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摘要：慢慢硬件和就綁在一起了，的，的，的微軟是個例外，可在不同的服務(wù)器上跑。虛擬軟件的老大自打推出它的之后，很快又推出了它的管理平臺另一大佬微軟比胃口還大，從操作系統(tǒng)到虛擬軟件，當(dāng)然忘不了它的管理平臺。自此，成了容器的代名詞。
云世界里的技術(shù)日新月異，新名詞一個接著一個讓人應(yīng)接不暇，從虛擬化開始，VMware、HyperV、KVM，到云管理平臺VSphere、SystemCenter、OpenStack，再到容器領(lǐng)域的Docker、Kubernetes、Mesos、Swarm，資源管理調(diào)度的Yarn、Mesos和今天的微服務(wù)Micro Service。這些東東到底是干嘛的？能解決什么問題？它們之間有木有關(guān)聯(lián)性？作為多年來運營商IT的一名架構(gòu)師，筆者試著從自己的角度解讀下云技術(shù)的演進與實踐。目的不是論證各項技術(shù)，而是想把一些碎片化的知識串接起來，讓大家知道來龍去脈，在有必要的時候做出選擇或去深度研究。
1. 虛擬化與X86
最早有硬件服務(wù)器（Server）和軟件應(yīng)用（Application），兩者之間夾了個操作系統(tǒng)（OS），讓應(yīng)用程序可以通過它來使用CPU、內(nèi)存和存儲等。從定位來看叫它系統(tǒng)軟件更加貼切，以區(qū)別于應(yīng)用軟件。
慢慢硬件和OS就綁在一起了，IBM的Aix，HP的HP-UX，Sun的Solaris；微軟是個例外，可在不同的PC服務(wù)器上跑Windows。這種局面鬧得應(yīng)用也不得不選擇自己的營地，一旦落定后要想再遷移可得費老鼻子勁了，用戶要花錢花力冒風(fēng)險，廠家賺的盆滿缽溢的。
后來基于統(tǒng)一X86架構(gòu)的PC服務(wù)器越做越好，價格便宜而且有多家產(chǎn)品可選擇，再加上出了個開源的OS，Linux，在上面開發(fā)應(yīng)用讓您隨時可以更換底層的機器，這一局面大大降低了硬件成本。呼啦一下新應(yīng)用都在X86上開發(fā)了，有些企業(yè)甚至下了行政命令不許再買小機了。幾家硬件巨頭也只好隨風(fēng)跟進，但時間一長，利潤空間越擠越小，Sun出局了（賣給Oracle了），IBM把X86產(chǎn)品線轉(zhuǎn)給聯(lián)想了，只有HP還在那兒苦苦地撐著，X86產(chǎn)品線在中國也和紫光合并了。
不過X86在體量和性能上都不如Unix小機，那它怎么能承受的住原來小機上的那些負載呢？工程師們總是有法子的，單機負載不是太大嗎？我干脆弄個業(yè)務(wù)組網(wǎng)，把應(yīng)用在每臺X86上都裝一份，然后在前端放個LB（負載均衡器），把原來一臺機器上的負載分配到不同的機器上，把負載給均衡了。
您要是專家立馬會問那數(shù)據(jù)怎么辦？應(yīng)用程序要是太大了太重了怎么辦？為了好保證數(shù)據(jù)一致性，數(shù)據(jù)還得放在同一個庫里，所以在一堆X86后面往往都有臺仍舊是小機的數(shù)據(jù)庫服務(wù)器（它也由此成了瓶頸，后面咱們再說怎么解決它，怎么徹底做到去IOE）。應(yīng)用太大了啟動起來費半天勁怎么辦？還是化整為零的辦法，用了個一般人看了后懵懵的名字叫“應(yīng)用服務(wù)化”或“容器化”，后面我們也會談到。
人們追求效率追求成本的努力永不間斷。在實際生產(chǎn)中X86的使用率并不高，只有10%左右。剛剛在X86上落定的IT人又再琢磨能不能再優(yōu)化些，讓一臺X86當(dāng)多臺機器使用？虛擬化應(yīng)運而生。
虛擬化是個啥玩意兒？說白了就是夾在硬件和OS之間一個叫做Hypervisor的東西。它可以把一臺物理機里的CPU、內(nèi)存、硬盤存儲都抓過來，化整為零重新分配給一個個叫做虛機的“小盒子”。這個概念其實在小機上就存在。每個小盒子具備了一定的硬件資源后，再給它裝個OS它就能像臺真正的機器一樣給應(yīng)用使用。那個Hypervisor就像個監(jiān)工，哪個小盒子里的資源要是不夠用了，它就動態(tài)地多給一些。這是件多好的事兒呀！再加上一幫專門忽悠人的老美給它取了個云里霧里的名字叫“云計算”，弄了個像供水電一樣的銷售使用模式，這家伙X86+虛擬化一下子就火起來了，風(fēng)靡了全世界。
2. 云化資源管理
這小盒子一多，多到能有成千上萬個，這時候云管理平臺就出來了，它要管理的主要對象是虛機集群。這時候知道點云計算的您肯定會舉手說OpenStack。
