数据，还需库存管理、采购进货管理、销售管理、财务管理、人力资源管理、生产管理等系统...

一台普通电脑的运算能力根本无法满足需求，所以这家企业需要配置一台运算能力更强悍的电脑——服务器。

但对于大型企业，一台服务器显然是不够的，比如Google最少有一百万台服务器。

怎么办？那就建一个数据中心，就是在里面堆了很多服务器。

但是，一家企业要伺候这么多台服务器可不是一件容易的事。

每次我们走进数据中心机房，都能看到一望无际的机架上摆放着满满的都是服务器，服务器的数量多少决定了这个数据中心的业务处理能力，但这样巨量的服务器设备同时运转相当耗能，大型数据中心消耗的电量几乎等同于一座小城市。

除了高额的初期建设成本，以机房至少15年寿命来看，后续将会有75%的营运支出花在电费上，相当于当初投资成本的3到5倍。

大量的服务器与存储设备会产生大量的热能，为了散热，根据统计，数据中心有45%的电力花费在空调设备上。当然，也有一些数据中心采用水冷式降温。

除此之外，有了基础硬件设备后，企业还需要服务器专用操作系统、应用软件、企业管理系统（ERP）等等。

从硬件到软件，都是钱钱钱钱啊。企业不但要花钱建设和维护基础硬件，还得购买软件，然后软件出了新版本，升级啊，亲，还得继续花钱…

我开一家公司，还得花钱买服务器，建数据中心，买空调，买软件，另外还要请一帮IT维护工程师... 小公司根本承受不起啊！

事实上，企业花了大价钱自建IT基础设施，平均使用率却不到15％，有将近85％的资源是白白浪费了的。

聪明的人类开始思考... 这次上帝没有发笑。

如果能将机房设备维护、管理与软体升级交给专人处理，根据自身的需求量租借空间与服务，像水电一样，随时按需供应计算、服务和应用等资源，不是省了许多麻烦吗？

于是就诞生了云计算，也衍生出了云计算的三种服务类型——将基础设施作为服务（IaaS）、将平台作为服务（SaaS）和将软件作为服务（PaaS）。

如何理解IaaS、PaaS和SaaS？

如何理解IaaS、PaaS和SaaS？记得很早以前，我们翻译过一篇文章，用制作披萨的过程形象的说明了三者区别...

一个“吃货”怎样才能吃到披萨呢？主要分为三种“吃货”：

①在家自己做

这样的吃货现在不多了，这很麻烦，你得准备很多东西，发面、做面团、进烤箱... 这叫本地部署。

你还不一定能做得好吃。

②买好速食披萨回家自己做

你只需要从披萨店里买回成品，回家烘焙就好了，在自己的餐桌上吃。和自己在家做不同，你需要一个pizza供应商，这叫基础设施作为服务（IaaS）。

③打电话叫外卖将披萨送到家中

打个电话，pizza就送到家门口，这叫平台作为服务（SaaS）。

④去披萨店里吃

你什么都不需要准备，连餐桌也是pizza店里的，这叫将软件作为服务（PaaS）。

现在忘掉披萨，总结一下...

假设你是一家提供云服务的公司，你拥有硬件基础设施、软件应用等等一切，你把它们分为三层：基础设施（infrastructure）、平台（platform）和软件（software），如下图：

这其实就是云计算的三个分层，基础设施在最下层，平台在中间，软件在顶层，分别是代表基础设施作为服务（IaaS）、平台作为服务（PaaS）、软件作为服务（SaaS），别的一些“软”的层可以在这些层上面添加。

如果你是一家企业，为了存储运营数据、库存管理、采购进货管理、销售管理、财务管理、人力资源管理、生产管理... 你需要去买服务器、空调、软件、请IT工程师，来部署自己的IT基础设施，这就叫本地部署。

如果这家企业的BOSS终于有一天想明白了，只是为了吃上pizza，为什么非要自己做呢？

于是，BOSS找到一家专业提供云服务的公司，向他提供云计算的三种服务类型：IaaS、PaaS和SaaS，就像pizza店提供三种服务：买成品回家做、外卖和到披萨店吃。

IaaS

IaaS就是出租服务器、存储和网络设备，让租用者初期不必花大价钱购买硬件设备，也更加弹性，业务增长时增加租用量，业务下降时减少租用量。

PaaS

PaaS是在SaaS，也就是线上软件之后兴起的一种新构架，它提供完整的云端开发环境，意味着软件开发者无需本地安装开发工具，直接在远端进行开发，这不但节省了开发者的成本和时间，且加快了产品上线时间。

SaaS

我们每天都会接触到SaaS，简单的讲，就是软件放在云端，我们需要的时候可上网通过浏览器或客户端线上使用软件，不必本地下载再按照，比如我们经常使用的Evernote、iCloud、Hotmail、Office 365等等。不只是电脑，手机也可以登入同一服务，实时同步。

