作者
Stephanie Susnjara
Author
Ian Smalley
Senior Editorial Strategist
什么是云计算？
云计算是指通过互联网并以按使用量付费的定价方式按需访问计算资源（物理服务器或虚拟服务器、数据存储、网络功能、应用程序开发工具、软件、人工智能驱动式分析平台等）。
简单来说，这里说的“云”并不是指飘在天上的云。而是指当您使用云服务时，您要通过互联网访问远程服务器，这些服务器是功能强大的大型机，位于大型数据中心内。较之传统的本地部署基础设施，云计算模型可为您（也就是客户）提供更高的灵活性和可扩展性。
云计算在我们的日常生活中发挥着至关重要的作用；无论是访问诸如 Google Gmail 之类的云应用程序、在 Netflix 上进行电影流式传输还是畅玩云托管式电子游戏，莫不如此。借助云计算，您无需自己拥有或管理物理硬件即可获得所需的计算能力或存储空间。
此外，从小型初创公司到全球企业，云计算在商业环境中也变得日趋重要，因为它能提供比传统本地部署基础设施更高的灵活性和可扩展性。其众多业务应用包括：通过实现从任意位置访问数据和应用程序来支持远程办公，创建用于实现无缝式全渠道客户参与的框架，以及提供利用生成式 AI 和量子计算等尖端科技所需的超高计算能力和其他资源。
观看此视频，了解如何利用 AI 和混合云实现业务转型：
云服务提供商 (CSP) 负责管理托管在远程数据中心内的基于云的技术服务，且通常会以即用即付或支付按月订阅费的形式提供这些资源。
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云计算的优点
相较传统的本地部署 IT（其中，公司拥有并维护物理数据中心和服务器以获得计算能力、数据存储和其他资源），云计算可提供众多优点，其中包括：
成本效益
提高速度和敏捷性
无限可扩展性
提高战略价值
成本效益
云计算可以让您节省购买、安装、配置和管理大型机和其他本地部署基础设施的部分或全部费用和精力。您只需在使用基于云的基础设施和其他计算资源时为其付费。
提高速度和敏捷性
借助云技术，您的组织可以在数分钟内使用企业应用程序，而无需等待数周或数月，让 IT 部门对请求作出响应、采购和配置所需硬件以及安装软件。此功能有助于用户（尤其是 DevOps 和其他开发团队）高效利用基于云的软件和支持基础设施。
无限可扩展性
云计算可提供弹性和自助服务配置功能；因此，您可以根据流量的骤增和骤减来扩大或缩小容量，而不是购买过剩的容量，以免在流量低谷时段闲置。此外，您还可使用云供应商的全球网络将您的应用程序传播到更靠近全球各地用户的邻近位置。
提高战略价值
云计算可让组织使用各种技术和最新创新成果来占据竞争优势。例如，在零售、银行和其他面向客户的行业，由生成式 AI 驱动的虚拟智能体部署在云端，可缩短客户响应时间并让团队腾出时间来专注于更高级别的工作。而在制造业，不同团队则可开展协作并使用基于云的软件来监控物流与供应链流程中的实时数据。
云计算的起源
云计算技术的起源可追溯到 20 世纪 60 年代初，当时美国计算机科学家兼心理学家 Joseph Carl Robnett Licklider 博士在讨论星际计算机网络的一系列备忘录中提出了全球网络的最初构想，他也因此被称为“云计算之父”。
然而，直到 2000 年代初，现代商业云基础设施才正式出现。 2002 年，Amazon Web Services 推出基于云的存储与计算服务。2006 年，该公司推出弹性计算云 (EC2)，该产品允许用户租用虚拟计算机来运行自己的应用程序。同年，Google 推出 Google Apps 套件（现称为 Google Workspace），这是一套 SaaS 生产力应用程序。
2009 年，Microsoft 推出其首款 SaaS 应用程序—Microsoft Office 2011。
