前言
什麼是雲(Cloud)?
什麼又是雲端運算(Cloud Computing)?
它的關鍵技術是什麼?
對於使用者的使用體驗
與現今產業與社會又有什麼樣的衝擊與改變?
今天,就讓我們來聊聊雲端運算。
什麼是雲端運算?
事實上
所謂的雲端運算
雲計算
(Cloud Computing)
指的就是網路運算
(Internet Computing)。
網路是透過電纜
將用戶端
人電腦
遠端伺服器
連結在一起
只是在流程圖中
常用雲狀圖
來表達網路連結
才會把網路運算
又稱作雲端運算
伺服器
一次執行
多位使用者的指令
比如
線上遊戲(Online Games)
伺服器
可以應付多位玩家
只要使用者能透過網路
由用戶端登入遠端伺服器進行操作
就可以稱為雲端運算
傳統上人們是怎麼經營企業的呢?
為了要儲存企業營運資料
並進行庫存管理
採購進貨管理
配銷管理
財務管理
人資管理
生產管理
決策支援管理
系統
一般電腦主機
運算能力
絕對無法支援
企業需求
你需要一台
運算能力強悍
大型電腦
伺服器
對於大企業而言
一台伺服器
顯然還是不夠
比如Google最少有一百萬台伺服器。
因此
你得建一個資料中心(Data Center),
也叫伺服器農場(Server Farm)。
(養了好多的伺服器在裡頭啊!)
要養多台伺服器不是一件容易的事情
(想想你抓寶可夢都得耗費許多顆莓果)。
資料中心是相當高耗能的建設
大型資料中心消耗的電力幾乎等同於一座小型城市
以機房至少15年壽命來看
將會有75%的營運支出用在電費上
為當初投資成本的3到5倍
由於將大量的伺服器與儲存設備集中放置會產生大量的熱能
為了降低溫度
最常見的方法就是「吹冷氣」
根據統計
資料中心有45%的電力是花費在空調設備上
也有一些資料中心會利用水冷式設計降溫。
非常大的資料中心可以使用貨櫃來安置
每個貨櫃可放置約莫1000個或更多的伺服器
網路、儲存、冷卻、電源等基本要素則以模組的方式配置在固定尺寸的貨櫃中
每一個貨櫃也可以彼此串連起來
隨著需求的擴大增加貨櫃的數量
有了基礎硬體設備後
企業還需要伺服器專用作業系統
應用軟體
企業管理系統(ERP)。
IBM、甲骨文、SAP、微軟…等企業級資料庫管理系統
也意味著$$$$$
每出一個新版本
企業就得要花大錢
重新買一套的防毒軟體光碟
安裝、適應新的作業系統。
要開一家公司
卻得花錢建資料中心
買伺服器
買頻寬
買空調降溫防火設備
買企業級資料庫軟體
你還得請一票的IT人員進行維護管理
「天啊!」你可能正在想:「一家小公司哪承受得起!」
事實上
當前企業砸大錢蓋機房架構IT設備,
平均使用率卻不到15%
換句話說
有將近85%的資源是浪費的。
如果能將
機房設備維護
網路管理
軟體升級
通通交給專人處理
改以本身需求量向人租借空間與服務
不是節省了許多麻煩嗎?
雲端運算的願景
便是要讓資訊服務
如同水電等公共服務一般
隨時都能供應
在工業時代初期
工廠得自己蓋發電廠確保穩定供電
隨著技術提升
發電廠可以提供更大的電力
也發展出更健全的電力網路
供電範圍更普及
供電品質更穩定
電力的供應就成為是一種穩定的服務了
也就沒有人會為了要使用電力而自己蓋發電廠
要使用電力
只要插上插頭就行了
自來水、瓦斯等公共系統
也都是歷經相同的演變
而成為人們日常生活中可以依賴的服務。
當人們日常生活中對於資訊科技的依賴日益增加
資訊科技自然會朝向公共服務的型式發展
而這就是雲端運算的終極目標
只要有可連結網路的設備
使用者透過網路就能使用運算資源
並依照最終使用量付費
如此願景便須仰賴雲端運算技術
也衍生出了雲端服務的三種層次
硬體(IaaS)、軟體(SaaS)與平台(PaaS)。
IaaS
Infrastructure as a Service
基礎架構即服務
IaaS服務
將
主機
網路設備
租借出去
例如:
Amazon
EC2
中華電信
HiCloud
讓使用者
在業務初期
可以依據需求租用
不必花大錢建置硬體
待業務量成長
可再租用新的空間
隨時擴充
業務低時
亦可降低租用量
,彈性更高。
在從前
透過網際網路
租用他人的伺服器
是件很不合理的事情
第一是網速慢
第二是成本高
我有多少個用戶
就得買多少台伺服器
比起用戶自己買便宜不了多少。
現今技術的提升
比如硬體的多核
讓一台伺服器的運算能力
大到一個用戶根本用不了那麼多的處理能力
再來是虛擬化技術
