云計算簡史（上）- 15分鐘讀完15年
文/明道云創始人任向暉
圍繞云計算相關的技術領域、技術名詞和技術產品令人眼花繚亂。在云計算發端之初，應用開發環境和過去還沒有本質不同，當時還有所謂的全棧工程師存在，意味著如果不考慮開發周期，一個人就能搞定整個應用軟件。今天，這個稱謂已經名不符實。很少再有一個人，甚至一個企業能夠全面掌握和云計算有關的所有技術棧。他們可能會應用旁人完成的一些成果，結合自有的一些專有經驗，來形成在某個細分市場有競爭力的產品，或者為客戶交付期望的產出。
即使作為純粹的應用者，要想全面了解和云計算有關的技術，做到合理架構，恰當選型，順利完成集成開發和部署的全過程，也都比過去難得多，需要的技術人才也比過去昂貴。坦率來說，在當下的人才競爭度下，一般行業的企業，即使擁有信息部門，也都不太可能獨立駕馭這樣復雜的開發設施，他們將不得不廣泛依賴云計算平臺提供的服務。這給軟件行業的解決方案商帶來了新的市場機會。誰能夠為數字化轉型企業提供友好的應用開發和部署環境，誰就能夠獲得和保有客戶。
這篇文章主要面向大中型企業的技術和非技術管理者。我通過描繪云計算技術和市場領域的發展過程，介紹關鍵技術和市場里程碑，包括不同技術域下的核心開源項目，讓企業能夠對云計算發展歷史和相關技術域有一個通盤的了解。有了通盤的認知，你會更容易看透本企業應該怎樣利用云計算，未來可能的市場機會和挑戰在哪里?
本文受到Tom Siebel 2019年出版的Digital Transformation一書的啟發，但我盡量結合了中國市場的實際情況通俗地來講述。
云計算市場的形成和結構
我們今天能夠享受經濟和便捷的云計算服務，主要來自兩大動力，一是計算資源的虛擬化技術，二則是規模經濟效應。前者發端于2000年后VMWare推出的Hypervisor虛擬化軟件，它不再依賴一個母體操作系統，就允許用戶將硬件和網絡資源劃分成多個單元，從而實現計算資源的池化、共享和按需調度。
2006年，Amazon推出了S3對象存儲服務和SQS簡單隊列服務，開創了公共云計算服務的先河。在此后，微軟，IBM，谷歌，中國的阿里，騰訊和華為等都陸續加入了公共云服務的市場，提供的服務也從基礎計算資源擴展到數據庫、人工智能、物聯網等多個技術領域。目前，這個行業已經成長為年收入2500億美元的巨大市場。
在這十多年的發展過程中，當然出現了很多的公司，產品和服務，但是概括起來這些事物的涌現基本沿著兩條明顯的路線在進行：
(1)趨勢一：從基礎設施，到應用，再到應用相關的平臺服務。
基礎云 (Infrastructure as a Service)
最早的云計算服務就是最基礎的云主機(Virtual Machine)，服務商把裸金屬裝上Hypervisor，把計算和網絡資源分塊后就可以賣了。隨后，基礎服務被拆分為主機、存儲、網絡、數據庫和安全等幾個重要的基礎云產品，允許用戶靈活組合，并實現了彈性計費(目前國外基礎云廠商大多都提供按分鐘的計費精度，存儲則可以按月計費，比如AWS的S3服務每GB數據的標準存儲月費在0.0125美元，而深度歸檔存儲的每GB月費可以低至每GB0.001美元)。
我們一般把主機，存儲，網絡，數據庫和安全相關的計算服務統稱為基礎云服務。在這些服務之上，開發者需要完成所有的技術棧搭建，構建自己的數據架構，開發編碼，部署運維，最終才能實現云端應用。而初代的云計算客戶大多數都是互聯網公司。他們并非云服務的最終消費者，而是生產者。
應用即服務(Software as a Service)
