云计算的前生今世
原文：https://skyao.io/learning-cloudnative/introduction/history.html
掌握一門技術(shù)，一定要了解其發(fā)展歷史，才該技術(shù)未來的走向，通過本篇文章，讓我們看看過去幾十年間，云計(jì)算領(lǐng)域的發(fā)展演進(jìn)歷程。
云計(jì)算的遠(yuǎn)古時(shí)代
云計(jì)算的歷史事實(shí)上需要追溯到60多年前的計(jì)算機(jī)遠(yuǎn)古歷史：
1955年，John McCarthy（備注：John McCarthy是Artificial Intelligence/人工智能一詞的提出者）創(chuàng)造了一種在用戶群中共享計(jì)算時(shí)間的理論。
1959年6月，在國際信息處理大會(huì)上克里斯托弗Christopher Strachey發(fā)表了《Time Sharing in Large Fast Computer》論文，提出了虛擬化概念。該文被公認(rèn)為虛擬化技術(shù)的最早論述。
1965年8月，IBM推出System/360 Model 67 和 TSS 分時(shí)共享系統(tǒng)（Time Sharing System），通過虛擬機(jī)監(jiān)視器（Virtual Machine Monitor）虛擬所有的硬件接口，允許多個(gè)用戶共享同一高性能計(jì)算設(shè)備的使用時(shí)間，也就是最原始的虛擬機(jī)技術(shù)。
在20世紀(jì)60年代中期，美國計(jì)算機(jī)科學(xué)家 JCR Licklider 提出計(jì)算機(jī)互聯(lián)系統(tǒng)(an interconnected system of computers)的想法。
1969年，在 JCR Licklider 的革命性創(chuàng)意的幫助下，Bob Taylor 和 Larry Roberts 開發(fā)了互聯(lián)網(wǎng)的前身 ARPANET（Advanced Research Projects Agency Network），允許不同物理位置的計(jì)算機(jī)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)連接和資源共享。
1972年，IBM發(fā)布了名為VM（Virtual Machine）的操作系統(tǒng)。在90年代，虛擬機(jī)的使用開始流行
1974年，Popek和Goldberg發(fā)表了《Formal Requirements for Virtualizable Third Generation Architectures》提出了虛擬化準(zhǔn)備的充分條件，指出滿足條件的控制程序可以被稱為虛擬機(jī)監(jiān)視器Virtual Machine Monitor （VMM）：（1）一致性：一個(gè)運(yùn)行于虛擬機(jī)上的程序，其行為應(yīng)當(dāng)與直接運(yùn)行于物理機(jī)上的行為基本一致，只允許有細(xì)微的差異如系統(tǒng)時(shí)間方面；（2）可控性：VMM對(duì)系統(tǒng)資源有完全的控制能力和管理權(quán)限；（3）高效性：絕大部分的虛擬機(jī)指令應(yīng)當(dāng)由硬件直接執(zhí)行而無需VMM的參與。
1978年，IBM獲得了獨(dú)立磁盤冗余陣列（Redundant Arrays of Independent Disks，RAID）概念的專利。該專利將物理設(shè)備組合為池，然后從池中切出一組邏輯單元號(hào)（Logical Unit Number，LUN）并將其提供給主機(jī)使用。雖然該技術(shù)直到1988年IBM才與加利福尼亞州立大學(xué)伯克利分校聯(lián)合開發(fā)了第一個(gè)實(shí)用版本，但該專利第1次將虛擬化技術(shù)引入存儲(chǔ)之中。
