网站开发google,网站建设001,广告设计公司设计收费标准,长沙百度做网站多少钱为什么80%的码农都做不了架构师#xff1f; 开篇 本篇是主要讲述云计算的发展历程#xff0c;由于云计算本身提出来也不是太久#xff0c;并且其实云计算也是经过前人的一些经验总结提出#xff0c;所以我们对之前的一 些计算机的发展史有个一定的了解… 为什么80%的码农都做不了架构师 开篇 本篇是主要讲述云计算的发展历程由于云计算本身提出来也不是太久并且其实云计算也是经过前人的一些经验总结提出所以我们对之前的一 些计算机的发展史有个一定的了解那么对云计算的理解就更深入了当今信息化技术的飞速发展用户通过浏览器完成信息服务的访问促进了从传 统的数据中心的模式转变到云计算的模式的动力随着服务器虚拟化并行处理向量处理等技术的飞速发展推动了现有企业应用模式的转变本文 将会针对这些描述进行阐述加深对云计算的理解当然如果您在本文中发现错误之处那么请您批评指出谢谢。 摘要 上一篇《云计算-从基础到应用架构系列-云计算的概念》我们讲述了关于云计算方面的概念那么为了加深对这些概念的理解我们这里对计算机 的软硬件的发展史来对比分析下云计算的未来趋势并且我们知道对于信息化技术的发展主要集中在软件和硬件二个方面就目前的情况来说硬件有 提出“摩尔定律”这个我想大部分的人应该都知道不过我在后面还是简单的说明下现在的这个阶段是信息爆炸的阶段就目前我们经常使用的无 论是Google搜索还是Baidu搜索或者是Bing 都有非常大的网页数据量可见目前的信息化技术的增长之快。 我们的主题主要是下面的几个方面的内容 1、对应计算机硬件的演化。 2、互联网的发展。 3、虚拟化技术的演进。 4、云计算的优势和变革 本文大纲 1、开篇 2、摘要 3、本文大纲 4、硬件的发展史 5、互联网的发展 6、虚拟化技术的演进 7、云计算的优势和变革 8、本文总结 9、后续 硬件的发展史 计算机的发展史我们大家应该都从计算机基础那本书上应该学习过经过了4个阶段 第一个阶段是1946-1957年电子管计算机。 第二个阶段是1958-1963年晶体管计算机。 第三个阶段是1964-1969年小规模集成电路计算机。 第四个阶段是1970-1990年微处理器及大规模/超大规模集成电路计算机。 本文将会从另外一个角度来说明就是从计算机的代数来说明可能和上面的几个时间点会有部分出入不过采用的技术上是相近的 第一代计算机 第一代计算机可以追溯到1943年当时由哈佛大学设计开发IBM出资赞助完成这是一台可编程的计算机。Mark I 详细信息 摘自“维基百科” 馬克一號Mark I是美國第一部大尺度自動數位電腦被認為是第一部萬用型計算機。它的生产和设计者给它起的名字是Automatic Sequence Controlled Calculator全自動化循序控制計算機缩写为ASCC马克一号是它的用户哈佛大學给它起的名字。 這部機電式ASCC是由IBM的Howard H. Aiken所設計的在1944年8月7日搬到哈佛大學。馬克一號的特點為全自動運算。一但開始運算便無須人為介入。馬克一號是第一部被實作出來的全自動電腦同時與當年的其他電子式電腦相比它非常可靠。大家認為「這是現代電腦時代的開端」以及「真正的電腦時代的曙光」。 ASCC是由開關、繼電器、轉軸以及離合器所構成。它使用了765,000個元件以及幾百哩長的電線組裝大小為16公尺(51呎)長2.4公尺(8呎)高2呎深。重達4500公斤(5短噸)。其基本計算單元使用同步式機械所以它有一跟長15公尺(50呎)的傳動軸並由一顆4千瓦的馬達所驅動。馬可一號可以儲存72組數據每組數據有23位十進位數字。每秒可執行3次加法或是減法。一個乘法則須6秒一個除法須15.3秒計算一個對數或是一個三角函數需花費超過一分鐘。 馬克一號藉由打卡紙讀取、執行每一道指令。它沒有條件分支指令。這表示需要複雜運算的程式碼會很長一串。