可以將一台主機
切割成多個虛擬器
(Virtual Machine),
相當於變成多台電腦
給多人共用
這樣每個使用者
只需按使用量付費
SaaS
Software as a Service
軟體即服務
讓使用者
不須下載軟體到本機上
不占用硬體資源的情況下
透過瀏覽器
直接使用線上軟體
比如
不用再事先安裝
Office Outlook軟體
直接上線登入
Gmail便能收發信件
Office Word
改以Google Doc方式
且不只是電腦
不同的行動裝置
也可以登入同一個服務
資料永遠是即時同步的。
這類服務有針對一般使用者
比如Google Calendar
Google的線上文件協作服務
也有以企業用戶為導向
流程管理
人力資源管理
客服管理
SaaS提供的應用程式
減少了客戶安裝
維護軟體
時間與成本
降低硬體資源消耗
使用者也不需再擔心
軟體的安裝和升級
更不必一次買下軟體授權
而能根據服務的使用量付費
或根本免費
(軟體供應商透過廣告方式營利)。
另一方面
由於資源都放在雲端上
對於軟體開發者
也可以很方便地進行軟體布署
甚至是一天升級多次
產品生命週期不再切得那麼分明
透明的作業
讓使用者可以很明顯感受到
品質越趨完善的服務。
系統
比如
IBM SmartCloud
Salesforce.com
SugarCRM
PaaS
Platform as a Service
平台即服務
PaaS是在SaaS
也就是線上軟體之後
興起的一種新的架構
主要針對軟體開發者
提供完整的雲端開發環境。
有了PaaS
軟體開發商
獨立開發者
無須在本機安裝開發工具
而能透過供應商支援的
程式語言與開發工具
利用瀏覽器
遠端控制台等技術
直接在遠端進行開發
在開發完成後
開發者能將開發好的軟體
直接布署到雲端運算環境中進行測試
同時提供支援程式運作的
一些中介軟體與設計介面
PaaS提供了簡單易用的開發平台
讓開發者能用更低的成本
在更短的時間內開發完畢並上線
由於軟體的開發和運行都是基於同樣的平台
相容性高
開發者也無需考慮
擴充性或服務容量等問題
交由平台供應商
協助進行監控和維護管理。
目前有能力提供PaaS平台的廠商並不多
主要有
IBM的Rational
Salesforce的Force.com
Google的Google App Engine
有了雲端運算技術
讓資訊服務與水電瓦斯等基礎設施一樣
能靈活動態的依據需求量調整資源佈署
按使用量計費
裨益更廣大的群眾與激發更多的商業發展
雲端運算的發展
人類對於資訊服務的需求日漸增大
但為什麼遲至2007年
「IT能以公共服務的方式提供」
這個概念才開始興盛呢?
雲端運算之熱不是憑空出現
實是多種技術與商業應用的的成熟,
使得雲端運算從炒作轉為實際
可以說是發展之必然結果
最重要地
莫過於「連網服務」
與「線上軟體」。
這邊
我們要來講講先驅者甲骨文(Oracle)公司的故事。
甲骨文
(Oracle)
創立於1977年
是繼微軟後
全球收入第二多的軟體公司
而作為世界第二大的軟體公司
甲骨文擁有伺服器端最重要的軟體
資料庫系統
根據Google研究院院長諾維格
(Norvig)
博士所提出的諾維格定律
(Norvig’s Law)
當一家公司的市占率大於50%時
便不會再翻倍了。
這表面上是一句廢話
實際上卻意味著
市占率大於50%即等於安逸衰敗的開始
這在IT產業歷史上屢見不鮮
就算一家企業早已在一個市場上占據主導地位
仍必須不斷開拓新財源才能長盛不衰
因此就算原先甲骨文和掌控使用者端的微軟相不干涉
在雙方業務不斷擴展的情況下
終有一天也會廝殺在一塊。
事實上
甲骨文創辦人兼執行長
賴瑞·埃里森
Larry Ellison
始終活在蓋茲的陰影下
尤其甲骨文和微軟在1986年三月在納斯達克掛牌上市只隔了一天
彼時比爾·蓋茲簡直是IT界的搖滾新星
(如同今日的Mark Zuckerberg),
讓埃里森相形黯然失色也氣得牙癢癢。
當微軟推出的
SQL Server資料庫
搶佔了一些高檔軟體市場
同時間的Windows 95
也大受歡迎時
埃里森終於發作了。
他想到了一記妙招
1995年
埃里森宣布個人電腦(PC)已死
取而代之的將會是網路電腦
(Network Computer, NC),
同時在甲骨文底下成立了一家名為
「網路電腦」(Network Computer Inc.)的子公司。
