經(jīng)過(guò)大約 16 年的演變，云計(jì)算已經(jīng)成為一種幾乎所有網(wǎng)民都在使用的技術(shù)。它可以作為一種服務(wù)，用于滿足各類(lèi)企業(yè)和消費(fèi)者的需求。因此，在云計(jì)算中正在使用多種服務(wù)架構(gòu)，旨在根據(jù)最新的需求來(lái)定制所需技術(shù)。

盡管在全球范圍內(nèi)建立互相協(xié)同的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)想在 20 世紀(jì) 60 年代初就提出了，但直到 2006 年，谷歌的首席執(zhí)行官 埃里克·施密特Eric Schmidt 在當(dāng)時(shí)的背景下引入了“云計(jì)算cloud computing”一詞，這種構(gòu)想才成為一種正式的概念。

云計(jì)算可以簡(jiǎn)單理解為遍布于世界各地的遠(yuǎn)程服務(wù)器網(wǎng)絡(luò)，通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)共享數(shù)據(jù)和協(xié)同工作，從而為企業(yè)和消費(fèi)者提供服務(wù)。雖然這樣的定義比較武斷，但它包含了云計(jì)算背后的核心思想。促成這項(xiàng)技術(shù)發(fā)展的主要因素是對(duì)“數(shù)據(jù)粘性”的需求，就是令數(shù)據(jù)更容易被各種設(shè)備訪問(wèn)，同時(shí)也要減少數(shù)據(jù)丟失的風(fēng)險(xiǎn)。如果用戶甲只在一臺(tái)服務(wù)器上保存了數(shù)據(jù)，對(duì)于用戶甲來(lái)說(shuō)，只要有一臺(tái)服務(wù)器中斷，數(shù)據(jù)就很有可能永久性丟失。這種做法無(wú)異于“把所有雞蛋放在同一個(gè)籃子里”，從來(lái)都不是一個(gè)好辦法，特別是當(dāng)你在處理對(duì)公司和消費(fèi)者具有重要意義的數(shù)據(jù)時(shí)。但如果你在多臺(tái)服務(wù)器上備份了用戶甲的數(shù)據(jù)，將有兩個(gè)主要好處：其一，即使一臺(tái)服務(wù)器中斷，用戶甲仍然可以正常獲取數(shù)據(jù)；其二，云服務(wù)可以從負(fù)荷最小的、離他最近的那臺(tái)正常運(yùn)作的服務(wù)器獲取數(shù)據(jù)。這使用戶甲可以在不同設(shè)備上更快、更容易地獲取數(shù)據(jù)。

歷經(jīng)大約 16 年的發(fā)展，云計(jì)算從起初只是一種用于備份圖片的工具，變?yōu)榱嘶ヂ?lián)網(wǎng)的骨干。如今幾乎所有的應(yīng)用，從 Office 到 Asana 以及 Todolist，都利用云計(jì)算來(lái)實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)訪問(wèn)和數(shù)據(jù)共享。幾乎任意一款你能想像到的應(yīng)用都在使用云計(jì)算。從 Gmail 和 YouTube，到Instagram，一切都使用云計(jì)算，以提供快速、便捷、可靠的數(shù)據(jù)訪問(wèn)功能。

提供云計(jì)算服務(wù)的公司稱為云服務(wù)提供商。亞馬遜、谷歌、微軟、Salesforce、Cloud9 等都是 B2B 和 B2C 領(lǐng)域的云服務(wù)提供商。

在早期，云服務(wù)供應(yīng)商通常指提供三類(lèi)服務(wù)：

• 軟件即服務(wù)Software as a Service（SaaS）
• 平臺(tái)即服務(wù)Platform as a Service（PaaS）
• 基礎(chǔ)設(shè)施即服務(wù)Infrastructure as a Service（IaaS）

然而，隨著行業(yè)需求不斷發(fā)展，區(qū)塊鏈和 AI 等新技術(shù)的出現(xiàn)，云服務(wù)提供商也開(kāi)發(fā)了新的模式，用于更好地滿足客戶的各種需求。本文將詳細(xì)論述如今大眾普遍使用的那些云計(jì)算模式。

云端的架構(gòu)

我們已經(jīng)了解了什么是云計(jì)算，以及它是如何發(fā)展成一個(gè)高達(dá) 4450 億美元產(chǎn)值的行業(yè)，現(xiàn)在我們從技術(shù)視角來(lái)理解云計(jì)算。通常一個(gè)云端架構(gòu)都由兩個(gè)主要部件組成 —— 前臺(tái)front-end和 后臺(tái)back-end。

