“云计算”，相信大家都很熟悉了。作为信息技术发展的主流趋势，它时常出现在我们的眼前。与之相伴的，还有这些概念名词——OpenStack、Hypervisor、KVM、Docker、K8S……这些名词概念都属于云计算技术的范畴。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。因此，小枣君今天的文章就给大家做一个通俗易懂的介绍，来解释这些云计算的概念以及它们之间的关系，希望能帮助大家入门。什么是云计算在介绍那些稀奇古怪的名词之前，先介绍一下云计算。计算机刚发明时，还没有网络，每台计算机（PC）都是一台独立的计算机。这个单机包括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来完成工作。后来有了网络（Network），单机之间可以交换信息，一起工作。后来单机性能越来越强，就有了服务器（Server）。人们发现可以将一些服务器集中起来，放在机房里，然后让用户通过网络访问和使用机房里的计算机资源。后来小网变成了大网，就有了互联网（Internet）。小机房变成了大机房，还有一个IDC（InternetDataCenter，互联网数据中心）。当越来越多的计算机资源和应用服务（Application，如看网页、下载电影）集中起来，就变成了——“云计算”。无数大型机房化为“浮云”。你觉得云计算太简单了吗？别着急，开始深入。云计算的原理很简单。说白了，就是把计算机资源收集起来，放到网络上。然而，云计算的实施非常复杂。比如你只是在公司的小机房架设一台服务器，开通一个FTP下载服务，然后用它来进行几个同事之间的电影共享，当然是很简单的。如果是“双11”淘宝购物节，全球数十亿用户访问阿里巴巴淘宝网站，每天数十PB（1PB=1024TB=1024×1024GB）的访问量，每秒数百GB的流量。.这不是几根网线，几台服务器就能解决的。这时候就需要设计一个超大容量、超高并发（同时访问）、超快速度、超强安全性的云计算系统来满足业务顺畅运行的需求。这就是云计算变得复杂的地方。我刚才说了，我们把计算机资源放在云端。这个计算机资源其实分为几个等级：最高等级，也就是最高等级的硬件资源，主要包括CPU（计算资源）、硬盘（存储资源）、网卡（网络资源）。第二个层次更高级。不打算直接用CPU、硬盘、网卡。希望大家安装好操作系统（如Windows、Linux）和数据库软件，我后面会用到。第三个层次更高级。您不仅需要安装基本的操作系统，还需要安装具体的应用软件，如FTP服务器软件、在线视频服务器软件等，我可以直接使用该服务。这三个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，也许更直观：目前主流的云计算服务商，如亚马逊AWS、阿里云、华为云、天翼云、腾讯云，说白了就是为你提供以上三个层次的云资源。他们提供你想要的。他们提供尽可能多的你想要的。继续前进。阿里和华为如何提供如此多样化、多层次的云计算服务？难道说是人工安排？——如果你想要一台八核CPU、16GB内存、500GB硬盘的服务器，阿里会临时安排工程师帮你组装？如果要安装CentOS7.2（Linux操作系统的一种），MySQL5.5.60（数据库系统的一种），阿里也临时请工程师帮你安装配置？这显然是不可能的，它也请不起人力。也等不及时间了。因此，出现了各种软件和平台，负责资源的快速调用和集中管理。什么是虚拟化如果要管理物理资源，第一步就是“虚拟化”。虚拟化是云计算的基础。简单地说，虚拟化就是在一台物理服务器上运行多个“虚拟服务器”。这种虚拟服务器也称为虚拟机（VM，VirtualMachine）。从表面上看，这些虚拟机是独立的服务器，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）”。虚拟机被称为“客户（Guest）”。谁来完成物理资源虚拟化的工作？它就是大名鼎鼎的Hypervisor。Hypervisor，中文翻译为“超级主管”，也叫VMM（VirtualMachineMonitor，虚拟机监视器）。它不是一个特定的软件，而是一类软件的总称。