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云计算是什么样玩的和KVM与K8S等这些名词的意思及在云计算系统位置
工业互联网前线
来源：未知
• 作者：易水寒
• 2019-07-20 10:14
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“云计算”这个词，相信大家都非常熟悉。
作为信息科技发展的主流趋势，它频繁地出现在我们的眼前。伴随它一起出现的，还有这些概念名词——OpenStack、Hypervisor、KVM、Docker、K8S...
这些名词概念，全部都属于云计算技术领域的范畴。
对于初学者来说，理解这些概念的具体含义并不是一件容易的事情。
所以，这篇文章将给大家做一个通俗易懂的介绍，解释这些云计算概念以及它们之间的关系，希望对大家入门有所帮助。
01
什么是云计算
在介绍那些古怪名词之前，先介绍一下云计算。
以前电脑被发明的时候，还没有网络，每个电脑（PC），就是一个单机。
这台单机，包括CPU、内存、硬盘、显卡等硬件。用户在单机上，安装操作系统和应用软件，完成自己的工作。
后来，有了网络（Network），单机与单机之间，可以交换信息，协同工作。
再后来，单机性能越来越强，就有了服务器（Server）。人们发现，可以把一些服务器集中起来，放在机房里，然后让用户通过网络，去访问和使用机房里的计算机资源。
再再后来，小型网络变成了大型网络，就有了互联网（Internet）。小型机房变成了大型机房，就有了IDC（Internet Data Center，互联网数据中心）。
当越来越多的计算机资源和应用服务（Application，例如看网页，下电影）被集中起来，就变成了——“云计算（Cloud Computing）”。无数的大型机房，就成了“云端”。
云计算
是不是觉得太简单？别急，开始深入。
云计算的道理是简单的，说白了，就是把计算机资源集中起来，放在网络上。但是，云计算的实现方式，就非常复杂了。
举个例子，如果你只是在公司小机房摆了一个服务器，开个FTP下载服务，然后用于几个同事之间的电影分享，当然是很简单的。
如果是“双11”的淘宝购物节，全球几十亿用户访问阿里巴巴的淘宝网站，单日几十PB（1PB=1024TB=1024×1024GB）的访问量，每秒几百GB的流量……这个，就不是几根网线几台服务器能解决的了。
这时，需要设计一个超大容量、超高并发（同时访问）、超快速度、超强安全的云计算系统，才能满足业务平稳运行的要求。
这才是云计算的复杂之处。
刚才说了，我们把计算机资源放在云端。这个计算机资源，实际上分为好几种层次：
第一层次，是最底层的硬件资源，主要包括CPU（计算资源），硬盘（存储资源），还有网卡（网络资源）等。
第二层次，要高级一些，我不打算直接使用CPU、硬盘、网卡，我希望你把操作系统（例如Windows、Linux）装好，把数据库软件装好，我再来使用。
第三层次，更高级一些，你不但要装好操作系统这些基本的，还要把具体的应用软件装好，例如FTP服务端软件、在线视频服务端软件等，我可以直接使用服务。
这三种层次，就是大家经常听到的IaaS、Paas、SaaS。
SaaS: Software-as-a-Service（软件即服务）
PaaS: Platform-as-a-Service（平台即服务）
IaaS: Infrastructure-as-a-Service（基础设施即服务）
再补一张图，可能更直观：
目前主流的云计算服务提供商，例如亚马逊AWS、阿里云、华为云、天翼云、腾讯云，说白了，都是为大家提供以上三个层次的云资源。你想要什么，它们就提供什么。你想要多少，它们就提供多少。
这么多样化多层次的云计算服务，阿里、华为们又是怎么提供的呢？
难道说，是人工安排？——
如果你要八核CPU、16GB内存、500GB硬盘的服务器，阿里临时安排工程师帮你组装？如果你要装CentOS 7.2（一种类Linux操作系统），MySQL 5.5.60（一种数据库系统），阿里也临时让工程师帮你安装配置？
这显然是不可能的，耗不起人力，也等不起时间。
于是，就有了各种软件和平台，负责对资源进行快速调用和集中管理。
02
什么是虚拟化
如果要对物理资源进行管理，第一步，就是“虚拟化”。
虚拟化是云计算的基础。简单来说，虚拟化就是在一台物理服务器上，运行多台“虚拟服务器”。这种虚拟服务器，也叫虚拟机（VM，Virtual Machine）。
从表面来看，这些虚拟机都是独立的服务器，但实际上，它们共享物理服务器的CPU、内存、硬件、网卡等资源。
物理机，通常称为“宿主机（Host）”。虚拟机，则称为“客户机（Guest）”。