“Time-Sharing”的背景：自20世紀(jì)50年代，人類使用大型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)來處理數(shù)據(jù)。而在早期，大型計(jì)算機(jī)體積龐大而且價(jià)格高昂。為了提高投資回報(bào)率，購買大型機(jī)的組織開始實(shí)施“分時(shí)調(diào)度（time-sharing）”，然后從沒有處理能力的終端訪問大型計(jì)算機(jī)?！胺謺r(shí)”理論可以充分利用可用的計(jì)算時(shí)間，可以用于為無力購買自己的大型機(jī)的小公司提供計(jì)算時(shí)間。
這里便陸續(xù)出現(xiàn)了云計(jì)算的基本前提：共享計(jì)算能力和共享網(wǎng)絡(luò)，并出現(xiàn)了虛擬機(jī)，虛擬網(wǎng)絡(luò)和早期基礎(chǔ)設(shè)施。
但是在2000年前后虛擬化技術(shù)成熟之前，市場(chǎng)處于物理機(jī)時(shí)代。當(dāng)時(shí)如果要啟用一個(gè)新的應(yīng)用，需要購買一臺(tái)或者一個(gè)機(jī)架的新服務(wù)器。
虛擬化技術(shù)成熟
在2000年前后，虛擬化技術(shù)逐漸發(fā)展成熟：
1998年，VMware成立并首次引入X86的虛擬技術(shù)，通過運(yùn)行在Windows NT上的VMware來啟動(dòng)Windows 95。
1999年，VMWare推出可在X86平臺(tái)上流暢運(yùn)行的第一款VMware Workstation，從此虛擬化技術(shù)終于走下了大型機(jī)的神話。之后，研發(fā)人員和發(fā)燒友開始在普通PC和工作站上大量使用該虛擬化解決方案。
1999年，IEEE頒布了用以標(biāo)準(zhǔn)化VLAN實(shí)現(xiàn)方案的802.1Q協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)草案，從而可以將大型網(wǎng)絡(luò)劃分為多個(gè)小網(wǎng)絡(luò)，使得廣播和組播流量不會(huì)占據(jù)更多帶寬的問題；同時(shí)，可以利用VLAN標(biāo)簽提供更高的網(wǎng)絡(luò)段間的安全性。
2000年，IEEE頒布了虛擬專用網(wǎng)（Virtual Private Network）VPN標(biāo)準(zhǔn)草案，從而使得私有網(wǎng)絡(luò)可以跨公網(wǎng)進(jìn)行建立。
2000年，Citrix桌面虛擬化產(chǎn)品正式發(fā)布。
2001年，VMware發(fā)布了第一個(gè)針對(duì)x86服務(wù)器的虛擬化產(chǎn)品ESX和GSX，即ESX-i的前身。
2003年10月，Xen虛擬化項(xiàng)目首次面世推出了1.0版本，此時(shí)僅支持半虛擬化Para-Virtualization。之后，基于Xen虛擬化解決方案陸續(xù)被Redhat、Novell和Sun等的Linux發(fā)行版集成，作為默認(rèn)的虛擬化解決方案。
2003年，Microsoft收購Connectix獲得虛擬化技術(shù)進(jìn)入桌面虛擬化領(lǐng)域，之后很快推出了Virtual Server免費(fèi)版。
2005年，Xen 3.0發(fā)布，該版本可以在32位服務(wù)器上運(yùn)行，同時(shí)該版本開始正式支持Intel的VT技術(shù)和IA64架構(gòu)，從而使得Xen虛擬機(jī)可以運(yùn)行完全沒有修改的操作系統(tǒng)。該版本是Xen真正意義上可用的版本。
2006年10月，以色列的創(chuàng)業(yè)公司Qumranet在完成了虛擬化Hypervisor基本功能、動(dòng)態(tài)遷移以及主要的性能優(yōu)化之后，正式對(duì)外宣布了KVM的誕生。同年10月，KVM模塊的源代碼被正式接納進(jìn)入Linux Kernel，成為內(nèi)核源代碼的一部分。備注：Qumranet在2008年被RedHat收購。
2009年4月，VMware推出業(yè)界首款云操作系統(tǒng)VMware vSphere。
云計(jì)算的重要里程碑之一是2001年VMWare帶來的可用于X86的虛擬化計(jì)劃。通過虛擬機(jī)，可以在同一臺(tái)物理機(jī)器上運(yùn)行多個(gè)虛擬機(jī)，這意味著可以降低服務(wù)器的數(shù)量，而且速度和彈性也遠(yuǎn)超物理機(jī)。
基于虛擬機(jī)的云計(jì)算