始終活在Gates陰影下的Larry Elison宣布網路電腦時代來臨
雲端運算先趨:網路電腦
網路電腦
沒有硬碟
記憶體也比一般電腦少了一半
使用者不須下載安裝
所有的軟體都將在網路上操作運行
價格也相當便宜──當時的個人電腦
一台約1500美元
網路電腦的售價僅500美元
足足少了2/3的價格
最重要的是
網路電腦不需要作業系統
或者更精確的說
不需要微軟的作業系統
網路電腦的背後就是強大的伺服器
所有資料和應用程式都將存儲在伺服器的資料庫中
而甲骨文的資料庫技術
將使網路電腦非常容易操作管理
甲骨文也一併聯合了IBM
昇陽、Apple和網景等同樣討厭微軟的公司
在1996年制定了網路電腦的標準
埃里森一言既出
不但舉座譁然
引起媒體報紙爭相播報
也讓人們看到
網際網路發展的巨大潛力
可惜概念雖破格超前
(埃里森差一點就能成為PC界的賈伯斯了呢)
卻敗在
尚不成熟的技術環境
與埃里森的急於躁進
由於個人電腦業者
(康柏、戴爾、惠普、IBM)積極降價
以至網路電腦的價格優勢不再那麼明顯
而當時上網採用撥接連線
不但網速緩慢
費用高
在沒有WiFi的情況下只有住家和辦公室可以連上網
相當不便
最重要地
雲端上並沒有提供相應於本地端的軟體服務
比如Microsoft Office或Adobe系列
網路電腦經過兩年的試驗後
最終宣告失敗
隨後
便爆發了第一次的網際網路(DOT-COM)泡沫
讓市場有很長一段時間不再相信雲端應用的可能性。
雲端運算的重砲回歸
雲端運算之所以能重回人們的視野
主要仰賴了三家公司的不可忽視的力量
Amazon、IBM和Google
2006年左右
它們各自提出了對於雲端運算應用的認知。
Amazon
電子商務公司
轉型為
IT基礎服務提供商
網路書店起家
消費者多達1500萬名
遍布全球160個國家
商品超過500萬種
為了要處理
龐大的商品與客戶資料
Amazon建置了相當龐大的資料中心
但銷售存在著旺季與淡季
中間多餘的設備便白白空閒著
Amazon絞盡腦汁
希望能降低這筆龐大的資源浪費
最後發現可以將多餘的空間出租出去
這便是2006年所推出的
EC2
(Elastic Compute Cloud)服務開端
另一方面
Amazon早期除了賣書外
提供小型商家或個人戶
在其交易平台上販售商品
後來Amazon乾脆為小商家們提供了
網站代管(Web Hosting)服務
幫忙線上商店的管理
又因此建立了更多的資料中心
到現在
只要有網站建立需求
任何公司或個人
都可以租用Amazon的託管服務
IBM
硬體大廠
轉型為
企業級的軟硬體整合方案
IBM雖然是第一個研發出個人電腦的企業
卻也因為客戶以
政府部門
軍隊
大型企業與金融業為主
基因中帶著保守穩健的作風
導致在微軟的纏鬥中敗下陣來
失去了終端使用者的市場
在1980年代
差點面臨倒閉的危機
直到在1993年宣布轉型以來
IBM逐漸從硬體製造商轉變為企業級的軟硬體整合解決方案
(Total Solution Provider)。
也因此IBM在看到雲端運算興起
而微軟掌控的本地端用戶市場將有可能吃鱉時
興奮地拍手叫好
一舉踏入了雲端運算市場爭奪戰
它的銷售對象仍是企業級客戶
旗下擁有相當全面的雲端運算產品線
涵蓋伺服器
管理軟體
中介軟體
應用軟體
雲端運算的三個層次
(IaaS、SaaS和PaaS)
全部都有相應的解決方案
2007年
IBM推出Blue Cloud服務
是IBM最早推出
也最成熟的雲端運算解決方案
Blue Cloud
吸取了IBM多年來管理大規模企業級資料中心的經驗
在市場上獲得了很大的成功
該方案的功能和特性也被應用在隨後的系列產品中
如
CloudBurst
Tivoli Service Automation Manager
Google
搜尋引擎公司
轉型為
線上應用軟體提供商
Google是最早提出
雲端運算概念的公司
最初Google開發雲端運算平台
是為了能把大量廉價的伺服器集成起來
以支援自身龐大的搜尋服務
先前提到的諾維格定律
當微軟和Google
在各自的市場達到壟斷時
必然得尋求新的進入市場
也必然碰撞在一塊
2003年
微軟宣布進軍
網際網路的搜尋市場時
Google積極打造了
超級資料中心
並開始將微軟在本機端的軟體服務搬到了線上
搶奪微軟的終端使用者市場
從日曆(Calendar)