谁来完成物理资源虚拟化的工作呢？
就是大名鼎鼎的Hypervisor。
Hypervisor，汉译过来是“超级监督者”，也叫做VMM（Virtual Machine Monitor，虚拟机监视器）。它不是一款具体的软件，而是一类软件的统称。
Hypervisor分为两大类：
第一类，hypervisor直接运行在物理机之上。虚拟机运行在hypervisor之上。第二类，物理机上安装正常的操作系统（例如Linux或Windows），然后在正常操作系统上安装hypervisor，生成和管理虚拟机。
像VMware、KVM、Xen、Virtual Box，都属于Hypervisor。
VMware大家应该很熟悉，就是VMware Workstation。学习Linux的话，很多人都是在windows系统下安装WMware，然后创建Linux虚拟机。
但是，真正厉害的，是KVM（kernel-based virtual machine，基于Linux内核的虚拟机）。它是目前最热门最受追捧的虚拟化方案。
KVM这样的Hypervisor软件，实际上是提供了一种虚拟化能力，模拟CPU的运行，更为底层。但是它的用户交互并不良好，不方便使用。
于是，为了更好地管理虚拟机，就需要OpenStack这样的云管理平台。
关于OpenStack，它有点像个商店，负责管理商品（计算资源、存储资源、网络资源等），卖给用户，但它本身不制造商品（不具备虚拟化能力），它的商品，来自于KVM。当然，如果不用KVM，也可以用Xen等其它hypervisor。
OpenStack的管理界面，比命令行好多了吧？
请记住，上面所说的几个概念，包括VM、KVM、OpenStack等，都主要属于IaaS（基础设施即服务）。这个不难理解吧？
03
什么是容器
那么，容器是什么呢？大佬们经常说的Docker和K8S，又是什么呢？
前面我们介绍了虚拟化。人们在使用虚拟化一段时间后，发现它存在一些问题：
不同的用户，有时候只是希望运行各自的一些简单程序，跑一个小进程。为了不相互影响，就要建立虚拟机。如果建虚拟机，显然浪费就会有点大，而且操作也比较复杂，花费时间也会比较长。
而且，有的时候，想要迁移自己的服务程序，就要迁移整个虚拟机。显然，迁移过程也会很复杂。
有没有办法更灵活快速一些呢？
有，这就引入了“容器（Container）”。
容器也是虚拟化，但是属于“轻量级”的虚拟化。它的目的和虚拟机一样，都是为了创造“隔离环境”。但是，它又和虚拟机有很大的不同——虚拟机是操作系统级别的资源隔离，而容器本质上是进程级的资源隔离。
虚拟化 VS 容器
而大家常听说的Docker，就是创建容器的工具，是应用容器引擎。
Docker的中文意思，就是码头工人。而它的LOGO，就是一只鲸鱼背着很多货柜箱。
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。
除了Docker对容器进行创建之外，我们还需要一个工具，对容器进行编排。
这个工具，就是K8S。
K8S，就是Kubernetes，中文意思是舵手或导航员。Kubernetes这个单词很长，所以大家把中间8个字母缩写成8，就成了K8S。
K8S是一个容器集群管理系统，主要职责是容器编排（Container Orchestration）——启动容器，自动化部署、扩展和管理容器应用，还有回收容器。
简单来说，K8S有点像容器的保姆。它负责管理容器在哪个机器上运行，监控容器是否存在问题，控制容器和外界的通信，等等。
通过下面这张K8S系统结构图，就能够看出K8S和容器之间的关系。
除了K8S之外，还有很多种容器管理平台，例如Compose，Marathon，Swarm，Mesos等。
Docker和K8S，关注的不再是基础设施和物理资源，而是应用层，所以，就属于PaaS。明白了吧？
正如文章开头所说，今天主要是介绍KVM、Hypervisor、OpenStack、Docker、K8S这些名词的意思，它们在云计算系统中的位置，以及它们之间的关系。云计算涉及到大量的需求。同一个需求，会有很多不同的技术来实现。同一个技术，往往又有多个不同的厂家互相竞争。所以，概念和名词就会特别多，发展变化也会很快。
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K8S是第一个将“一切以服务为中心，一切围绕服务运转”作为指导思想的创新型产品，它的功能和架构设计自始至终都遵循了这一指导思想，构建在K8S上的系统不仅可以独立运行在物理机、虚拟机集群或者企业私有云上，也可以被托管在公有云中。
发表于 10-08 15:59
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ARM云终端和X86云终端在管理维护上的区别
