什么是混合云?

平流层云中的上海陆家嘴鸟瞰图

作者

Stephanie Susnjara

Staff Writer

IBM Think

Ian Smalley

Staff Editor

IBM Think

什么是混合云?

混合云结合并统一了公有云、私有云和本地基础架构,以创建单一、灵活、成本最优的 IT 基础架构。

混合云的核心优势在于敏捷性,使企业能够通过快速调配计算资源来响应变化并把握增长机遇。此外,混合云集成帮助企业运用 人工智能 (AI)物联网边缘计算等最新技术进步来获取竞争优势。

根据  IMARC Group 的调查,全球混合云市场规模在 2023 年已达 1250 亿美元,预计到 2032 年将扩大至 5586 亿美元。1加速的数字化转型和云服务的广泛采用正推动这一增长,为企业提供可扩展性、成本降低和运营灵活性。

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混合云如何工作?

混合云基础设施因组织的具体业务目标而异,但均包含以下计算环境的组合。

本地部署(“本地部署”)

本地部署是一种传统计算模式,组织在自有物理场所运营管理其硬件、软件、数据存储及其他计算资源。例如办公楼或本地部署的 数据中心

私有云

私有云 是一种云计算环境,其中所有资源均被隔离,并专门为一个客户运营。 私有云结合了云计算的诸多优势与本地部署 IT 基础架构的安全性和控制能力。

受严格合规监管及处理敏感数据的行业(例如 银行、医疗保健和政府)组织通常需要私有云配置。

公有云

公有云是由第三方云服务提供商 (CSP) 托管的云计算环境,例如 Amazon Web Services (AWS)、Microsoft Azure、IBM Cloud 或 Google Cloud。

这些 CSP 以 “按使用量付费”的定价模式,通过公共互联网托管虚拟机 (VM) 等 公有云 IT 资源,构建完整的企业级基础设施和开发平台。

以下是提供不同支持与服务级别的四类主要公有云服务:

  1. 软件即服务 (SaaS):按需访问随时可用的云托管应用程序软件。
  2. 平台即服务 (PaaS) 是一个 完整的云平台,其中包含用于开发、运行和管理应用程序的硬件、软件和基础设施。
  3. 基础设施即服务 (IaaS) 是一种云计算模型,可提供基本的计算、网络和存储资源。
  4. 无服务器计算(无服务器)是一种应用程序和执行模型 ,可以帮助开发人员构建和运行应用程序代码,而无需配置或管理服务器或后端基础设施。

若需深入了解这些公有云服务的差异,请参阅“IaaS、PaaS 和 SaaS 是什么?

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混合云关键组件

除本地环境、私有云与公有云环境的组合外, 混合云架构 还依赖以下关键组件:

  • 网络连接
  • 虚拟化
  • 容器化
  • 混合云管理平台

网络连接

混合云部署需要强大的网络能力,包括广域网 (WAN)、虚拟专用网络 (VPN) 和应用程序编程接口

虚拟化

混合云架构依托 虚拟化技术,使单个计算机的硬件组件能够被划分为多台虚拟机。通过允许用户在相同物理硬件上运行多个应用程序和操作系统,虚拟化实现了更优的资源利用率和灵活性。

容器化

容器化是将软件代码与其运行所必需的操作系统 (OS) 库和依赖项共同打包的过程。这种方法能创建出可在任何基础设施上稳定运行的轻量级可执行文件——即容器。

混合云管理平台

现代混合云计算通过统一平台实现本地部署、私有云及公有云数据与资源的发现、运维和管理。

请观看视频“混合云详解”,了解组织如何定制混合云环境以满足业务需求。

混合云的演变

传统混合云架构

最初设计的混合云架构旨在将企业本地部署数据中心的部分资源转化为私有云基础设施,从而简化资源分配并提升可扩展性。 该架构还侧重于将私有基础设施与公有云提供商托管的 异地 公有云环境相连接。企业通过预打包的 混合云 解决方案实现此目标,如 Red Hat Open Stack。

其他方法包括采用复杂的企业中间件 来整合跨环境的云资源。此外,统一管理工具被用来通过中央控制台或“单一管理界面”监控、分配和管理这些资源。

现代混合云架构

如今, 混合云 架构不再关注物理 连接,而是更多地支持跨所有 云环境的工作负载的 可移植性 。其核心目标还包括 根据业务需求,将工作负载自动部署至最佳 云环境 。这一转变由多重趋势推动。

首先,各组织正通过云原生技术构建新应用程序并实现旧版应用程序现代化。这些技术确保跨 云环境 与 云服务商之间实现一致可靠的开发、部署、管理 和性能表现。

具体而言,他们正在构建或改造应用程序以使用 微服务 基础架构,而该基础架构可将应用程序分解为更小、松散耦合、可重用且专注于特定业务功能的组件。其次,企业将应用程序部署于容器中——容器已成为现代云原生 应用程序的事实计算单元

就更高层面而言,公有云和 私有云不再是需要连接的物理“位置”。例如,很多 云供应商 现在可提供在其客户 本地部署 数据中心运行的公有云服务。私有云曾经只在 本地部署运行,现在则常会托管在 异地 数据中心、虚拟 专用网络  (VPN) 或虚拟私有云 (VPC) 上。 私有云也可托管在向第三方提供商租用的专属基础设施上。