Gartner 预测，到 2028 年，云计算将从行业颠覆者转变为企业的必需品和企业运营不可或缺的部分。1
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云计算组件
当今，现代云架构中最不可或缺的部分组件如下：
数据中心
网络功能
虚拟化
数据中心
CSP 拥有并运营远程数据中心，这些数据中心包含物理或裸机服务器、云存储系统以及其他物理硬件，从而形成底层基础设施并为云计算提供物理基础。
网络功能
在云计算中，高速网络连接至关重要。通常，称为广域网 (WAN) 的互联网连接可将前端用户（通过支持 Web 的设备来显示的客户端界面）与后端功能（数据中心以及基于云的应用程序和服务）连接起来。
此外，它还整合了其他先进的云计算网络技术，如负载均衡器、内容分发网络 (CDN) 和软件定义网络 (SDN)，以确保数据在前端用户与后端资源之间快速、轻松、安全地流动。
虚拟化
云计算高度依赖于虚拟化（针对服务器、操作系统软件、网络等 IT 基础设施）；而这些基础设施会使用特殊软件进行抽象，因此可对其进行池化和划分，而不受物理硬件边界的影响。
例如，单个硬件服务器可划分为多个虚拟服务器。借助虚拟化，云供应商便可最大限度地利用其数据中心资源。
云计算服务
基础设施即服务 (IaaS)、平台即服务 (PaaS)、软件即服务 (SaaS) 和无服务器计算是最常见的“即服务”云平台模型。大型组织的大多数开发人员使用这四者的某种组合。
IaaS 可提供对 IT 基础设施的完全控制，方便组织构建和管理系统。PaaS 构建于 IaaS 的基础之上，提供可简化应用程序开发和部署的平台，为您处理底层基础设施。SaaS 是使用最广泛的云服务，它提供随时可用的软件，从而免除了对软件管理的需要。而无服务器计算则以 IaaS 和 PaaS 为基础进行构建，可以让您只需专注于编写代码。
IaaS（基础架构即服务）
基础设施即服务 (IaaS) 以即用即付的方式，通过互联网提供对基本计算资源（物理和虚拟服务器、网络和存储）的按需访问。
IaaS 使用户能够按需扩展和缩减资源，从而减少了对高额前期资本支出或不必要的本地部署或“自有”基础设施的需求，也减少了为适应周期性使用高峰而过度购买资源的需求。
根据 Business Research Company 的一份报告，IaaS 市场预计将在未来几年内快速增长，到 2028 年其市场价值将上涨到 2,123.4 亿美元，复合年增长率 (CAGR) 达到 14.2％。2
PaaS（平台即服务）
平台即服务 (PaaS) 可为软件开发人员提供一个按需服务平台（硬件、完整的软件堆栈、基础设施和开发工具），用于运行、开发和管理应用程序，而无需在本地维护该平台，从而降低成本和复杂性并提升灵活性。
借助 PaaS，云供应商可将所有资源托管在其数据中心内。这些资源包括服务器、网络、存储、操作系统软件、中间件和数据库。开发人员只需从菜单中进行选择，即可“启动”运行、构建、测试、部署、维护、更新和扩展应用程序所需的服务器和环境。
如今，PaaS 通常会围绕容器进行构建，它是一种与虚拟服务器仅一步之遥的虚拟化计算模型。容器可将操作系统虚拟化，以便开发人员只需将应用程序与所需的操作系统服务打包，即可在任意平台上运行，而无需进行修改或借助中间件。
Red Hat® OpenShift® 是一种围绕 Docker 容器和 Kubernetes 来构建的常用 PaaS；同时，它也是一种开源容器编排解决方案，可为基于容器的应用程序自动执行云部署、扩展、负载均衡等操作。
SaaS（软件即服务）
软件即服务 (SaaS) 也被称为基于云的软件或云应用程序，它是一种托管在云端的交互式应用程序软件。用户可通过 Web 浏览器、专用桌面客户端或与桌面或移动设备操作系统相集成的应用程序编程接口 (API) 来访问 SaaS。云服务提供商会以收取月度或年度订阅费的形式提供 SaaS。此外，他们还可通过按用量付费的定价模式来提供这些服务。