迴圈的完成需利用打卡紙頭尾相接的方式。這種程式碼與資料分開放置的架構就是眾所週知的「哈佛架構」。計算機先驅Grace Hopper是馬克一號的程式設計員。 在捐贈儀式上Aiken沒有提到IBM對於設計與製造這部電腦的參與IBM對此很不滿因此與Aiken分道揚鑣。IBM將這部電腦命名為ASCC但隨後哈佛大學與Aiken將它改為馬克一號。 IBM之後去製造了另一部電腦SSEC。 馬克一號之後有馬克二號(在1947年 或是 1948年)馬克三號/ADEC(1949年九月)以及哈佛馬克四號(1952年)全都是Aiken的工作成果。馬克二號是馬克一號的效能增進版但也是由機電繼電器所構成。馬克三號部分採用電子元件而馬克四號就全部改用電子元件了也就是固態元件。馬克三號與馬克四號使用磁鼓記憶體馬克四號同時也有使用磁芯記憶體。馬克二號與馬克三號搬到維吉尼亞州的Dahlgren基地給美國海軍使用馬克四號留在哈佛大學並且給了美國空軍使用。 馬克一號最終還是被拆解了但有一部分留在哈佛大學的Cabot Science Center。 第二代计算机 第二代计算机按照前面的计算机阶段的话就是处在电子管计算机。ENIAC(电子数字积分计算机)于1946年建成相关详细信息如下 埃尼阿克(ENIAC) 摘自“百度百科” 在美国宾夕法尼亚大学的莫尔电机学院揭幕典礼。它就是世界上第一台现代电子计算机“埃尼阿克”ENIAC。这个庞然大物占地面积达170平方米重达30吨。在揭幕仪式上“埃尼阿克”为来宾表演了它的“绝招”----—分别在1秒钟内进行了5000次加法运算和500次乘法运算这比当时最快的继电器计算机的运算速度要快1000多倍。这次完美的亮相使得来宾们喝彩 不已。 ENIAC长30.48米宽1米占地面积约63平方米30个操作台约相当于10间普通房间的大小重达30吨耗电量150千瓦造价48万美元。它包含了17,468 真空管7,200水晶 二极管, 1,500 中转, 70,000 电阻器, 10,000 电容器1500继电器6000多个开关每秒执行5000次加法或400次乘法是继电器计算机的1000倍、手工计算的20万倍。 第三代计算机 第一个集成电路虽然1958年9月就已经完成但是真正投入到使用的时间是1963年发明者是Kilby他的发明带来了工业革命。集成电路的出现 使得像IBM 360这样的大型机进一步增加了存储和处理能力也使更多的企业使用计算机随着时间的推移大规模集成电路出现这是第四代计算机 了。 小规模集成电路 根据集成电路规模的大小通常将其分为SSI 、MSI 、LSI 、VLSI。分类的依据是一片集成电路芯片上包含的逻辑门个数或元件个数 小规模集成电路SSI (Small Scale Integration ) 通常指含逻辑门数小于10 门(或含元件数小于100个)。 第四代计算机 当微处理器的出现标志着大规模/超大规模集成电路的出现。第四代计算机通过超大规模集成电路提供更高的计算速度面积却比以往更小1971 年11月Intel发布世界第一台商用微处理器-Intel-4004详细资料来自“维基百科” 4004是美國英特爾公司 (Intel) 推出的第一款微處理器也是全球第一款微處理器1971年11月15日发布。 4004處理器的尺寸為3mm×4mm外層有16隻針腳內有2,300個晶體管採用五层設計10微米製程。 4004的最高時脈有740KHz能執行4位元運算支援8位元指令集及12位元位址集。當時脈是108KHz時可以每秒运算6万次成本低于100美元。4004處理器的性能與早期电子计算机ENIAC相若。ENIAC是在1946年推出機器體積庞大需占用一个房间。ENIAC擁有18000个真空管。 該款處理器原先是為一家名為 Busicom 的日本公司而設計用來生產電算機。 总结 通过上面的讲述我们对计算机应该的发展史进行了回顾我们不难发现现在的CPU的处理能力远远超过了其他部件的发展速度计算机的硬件发展 很迅速。