Hypervisor分为两类：***类，hypervisor直接运行在物理机上。虚拟机在管理程序上运行。第二种是在物理机上安装一个普通的操作系统（比如Linux或者Windows），然后在普通的操作系统上安装一个hypervisor来生成和管理虚拟机。像VMware、KVM、Xen、VirtualBox，都属于Hypervisor。VMware大家应该都不陌生，也就是VMwareWorkstation。很多人在学习Linux的时候，都是在windows系统下安装WMware，然后创建一个Linux虚拟机。不过，真正厉害的还是KVM（kernel-basedvirtualmachine，基于Linux内核的虚拟机）。它是目前最热门、最受追捧的虚拟化解决方案。KVM等Hypervisor软件实际上提供了虚拟化能力来模拟CPU的运行，这个能力就更低了。但是它的用户交互性不好，使用起来也不方便。因此，为了更好的管理虚拟机，需要OpenStack这样的云管理平台。关于OpenStack，之前有介绍过。它有点像商店，负责管理商品（计算资源、存储资源、网络资源等）并销售给用户，但它本身不制造商品（不具备虚拟化能力），它的商品来来自KVM。当然，如果不使用KVM，也可以使用Xen等其他hypervisor。OpenStack的管理界面比命令行好很多吧？请记住，上面提到的概念，包括VM、KVM、OpenStack等，主要属于IaaS（InfrastructureasaService）。这不难理解吧？什么是容器？继续说吧。那么，什么是容器？大佬们常说的Docker和K8S是什么？我们之前介绍了虚拟化。使用虚拟化一段时间后，人们发现它存在一些问题：不同的用户有时只是想运行一些属于自己的简单程序，运行一个小进程。为了不互相影响，需要创建一个虚拟机。如果自己搭建虚拟机，显然浪费会有点大，而且操作会比较复杂和耗时。而且，有时候，如果要迁移自己的服务程序，需要迁移整个虚拟机。显然，迁移过程也可能很复杂。有没有办法更灵活更快？是的，这就引入了“容器”。容器也是虚拟化的，但是是“轻量级”的虚拟化。它的目的和虚拟机一样，都是为了创造一个“隔离环境”。但是，它与虚拟机有很大的不同——虚拟机是操作系统级的资源隔离，而容器本质上是进程级的资源隔离。VirtualizationVScontainerandDocker，大家经常听到的，是一个创建容器的工具，一个应用容器引擎。Docker的中文意思是码头工人。而它的LOGO是一条承载着许多容器的鲸鱼。与传统的虚拟机相比，Docker具有明显的优势。它的启动时间非常快，以秒为单位，资源利用率高（一台主机可以同时运行数千个Docker容器）。此外，它占用的空间非常小。虚拟机一般需要几GB到几十GB，而容器只需要MB甚至KB。除了Docker创建容器，我们还需要一个工具来编排容器。这个工具就是K8S。K8S即Kubernetes，中文意思是舵手或领航员。Kubernetes这个词很长，所以大家把中间的八个字母缩写成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（ContainerOrchestration）——启动容器，自动部署，扩展和管理容器应用，回收容器。简单来说，K8S有点像容器的保姆。它负责管理容器运行在哪台机器上，监控容器是否有问题，控制容器与外界的通信等等。通过下面的K8S体系结构图，可以看出K8S与容器的关系。除了K8S，还有很多容器管理平台，比如Compose、Marathon、Swarm、Mesos等。Docker和K8S不再关注基础设施和物理资源，而是关注应用层，所以属于PaaS。知道了？好了，今天就到这里。再继续下去，估计又有不少人要晕倒了。正如文章开头所说，今天主要介绍KVM、Hypervisor、OpenStack、Docker、K8S等术语的含义，它们在云计算系统中的地位，以及它们之间的关系。云计算涉及很多需求。有许多不同的技术可以实现相同的要求。对于同一种技术，往往有许多不同的厂商相互竞争。因此，就会出现大量的概念和名词，发展变化会很快。不管怎样，梳理出最关键的名词概念，是学好云计算的第一步。