除了云计算在成本节约、实现价值的时间和可扩展性方面的优势之外，SaaS 还提供以下优势：
自动升级：使用 SaaS 的情况下，当云服务提供商添加新功能时，用户可直接使用这些新功能，而无需协调内部升级。防止数据丢失：由于 SaaS 将应用程序数据与应用程序一起存储在云中，因此用户在设备崩溃或损坏时不会丢失数据。
SaaS 是当今大多数商业软件的主要交付模式。从行业专精和广泛管理（例如，Salesforce）到强大的企业数据库和人工智能 (AI) 驱动式软件工具，现已存在数百种 SaaS 解决方案。
根据《财富商业洞察》的一项研究，2023 年全球软件即服务 (SaaS) 市场的规模价值 2,735.5 亿美元，预计在 2024 年增至 3,175.5 亿美元，并于 2032 年升至 12,288.7 亿美元。3
无服务器计算
无服务器计算（简称无服务器）是一种云计算模型，它将所有后端基础设施管理任务（包括配置、扩展、调度和修补）转移给云供应商。这种能力让开发人员可以将所有时间和精力集中到特定于其应用程序的代码和业务逻辑上。
此外，无服务器仅会根据每个请求来运行应用程序代码，并根据请求数量自动扩展或缩减支持性基础设施。借助无服务器，客户只需为应用程序运行时使用的资源付费，而无需为空闲容量付费。
函数即服务 (FaaS) 常与无服务器计算混淆，而事实上，它是无服务器的一个子集。FaaS 允许开发人员执行部分应用程序代码（称为“函数”）以响应特定事件。除该代码之外的所有资源（物理硬件、虚拟机 (VM)、操作系统和 Web 服务器软件管理）均由云服务提供商在该代码运行时自动实时配置，并在执行完成后立即恢复。计费会在执行开始时启动，并在执行结束时停止。
云计算的类型
公有云
公有云是一种云计算，其中由云服务提供商通过公共互联网向用户提供计算资源。此类资源包括 SaaS 应用程序、单个虚拟机 (VM)、裸机计算硬件、完整的企业级基础设施以及开发平台。这些资源既可能支持免费获取，也可能会按照订阅或按用量付费的定价模式来获取。
对于客户运行工作负载所用的数据中心、硬件和基础设施，均由公有云供应商来持有、管理并承担所有责任。该供应商通常会提供高带宽网络连接，以帮助确保高性能并实现对应用程序和数据的快速访问。
公有云是一种多租户环境，所有客户均会在其中汇聚和共享云供应商的数据中心基础设施和其他资源。在 Amazon Web Services (AWS)、Google Cloud、IBM Cloud®、Microsoft Azure 和 Oracle Cloud 等主流公有云供应商群体中，此类客户的数量可能高达数百万。
很多企业已将其部分计算基础设施迁移到公有云，因为公有云服务具有弹性且易于扩展，可灵活调整以满足不断变化的工作负载需求。凭借“仅需为实际使用量付费，从而提高效率和节省成本”这一承诺，大量客户转而开始使用公有云。其他公司则希望减少在硬件和本地部署基础设施方面的支出。
私有云
私有云是一种云环境，其中所有云基础设施和计算资源仅供一个客户使用。私有云可将云计算的众多优点（包括弹性、可扩展性和易于交付服务）与本地部署基础设施的访问控制、安全性和资源定制相结合。
私有云通常托管在客户的本地数据中心内。但是，它也可托管在独立云供应商的基础设施上，或是构建在异地数据中心内的租用基础设施上。
很多公司会选择私有云而不是公有云环境来满足监管合规性要求。政府机构、医疗保健组织和金融机构等大型实体通常会选择私有云环境来处理用于处置机密文档、个人身份信息 (PII)、知识产权、医疗记录、财务数据或其他敏感数据的工作负载。
组织依据云原生原则来构建私有云架构，就可以在准备就绪后将工作负载快速迁移到公有云或在混合云（见下文）环境中运行这些工作负载。
混合云
顾名思义，混合云便是公有云、私有云与本地部署环境的结合。具体而言（且在理想情况下），混合云会将这三种环境的组合连接到一个灵活的基础设施中，以便运行组织的应用程序和工作负载。