下面我们来看看摩尔定律的定义 摩尔定律是由英特尔Intel创始人之一戈登·摩尔Gordon Moore提出来的。其内容为集成电路上可容纳的晶体管数目约每隔18个月便会增 加一倍性能也将提升一倍当价格不变时或者说每一美元所能买到的电脑性能将每隔18个月翻两倍以上。这一定律揭示了信息技术进步的速 度。 从目前的Intel的多核或是AMD的真多核之争我们能够看出来目前的计算机仍然属于第四代计算机超大规模集成电路的阶段。 互联网的发展 互联网可以说是促进云计算进步的主要因素之一正是由于互联网的出现才得以让客户通过浏览器来完成服务的使用如果没有出现互联网那 么云计算也就没有办法完成调用。 互联网协议(IP) 这是目前互联网上每台计算机使用的标准通信协议。其实早在20世纪30年代Bush就提出了MEMEX的概念该系统是自动化图 书馆系统具体的简介信息如下 Memex是Vannevar Bush于1945年在其文章《As We May Think》中提出的一种“扩展存储器Memory-Extender”设想。文中指出 Memex是一个基于微缩胶卷存储的“个人图书馆”可以根据“交叉引用”来播放图书和影片。它可以通过照相或触摸屏感应来记录新信息。同时它还 提供在资料之间建立关联的功能读者可以建立一些指向某些微缩胶卷片段的链接并依照自己的喜好形成新的线性顺序甚至加上自己的补充或评 论。而且这些可以成为共享他人只要键入建立链接的作者的索引代码就可以追溯到这些关联。 后来经过演化出现了NCP协议该协议在ARPANET主机上进行链接而底层是通过IMP来完成的 ARPNET是由一种通信子网Communication Subnet和资源子网Resource Subnet组成的两级结构的计算机网络。由接口报文处理机IMP Interface Message Processor和它们之间互连的通信线路一起负责主机Host之间的通信任务构成了通信子网实现信息传输与交换。由通信 子网互连的主机组成资源子网它负责信息处理、运行用户应用程序、向网络用户提供可共享的软硬件资源。当某主机例如H1要与远地另一主机 例如H2通信、交换信息。H1首先将信息送至本地直接与其相连的IMP暂存通过通信线路沿着适当的路径按一定原则静态或动态的选择的转发 至下一IMP暂存依次经过中间的IMP中转最终传输至远地的目的IMP并送入与之直接相连的目的主机。 如此由IMP组成的通信子网完成信息在通信双方各IMP之间的存贮--转发Store and forward任务。采用这种方式使通信线路不为某对通 信双方所独占大大提高昂贵的通信线路的利用效率。ARPANET中存贮--转发的信息基本单元是分组Packet它是将整个要交换的信息报文 Message分成若干信息分组对每个分组按存贮--转发的方式在通信子网上传输因此把这种以存贮--转发方式传输分组的通信子网又称为分组交 换数据网PSDN。 我们来看看IMP的体系结构 随着NCP协议的进一步发展在1983年1月1日ARPANET将其协议从NCP替换为更灵活和更强大的TCP/IP协议。NCP协议的过时标志着互联网的兴 盛开始。 TCP/IP协议发展至今已经有很多版本的迭代从一开始的(TCP V1)到现在的流行的IPv4IPv6当然未来IPv6是趋势当然我们必须知道 TCP/IP的推广过程也可以说是一波三折一开始并不顺利也是随着不断的推广才得以迅速的普及和发展。 IPv6于1995年1月提出IPv6也被称为下一代互联网协议目前我们的互联网大部分的服务都是基于IPv4协议创建的如果完成IPv6的推广无疑 是艰难的工作。当然目前的很多硬件设备都已经提供了对IPv6的支持。 2012年之后运营商将无法再获得IPv4地址业务持续发展和IPv4地址即将耗尽是他们必须面对的现实问题。面对地址短缺的现状IPv6是解决 地址问题的根本手段。