云计算使组织能够通过互联网使用基础设施和应用程序，而无需在本地或内部安装和维护它们。该基础设施模型依赖于由第三方服务提供商拥有和运营的远程数据中心、服务器和存储系统网络。云计算对于企业的一个主要优点是其灵活性，能够快速、高效地扩展资源以满足业务需求，使组织无需花费时间和费用来扩展自己的物理 IT 基础设施。
虽然云计算技术自 20 世纪 60 年代以来就已经存在，但直到 21 世纪初，现代商业云基础设施才正式出现。以 Amazon 为代表的互联网公司引领了这一潮流，该公司于 2002 年推出了 Amazon Web Services (AWS)，为企业提供基于云的存储和计算服务，并于 2006 年推出了 Elastic Compute Cloud (EC2)，让用户能够租用虚拟计算机来运行自己的应用程序。
2020 年，在新冠疫情期间，企业加快了云采用的速度，来提供对数据、存储和操作的远程访问，以便在封锁期间保持业务连续性。根据最新的《IBM 转型指数：云业务现状》，超过 77% 的受访者已采用混合云方法来帮助推动数字化转型。
私有云、公有云和混合云模型都使用了以下技术组合：
虚拟化是云计算的基础，它是一个抽象层，使单台计算机的硬件资源（处理器、内存、存储等）可以划分为多个虚拟计算机，称为虚拟机 (VM)。虚拟化将云服务提供商 (CSP) 在众多位置维护的物理服务器连接起来，然后对资源进行划分和抽象，让最终用户在任何有互联网连接的地方均可访问这些资源。除了对服务器实施虚拟化之外，云计算还使用许多其他形式的虚拟化，包括网络虚拟化和存储虚拟化。
所有云计算模型都会利用各种软件工具，包括集中管理平台 (CMP)。CMP 创建一站式界面 (SPOG)，来提供对多个信息和数据源的可见性。借助这种统一的视图，管理员和开发团队能够集中控制其基础设施和应用程序，从而能够优化成本、安全性、可用性和资源利用率。
自动化工具是基于云的基础设施的一项重要功能。这些工具可减少对人工干预的需求，使自助式资源交付成为可能。已纳入大多数云环境的软件自动化示例包括：
API 通过支持在不同的软件应用程序和服务之间进行通信和交互，包括促进对数据存储和数据库的访问、访问和管理安全控制措施等，在云计算中发挥着重要作用。
基于云的应用程序和服务支持无数的业务用例 - 从备份和灾难恢复到大数据分析，再到软件开发。每项服务都有利于通过互联网，在前端客户端与云服务提供商提供的后端云系统之间实现数据流。这些服务可以部署在公有云、私有云和混合云环境中。
主流 CSP（Amazon Web Services (AWS)、Google Cloud Platform、IBM Cloud 或 Microsoft Azure）和其他云服务提供商（如 VMware）提供的最常见云计算服务可概述如下：
公有云供应商提供的大多数其他服务都是与上述三种基本模型结合使用的扩展（如安全或成本控制平台）。也就是说，其他服务平台包括：
公有云是一种计算模型，其中云服务提供商通过公共互联网，向用户提供计算资源（例如，软件应用程序、开发平台、虚拟机、裸机服务器等）。CSP 按照订阅或按使用付费的定价模式销售这些资源。
根据 Gartner 的一份报告（ibm.com 外部链接），全球最终用户在公有云上的支出预计总计 6790 亿美元，预计到 2027 年将超过 1 万亿美元。
公有云环境是多租户环境，用户共享一个虚拟资源池，该资源池通过自助服务界面自动配置并分配给各个租户。在这种情况下，多个租户的工作负载可能会在共享的物理服务器上同时运行 CPU 实例，但其数据却保持独立。通过让众多客户共享资源，云供应商能够以比这些客户维护自己的基础设施更低的成本，向许多客户提供服务。
私有云环境是专用于单个组织的云计算模型。与公有云不同，私有云是一种单租户环境，只有一个客户可以访问资源。私有云可以托管在组织的本地数据中心、异地数据中心的租用基础设施或云服务提供商的基础设施上。
与公有云相比，私有云对安全性和资源自定义提供了更好的控制。许多组织选择私有云环境来保护敏感数据，这一业务需求正在变得越来越重要。例如，政府机构经常选择私有云环境，来应对用于处理机密文件、个人身份信息 (PII) 或其他敏感数据的工作负载。根据 Gartner 的一项调查（ibm.com 外部链接），截至 2024 年，全球 75％ 的人口的个人数据将受到现代隐私法规的保护。
企业可以通过使用防火墙、虚拟专用网络 (VPN)、数据加密、API 密钥和其他自定义安全措施来自定义私有云，以满足特定的数据保护需求。此外，私有云可让组织选择其数据的位置和司法管辖区。例如，石油和天然气等行业的全球组织必须遵守由行业准则以及地方、国家/地区和国际法律规定的严格监管合规标准。通过私有云，这些组织可以定制并全面执行和调整其合规措施，而不是完全依赖云服务提供商的功能。
混合云环境将公有云、私有云和本地基础设施结合在一起，以创建单一 IT 基础设施，以便公司可以根据其需求充分利用所有计算环境。从本质上来说，这是个两全其美的办法。
组织青睐混合云模型，因为它可以根据技术或业务目标，灵活地在云环境中移动应用程序和工作负载。例如，公有云资源可以快速、自动且经济高效地扩展，以应对流量激增，而不会影响私有云工作负载。这种配置方法称为“云爆发”，可以帮助组织管理计算需求的突然激增，这种情况可能发生在黑色星期五大促销等在线零售情形下。
近段时间，混合云方法主要侧重于将工作负载从本地数据中心迁移到私有云基础设施，然后将该基础设施连接到公有云。而如今，混合云架构更侧重于支持工作负载在所有云环境中的可移植性，然后自动将这些工作负载部署到最佳云环境中，以实现既定的业务目的。
混合云的另一个核心功能是支持微服务（或微服务架构），这是一种云原生架构方法，其中单个应用程序由许多松散耦合且可独立部署的较小组件或服务组成。云原生应用程序部署在容器中。然后，Kubernetes 或 Docker Swarm 等编排工具安排在所有云计算环境中自动部署、管理和扩展这些应用程序。微服务对于 DevOps 开发运维方法至关重要。微服务可帮助团队在所有类型的云上一次性开发应用程序。例如，Uber 依靠微服务架构来快速构建和发布其叫车和送餐服务。
混合云架构还提供资源灵活性，来帮助管理从多个边缘和物联网 (IoT) 环境收集的数据，这一切均通过灵活的计算、网络和云存储资源来实现。例如，在制造工厂车间，混合云有助于提供端到端解决方案，以收集洞察、分析数据，并提供低延迟、无停机时间的预测性维护解决方案。
如今，大多数企业业务都依赖于混合多云环境。多云是指使用来自多个云供应商的云服务，来帮助公司避免供应商锁定，此类锁定可能导致与仅使用一个供应商相关的技术不兼容、法律限制以及额外成本。除了可以灵活地选择最具成本效益的云服务之外，混合多云还提供了对工作负载部署和扩展位置的最大控制，使组织能够更高效地运营、提高绩效并优化支出。
云计算（无论是私有云、公有云还是混合云形式）已经成为每一个现代数字化转型之旅的基石。凭借 20 多年的深厚技术和咨询经验，IBM 正在帮助各大行业的客户构建量身定制的云战略，以满足他们的需求并获得最大的商业价值。