和Amazon Web Services幾乎同時起步的另外一家公司Dropbox是一家面向個人和團隊提供文件存儲和共享服務的創業公司。趕上了AWS起步的時候，Dropbox就直接使用了AWS現成的S3對象存儲服務，這讓一家團隊人數很小的初創公司有機會能夠聚焦在應用開發和營銷上，讓Dropbox通過短短的幾年時間發展成市場份額第一的文件共享應用。和Dropbox類似的大票SaaS企業大多也都是在隨后的十年內陸續出現，他們千篇一律都使用了云計算平臺的服務，而不再自建基礎設施。這當中也包括一個超級大用戶“奈飛“(Netflix)，他們的下行流量占到整個互聯網下行流量的15%之多，也是AWS的客戶。
我們創辦的明道協作應用誕生在2011年，也正好趕上了中國云計算平臺開始的年份，所以我們也避免了很多基礎設施的建設工作。廣義來說，最早的云服務在基礎云公司之前就出現了。1999年創辦的Salesforce，就是一個典型的SaaS公司，只不過當年沒有這樣的行業術語。2016年，據說Salesforce也已經成為了AWS的客戶。因為SaaS服務形式的存在，使得云計算能夠間接提供服務給大量的中小企業和非互聯網行業企業。今天，幾乎所有的企業都或多或少應用一些SaaS服務。
云計算市場發展的第一波主要由互聯網企業用戶帶動。他們具備比較完整的開發和自助運維能力，而且也有日益增長的用量，屬于基礎云服務最理想的客戶群體。直到今天，阿里云和騰訊云的主要客戶群體依然是泛互聯網行業。
SaaS企業是云計算基礎服務的重要推動者，雖然這個門類和2C的網絡服務相比，貢獻的經濟價值要小得多，但是他們深諳企業市場的需求，推動了云計算平臺的應用開發環境日益成熟。這就是趨勢的下一步：平臺即服務。
(開發)平臺即服務(Platform as a Service)
所謂平臺即服務，特指開發平臺。應用開發工作從本地遷移到云端，自然需要在云計算環境中提供對應的更優解決方案。所以過去傳統的中間件市場陸續發生變遷，逐一轉換為在云計算平臺上的某項服務。比較常見的開發平臺服務包括：
通訊：提供音視頻通信、消息推送、短信、郵件等服務
地理信息：提供地圖、定位、導航相關的服務
應用開發框架：提供應用開發環境和運行時環境
媒體服務：提供圖片和音視頻等媒體文件的編碼、加工和存儲服務
機器學習框架：提供面向AI應用開發者的機器學習數據標注和模型訓練平臺
小到發送一條驗證碼短信也是一項PaaS服務。
作為PaaS服務，主要是為開發者服務的，所以除了功能性服務以外，PaaS廠商也要提供開發友好性相關的周邊能力，比如彈性擴展的能力，調試和控制權限的能力等。參與的開發者越多，一項PaaS服務就能夠有更多的改進機會和攤低的平均成本。
PaaS服務是不是一定由獨立的PaaS廠商來提供呢?不一定。實際上，主流的PaaS服務大多被IaaS公司所覆蓋了。如果你打開阿里云的產品列表，在數百個產品中，你會發現基礎云服務只是其中一個門類，其他十幾個門類都是和開發環境有關的服務。這意味著，一家創業公司想要獨立成為一家成功的PaaS廠商，需要相當聚焦地執行，而且產品有明顯的技術領先度。一旦做到這一點，也不用擔心和基礎云公司的競爭，因為我后面會講到云計算市場的技術發展，其中已經有眾多的技術趨勢保障了獨立性PaaS公司建立跨云服務的獨特優勢。
以上說的是云計算服務過去十五年發展中的一條脈絡，從基礎云到應用的共生，再到日益豐富的開發平臺即服務。云計算覆蓋的用戶越來越多，依賴的是這三個層次的服務互為補充。