然而任何一项新技术从诞生到成熟都不可能一蹴而就IPv4和IPv6将在相当长的一段时间内共存。因此如何使IPv4平滑演进 到IPv6如何保障IPv6的安全和服务质量如何抓住三网融合、物联网等新机遇以及推动IPv6的发展与成熟等诸多问题引起了业界的普遍关注。 因此我们本文就不详细阐述相关的内容如果详细阐述那么将会需要好几篇的篇幅来说明一方面本人对网络方面的内容也是理解的深度不够 就不班门弄斧了。 1990年第一个web浏览器问世其中集成了编辑器可以创建超文本文件该浏览器与世界第一台Web服务器进行通信时间是1990年12月25日 第一个web浏览器 知道世界上第一个网站吗Info.cern ch是世界上第一个网络服务器的网址运行在欧洲原子核研究委员会CERN的一台NeXT计算机上。而第一个网页地址是http://info.cern.ch/hypertext/WWW/TheProject.html是有一个名叫Tim Berners-Lee的人创建的。 现在还可以访问这个网站http://info.cern.ch/ 网页的顶端还骄傲地写着一行英文The website of the world’s first-ever web server 后续的相关内容就是浏览器的迅速发展开始了浏览器大战我这里就不详细讲述了。 虚拟化技术的演进 服务器虚拟化是指将一台物理服务器上同时运行多个独立的虚拟操作系统的方法这样的方式可以将计算机上的投资回报利益最大化虚拟化的 提出产生于20世纪60年代我们平时说的虚拟化技术都是通过软件来完成的通过软件来模拟一个独立的操作系统环境这样可以使多个用户同时 访问一台计算机资源但是给客户的感觉是独立访问自己的服务器。图形化的概括如下 我们学过操作系统的应该知道我们平时在使用打印机的时候其实我们如果本地只有一台打印机的时候为了将这台打印机提供给多个人同时使 用这个时候我们就会使用虚拟化的技术只不过我们实际的实现机制是通过任务队列并发执行的而已但是给用户的感觉是自己在独占资源。 Amazon云计算服务中的EC2提供的服务器虚拟化技术中就是通过不同的客户创建不同的虚拟服务器实例通过自身提供的机器镜像然后在启 动实例时将机器镜像拷贝到操作系统中当用户关闭虚拟服务器时EC2会撤销实例释放服务器资源EC2是基于Xen虚拟化技术之上的应用。 服务器虚拟化的技术一般来说主要是针对以下的几个方面的虚拟化 详细的虚拟化技术及相关讲述将会在后面的虚拟化的技术中详细的讲述。 云计算的优势和变革 本节我们将会讲述云计算给我们带来了什么云计算带来的优势和变革是什么上章我们对比了云计算相比传统的基础设施方面的优势对比我们 这里不再进行详细的阐述下面我们从其他的角度来分析云计算的优势吧。 一、云计算的优势 云计算带来的优势我们从下面几个方面来讲述 1、优化信息产业的布局 这个乍一看的确有点大云计算模式呢从原来的企业的对信息化服务的自给自足的模式转变为部分服务由云计算提供商来提供的模式IT产业 中将会出现更多的实力雄厚的云计算服务提供商他们专门提供相应的服务这些云计算服务提供商他们通过提供相关领域的专家和业务人员提供 更专业的服务一般来说这些云服务提供商都有非常雄厚的硬件和软件实力像目前的几大云服务提供商无一不是这样。 2、推进了专业分工 这个怎么说呢就是通过云计算服务提供商一些中小型企业不用自己构建自己的数据中心或者说是投入大量的基础设施服务只需要通过互联 网访问云技术服务提供商提供的服务即可自己也不需要考虑一些成本投入或者维护投入等等。云服务提供商会提供大量的专业人员和科研团队来完 成这些工作因此带来了专业分工的优势。 这里的云服务提供商的优势是相对中小型企业来说云服务提供商更专业更具有经验。而且从投入成本的 角度来说云服务提供商的价格更低廉。除了带来一些成本上的优势还包括云计算服务提供商提供了软件管理方面的专业化是同一个人的效率更 高这也减少了人力成本的投入。 