在虛擬化技術(shù)成熟之后，云計(jì)算市場(chǎng)才真正出現(xiàn)，此時(shí)基于虛擬機(jī)技術(shù)誕生了眾多的云計(jì)算產(chǎn)品，也陸續(xù)出現(xiàn)了IaaS、PaaS等平臺(tái)和公有云、私有云、混合云等形態(tài)：
2006年，AWS推出首批云產(chǎn)品Simple Storage Service (S3)和Elastic Compute Cloud（EC2），使企業(yè)可以利用AWS的基礎(chǔ)設(shè)施構(gòu)建自己的應(yīng)用程序
2008年4月，Google App Engine發(fā)布，是 Google 管理的數(shù)據(jù)中心中用于 WEB 應(yīng)用程序的開發(fā)和托管的平臺(tái)。
2009年，Heroku 推出第一款公有云 PaaS （Platform-as-a-Service）
2010年1月，微軟發(fā)布 Microsoft Azure云平臺(tái)服務(wù)。備注：Microsoft Azure 于2008年宣布。
2010年7月，Rackspace Hosting和NASA聯(lián)合推出了一項(xiàng)名為OpenStack的開源云軟件計(jì)劃
2011年，Pivotal推出了開源版PaaS Cloud Foundry，作為Heroku PaaS的開源替代品，并于2014年底推出了Cloud Foundry Foundation。
2013年底，Google 推出 Google Compute Engine （GCE）正式版。備注：GCE的測(cè)試版本于2008年發(fā)布，預(yù)覽版于2012年發(fā)布。
2014年，AWS推出 Lambda，允許在AWS中運(yùn)行代碼而無需配置或管理服務(wù)器，即Faas/Serverless。
在這期間，出現(xiàn)了云計(jì)算的多個(gè)重要里程碑：
IaaS的出現(xiàn)：通過按時(shí)計(jì)費(fèi)的方式租借服務(wù)器，將資本支出（Capex）轉(zhuǎn)變?yōu)檫\(yùn)營支出（Opex），這使得云計(jì)算得以大規(guī)模興起和普及。
PaaS的出現(xiàn)
開源IaaS的出現(xiàn)：云計(jì)算已經(jīng)開始進(jìn)入開源時(shí)代
開源PaaS的出現(xiàn)
FaaS的出現(xiàn)
補(bǔ)充術(shù)語介紹，Capex Vs. Opex：
Capex = capital expenditure / 資本支出
Opex = operational expenditure / 運(yùn)營支出
容器的興起和編排大戰(zhàn)
2013年，在云計(jì)算領(lǐng)域發(fā)生了一件影響深廣的技術(shù)變革：容器。
容器技術(shù)可以說是過去十年間對(duì)軟件開發(fā)行業(yè)改變最大的技術(shù)，而從虛擬機(jī)到容器，整個(gè)云計(jì)算市場(chǎng)發(fā)生了一次重大變革，甚至是洗牌?；谌萜骷夹g(shù)的容器編排市場(chǎng)，則經(jīng)歷了Mesos、Swarm、kubernetes三家的一場(chǎng)史詩大戰(zhàn)，最終以kubernetes全面勝利而告終：
2008年，LXC（Linux Container）容器發(fā)布，這是一種內(nèi)核虛擬化技術(shù)，可以提供輕量級(jí)的虛擬化，以便隔離進(jìn)程和資源。LXC是Docker最初使用的具體內(nèi)核功能實(shí)現(xiàn)
2013年，Docker發(fā)布，組合LXC，Union File System和cgroups等Linux技術(shù)創(chuàng)建容器化標(biāo)準(zhǔn)，docker風(fēng)靡一時(shí)，container逐步替代VM，云計(jì)算進(jìn)入容器時(shí)代
2014年底，CoreOS正式發(fā)布了CoreOS的開源容器引擎Rocket（簡(jiǎn)稱rkt）
2014年10月，Google 開源 kubernetes，并在2015年捐贈(zèng)給 CNCF
2015年6月，OCI組織成立，旨在制定并維護(hù)容器鏡像格式和容器運(yùn)行時(shí)的正式規(guī)范，以便在不同的操作系統(tǒng)和平臺(tái)之間移植