不同架构的云终端的在管理维护上又有那些区别的呢？首先，硬件的维护和管理上的区别，我们知道X86架构的是有独立的CPU,内存硬盘这些硬件所组成相当于一个微型的电脑，当服务器出现故障时它可以应用本身的硬件和
发表于 08-14 13:39
如何保证云计算领域的应用安全
云计算是一种新兴的应用模式，他将传统的应用计算资源整合形成容量更大、速度更快的云服务中心。云计算是以虚拟化技术为基础，以网络为载体，提供基础架构(IaaS)、平台(PaaS)、软件(SaaS)等服务
发表于 07-01 10:23
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打造人才“云”梯，阿里云联合各高校开展云计算进校园系列活动
深入浅出的介绍了阿里云在各个领域的应用和为社会发展带来的积极影响和重大意义。最后，报告还介绍了阿里云的云栖大会、飞天技术汇等技术活动，为各位同学后续了解云计算产品、技术和发展提供了有效途径。福州职业技术
发表于 06-26 15:16
云计算的未来是什么？新的云计算模式?
云计算如今得到了广泛的应用和发展，可以肯定的是，云计算的未来竞争将会更加激烈。事实上，“云”这个术语是合适的，因为就像天空中的云朵一样，云计算的技术不断更新和变化，并将重新塑造它的形状。而引导云计算发展的风
发表于 05-25 16:07
•1374次阅读
云计算是什么意思_究竟什么才是云计算呢？
随着互联网+发展，云计算成为越来越热门的话题，都在说云计算、云服务，那么究竟什么才是云计算呢?
发表于 04-21 05:00
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阿里云朱照远：AI打开新视界 8K时代已来！
的一大步。今天阿里云去做8K也件事是为了证明人类在追求高清晰度的情况下，到底可以做到什么样的极限。8K代表了人类的未来，它让我们看到了我们的未来会是什么样子，但是8K可能不会这么快到来，可能2030年
发表于 04-12 14:49
【深圳云栖大会】阿里云弹性计算ESSD云盘产品全面解析
的产品特点、适用业务场景和对业务的实际性能提升进行了深度解读。2018年3月29日，在深圳云栖大会弹性计算技术专场上，来自阿里云弹性计算产品专家崆闻做了主题为《百万级别IOPS云盘产品全面解析》的技术
发表于 04-04 10:19
云计算十大应用场景
创新制造等全行业延伸拓展。云计算将在IT产业各个方面都有其用武之地，以下是云计算十个比较典型的应用场景！1. IDC云IDC云是在IDC原有数据中心的基础上，加入更多云的基因，比如系统虚拟化技术、自动化
发表于 03-20 15:07
云计算技术特点
云一般也拥有数百上千台服务器，并且云计算中心能通过整合和管理这些数目庞大的计算机集群来赋予用户前所未有的计算和存储能力。2. 抽象化云计算具有很好的终端支持，用户在任意位置、使用各种终端均可获取云
发表于 03-20 15:05
全面提升，阿里云Docker/Kubernetes(K8S) 日志解决方案与选型对比
对管理基础设施的抽象，形成了真正意义上的一站式部署与运维方案。k8s提供了强有力工作调度、水平扩展、健康监测、维护高可用性等能力，同时提供了网络、文件系统的抽象与管理，所以对于已有应用上k8s或者
发表于 02-28 15:07
全面提升，阿里云Docker/Kubernetes（K8S） 日志解决方案与选型对比
等能力，同时提供了网络、文件系统的抽象与管理，所以对于已有应用上k8s或者基于k8s部署应用十分便捷。但这里有一部分令开发和运维人员比较头疼--日志采集。难点分析基于VM或者物理机部署的应用，日志采集
发表于 02-28 12:50
全面提升，阿里云Docker/Kubernetes(K8S) 日志解决方案与选型对比
等能力，同时提供了网络、文件系统的抽象与管理，所以对于已有应用上k8s或者基于k8s部署应用十分便捷。但这里有一部分令开发和运维人员比较头疼--日志采集。难点分析基于VM或者物理机部署的应用，日志采集
发表于 02-28 12:49
2018，云计算自我的颠覆和重生
“云计算是否会被颠覆”这个命题的判断，也对也不对。“对”是指传统意义上集中式云计算的发展路径已经走到尽头了，“不对”是说在边缘计算潮流的推动下，云计算将以一种全新的形式存在并继续前行。这实际上可以看成是一次云计算自我的颠
发表于 02-09 10:15
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OA办公软件和云计算的“不解之情”