云计算是专业分工更加明显进一步的优化了IT产业的布局通过一些手段让更多的企业专注自己的领域扬长避短减少内耗同时也带来了 商机。 3、提高资源的利用率 这个所谓的资源利用率一般是泛指的资源对于资源的利用我们前面在服务器虚拟化那块专门的讲述了云计算提供商通过服务器的虚拟化来达到 资源的尽可能的最大化的利用从而提高投入产出比带来更高的利益举个简单的例子我们来说明吧 例如现在有个网站一年365天只有逢年过节的时候会出现100W的同时并发的情况平时非逢年过节的日期时也就是1000-10000的并发 数这个时候如果是企业自己投入基础设施构建数据中心的话可能我们的投入如下这里只是假设 一个负载均衡器 8台应用服务器 4个数据库服务器3个读服务器、1个写主服务器 这里的成本还是比较高的上面的节假日的情况勉强应付过来平时一般1000-10000只要开太服务器就可以应付的来的话那么我们可能平时 的情况下我们只要这样配置我们的服务器(括号内的为准) 一个负载均衡器(暂不需要) 8台应用服务器1台服务器 4个数据库服务器1个读服务器、1个写主服务器 无疑其他的硬件投入在大部分的时间是浪费的而且如果我们采用集群RAID 的话这将是非常大的自己投入而且硬件每年都会产生折旧这 就会冲击我们的每年的利润。 使用云的情况如下 非节假日 从云计算服务提供商购买如下服务 1台应用服务器资源 1个读服务器、1个写主服务器 按实际的运行的小时付费如果只运行10小时一天那么一年的费用就是 (10 * 365) * $/1.HTotalPay。 节假日的时候 只要为我们新扩充的资源单独的付费就可以。 一个负载均衡器 7台应用服务器 2个数据库服务器 我们这里要为上面的硬件资源单独付费采用的计费方式与上面的非节假日的形式相仿这里我们就可以看出使用云技术服务的方式可以为我 们节省很多的成本我们只为我们需要的并且使用的资源付费如果没使用的资源我们可以不付费。 4、降低管理开销 云计算提供商本身提供给客户了一些方便的管理功能内置了一些自动化的管理对应用管理的动态自动化高效率是云计算的核心因此云 计算要保证当用户创建一个服务时用最短的时间和最少的操作来满足用户的需求当用户停用某个服务操作时需要提供自动完成停用的操作并行 回收相应的资源当然由于虚拟化技术在云计算中的大量应用提供了很大的灵活性和自动化降低了用户对应用管理的开销。云计算平台会根据用 户的应用的业务需求来动态的增减资源分配完成资源的动态管理并且对用户增减模块时的自动资源配置自动资源释放等包括一些自动的冗余 备份安全性宕机的自动恢复等。 二、云计算带来的变革 上节我们讲述了云计算带来的几个优势我们本节来看看云计算带来的IT产业的变革我们来分析下作为IT产业都有什么样的角色具体的 角色的职责是什么通过上下的层次关系基本上有所了解我们看图就明白了。 在图的中间我们看到了就是云提供商是这个产业的核心所以云提供商在云计算中处于核心地位相信随着标准的定制及产业的发展云计算 提供越来越多的服务。 后续 下一篇我们就开始讲述虚拟化方面内容了希望大家看完本章内容后如果有什么意见和建议请您提出来我在下篇书写的时候会及时的改 进谢谢您的意见由于个人水平有限错误或不足之处还请多多指点。 参考文献 1、维基百科http://zh.wikipedia.org/zh/%E9%A6%AC%E5%85%8B%E4%B8%80%E8%99%9F 2、百度百科http://baike.baidu.com/view/22486.htm 3、百度百科http://baike.baidu.com/view/1343946.htm 原文链接 http://www.cnblogs.com/hegezhou_hot/archive/2011/01/08/1930658.html 转载于:https://my.oschina.net/dtec/blog/43758
