帶你讀《彈性計算—無處不在的算力》第三章：計算産品和技術3.1雲計算技術概述

在詳細介紹計算産品的基礎技術之前，我們回顧一下雲計算的發展和演進過程， 梳理一下技術架構，友善讀者看到技術發展的脈絡。

虛拟化技術誕生于1974 年，當時就清楚地定義出Hypervisor 的功能，以及高效的虛拟化計算體系架構的設計原則。随後在Intel 等晶片和系統廠商的産品中，虛拟化技術快速發展并不斷演進。1998 年成立的VMWare 公司在20 多年的發展中成為赢利最好的以虛拟化技術為核心的公司。

但是虛拟化技術成為雲計算基礎技術，還是在2008 年之後的事。其根本原因是包括AWS 和阿裡雲在内的多個雲服務提供商證明了雲計算是可行并且赢利豐厚的業務。商業模式的成功反過來推動了虛拟化技術的快速發展，再加上要做到彈性資源管理、多租戶彈性部署和安全隔離。軟體虛拟化方案Xen 和KVM 相繼成熟；近年更有第3 章 計算産品和技術53 

神龍（阿裡雲）和Nitro（AWS）等硬體虛拟化技術快速發展；在雲原生計算方面基于Kubernetes 的容器服務則成為主流。

這裡需要強調的是，彈性對于雲計算非常重要。在雲計算興起之前，硬體的自行采購和IDC 機房租用是主流的IT 基礎設施建構方式。網絡、伺服器、IDC 硬體和基礎軟體、應用軟體相關的采購和适配，以及後期的運維都是使用者的極大負擔。一旦IT 基礎設施部署投入生産，就很難改動和更新。而基于虛拟化的雲計算可以提供使用者需要的彈性：支援按需付費、彈性擴容、動态快速更新和遷移、智能可靠性保障。使用者可以專注于業務，從彈性計算中得到巨大的實質收益。

虛拟化技術對計算資源進行了封裝和管理。在基于通用CPU 計算平台的實體機上，常見的形态有虛拟機和容器，我們一般稱之為執行個體。雲計算的核心是解決CPU、記憶體和I/O 的高效虛拟化方法、容器的隔離和編排，以及更新、遷移等問題。随着人工智能的發展，GPU、FPGA 等資源也逐漸可以被這些執行個體高效通路，甚至這些資源本身也能夠被虛拟化，成為可以提供給多租戶使用的執行個體。由于GPU、FPGA 等異構計算資源使用的場景比較有針對性，是以軟體、硬體支援的虛拟化技術相對于通用CPU 更多地展現了業務和使用者的需求。

在對硬體虛拟化時，為了給使用者提供更多樣、更友善、更高效、更安全的計算服務，有兩個重要方向。其一，在使用者一側，雲服務提供商提供垂直型的計算服務或者某種輔助，比如函數計算服務（使用者不必管理複雜的虛拟化執行個體）、超算服務（針對使用者的超算型業務，從架構到軟體提供高效的架構并優化）、異構計算開發和部署優化等增值服務（比如給開發者提供基于雲的FPGA，或者提供面向使用者人工智能應用的優化服務）。其二，在雲服務提供商一側，通過軟體和硬體協同設計優化整體性能， 并且提供實體IT 資源無法提供的服務（比如後面介紹的彈性裸金屬，兼具實體機的性能和虛拟機的彈性），同時通過把不同功能的計算元件解耦（比如計算和存儲分離、OverLay 和UnderLay 網絡分離）來實作更高的資源使用效率，并且提高獨立演進和優化的效率。和計算相關的服務将在本章後面提及，和存儲、網絡相關的内容在本書中有單獨的章節介紹。

近年，雲進入繁榮期，計算作為IaaS 層的基礎服務，其本身非常重要，同時是很多其他業務的入口（如存儲和VPC 等IaaS 業務，以及PaaS、SaaS 業務），是以， 計算技術是很好的突破點。