第一部分 引言

第1章 緒論

【導(dǎo)讀案例】云計算四十年歷史化蝶成繭

從計算機(jī)時代、網(wǎng)絡(luò)時代、因特網(wǎng)時代、云計算時代到物聯(lián)網(wǎng)時代、大數(shù)據(jù)時代，如今，人類社會已經(jīng)大踏步地進(jìn)入了人工智能時代。在開始學(xué)習(xí)人工智能知識之初，先來了解一下云計算的發(fā)展。

云計算（見圖1-1）領(lǐng)域里最不缺的就是遠(yuǎn)見。

早在大部分人還沒聽說過計算機(jī)的1961年，已經(jīng)有人預(yù)料到將來計算會成為公共服務(wù)，然而直到2006年AWS（亞馬遜公司旗下的云計算服務(wù)平臺）發(fā)布S3和EC2，才算真正拉開云計算的大幕，其間四十多年風(fēng)風(fēng)雨雨，為什么最后做成的是亞馬遜呢？

AWS面向用戶提供包括彈性計算、存儲、數(shù)據(jù)庫、物聯(lián)網(wǎng)在內(nèi)的一整套云計算服務(wù)，幫助企業(yè)降低IT投入和維護(hù)成本，輕松上云。確實，你甚至很難說亞馬遜做的是不是四十年前所想的那個公共計算。

1．云計算極簡史

1946年，世界上第一臺現(xiàn)代電子計算機(jī)ENIAC在賓夕法尼亞大學(xué)誕生。早期的計算機(jī)昂貴、巨大、稀有且同時只能讓一個人使用（即單用戶）。

1955年，MIT（麻省理工學(xué)院）的約翰·麥卡錫（1971年圖靈獎獲得者）提出了通過Time-sharing（分時）技術(shù)來滿足多人同時使用一臺計算機(jī)的訴求。

1961年，約翰·麥卡錫在MIT的百周年紀(jì)念上第一次提出了公共計算服務(wù)的概念：如果我設(shè)想的那種計算機(jī)能夠成真，那么計算或許某天會像電話一樣被組織成公共服務(wù)。公共計算服務(wù)（Utility Computing）將是一種全新的重要工業(yè)的基礎(chǔ)。這里說的計算機(jī)便是分時計算機(jī)，即同時支持多人同時使用的計算機(jī)。

1963年，受麥卡錫的影響，MIT的約瑟夫·利克萊德負(fù)責(zé)的IP TO（信息處理技術(shù)辦公室）啟動了MAC（多址計算）項目，致力于推動分時系統(tǒng)的發(fā)展，具體目標(biāo)包括：

（1）分時系統(tǒng)。

（2）一個使用分時系統(tǒng)的群體。

（3）對用戶的教育。

1964年，大西洋月刊發(fā)表了一篇題為《明天的計算機(jī)》的文章，細(xì)致地分析了公共計算服務(wù)與公共電網(wǎng)的異同點，指出了計算像電網(wǎng)那樣成為公共服務(wù)需要關(guān)注的三個問題：

（1）接口——插上插座就能接入電力，而計算離大眾還太遠(yuǎn)。

（2）服務(wù)設(shè)備——專用設(shè)備將電力轉(zhuǎn)化成人們所需的服務(wù)，如電燈、電機(jī)等，隨開隨用，而計算還需要復(fù)雜的編程才能使用。

（3）產(chǎn)品同質(zhì)性——電力是同質(zhì)產(chǎn)品，不管水電、火電還是風(fēng)電，接上用起來沒有區(qū)別，同時電力是單向的，而計算的應(yīng)用效果卻取決于用戶編程能力，這是一種與電力不同的雙向交互方式。

1965年，在《明天的計算機(jī)》的影響下，MAC項目組開始開發(fā)Multics操作系統(tǒng)。在這個過程中，通用電器被選為硬件供應(yīng)商，IBM出局，貝爾實驗室加入到MAC的軟件開發(fā)中。

1965年，從MAC中出局的IBM開始研發(fā)CP-40/CMS分時操作系統(tǒng)，該系統(tǒng)于1967年發(fā)布，是歷史上第一個虛擬機(jī)系統(tǒng)。

1969年，貝爾實驗室從MAC項目退出，開始開發(fā)UNIX操作系統(tǒng)。

1969年，在利克萊德的推動下，ARP A（國防部高級研究計劃局）研究的計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)ARPANET誕生，其后來發(fā)展為因特網(wǎng)。

自此，云計算所依賴的底層技術(shù)全部出現(xiàn)了：

● 管理物理計算資源——操作系統(tǒng)。

● 把資源分給多人同時使用——虛擬化技術(shù)。

● 遠(yuǎn)程接入——因特網(wǎng)。

技術(shù)的成熟需要時間，商業(yè)卻不能等待，從計算機(jī)被發(fā)明以來，人們對計算的需求便沒有停止過。面對公共服務(wù)的遠(yuǎn)夢，企業(yè)家們退而求其次，大型機(jī)、小型機(jī)、x86服務(wù)器，計算只能暫時被裝到盒子里分發(fā)。