简而言之，云计算就是要让信息服务像水电气等公共设施一样，通过网络灵活的按需提供计算、存储、应用等资源，从而方便广大人民群众的生产与生活，激发创新与商业发展。

云计算的发展史

云计算是怎样发展起来的呢？任何一次技术创新的规模化都是漫长的，事实上在上个世纪70年代就有了云计算的雏形，但直到2007年左右才开始兴盛。

1963年，DARPA（美国国防高级研究计划局）向麻省理工学院提供了约200万美元的津贴，启动了著名的MAC项目，要求麻省理工开发“多人可同时使用的电脑系统”技术。当时麻省理工就构想了“计算机公共事业”，即让计算成为像电力一样供应。这个项目产生了“云”和“虚拟化”技术的雏形。

“云”和“虚拟化”技术的雏形有了，但访问云还需要网络。

1969年，在冷战思维的背景下，美国国防部委托开发的ARPANET诞生了，成功完成了两台计算机之间的数据传输试验，这就是今天互联网的雏形。

▲ARPANET 1969-1977

随后，随着互联网的发展，以及从20世纪90年代开始虚拟计算机逐渐流行，从而推动了云计算基础设施的发展。

即使是互联网普及了，云计算的发展还离不开高速的网络。关于这件事，我们从ORACLE（甲骨文）创始人拉里·埃里森说起。

拉里·埃里森，硅谷狂人，一个传奇式的人物，尽管连大学文凭也没混到，但开过战斗机，获得过世界帆船赛冠军，71岁还能泡嫩模...2013年全球第5大富豪。

1977年，32岁的埃里森成立一家软件开发公司——甲骨文，随后在上世纪80年代快速成长，疯狂抢占全球市场，成为世界上最大的数据库软件公司。

但这哥们有点生不逢时，就在他们成立甲骨文时，另外两个传奇式的公司也诞生了，一个是苹果，一个是微软。

可以说，埃里森几乎一直生活在比尔盖茨的阴影下，微软和甲骨文在纳斯达克挂牌上市上市的时间只隔了一天，甲骨文也一直只是继微软后全球收入第二大的软件公司。

当时的比尔盖茨就是IT界的第一巨星，风头盖过埃里森，这对于一向以“狂妄自大”著称的埃里森来说，估计气得牙痒痒。

本来，一个做操作系统和一个做数据库，井水不犯河水。

但是，微软偏偏在1988年推出了SQL Server，这是要抢甲骨文的饭碗啊。当微软推出的SQL Server抢占了一些高端市场，同一时间 Windows 95 也大受欢迎时，埃里森终于没控制住。

他想到了一记狠招，异想天开地推出“互联网电脑”反击。

你在前方开炮，我就抄你后路。

1995年，埃里森宣布个人电脑（PC）已死，取而代之的将是互联网电脑（ NC），甲骨文成立了一家名为Network Computer Inc.的子公司。

这个“互联网电脑”没有硬盘，软件在网络上运行，无需下载软件，所有数据和程序存储在远端服务器的数据库中，价格也比当时的PC电脑便宜三分之二。

关键是，它不需要安装操作系统，不需要安装操作系统，重要的事再说一遍，微软估计气疯了吧。

这个“互联网电脑”其实就是云计算的另一个雏形。但可惜，最终惨淡收场。

当时的网速慢，且网络不普及，根本无法支撑线上操作。同时，云端并没有提供Microsoft Office一类的普遍应用，加之后来PC降价，“互联网电脑”经过两年试验后，最终宣告失败。

埃里森提出的概念太超前了。而后，众所周知，又爆发了那一场互联网泡沫，这打击了人们对云端应用的未来前景的信心。

直到2006年左右，Google、亚马逊和IBM先后提出了云端应用，才使得云计算的概念重回人们视野。

亚马逊：电子商务公司转型为IT基础服务提供商

亚马逊是靠网络书店起家的，为了处理庞大的商品和用户资料，亚马逊建立了庞大的数据中心。

但是，网络销售有旺季和淡季，这就白白浪费了数据中心资源，为此，亚马逊就想到了将多余的空间出租出去，这便是其2006年推出的 EC2 (Elastic Compute Cloud)云服务 。

另一方面，作为电商，亚马逊还为小商家们提供网站代管、线上商店管理等，因此建立了更多数据中心。

IBM：计算机巨头转型为企业整体解决方案供应商

早在1965年，IBM就推出了分时共享系统，该系统允许多个远程用户分时共享同一高性能计算设备，这就是其最早的虚拟机技术。随后，发布了用于创建灵活大型主机的虚拟机技术，其根据用户动态需求来调配资源，使昂贵的大型机资源尽可能的得到充分利用。

IBM曾是世界上最大的计算机公司，尽管它开发了第一台个人电脑，也很早意识到个人电脑的巨大潜在市场，但正如IBM的全称——国际商业机器公司所定位的，它卖的只是商业机器，客户以政府部门、军队、大型企业与金融业为主，基因中带着保守稳健的作风。