(2)趨勢二：從公共云、私有云到混合云，再到多云
第二條脈絡有關云計算服務的部署模式(Deployment Model)。當云計算概念被提出時，它顯然指的就是公共云服務，客戶不需要保有任何基礎設施，直接像水電煤一樣使用云計算資源就可以。但是商業的現實和技術企業的理想之間總是存在溝壑。云計算到底是技術還是服務，在很長一段時間內是缺乏共識的。
在云計算服務開啟之前，很多大型企業和組織都有自己的服務器。2010年，全球服務器市場就有500億美元的規模，這些服務器大多數都賣給了企業和政府。企業擁有了這些基礎設施，難道再花錢買公共云服務嗎?既然云計算技術這么好，為什么我自己來實現呢?政府、金融、醫藥等行業客戶更加不可能在公共云計算服務誕生的初期就義無反顧地采納，他們有各種各樣所謂的合規要求。
私有云 (Private Cloud)
果不其然，有需求就有供給。2010年Rackspace和NASA公開了一個叫做OpenStack的開源項目組。它包含了一系列用于構筑云計算服務的開源軟件。這意味著，所有擁有硬件基礎設施的用戶都可以用很低的成本來實現和AWS類似的技術架構。Rackspace是一家IDC公司，它這么做的動力顯然是很強的。它認為只要幫助客戶解決虛擬化問題，自己的主機托管生意一樣可以興旺發達。
雖然軟件是開源免費的，但是要實施Open Stack依然需要云計算相關的專業知識。因此，從2010年開始，出現了很多基于OpenStack幫助企業建立私有云的服務商。在國內，公共云服務商甚至都提供過這類服務。十年過去了，這股由OpenStack帶起的私有云風潮基本告一段落。除了極少數大型用戶在經濟上能夠承受自己維護獨立的云計算平臺，絕大多數用戶根本無法得到經濟上合理的回報。虛擬化只是云計算服務的一個技術前提，但并非所有的價值。私有云方案永遠無法利用到資源彈性利用(可大可小)和真正的規模經濟效應，除非用戶根本不關切經濟理性。
在中國市場，重點行業可能至今依然無法使用商業云服務，但是電信運營商和一些國家級的科技企業也在公共云服務商的幫助下建立了各種行業云。比如移動云，聯通云和電信天翼云都是這樣形成的，他們為金融、政府、交通、教育等重點行業提供公共云服務。
故事到這里，似乎公共云已經大獲全勝。但是，商業現實又回來了。在越來越同質化的云計算服務市場，客戶難道完全沒有議價能力嗎?客戶的需求如果不能得到滿足，總有供應商會愿意創新。于是混合云(Hybrid Cloud)出場了。
混合云 (Hybrid Cloud)
其實混合云并不是什么獨特的云計算技術，它實質上是一組通訊服務。只要堆上足夠好的網絡設備和奢侈的專線連接，世界上任何地點的計算設備都可以組成高速專網。即便客戶預算有限，只要對安全性和連通性的要求沒有那么高，也可以自助搭建經濟的網絡。圍繞通過商業網絡連接組建混合云的技術被稱之為“SD-WAN”(軟件定義廣域網)。有了網絡連接，就可以把客戶自有的計算設施和公共云計算設施連接在一起，稱之為“混合云”。
混合云對客戶的好處是明顯的。首先，每個企業都可能有云計算基礎用量，但也可能有短期的激增需求。有了混合云，客戶就可以圍繞自己的基礎用量采購自有IT資產，自己運營私有云，而短期波動的增量則可以通過公共云服務滿足，等需求高峰過去，就可以去掉這部分的開支。企業也可以將運維難度比較低的基礎云服務保留在自己的設施內，而同時使用公共云提供的復雜計算服務，比如機器學習平臺等。Dropbox是一個大規模的SaaS應用，它在2016年做了很大的架構調整，大部分的服務不再使用AWS的公共云，一舉節省了7000萬美元的年度云計算開銷。