計算機(jī)商業(yè)一片繁榮，但效用計算（Utility Computing）卻進(jìn)入了休眠期。效用計算是指一種提供服務(wù)的模型，在這個模型里，服務(wù)提供商提供客戶需要的計算資源和基礎(chǔ)設(shè)施管理，并根據(jù)應(yīng)用所占用的資源情況進(jìn)行計費，而不是僅僅按照速率進(jìn)行收費。

20世紀(jì)90年代，“效用計算”概念又一次復(fù)蘇，這次直接仿照電網(wǎng)起名叫網(wǎng)格計算（Grid Computing），其目標(biāo)是把大量機(jī)器整合成一個虛擬的超級機(jī)器，給分布在世界各地的人們使用，總之還是關(guān)乎公共計算服務(wù)。

1996年，康柏公司的一群技術(shù)主管在討論計算業(yè)務(wù)的發(fā)展時首次使用了云計算（Cloud Computing）這個詞，他們認(rèn)為商業(yè)計算會向云計算轉(zhuǎn)移。

1997年，美國教授拉姆納特·切拉帕對“云計算”這個詞做出了定義：“計算邊界由經(jīng)濟(jì)而并非完全由技術(shù)決定的計算模式”。

接下來是一波小浪潮。

1997年，InsynQ基于HP的設(shè)備上線了按需使用的應(yīng)用和桌面服務(wù)。

1998年，HP成立公共計算部門。

2000年，Sun發(fā)布Sun cloud。

2001年，HP發(fā)布公共數(shù)據(jù)中心產(chǎn)品。

2002年，亞馬遜上線AWS（Amazon.com Web Service），本意是把自己的商品目錄以SOAP接口的方式開放給開發(fā)者。

2002年，IBM在自己的E-business（電子商務(wù)）基礎(chǔ)上，綜合網(wǎng)絡(luò)服務(wù)、開放標(biāo)準(zhǔn)、網(wǎng)格計算，進(jìn)一步提出E-business on-demand（按需電子商務(wù)）的概念。

2006年，AWS發(fā)布S3（Simple Storage Service，簡單的存儲服務(wù)）和EC2（Elastic Compute Cloud，彈性計算云），從此便拉開了云計算真正的大幕，AWS也一騎絕塵，成為云計算市場的領(lǐng)導(dǎo)者。然而有意思的是，這個時候的AWS還沒有提過云計算，不過云計算這個詞卻隨著EC2的發(fā)布迅速崛起，很快大家不再提網(wǎng)格計算和效用計算了。

2．AWS的崛起

歷史未必能重演，但回看歷史總能得到一些有益的啟發(fā)，拋開那些繁雜的概念，我們不妨看看AWS到底是如何做出S3和EC2的。

時間回到2000年，當(dāng)時亞馬遜正在開發(fā)電商服務(wù)平臺Merchant.com，旨在幫助第三方公司在亞馬遜上構(gòu)建自己的在線購物網(wǎng)站。

不過這個項目進(jìn)展并沒有想象的順利。

亞馬遜1994年成立，隨后快速發(fā)展，但其技術(shù)架構(gòu)在設(shè)計之初顯然對未來一無所知，整個系統(tǒng)不過是隨業(yè)務(wù)快速發(fā)展而不斷修修補(bǔ)補(bǔ)起來的。這意味著想把它解耦并抽離出一個公共服務(wù)平臺是一個非常困難的問題。

難歸難，這不過是工作量的事情，但關(guān)鍵是亞馬遜的管理層敏銳地意識到了技術(shù)問題在制約公司的發(fā)展。于是整個公司的系統(tǒng)開始做服務(wù)化重構(gòu)，把原來交織在一起的代碼解耦成獨立、設(shè)計良好并清晰描述的API服務(wù)，不論內(nèi)部還是外部應(yīng)用，大家都按照API的方式進(jìn)行開發(fā)——也就是說大概從2000年開始，亞馬遜已經(jīng)悄然變成了服務(wù)化公司。

API化提高了系統(tǒng)復(fù)用性和靈活性，對多變的因特網(wǎng)業(yè)務(wù)來講，這種特性顯然尤其珍貴。

隨著公司業(yè)務(wù)發(fā)展，工程師的數(shù)量越來越多，亞馬遜卻發(fā)現(xiàn)雖然人數(shù)增加了，自己開發(fā)應(yīng)用的速度似乎并沒有加快。或許很容易用《人月神話》一書來回答這個問題，但亞馬遜并沒有滿足于追求一個解釋，他們想要的是解決方案。

