云计算技术变迁：从虚拟机到容器

作者：微说互联网 2021-01-16 23:27:32

云计算 很多伟大产品都是来自于企业内部，一开始是企业出于自身需求开发了某种工具，后来发现这个工具不仅可以满足自身需求，还能满足市场上其他用户的需求。于是企业管理层决定把这个工具开放出来，形成产品推向市场，企业自身就是这个产品的种子用户。云计算的诞生就是依赖这样一条路径。

 很多伟大产品都是来自于企业内部，一开始是企业出于自身需求开发了某种工具，后来发现这个工具不仅可以满足自身需求，还能满足市场上其他用户的需求。于是企业管理层决定把这个工具开放出来，形成产品推向市场，企业自身就是这个产品的种子用户。云计算的诞生就是依赖这样一条路径。

云计算的诞生

众所周知，亚马逊是当今全球云计算市场的领导者，同时也是云计算的开拓者。2006 年春天 AWS( Amazon Web Services ) 提供第一个云存储服务 (Amazon S3)，同年秋天提供了云计算服务(Amazon EC2)。

亚马逊在电子商务领域深耕多年，积累了独特且强大的软件基础设施。亚马逊意识到如果把自己在软件方面的技术基础设施开放给开发者，将省去开发者购买、搭建和维护这些基础设施的大量时间和成本，这将会构建起来一个巨大的生态体系。于是Amazon Web Services就这样诞生了。

2008年，王坚博士加入阿里以后，开始推动阿里云的建设，同时减少阿里对雅虎以及IBM的技术依赖。在做阿里云的前几年时间里，项目持续赔钱，bug频出，团队出走，甚至80%的工程师陆续离开。但阿里云始终坚持下来，最终成为国内公有云市场的领导者，同时也是全球第三大云计算厂商。

阿里云逐步拉开与第四名谷歌的距离，紧追微软Azure

云计算的基础是资源虚拟化

目前云计算厂商提供的云服务大致可分为IaaS、PaaS和SaaS三种，其中最基础的服务就是IaaS(基础设施即服务)。云厂商提供给开发者的是虚拟化的服务器，需要开发者安装操作系统及应用程序的运行环境。

云计算的服务模式

IaaS模式对于开发者来说还是有点麻烦，因此云厂商开始直接为开发者提供运行环境，开发者不需要自己来安装操作系统。

云计算的基础就是资源虚拟化，核心技术是虚拟机。虚拟机主要有两种类型，一种是直接在硬件上安装虚拟化程序，在一台物理机上隔离出多个虚拟机，如下左图(裸金属架构);另一种是在宿主机操作系统上安装虚拟化程序，再隔离出多个虚拟机(宿主机架构)。

虚拟机技术的两种类型

生成和管理虚拟机的程序就是Hypervisor，也称为VMM(Virtual Machine Monitor，虚拟机监视器)，这不是一个特定程序，而是一类程序，常见的VMM程序包括：VMware EXSi、KVM、Xen、Hyper-V等。其中开源KVM应该是云平台用的最多的VMM。

为了大规模地管理虚拟机，就需要用到管理平台软件，如OpenStack，可以管理诸如KVM或Xen等类型的VMM程序。OpenStack、KVM这些都属于云计算IaaS层的技术。

容器：更轻量化的虚拟化

容器也是一种虚拟化技术，不过是比虚拟机更轻的虚拟化技术，如果大家感兴趣还可以看看以前的旧文《聊聊云计算：5分钟弄清楚我们为什么需要容器》。

容器与虚拟机的比较

相比于传统的虚拟机，Docker的优势很明显，它启动时间很快，是秒级，而且对资源的利用率很高(一台主机可以同时运行几千个Docker容器)。此外，它占的空间很小，虚拟机一般要几GB到几十GB，而容器只需要MB级甚至KB级。现在大家常说的Docker，就是创建容器的工具，是应用容器引擎。

同样对于大规模的容器集群管理，需要专门的容器编排(Container Orchestration)工具。常见的容器编排工具包括：Kubernetes、Docker Compose、Docker Swarm、Apache Mesos、Marathon等。其中Kubernetes是最常用的容器编排工具，因为Kubernetes的首字母K和尾字母s之间有8个字母，所以Kubernetes也被称为K8S。

K8S与容器之间的关系

云计算到云原生

目前云计算技术已从VMM和Openstack为代表的虚拟机技术体系，逐步过渡到以容器和K8S为代表的云原生技术体系。这其中与互联网应用程序越来越复杂有关系。

传统的互联网应用程序都是单体架构，随着程序越来越复杂，单体架构被分拆成多个服务的分布式架构，逐步演化为后来的微服务架构。

为了给每个服务单独分配资源，就需要把不同的服务运行环境隔离开，如果全部用虚拟机来做隔离，那么成本和性能都是问题。容器由于其对资源的占用很少，所以更适合于分布式架构的系统。这就是以容器和K8S为代表的云原生技术成为云计算的主流。