在1980年代后期开始小机器化趋势后，通用计算机失去了当年的风采，IBM失去了PC市场，甚至差点面临倒闭的危机，到1993年IBM连续亏损已高达168亿美元。

IBM不再是电脑的象征，电脑业有了新的偶像——微软。

蓝色巨人需舔愈了自己的伤口。

1993年，IBM宣布转型，逐渐从硬件制造商转型为为企业级的软硬件整体解决方案供应商 （Total Solution Provider）。

转型后，IBM的销售对象仍是企业级客户，旗下拥有相当全面的云计算产品线──包括服务器、管理软件、应用软件等，云计算的三个层次——IaaS、SaaS和PaaS，全部都能在 IBM Cloud 上面找到相应的解决方案。

2007年，IBM推出Blue Cloud服务，是IBM最早推出，也是最成熟的云计算解决方案。

Google：搜索引擎公司转型为线上应用软件提供商

云计算作为一个新的理念、新的融合技术、网络应用模式，是由Google于2006年首次提出。

这事要从2007年左右微软和谷歌之间的口水战说起。当时，两家公司拼得非常激烈，甚至在公开场合唇枪舌剑地交锋。

一切都是搜索业务惹的祸。

最初，Google将大量的廉价服务器集合起来，开发云计算平台，是为了支撑其庞大的搜索业务。本来干得正起劲，没想到又杀出一个微软。

2003年，微软宣布进军网络搜寻市场。Google当然不会拱手相让，开始打造超级数据中心，将微软在PC端的软件服务搬到线上，反抢微软的PC端市场。

你在前方开炮，我就抄你后路，多么熟悉的套路。

Google开始在网上提供一套办公软件，其中包括电子邮件、文件处理、和日历等和微软OFFICE软件相类似的功能，并吸取了甲骨文的“互联网电脑”概念，多年后还推出了Chromebook，其以云端操作系统Chrome OS替代本地操作系统。

不过，这只是打了微软一巴掌，Google并未能撼动微软在PC时代的市场。当然到了移动互联时代，Google成功扳回一局，这是后话。

亚马逊、IBM和Google都是早期进入云计算领域的企业，但早期他们在云计算的发展方向上因各自利益取向而不同，有的强调企业，有的强调终端用户，但综合起来，就是云计算发展到目前最为普遍的几种商业模式。

你也发现了，不管是甲骨文、IBM还是Google，其云计算的发展历程中都有微软来搞事。

微软就是IT界的一条鲶鱼，一会抢占数据库市场、一会抢PC市场、一会要争夺搜索领域地盘，从某个角度讲，它促进了云计算的发展。

微软又是如何应对来势汹汹的云计算浪潮呢？

微软：从PC端转型为企业用户+云端服务

为了顺应时代潮流，2008年微软在其开发者大会上发布了一个全新的云计算平台──Azure Service Platform。

这是一个基于微软数据中心的PaaS平台，提供了Windows系统的线上开发、存储和服务代管的开发环境，对于使用 C# 和 SQL Server 的开发者来说非常亲民。

同时微软也提供了一套基于Visual Studio的Azure工具，可供开发者在个人电脑上开发和测试Azure平台上的应用程序。

事实上，微软对于云计算的态度一直有些说不清道不明…

如果未来电脑的运算能力和软件全都集中在云端，那么PC就不须很强的处理能力了，微软的操作系统和软件将受到很大的冲击。

因此微软始终强调：储存、计算等服务不会是免费的。

微软宣称，由于网络速率限制始终存在，因此唯有搭配本机端的运算能力，才能带给使用者真正良好的体验与强大的应用程序。

然而，这个态度正在悄悄地转变。

从微软最近的财报看，其包括Windows操作系统和Surface、Xbox等产品的PC业务部分的营收呈现下滑状态，而其包括Azure在内的所有云端服务的营收却在不断增长。

无疑，PC业务因饱和正在悄然下滑，未来转向“企业用户端 + 云端服务”才是发展之路。

如今在用户端逐渐不敌Google的微软，正开始慢慢转向企业级的云服务。2016年6月，微软以262亿美元收购LinkedIn，也是其中一步重大的布局。

2014年，微软新任CEO萨蒂亚·纳德拉上任后，转型的企图越来越明显，其明确指出，微软正以“基于云计算的人工智能业务”为引领走向新时代。

以上就是关于云计算发展的那点事。

发展到今天，云市场简直如火如荼。在国内云市场，BAT、三大运营商、华为、浪潮、金山、网易、360等各路ICT巨头纷纷涌入，可谓是英豪齐聚战鼓擂。

随着网络连接的不断升级，大数据和人工智能的兴起，云计算正在改变全球几十亿人口的信息服务模式，最终让计算、应用等资源像水电气一样走进人们的生产生活中。

妹纸当然也喜欢。