Figure 1: The architecture of a cloud (Courtesy: TechVidvan)

前臺(tái)包含客戶端基礎(chǔ)設(shè)施，有終端設(shè)備和用于與云端通信的應(yīng)用程序界面。在現(xiàn)實(shí)世界里，你的智能手機(jī)和谷歌云端硬盤(pán)就是前臺(tái)，它們用于訪問(wèn)谷歌云。

后臺(tái)包含云端基礎(chǔ)設(shè)施，包括運(yùn)行云計(jì)算服務(wù)所需的一切設(shè)備。服務(wù)器、虛擬機(jī)、服務(wù)和存儲(chǔ)都是由云端基礎(chǔ)設(shè)施提供的。為了對(duì)它們有個(gè)全局的概念，現(xiàn)在我們來(lái)了解一下后臺(tái)的每個(gè)組件。

• 應(yīng)用Application：用戶或企業(yè)使用的、通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)與云端互動(dòng)的任何應(yīng)用程序的后臺(tái)。
• 服務(wù)Service：云端提供的服務(wù)型基礎(chǔ)設(shè)施。本文將詳細(xì)論述各種不同的服務(wù)。
• 運(yùn)行時(shí)Runtime：提供給虛擬機(jī)的運(yùn)行時(shí)和執(zhí)行系統(tǒng)。
• 存儲(chǔ)Storage：具有靈活的伸縮性的用戶/企業(yè)數(shù)據(jù)獲取和管理系統(tǒng)。
• 基礎(chǔ)設(shè)施Infrastructure：運(yùn)行云端所需的硬件和軟件。
• 安全Security和管理Management：建立安全機(jī)制，保護(hù)用戶/企業(yè)數(shù)據(jù)，管理各個(gè)云服務(wù)單元，避免過(guò)載和服務(wù)停機(jī)。

軟件即服務(wù)（SaaS）

“軟件即服務(wù)”是一種云計(jì)算模式，通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)將軟件和應(yīng)用程序作為一種服務(wù)提供。谷歌云端硬盤(pán)或谷歌工作空間都是比較典型的例子。谷歌云端硬盤(pán)內(nèi)的所有應(yīng)用，例如文檔、工作表、幻燈片、表格等，它們都可以通過(guò)使用瀏覽器訪問(wèn)，并自動(dòng)保存于云端。你可以在任意設(shè)備上獲取文件的最新版本。你唯一需要做的就是登錄你的賬戶。這就是“軟件即服務(wù)”模式的優(yōu)點(diǎn)。你不需要在你的設(shè)備上安裝任何東西，也不需要使用你的本地存儲(chǔ)空間，你可以直接訪問(wèn)云端的應(yīng)用程序，并省略了使用本地軟件時(shí)的很多繁雜操作。SaaS 一般遵循“按需付費(fèi)”法則，你只要為你需要的服務(wù)支付費(fèi)用。你總是可以通過(guò)支付更多的費(fèi)用來(lái)購(gòu)買(mǎi)更多的存儲(chǔ)和/或功能，或者根據(jù)你的要求來(lái)降低你的套餐。

SaaS 的好處

1. SaaS 具有高度的可伸縮性，這歸功于它的“按需付費(fèi)”思想。你可以根據(jù)自身需求增加/減少存儲(chǔ)空間或程序功能。
2. 考慮到它提供的特性，如通過(guò)任何操作系統(tǒng)的任何設(shè)備進(jìn)行實(shí)時(shí)訪問(wèn)，它是非常合算的。
3. 它在客戶端涉及的工作很少。不需要安裝或進(jìn)行復(fù)雜的步驟，就可以完成軟件的初始化。你可以從你的瀏覽器和/或應(yīng)用程序中舒適地使用它。
4. 不必手動(dòng)安裝，軟件會(huì)自動(dòng)更新，而且更新過(guò)程中你也不必等待。