混合云策略現在已經得到了廠商和客戶的雙重支持，它終結了公共云和私有云非黑即白的爭議，讓整個IT產業更加務實。這其中也誕生了很多的商業機會。微軟，亞馬遜，IBM，Google等領先的云計算廠商都推出了自己的混合云解決方案。因為混合云方案主流化，云計算廠商的競爭開始從基礎云資源的成本向應用開發生態環境遷移。因為在混合云架構下，客戶面臨如何規劃流暢的數據連接，如何快速交付云原生應用的新挑戰。所以，云計算的終極競爭不是硬件的競爭，也不是軟件的競爭，而是應用開發和部署(AD&D)環境的競爭。
多云 (Multi-Cloud)
多云概念是云計算市場最近幾年出現的概念。它把所有的云計算平臺，客戶的私有云設施全部視作一般基礎設施。所有的應用在所有的云上都能一致并可靠地運行。多云解決方案不僅是基礎設施提供者需要協調的，更重要的是應用開發和部署要面向多云運行目標。
2013年，Y Combinator孵化企業Docker Inc開源了Docker項目。它成為應用跨云部署的重要前提。Docker允許用戶將復雜的應用、數據和依賴的環境，包括操作系統本身打包到一個“容器”中，通過標準的Docker引擎，在任何計算環境中都可以一致地運行。有了這項技術，把一個應用系統從阿里云轉移到騰訊云就和傳輸一個文件一樣簡單，云和云之間已經沒有邊界。為什么Windows和mac OS的應用永遠不兼容，而云計算廠商卻眼睜睜地看著這些事情發生呢?很簡單，因為整個云計算技術生態都建立在開源軟件上，亞馬遜再大，它也只是一個服務提供者，收的是租金。而客戶方，則越來越看重自主可控性，他們不希望被單一的云計算公司鎖定，畢竟自己的客戶和交易數據都運行在云計算上，它是所有企業的命脈了。
2015年，Google開源了Kubernates項目，讓多云解決方案更勝一籌。K8S能夠對容器的創建、擴展等進行自動編排。這意味著無論應用有多么復雜，它都能夠在多云環境中進行統一運維。比如自家的某種類型存儲用完了，就可以臨時購買一些亞馬遜的存儲。數據過時了，就定期自動地轉移到低價格的冷存服務中。
有了多云技術框架和服務，同時意味著云計算平臺必須提供廣泛支持。阿里云當然希望多賣一些云主機服務，但是如果因為技術框架落后，客戶就會流失。所以，全世界的云計算平臺目前都義無反顧地支持了多云策略，希望在這個過程中繼續以專業服務商的地位存在。
多云策略對應用開發者的影響也很大。首先開發者必須從第一天就按照云計算環境來規劃，支持多云部署，自動伸縮，采用微服務架構以實現容器部署。其次，應用開發者也能夠從這樣的架構中受益。因為它使得客戶獲得私有軟件也像應用SaaS一樣簡單，唯獨不同的是應用和數據運行在客戶控制的計算環境中，但是軟件本身都是基于單一代碼庫的(Single Code Base)。我們明道云原來是一個SaaS形態應用，客戶只需要在mingdao.com上注冊即可使用，現在，通過容器技術，我們的客戶也可以在自己的云計算環境中安裝和升級。這些都有賴于多云技術架構。
前面我們提到了云計算公司的競爭將向應用開發和部署環境遷移。那么它具體指的是什么呢?它有關于圍繞云計算相關的四個技術領域。Tom Siebel把他們概括為云計算本身、大數據、人工智能和物聯網。在本文的第一部分我已經介紹了云計算本身相關的技術演變，后續的連載我將分別介紹另外三個技術領域的歷史，以及他們今天和云計算的互生關系。
【本文是51CTO專欄作者“明道云”的原創稿件，轉載請通過51CTO聯系原作者獲取授權】