首先，组织会转向混合云计算模型，这主要是为了将其部分本地部署数据迁移到私有云基础设施；然后，组织会将该基础设施连接到云供应商在异地托管的公有云基础设施中。此流程是通过打包的混合云解决方案（如 Red Hat OpenShift 或是中间件和 IT 管理工具）来完成的，它旨在创建一个“一站式界面”。团队和管理员依靠此统一仪表板来查看其应用程序、网络和系统。
如今，混合云架构已经超越了物理连接和云迁移，提供了一种灵活、安全且经济高效的环境；这种环境支持将工作负载自动部署到多个环境中，并保证其可移植性。凭借此特性，组织能比单独使用公有云或私有云更有效、更经济地实现其技术与业务目标。例如，混合云环境是 DevOps 开发运维团队和其他团队开发和测试 Web 应用程序的理想选择。它可让组织免于购买和扩展运行应用程序测试所需的本地部署物理硬件，从而加快上市时间。团队在公有云中开发出应用程序后，可能会根据业务需求或安全因素而将其迁移到私有云环境。
此外，公有云还可让公司快速扩展资源以应对计划外的流量峰值，而不会影响私有云工作负载（此功能被称为“云爆发”）。Amazon 等流媒体通道会在新节目开播时使用云爆发来支持上涨的收视流量。
如今，大多数企业组织均依赖混合云模型，因为它比传统的本地基础设施设置具有更高的灵活性、可扩展性和成本优化能力。根据《IBM 转型指数：云业务现状》，超过 77% 的企业和 IT 专业人士已采用混合云方法。
要详细了解公有云、私有云与混合云之间的差异，请查看“公有云、私有云与混合云：有何区别？”
多云
多云是指使用来自两个或多个云供应商的两个或多个云。使用一家供应商的电子邮件 SaaS 和另一家供应商的图像编辑 SaaS，便可轻松实现一个多云环境。但是，当企业谈论多云时，他们通常会使用来自两个或更多领先的云供应商的多种云服务，包括 SaaS、PaaS 和 IaaS。
组织选择多云是为了避免供应商锁定、拥有更多服务选项以及获得更多创新能力。借助多云，组织可选择和定制一组独家的云功能和服务，从而满足其业务需求。这种选择自由包括根据需要或它们出现时从任意云服务提供商（CSP）选择“同类最佳”技术，而不是被迫只提供单一供应商的产品。例如，一家组织可以选择 AWS 进行全球范围的网站托管，选择 IBM Cloud 来提供数据分析和机器学习（ML）平台，同时选择 Microsoft Azure 来提供安全防护功能。
此外，多云环境还可减少因“影子 IT”（未经 IT 部门批准且常在 IT 不知晓或未予监督的情况下在企业网络上使用任意软件、硬件或 IT 资源）而导致的许可、安全与兼容问题。
现代混合多云
如今，大多数企业组织均在使用混合多云模型。除可灵活选择最具成本效益的云服务外，混合多云还可提供对工作负载部署的最大控制力度，以便组织更高效地运营、提高绩效并优化成本。
根据 IBM 商业价值研究院的一项研究，大规模使用完整的混合多云平台技术和运营模式所获得的价值是单平台、单一云供应商方法所获价值的 2.5 倍。
然而，现代混合多云模型更具复杂性。您使用的云越多（每个云都有自己的管理工具、数据传输速率和安全协议），管理环境的难度就越大。由于超过 97％ 的企业会在多个云上运营，且大多数组织会运行 10 个或更多云，因而混合云管理方法已变得至关重要。
混合多云管理平台可通过中央仪表板提供跨多个提供商云的可见性，开发团队可在其中查看他们的项目和部署，运营团队可监控集群和节点，而网络安全人员则可监控是否存在威胁。
云安全
过去，安全问题一直是组织考虑使用云服务（其中主要是公有云服务）的主要障碍。与传统 IT 环境相比，维护云安全需要不同的程序和员工技能组合。部分云安全最佳实践如下：
共同承担安全责任：一般而言，云服务提供商会负责确保云基础设施的安全，而客户则负责保护其在云端的数据。然而，明确定义私有与公共第三方之间的数据所有权也十分重要。