平臺(tái)即服務(wù)（PaaS）

并不是每家科技初創(chuàng)公司都有必要的資源來(lái)維護(hù)自己的基礎(chǔ)設(shè)施，以便在云端運(yùn)行他們的應(yīng)用程序。公司（尤其是創(chuàng)業(yè)型公司）通常更傾向于把應(yīng)用部署于云端，這樣就不必處理后臺(tái)基礎(chǔ)設(shè)施了。這就是“平臺(tái)即服務(wù)”這種模式的用武之地了。Heroku 等公司提供了基于“平臺(tái)即服務(wù)”的云端解決方案，令公司和個(gè)人可以在不需要直接與硬件交互的情況下就能部署并運(yùn)行他們的應(yīng)用程序。跟“軟件即服務(wù)”類(lèi)似，這種模式也提供了靈活性，你只需選擇所需的服務(wù)，同時(shí)也從基礎(chǔ)設(shè)施的角度提供了可伸縮性和安全性。

PaaS 的好處

1. 省去了操作云端基礎(chǔ)設(shè)施的麻煩。你將其外包給在其云中托管你的應(yīng)用程序的公司。這令你能專注于應(yīng)用程序開(kāi)發(fā)工作的各個(gè)生命周期。
2. PaaS 是可擴(kuò)展的。你可以根據(jù)需要增加或減少存儲(chǔ)需求、附加服務(wù)等。
3. 你設(shè)置的唯一安全參數(shù)是針對(duì)你自己的應(yīng)用程序。云安全是由你的云服務(wù)提供商處理的。
4. 對(duì)公司和個(gè)人來(lái)說(shuō)，把應(yīng)用程序托管在云端，在時(shí)間和成本上都是合算的，特別是那些無(wú)法承擔(dān)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)成本的創(chuàng)業(yè)型公司。

基礎(chǔ)設(shè)施即服務(wù)（IaaS）

IaaS 相對(duì)于 PaaS 更進(jìn)一步，給予用戶更多的自主權(quán)。在 IaaS 模式中，云服務(wù)提供商讓你對(duì)云端的底層基礎(chǔ)設(shè)施進(jìn)行操控。簡(jiǎn)而言之就是你可以根據(jù)公司需要自行設(shè)計(jì)云端環(huán)境，從專用服務(wù)器和虛擬機(jī)，到運(yùn)行于服務(wù)器的操作系統(tǒng)，你還可以設(shè)置帶寬，創(chuàng)建自己的安全協(xié)議，以及創(chuàng)建云基礎(chǔ)設(shè)施所需的其他項(xiàng)目。亞馬遜 AWS 和谷歌計(jì)算引擎（GCE）都是使用 IaaS 模式的很好的例子。鑒于此模式還可以實(shí)現(xiàn)用戶對(duì)硬件的自主操控，它也被稱為硬件即服務(wù)（HaaS）。

IaaS 的好處

1. “按需付費(fèi)”模式中的細(xì)粒度靈活性。你可以自行決定運(yùn)行多少臺(tái)虛擬機(jī)以及使用多少時(shí)間。你還可以按小時(shí)付費(fèi)。
2. 以“按需付費(fèi)”為核心思想，它具有高度的可伸縮性。
3. 完全的自主權(quán)，對(duì)基礎(chǔ)設(shè)施中的一切事項(xiàng)的控制，省去了在公司所在地點(diǎn)駐場(chǎng)維護(hù)服務(wù)器的麻煩。
4. 大多數(shù)公司保證正常運(yùn)行時(shí)間、安全性和 24/7 的現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)支持，這對(duì)企業(yè)來(lái)說(shuō)非常重要。

存儲(chǔ)即服務(wù)（StaaS）

谷歌云端硬盤(pán)、OneDrive、Dropbox 和 iCloud 是 存儲(chǔ)即服務(wù)Storage as a Service

StaaS 的好處

1. 借助內(nèi)置的版本控制系統(tǒng)，實(shí)時(shí)訪問(wèn)最新數(shù)據(jù)。
2. 可以使用安裝任意操作系統(tǒng)的任何設(shè)備訪問(wèn)數(shù)據(jù)。
3. 隨著你創(chuàng)建、編輯和刪除文件，實(shí)時(shí)備份你的數(shù)據(jù)。
4. 遵循“按需付費(fèi)”模式，你可以根據(jù)需要自行確定存儲(chǔ)空間大小。

