精通云计算：从虚拟化到全球覆盖

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什么是云？

云指的是计算服务（例如存储、服务器、数据库、网络和软件），这些服务是通过互联网访问的，而不是在本地计算机上。
本质上是使用他人的强大计算机（数据中心）来满足你的数字需求。与其把所有东西都保存在自己的机器上，云让你通过互联网使用由亚马逊、微软或谷歌等提供商管理的计算资源。

你可以在 Netflix、Google Drive、Gmail、Dropbox 等服务中看到它们。

为初学云工程师准备的关键概念

1. 虚拟化

虚拟化是云计算的支柱。它创建计算资源的虚拟版本，使多个虚拟实例能够在同一台物理机器上运行。可以把它想象成云的 引擎：一台物理服务器可以表现得像 50 台独立的电脑。

• 虚拟机 (VM) 在相同硬件上独立运行，互不干扰。
• 你不需要购买新笔记本来测试复杂的数据管道——只需在云上 “启动” 一个 VM，运行测试，完成后删除即可。
• 好处： 最大化硬件利用率、更高效率、降低 IT 成本、减少电力消耗。

2. 可扩展性

可扩展性是指系统通过添加资源来 处理增加的负载 的能力。它让企业能够按需扩展资源，以满足 长期增长（例如，从 10 位客户增长到 10 000 位客户）。

类比： 因为家庭成员增多而购买更大的房子。

3. 敏捷性

在云环境中，敏捷性意味着速度。它是指 快速 开发、快速 测试、快速 上线软件应用的能力。

• 在 “过去”，配置一台新服务器可能需要数周时间。
• 有了云的敏捷性，你只需点击一下按钮，就能在几秒钟内准备好数据库。

示例： 初创公司可以在数小时内创建、测试并上线移动应用，而不是数周。

4. 高可用性

高可用性（HA）确保你的服务 全年 24/7 在线，即使在停电或硬件故障时也不受影响。

• 备份系统保持一切运行，因此单台服务器故障不会影响用户。
• 策略： 若一个数据中心宕机，流量会自动切换到备用数据中心，使故障对用户不可见。

注意： 高可用性并不是 “对所有人开放”。防火墙规则仍然只允许授权用户访问。

5. 容错性

容错架构 能够自动从故障中恢复，提供 零中断 的体验。

• 若一台服务器崩溃，工作负载会立即迁移到另一台服务器。
• 与 HA 的区别：
  • 高可用性 – 系统在故障后快速恢复。
  • 容错性 – 系统从不出现可见故障，因为 “影子” 系统并行运行，能够瞬间接管（即 “不眨眼” 策略）。

6. 全球覆盖

云服务提供商在全球拥有数据中心，使企业能够在 任何地方 为客户提供低延迟的服务。

• 示例：尼日利亚的金融科技公司可以通过将数据存放在更靠近欧洲和美国的地点来扩展业务，从而降低延迟。
• 如果一家公司在拉各斯、伦敦和东京都有办公室，它可以在 Azure 的相应区域托管数据，确保在所有地点都能获得快速的用户体验。

7. 弹性 vs. 可扩展性

示例： 在一次限时抢购期间，弹性会在数小时内增加额外的计算实例；而在数月后，可扩展性会通过永久性容量的增加来支撑更大的用户基数。

弹性 收缩 以适应…

需求降低。例如，当零售网站在黑色星期五的流量是平时的10倍，而在星期六恢复正常。

虽然可扩展性意味着公司不必担心电子表格从 100 行增长到 1 千万行，因为云可以处理这种扩展，但这两个概念对现代云工程都至关重要。

这些概念构成了现代云工程的基础。理解它们将帮助您设计、构建和管理稳健、高效且具成本效益的云解决方案。