逐渐走向云端，这就让OA、OA办公软件及云计算有了“不解之情”。OA办公软件和云计算的“不解之情”　　在OA办公软件和云计算的这么强大的组合面前，我们是否意识到一个管理自动化时代的到来？　　企业的日常
发表于 02-08 11:16
云计算是什么意思_云计算技术架构_云计算和大数据的区别
本文首先介绍了什么是云计算和云计算的特点，其次详细的介绍了云计算技术的几个架构层，最后介绍了云计算和大数据它们两者之间的区别。
发表于 01-11 14:31
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基于和声算法和蝙蝠算法在云计算调度研究
云计算是一种商业模式和服务模式，是分布式计算、并行处理和网格计算等多种技术的拓展和延伸。资源调度是云计算的核心问题，其效率直接影响整个云计算环境的工作性能，在云计算
发表于 10-30 15:13
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<img src="https://file.elecfans.com/web2/M00/49/39/poYBAGKhwJCAEB-nAAAWAuPwnt4826.jpg" alt="基于和声算法和蝙蝠算法在云计算调度研究" />
云计算平台在高校的开发及应用
随着云计算平台技术的迅速发展和普及 ，将高校教学资源 、软件和数据都部署在云中 ，学生用户可以通过网 络和简易的终端设备随时随地使用几乎所有的教学资源。 在介绍云计算平台及特征的基础上，将云计算
发表于 10-20 16:38
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云计算从通用到专用?
、SaasIaas将硬件设备等资源封装成服务供用户使用，如Amazon云计算 AWS的弹性计算云EC2和简单存储服务S3。在Iaas中，用户相当于在使用裸机和磁盘，既可以让它运行Windows，也可以让它运行
发表于 10-13 10:22
基于云计算平台搭建及应用部署
的应用程序。读者通过此文可以了解云计算的当前发展状况以及未来的研究趋势。文章通过集成整合Eucalyptus开源云计算平台系统和Liferay开源内容管理系统，剖析具有特定应用的云计算平台构建过程，并着重介绍了在基于虚拟
发表于 10-11 17:29
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<img src="https://file.elecfans.com/web2/M00/49/FC/pYYBAGKhvIOAWo-dAAAZqBCqJyQ347.jpg" alt="基于云计算平台搭建及应用部署" />
ESRI云计算支持
。云计算是虚拟化（Visualization）、效用计算（Utility Computing）、IaaS（基础设施即服务）、PaaS（平台即服务）、SaaS（软件即服务）等概念混合演进并跃升的结果。 云
发表于 10-11 11:36
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<img src="https://file.elecfans.com/web2/M00/49/FA/pYYBAGKhvIGAbAgLAAAbkUFHSMk012.jpg" alt="ESRI云计算支持" />
基于云计算特点及网格计算的区别
云计算是一种商业计算模型，它将计算分布在大量计算机构成的资源池上，使用户能够按需获取计算能力、存储空间和信息服务。功能模块：云计算，云服务，云存储，云安全等。
发表于 10-09 09:50
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<img src="https://file.elecfans.com/web2/M00/49/F2/pYYBAGKhvHuAOGkqAAAKZ0_cwd8190.jpg" alt="基于云计算特点及网格计算的区别" />
什么是云计算？
，较大的数据须通过有关管理技术得到高效管理。其中Google在云计算的数据技术管理系统中占据着主导地位。 虚拟化技术：云计算和存储能够保证其服务和重点与根本就在于虚拟化。所谓虚拟化就是将原本运行在真实
发表于 08-09 10:26
云计算是什么？别OUT了！
什么是云计算？ 简单来讲，我们过去计算机资源是单独使用的，你用的别人就不能用了，资源比较浪费。云计算就是把所有资源统一调度，按需使用，就像我们使用水和电一样。打个比方，过去每家每户一口水井，不用
发表于 08-03 16:24
人云亦云？什么才是云计算