一切即服務(wù)（XaaS）

IaaS、PaaS、SaaS 和 StaaS 的混合版，就是所謂的“一切即服務(wù)Anything/Everything as a Service”模式，它在云計(jì)算相關(guān)社區(qū)內(nèi)快速引發(fā)關(guān)注。客戶可能有多種多樣的需求，這些需求可能是各種不同模式的混合。在這種場(chǎng)景下，應(yīng)當(dāng)為用戶提供自由選擇所需服務(wù)的功能，讓他們從各種不同的層級(jí)選擇服務(wù)，從而創(chuàng)建自定義的“按需付費(fèi)”模式。這種方式的好處在于，讓用戶根據(jù)自身需求自由選擇相應(yīng)的云服務(wù)。

XaaS 的好處

1. 可以選擇你喜歡的東西和你喜歡的方式。
2. 只需要為你需要的服務(wù)支付費(fèi)用，而且不需要支付任何基于層級(jí)系統(tǒng)的基本費(fèi)用。
3. 選擇你的基礎(chǔ)設(shè)施、平臺(tái)和功能的粒度水平。
4. 只要使用得當(dāng)，無(wú)論在時(shí)間、成本、效用上，XaaS 都是非常有效的。

功能即服務(wù)（FaaS）

在某些情況下，公司或個(gè)人需要 PaaS，但不是所有的功能都需要。例如，基于觸發(fā)器的系統(tǒng)，如定時(shí)任務(wù)，只需要在無(wú)服務(wù)器系統(tǒng)上運(yùn)行一段代碼或一個(gè)函數(shù)，就可以實(shí)現(xiàn)一個(gè)特定的目標(biāo)。例如某客戶需要?jiǎng)?chuàng)建一個(gè)網(wǎng)站的流量監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，在頁(yè)面下載量達(dá)到一定數(shù)量時(shí)發(fā)送通知。這樣的需求簡(jiǎn)而言之就是在云端運(yùn)行一段持續(xù)檢查要執(zhí)行的觸發(fā)器的代碼。使用 PaaS 的成本較高。此時(shí)就是“功能即服務(wù)Function as a Service”發(fā)揮作用的時(shí)候了。許多公司，例如 Heroku，向客戶提供 FaaS，它只存儲(chǔ)一段代碼或一個(gè)方法，只會(huì)在被觸發(fā)的情況下運(yùn)行。

FaaS 的好處

1. 你只需要支付代碼運(yùn)行的費(fèi)用。托管代碼通常是不收費(fèi)的，除非計(jì)算成本很高。
2. 它不會(huì)有使用 PaaS 的那些麻煩，卻讓你享受所有好處。
3. 無(wú)論如何，你都不必關(guān)心底層基礎(chǔ)設(shè)施。因此，你只需要上傳代碼，而不必關(guān)心任何虛擬機(jī)維護(hù)相關(guān)事宜。
4. FaaS 讓你的開(kāi)發(fā)更加敏捷，即編寫(xiě)函數(shù)式代碼。

區(qū)塊鏈平臺(tái)即服務(wù)（BPaaS）

近年來(lái)，區(qū)塊鏈席卷了科技行業(yè)。它是目前最受歡迎的技術(shù)之一，比它更受歡迎的只有人工智能和數(shù)據(jù)科學(xué)相關(guān)技術(shù)。區(qū)塊鏈如此吸引人的原因是它提供了安全、可伸縮和透明的開(kāi)放式賬本架構(gòu)。這些功能對(duì)于許多應(yīng)用程序都是必要的，例如銀行、選舉系統(tǒng)，甚至社交媒體也需要這些功能。隨著如此廣泛的應(yīng)用，有必要能夠在云上托管這樣的產(chǎn)品，其模式專門(mén)滿足這種技術(shù)的需求。這就是區(qū)塊鏈平臺(tái)即服務(wù)（Blockchain Platform as a Service）（BPaaS）發(fā)揮作用的地方。如今，包括亞馬遜 AWS 和微軟 Azure 在內(nèi)的許多公司，都在為專門(mén)尋求在云中托管基于區(qū)塊鏈的應(yīng)用程序的客戶提供BPaaS解決方案。

BPaaS 的好處

1. 它滿足了區(qū)塊鏈行業(yè)的特定需求，例如支持用于編寫(xiě)智能合約的專用語(yǔ)言。
2. 通過(guò)提供 API 橋接，支持與區(qū)塊鏈（如以太坊）集成。
3. 支持在區(qū)塊鏈技術(shù)的應(yīng)用中使用自定義數(shù)據(jù)庫(kù)。
4. 云的所有優(yōu)點(diǎn)它也同樣具備，即“按需付費(fèi)”功能、可擴(kuò)展性、安全性和訪問(wèn)便捷性。