電子郵件(Outlook)
Office文書處理系列
Google分別推出了
Google Calendar
Gmail
Google Docs
不但成功向微軟示威
也鞏固了以使用者為中心
以收取廣告費的商業模式
打對臺(微軟)
吸取了甲骨文
曾經的Network Computer概念
在多年後推出了Chromebook
搭載Chrome OS作業系統
以雲端服務代替的桌面程式
只要一個 Google 帳號
可以使用所有相關的服務
儲存空間有Google Drive
文件編輯有Google Docs
不能用Skype但有Google Hangouts
看影片有Google Play電影或YouTube…
Chromebook雖然尚非筆電的主流
卻是硬生生打了微軟一個響亮的巴掌
三家市場先進廠商中
有強調企業級客戶的
有強調終端使用者的…
各自對於雲端運算的認知
因企業利益取向而有所不同
但綜合起來卻是雲端運算發展到目前
最為普遍的幾種商業模式。
說了這麼多
讀者可以發現
微軟身為IT產業界的不衰霸主
正由於它牢牢掌控了本機端用戶的作業系統和桌面應用程式
又四處野心勃勃地搶佔資料庫
搜尋引擎等領域的地盤
方才刺激了其他家廠商積極發展與之相抗的線上服務
(甲骨文,IBM和Google表示: 有微軟在, 我們壓力很大…)。
註
在挪威,鮮活的沙丁魚比急凍的要貴好幾倍。
為了成功運送活沙丁魚
船長將一條鯰魚放進魚籠──沙丁魚只能不停游動以求保命
終得以存活下來。
鯰魚效應
微軟根本IT界的鯰魚啊!
專門促使其他人發展的原動力。
可能也有讀者正好奇
那麼微軟是如何因應來勢洶洶的雲端化浪潮呢?
Microsoft
從「個人用戶+本地端」轉型往「企業用戶+雲端」服務。
因應時代潮流
2008年
微軟在自家的開發者大會上
發布了一個全新的雲端運算平台
Azure Service Platform
這是一個基於微軟資料中心的PaaS平台
提供了Windows系統的線上開發
儲存和服務代管的開發環境
對於使用C#和SQL Server的開發者來說非常親民
同時微軟也提供了一套
基於Visual Studio
Azure工具
可供開發者在個人電腦上開發和測試Azure平台上的應用程式。
事實上
微軟對於雲端運算的態度
一直以來都有些說不清道不明
如果未來電腦的運算能力和軟體全都集中在雲端
那麼用戶端的電腦就不須很強的處理能力了
微軟的作業系統和軟體將受到很大的衝擊
因此微軟始終強調
網路頻寬、儲存、運算等服務不會是免費的
微軟宣稱
頻寬的限制始終存在
因此唯有搭配本機端的運算能力
才能帶給使用者真正良好的體驗與強大的應用程式。
然而
這個態度正在悄悄地轉變
微軟將自身營收分為三大類別
:「生產力與業務流程」
(Productivity and Business Processes),
包括Office與Dynamics
「智慧雲端」
(Intelligent Cloud)
包括Azure在內的所有雲端服務
「更多個人運算部門」
(More Personal Computing)
包括Windows作業系統和Surface、Xbox等硬體產品。
2016年初
微軟發布的財報中
「更多個人運算」下滑了5%
而各種雲端服務卻是表現最亮眼的部分
Office 365營收成長接近70%
Azure營收成長了140%
無疑地
雖然個人用戶端
仍為微軟現在的主要金牛
但這個市場正因個人電腦的萎縮與飽和
正在悄然下滑
未來轉向「企業用戶端+雲端服務」
可以說是確定的發展道路
仰賴用戶端起家
並因此打敗巨人IBM的微軟
如今正逐漸不敵
Google在用戶端的鯨吞蠶食
慢慢轉往企業級的雲端服務
微軟新任總裁納德拉上任以後
轉型的企圖和作為越來越明顯
2016年6月初
以262億美元
收購LinkedIn
也是其中一步重大的布局
本篇文章中
雲端運算
最終目標
如同基礎設施
讓使用者
透過網路
使用運算資源
依照使用量付費
(Unity-Based)
幾家知名大廠
(Oracle, Microsoft, Amazon, IBM和Google)
在雲端運算市場上
如何進行驚心動魄
擠兌廝殺
才出現
幾種常見
雲端運算商業應用
都仰賴雲端運算平台的支持
大數據
人工智慧
機器學習
雲端運算
作為智能產業
最重要的基礎架構
將有助
硬體創新
帶動更多伺服器
高效運算需求
開創更多的商業應用。