顺利，大家都在退出这个联盟。　　在云计算平台，你的代码不用改，就可以直接迁移。www.broadradio.com.cn 企业做为一个用户，不需要关心底层的技术实现怎么样，也没有精力和能力去关心
发表于 06-20 16:17
别再提什么云计算，你需要的只是云服务
　　这些天有不少创业者询问云计算和云服务的区别，就连有一定经验的开发者，面对这两个概念的时仍然是一头雾水。　　在云计算刚刚进入中国的时候，从业者乐于宣传“云计算”的概念，以至于大数据、云计算
发表于 05-23 18:27
云计算数据挖掘
想要自学云计算和数据挖掘想问下这些方面有哪些内容该从何开始求大神们指教谢谢
发表于 04-19 00:07
云计算是什么？云存储技术与应用解决方案
本专题为你讲解云计算与云存储技术资讯与应用解决方案。具体包括解释云计算、云存储、云平台是什么，云计算与云存储相关最新资讯、技术趋势、云方案。
发表于 03-29 18:23
<img src="https://www.elecfans.com/uploads/130329/1185399-1303291SA1509.jpg" alt="云计算是什么？云存储技术与应用解决方案" />
MPLS技术在云计算安全中的应用 (转帖)
云计算是一种将存储和计算任务分布在大量计算机构成的资源池上的计算模型，本文先对云计算的三层结构模型及多协议标签交换技术进行了介绍，然后提出了一种基于多协议标签交换技术的第四层结构，用于保障云计算中
发表于 01-03 18:32
云存储和云计算的关系
云存储和云计算之间的关系还是很好理解的，云存储和云计算相比较，可以认为是云存储配置了大容量存储空间的一个云计算系统。
发表于 12-22 14:05
•1156次阅读
联想个人云计算战略 布局云计算乐云“生态圈”（转载）
，不仅仅是乐Phone和乐Pad的互通，甚至在未来的TV和PC里，乐云也可以轻松实现互通。这也是联想云计算乐云中的“四屏一云”的诱人之处。利用无缝跨平台的特性，乐云可以为用户提供更多真正的云应用，而非仅仅是
发表于 12-10 11:17
【转载】剑指移动互联商用市场，赢在移动云计算时代
努力，以提升移动云计算的商用价值，满足客户在成本(C:Cost)、效率(E:Efficiency)、管理（M:Management)和安全(S:Security)四个方面的需求。这可以说是联想迎接移动
发表于 11-12 14:10
【转载】剑指移动互联商用市场，赢在移动云计算时代
努力，以提升移动云计算的商用价值，满足客户在成本(C:Cost)、效率(E:Efficiency)、管理（M:Management)和安全(S:Security)四个方面的需求。这可以说是联想迎接移动
发表于 11-12 12:56
【转载】剑指移动互联商用市场，赢在移动云计算时代
努力，以提升移动云计算的商用价值，满足客户在成本(C:Cost)、效率(E:Efficiency)、管理（M:Management)和安全(S:Security)四个方面的需求。这可以说是联想迎接移动
发表于 11-12 10:19
云计算带来的重大商机
、 iPhone和Mac电脑等苹果设备上同步及共享音乐、照片和图书。九天后，亚马逊宣布了其Kindle云阅读器，该产品允许用户阅读超过95万部 Kindle电子书。　　云计算是一种便利的按需提供的服务，通过
发表于 08-18 16:28
“云计算”到底在算计什么？
。用户电脑里没有常见的应用程序，甚至连操作系统也欠奉，但是却有一系列的软硬件在某个地方为用户提供服务，其服务能力大的像“云”，亦远在云端，这就算是“云计算”了。“云计算”是革命性的举措，就像从挖井取水模式
发表于 07-13 14:25
云计算之：云计算的20个定义
"尽管人们对云计算（cloud computing）仍然没有统一的定义，在 Enterprise IT 界，至少有20种关于云计算的声音：　　Markus Klems 认为云计算是一个囊括
发表于 07-13 14:23
云计算入门指南教材
目录更高水平的云计算 ..4为何要实现云计算? .5云: 远远优于廉价计算....5全新规模的 IT 效率 .6编程更快、更灵活..6抓住新的机会: 云生态系统 ........7云计算的起源 .8
发表于 01-17 14:35
什么是云计算 云计算的定义
炼出了一个“Top 15”的列表告诉人们如何去判断不是云计算。Governor的一些观点是云计算不需要在你的电脑上安装软件，不需要有特定的操作系统，它和“网格计算”不一样，也不需要你去买服务器硬件
发表于 11-18 17:23
工业互联网前线
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