哈哈，您先別急，聽我慢慢道來。剛剛從Unix小機解放出來的用戶試著走進虛擬世界，但很快發(fā)現(xiàn)又有被廠家綁定的危險。虛擬軟件的老大VMware自打推出它的Hypervisor之后，很快又推出了它的管理平臺VSphere；另一大佬微軟比VMware胃口還大，從操作系統(tǒng)Windows、到虛擬軟件HyperV，當(dāng)然忘不了它的管理平臺SystemCenter。昂貴的軟件使用費逼的用戶又一次轉(zhuǎn)向開源社區(qū)。一下子虛擬化管理領(lǐng)域熱鬧非凡，混戰(zhàn)到最后剩下的有Eucalyptus（國內(nèi)叫桉樹）、CloudStack和OpenStack幾家了。
關(guān)于他們的優(yōu)劣和成敗原因的分析，已有很多。三者中，Eucalyptus出身最學(xué)術(shù)，CloudStack出身商業(yè)味最濃，OpenStack介于兩者之間。CloudStack 和Eucalyptus一樣，最開始并不開源，開源后還留了點尾巴，而且自己控制著商業(yè)版本。等發(fā)現(xiàn)這種模式玩不轉(zhuǎn)了，賣給了Citrix，全部開源后，發(fā)現(xiàn)大家已經(jīng)都在玩OpenStack了。其實OpenStack發(fā)布后直到CloudStack被Citrix再轉(zhuǎn)賣出去為止，它的易用性和穩(wěn)定性一直和CloudStack有差距。但是架不住OpenStack免費、完全開源、沒有商業(yè)公司控制?？龋硕钾澅阋?，不想被束縛。
按道理OpenStack只是個虛機管理工具，可是一旦一家獨大之后人們對它的期望也就越來越高，就集萬千寵愛于一身。存儲要管（Cinder、Swift），網(wǎng)絡(luò)SDN也要管（Neutron）；虛機要管（Nova、Glance），物理機也要管（Ironic），鬧不好連遺留下來的小機也得一并納入；光是硬件資源還不過癮，中間件、大數(shù)據(jù)（Sahara) 等也都要攏過來。資源種類多了，資源之間的編排(Heat) 也越做越復(fù)雜。以前只是管理和集成，現(xiàn)在要深入到更底層的資源了，還要考慮收費計價（Ceilometer）。競爭對手一個個倒下，看似勢頭無敵的時候，也就是最危險的時候。這危險一是來自內(nèi)部，要做那么些功能開源社區(qū)跟不上趟了，開發(fā)落后于需求，用戶不得不自己找一幫高手來開發(fā)；二是來自外部，來自它所需要管理的對象：虛機。
3. 容器時代的到來
大家還記得虛機是什么吧！虛機就是物理機上的一個個“盒子”，盒子里裝著OS，OS之上是各自的應(yīng)用。問題就出在這OS上。因為操作系統(tǒng)本身就是一個軟件程序，一個很重的系統(tǒng)軟件因為它包含了形形色色的各類功能。好多功能應(yīng)用根本就用不上，譬如Web服務(wù)器負責(zé)處理網(wǎng)絡(luò)請求，數(shù)據(jù)庫服務(wù)器負責(zé)數(shù)據(jù)庫的運行和數(shù)據(jù)庫訪問，等等。這些服務(wù)器可能永遠都用不上OS中顯示器、多用戶、多進程等功能。這些場景下的虛機和OS的任務(wù)很明確，就是提供最好的存儲、計算、網(wǎng)絡(luò)性能。但是OS并沒有隨著虛擬化而重建，大而全的OS功能越多重啟它耗費的時間就越長，也因此拖累了虛機。
這時候兩大改造運動開始了，一個是把OS搬到“盒子”外面讓大家共享，一個是把OS做輕，去掉那些無用的功能。剩下的“盒子”就是當(dāng)紅子雞 “Docker” 或容器（其實這兩種技術(shù)改造路線是相輔相成的）。做輕量級OS比較有名的兩個代表（一看公司的名字就知道干嘛的了）一個叫CoreOS，另一個叫Unikernel。最初CoreOS是一家容器化Linux服務(wù)器操作系統(tǒng)創(chuàng)業(yè)公司，同時，該公司使用自家的Linux系統(tǒng)CoreOS為Docker提供服務(wù)，并為Docker作出了巨大的貢獻。令人出乎意料的是CoreOS卻與Docker分道揚鑣，另起爐灶，并開發(fā)了類Docker的開源容器Rocket。后來在Linux基金會的調(diào)解下，這兩家公司互讓一步，聯(lián)手打造開放容器技術(shù)項目（OCP）。OCP是一個非營利性組織，它實際上采用了Docker的技術(shù)作為開源容器的軟件技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。既然開源了，CoreOS也就放了Docker一馬。做輕OS的另一個廠家Unikernel后來干脆被Docker收購了。自此，Docker成了容器的代名詞。
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