数据加密：数据在静止、传输和使用时均应加密。客户需保持对安全密钥和硬件安全模块的完全控制。
协作管理：IT、运营和安全团队之间的适当沟通和清晰易懂的流程有助于确保安全且可持续的无缝云集成。
安全性和合规性监控：IT、运营和安全团队必须了解适用于其所在行业的所有监管合规性标准，并建立对所有已连接系统和基于云的服务的主动监控，从而保持对所有环境（本地部署、私有云、混合云和边缘）中所有数据交换的可见性。
云安全管理工具
云安全性会不断变化以跟上新威胁的步伐。当今 CSP 提供各种云安全管理工具，其中包括：
身份和访问管理 (IAM)：针对尝试访问本地部署服务和基于云的服务的所有用户，IAM 工具和服务可自动执行策略驱动式执行协议。
数据丢失和预防 (DLP)：DLP 服务结合了修复警报、数据加密和其他预防措施，以便保护存储的所有数据（无论是静态还是动态数据）。
安全信息和事件管理 (SIEM)：SIEM 是一种全面的安全编排解决方案，可在基于云的环境中自动执行威胁监控、检测和响应。SIEM 技术使用人工智能 (AI) 驱动式技术跨多个平台和数字资产关联来自各种来源（例如网络设备、防火墙）的日志数据。如此一来，IT 团队便可成功应用其网络安全协议，从而对潜在威胁做出快速反应。
自动化数据和合规平台：自动化软件解决方案可提供合规控制和集中式数据收集，从而帮助组织遵守特定于其行业的法规。此类平台可定期进行合规更新，以便组织能适应不断变化的监管合规性标准。
云可持续发展
业务可持续发展指的是一种公司战略，旨在降低其在特定市场中开展运营而对环境造成的负面影响，并已成为一项重要的公司治理任务。Gartner 预测，到 2026 年，50% 的组织将采用促进可持续发展的监控来管理其混合云环境的能耗和碳足迹指标。4
随着公司努力推进其业务可持续发展目标，云计算在帮助其减少碳排放和管理气候相关风险方面已在发挥重要作用。例如，传统数据中心需要电源与冷却系统，而这依赖于大量电力供应。通过将 IT 资源和应用程序迁移到云端，组织可提高运营与成本效率，并通过集中的 CSP 资源来提高整体能效。
所有主流云计算公司均已做出净零排放承诺，以期减少其碳足迹并帮助客户降低使用本地部署环境通常所耗费的能源。例如，IBM 将在可持续采购计划的推动下，于 2030 年前实现净零排放。
云计算用例
根据 International Data Corporation (IDC) 的预测，到 2028 年，全球在公有云服务上的支出预计将翻番。5
企业从云计算中受益的部分主要方式如下：
将现有应用程序迁移到云端
扩展基础设施
实现业务连续性和灾难恢复
构建和测试云原生应用程序
支持边缘和 IoT 环境
使用尖端科技
扩展基础设施
组织可以根据业务需求的变化，快速、轻松地增加或减少资源分配。
实现业务连续性和灾难恢复
云计算可提供经济高效的冗余性，以保护数据免受系统故障的影响，同时还可提供在本地中断或灾难期间应用灾难恢复策略并恢复云端数据和应用程序所需的物理距离。所有主流公有云供应商均提供灾难恢复即服务 (DRaaS)。
构建和测试云原生应用程序
对于采用敏捷、DevOps 开发运维或 DevSecOps 方法的开发团队，云计算可按需提供可扩展的资源，这可简化开发和测试环境的配置，从而消除诸如手动设置服务器之类的瓶颈，并使团队能够专注于更高效地构建和测试云原生应用程序及其依赖项。
支持边缘和 IoT 环境
云计算可以通过让数据源更接近边缘来解决延迟难题并缩短停机时间。它可支持物联网 (IoT) 设备（例如，患者监护设备和生产线上的传感器）收集实时数据。
使用尖端科技
云计算支持高速存储和处理大量数据，比大多数组织能够或想要在本地购买和部署的存储和计算能力更大。这些高性能资源支持诸如区块链、量子计算和大型语言模型 (LLMs)等技术，并可为诸如客户服务自动化等生成式 AI 平台提供支持。