此外,基础设施 虚拟化(也称为基础设施即代码)允许开发人员使用位于 防火墙后面或之外的任何 计算 资源或 云资源按需创建这些环境。随着边缘计算的爆炸式增长,该技术已具有更重要的意义——通过将工作负载和数据移至更接近物联网设备或本地边缘服务器,有效提升了全球应用程序的性能表现。

混合多云

如今,大多数企业业务都依赖于混合多云环境。多云 是一种云计算解决方案,它结合了来自多个云供应商的公有云服务,并且可以在多个云提供商的云基础设施之间移植。混合多云方法具有更大的灵活性,可减少组织对一家供应商的依赖,防止被供应商锁定。

统一混合多云生态系统包含 以下关键组件:

  • 支持跨所有云类型(公有云和私有云)和 云 提供商的 云原生 应用程序开发和部署
  • 适用于所有环境的单一操作系统
  • 容器 编排平台(通常是  Kubernetes),可跨 云环境自动部署应用程序

借助云原生 开发,开发人员可将单一应用程序转换为以业务为中心的 功能单元,而这些功能单元可在任何地方运行并在各种应用程序中重用。

标准操作系统允许开发人员将任意硬件依赖项构建到任意容器中。Kubernetes 编排与自动化使开发人员能够对跨多个云环境的容器配置和部署(包括实时监控、负载均衡、 可扩展性 等的安全功能)实现精细化、设置后即可放手的控制。

混合多云平台的优点

根据 IBM 商业价值研究院的 报告 ,采用大规模 混合多云平台技术及运营模式所产生的价值,是单一平台、单一云服务商方案的 2.5 倍。

各组织正从此类平台中获得显著优点,主要包括:

  • 提高开发人员工作效率
  • 更高的基础设施效率
  • 提升的法规遵从性与安全性
  • 整体业务加速

提升的开发人员生产力

统一的 混合 云 平台有助于扩大敏捷开发和 开发运维方法论的采用,使开发团队能够实现一次开发,随处部署。

更高的基础设施效率

通过对资源进行更精细的控制,开发与 IT 运营团队可优化针对公有云服务、私有云和 云供应商 的支出。此外,混合云还可帮助公司更快地实现应用程序现代化,并以提供新价值的方式将云服务与云或本地部署基础设施上的数据连接起来。

提升的 法规遵从性与安全性

统一平台使组织能够整合顶尖的 云安全 与合规技术,并以一致的方式在所有环境中实施安全性和合规性措施。

整体业务加速

这种加速体现在缩短产品开发周期、加快创新与上市速度、更迅速响应客户反馈,以及更快速交付更靠近客户的应用程序(例如边缘电子商务)。

建立混合云管理策略的四步法

构建合适的混合云模式十分复杂,需要制定 混合云管理策略。虽然基于具体业务目标,每个混合云管理策略各有不同,但各组织都应遵循以下几个基本步骤。

1. 为混合云生态系统中的团队成员明确策略、角色与职责。
2. 识别工作负载并确定其部署位置——私有云、公有云或本地部署。
3. 审阅云服务等级协议 (SLA)。仔细核查关于系统正常运行时间、延迟与数据可用性的条款。
4. 建立零信任安全管理方法。数据安全是数据所有者的责任,要求组织在混合云环境中满足统一的安全、合规与监管策略。

混合云和生成式 AI

生成式 AI 代表着一项变革性技术,为企业加速数字化转型提供契机。企业组织已开始利用生成式 AI 改进虚拟助手以优化客户体验,自动化常规流程以加速工作流等。

现代混合云生态系统支持生成式  AI 工作负载,这类负载需要大数据处理和强大算力支撑。

根据哈里斯民意调查为 IBM 商业价值研究院开展的调研,68% 的混合云采用者已制定全组织范围的正式政策,用以指导其生成式 AI 应用方向。

混合云用例

混合云为企业提供多种用例,例如:

  • 安全与合规性
  • 可扩展性与弹性
  • 快速采纳新技术
  • 增强旧版应用程序
  • 云迁移
  • 资源优化与成本节约
  • 备份灾备与恢复 (BDR)

安全与合规性

为 敏感数据和高监管要求工作负载保留防火墙内的私有云资源。对 敏感度较低的工作负载和数据使用更经济的公有云资源。

可扩展性与弹性

利用公有 云计算 和 云存储资源快速、自动、低成本地 扩展,以应对突发流量高峰而不影响 私有云工作负载(称为“云爆发”)。

快速采纳新技术

采用或切换至最新 AI 或 SaaS 技术成果,甚至无需配置新的 本地部署 基础设施即可将这些解决方案集成到现有应用程序中。

增强旧版应用程序

运用 公有 云 服务改进现有应用程序的用户体验,或将其扩展至新设备。

云迁移

采用包括 VMware 迁移在内的云迁移策略,将现有 本地部署 工作负载“直接迁移”至虚拟化公有云基础设施,以减少 本地部署 数据中心资源占用,并按需扩展而无需追加资本设备投资。

资源优化与 成本节约

在 私有云上运行具有可预测容量的工作负载,将波动性较大的工作负载迁移至 公有云。利用公有云 基础设施快速按需启动开发与测试资源。

备份和灾难恢复

采用混合云计算模式实现 备份与灾难恢复 (BDR)。BDR 涉及创建文件副本并将其存储于一个或多个远程位置,以便在数据丢失或损坏时使用这些副本。

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