AWS的Andy Jassy發(fā)現(xiàn)了一個活生生的例子：這是一個本來大家都以為三個月就會上線的項目，結(jié)果三個月過去了，項目組卻僅僅完成了服務(wù)器、數(shù)據(jù)庫和存儲部分的開發(fā)——進(jìn)一步調(diào)查，公司里大多數(shù)項目都是如此。顯然，公司有太多的時間被浪費在了重復(fù)造輪子上。

2003年，Jassy在貝佐斯的家里召開了一次管理層會議，會上大家決定要把應(yīng)用開發(fā)的通用部分抽離出來，做一個公共基礎(chǔ)設(shè)施服務(wù)平臺，不僅亞馬遜，甚至其他開發(fā)者也可以基于這個平臺開發(fā)自己的應(yīng)用。

到這里他們才第一次意識到這可能是改變歷史的東西。

隨后他們整理了一系列可以成為公共服務(wù)的候選模塊，并從中挑了服務(wù)器、存儲和數(shù)據(jù)庫三個部分開始。不僅僅是因為這三個需求最多，還因為亞馬遜最擅長這部分，畢竟低利潤率商業(yè)模式讓它在如何降低數(shù)據(jù)中心的運營成本上頗有積累。

再后來的故事，大家就都清楚了。

3．概念消失，產(chǎn)品的勝利

人們曾經(jīng)從工具的角度解釋過為什么大的云廠商目前都是成功的應(yīng)用開發(fā)公司：

公司業(yè)務(wù)覆蓋越廣，碰到的問題越多，曾經(jīng)解決的問題越多，在云計算轉(zhuǎn)型的過程中就越貼近客戶需求，成本越低，總體就越有優(yōu)勢。

AWS就是個活生生的例子，它能做成的第一個原因就是亞馬遜有這么多業(yè)務(wù)，這種快速的業(yè)務(wù)嘗試讓其內(nèi)部環(huán)境像極了因特網(wǎng)創(chuàng)業(yè)的過程，所以它從自己需求出發(fā)找到的解決方案正是所有因特網(wǎng)業(yè)務(wù)都需要的銀彈。

其次，AWS僅僅抽離出了公共部分做成了服務(wù)，而不是創(chuàng)造了新的東西，開發(fā)者還在使用自己熟悉的東西，只不過是在云上。作為對比，看一下谷歌2008年推出的第一個云產(chǎn)品Google App Engine，引用一段維基對它的描述：

有些應(yīng)用程序托管服務(wù)讓用戶安裝、配置幾乎所有?NIX兼容的軟件，而App Engine則要求開發(fā)者使用Python或Java語言來編程，而且只能使用一套限定的API。當(dāng)前的API允許程序在一個BigTable非關(guān)系數(shù)據(jù)庫上存儲和檢索數(shù)據(jù)、提出HTTP請求、發(fā)送E-mail、處理圖像、進(jìn)行緩存。大多數(shù)現(xiàn)存的Web應(yīng)用程序，若未經(jīng)修改，均不能直接在App Engine上運行，因為它們需要使用關(guān)系數(shù)據(jù)庫。

Google的技術(shù)實力不容置疑，相信App Engine這么設(shè)計一定讓它在彈性方面具有巨大優(yōu)勢，但不知道他們有沒有想過，這種對用戶的“過度關(guān)愛”是否真是當(dāng)時用戶想要的。

最后從外部環(huán)境來看，AWS正好趕上了因特網(wǎng)一波創(chuàng)業(yè)浪潮。內(nèi)外幾個因素疊加到一起，最終的結(jié)果就是AWS收割了因特網(wǎng)創(chuàng)業(yè)潮的紅利，快速崛起。拋開運氣的成分，從這段歷史來看，AWS沒有炒作概念——否則不至于2006年推出S3和EC2的時候都沒提云計算；AWS也沒有鉆研技術(shù)——EC2底層的虛擬化技術(shù)直接應(yīng)用了開源的Xen；但AWS卻在做產(chǎn)品——剖析問題，抽象解決方案并最終收斂成了三個產(chǎn)品。

云計算在發(fā)展，AWS和Azure等云廠商的熱度在崛起，云計算的概念卻在衰落，抽象的概念被具體的產(chǎn)品所取代，或許這便是成熟的標(biāo)志。

所以AWS們確實殺死了云計算，云計算從一個漂亮的蝴蝶概念蛻化成了一個繭——云主機(jī)與云存儲，只不過這個繭太丑陋了，以至于很多人都說這不過是傳統(tǒng)主機(jī)托管的概念封裝。

但AWS在2003年是有遠(yuǎn)見和野心的，他們想的是如果大家都基于AWS做開發(fā)，或許AWS未來會成為網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)。

計算需要交互，為何非要像水和電？

文：郭華，2019/04/07，本文首發(fā)鈦媒體。