2015年7月，Google聯(lián)合Linux基金會(huì)成立了CNCF組織，kubernetes 成為 CNCF 管理的首個(gè)開源項(xiàng)目
2015年，CNCF組織開始力推 Cloud Nativ ，完全基于開源軟件技術(shù)棧，Cloud Native 的重要理念是：以微服務(wù)的方式部署應(yīng)用，每個(gè)應(yīng)用都打包為自己的容器并動(dòng)態(tài)編排這些容器以優(yōu)化資源利用
2017年9月，Mesos宣布了對(duì)Kubernetes的支持
2017年10月，Docker宣布將在下一版Docker，將同時(shí)支持自家調(diào)度引擎Swarm和來自Google的調(diào)度平臺(tái)Kubernetes
2018年3月，Kubernetes 從 CNCF 畢業(yè)，成為 CNCF 第一個(gè)畢業(yè)項(xiàng)目
這里有兩個(gè)重要的里程碑：
2013年，Docker發(fā)布，容器逐步替代VM，云計(jì)算進(jìn)入容器時(shí)代
2017年底，Kubernetes 贏得容器編排的勝利，云計(jì)算進(jìn)入 Kubernetes 時(shí)代
在容器編排大戰(zhàn)期間，以 kubernetes 為核心的CNCF Cloud Native生態(tài)系統(tǒng)也得以迅猛發(fā)展，云原生成為云計(jì)算市場(chǎng)的技術(shù)新熱點(diǎn)。
云計(jì)算演進(jìn)總結(jié)
云計(jì)算的發(fā)展演進(jìn)歷史，有以下規(guī)律：
核心構(gòu)建塊的變化：
從早期的物理服務(wù)器，通過虛擬化技術(shù)演進(jìn)為虛擬機(jī)，再擺脫機(jī)器的限制縮小為構(gòu)建塊，最后通過容器化技術(shù)演進(jìn)為目前的container
隔離單元：無論是啟動(dòng)時(shí)間還是單元大小，物理機(jī)、虛擬機(jī)、容器一路走來，實(shí)現(xiàn)了從重量級(jí)到輕量級(jí)的轉(zhuǎn)變
供應(yīng)商：從閉源到開源，從單一供應(yīng)商到跨越多個(gè)供應(yīng)商
下圖形象的概述了這二十年云計(jì)算的演進(jìn)過程：從傳統(tǒng)預(yù)制IT、托管到云，以及云的不同形態(tài)如IaaS、PaaS、SaaS等。
對(duì)于XaaS的一路演進(jìn)，可以簡(jiǎn)單歸納為：
有了IaaS，客戶不用關(guān)注物理機(jī)器
有了PaaS，客戶不用關(guān)注操作系統(tǒng)
有了SaaS，客戶不用關(guān)注應(yīng)用程序
在這過去的二十年間，云計(jì)算幾乎重新定義了整個(gè)行業(yè)的格局，越來越多的企業(yè)開始降低對(duì)IT基礎(chǔ)設(shè)施的直接資本投入，不再傾向于維護(hù)自建的數(shù)據(jù)中心，而是開始通過上云的方式來獲取更強(qiáng)大的計(jì)算、存儲(chǔ)能力，并實(shí)現(xiàn)按時(shí)按需付費(fèi)。這不僅僅降低IT支出，同時(shí)也降低了整個(gè)行業(yè)的技術(shù)壁壘，使得更多的公司尤其是初創(chuàng)公司可以更快地實(shí)踐業(yè)務(wù)想法并迅速推送到市場(chǎng)。
參考資料
CNCF的介紹資料?Cloud Native and Container Technology Landscape
What is XaaS? IaaS vs SaaS vs PaaS: what’s the difference：對(duì)XaaS的概括介紹
漫畫趣味圖解云計(jì)算的起源
云計(jì)算的前世今生——云計(jì)算發(fā)展大事件: 梳理得較為全面的云計(jì)算大事記文章，值得收藏和分享
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看完一鍵三連在看，轉(zhuǎn)發(fā)，點(diǎn)贊
是對(duì)文章最大的贊賞，極客重生感謝你
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