作者：YY遊戲雲平臺組
1.1 雲計算髮展趨勢
自從2006年亞馬遜AWS上線它的第一個EC2實例以來，雲計算已經在全球得到飛速發展，並且被企業用戶和個人開發者廣泛接受。RightScale公司發佈的2016年度雲計算報告[1]顯示，採訪了1060名IT專業人士，其中42%的受訪者所在公司的規模大於1000人，95%的受訪者已經在使用各類雲計算，如圖1-1所示。
圖1-1 調查顯示95%的受訪者在使用雲計算
RightScale公司的調查報告同時指出了2016年雲計算相對於2015年的增長趨勢，如圖1-2所示。
圖 1-2 2016年雲計算相對於2015年的增長趨勢
上述數據表明，2016年相對於2015年公有云的使用率僅上升了1%，而私有云的使用率攀升了14%，使用混合雲（這裡定義為同時使用公有云和私有云資源池）的比例則從58%躍升至71%。
RightScale公司的兩份數據，一份說明了雲計算的市場前景，一份說明了幾種不同類型雲平臺的發展趨勢。從我們所接觸的互聯網企業的雲計算佈局來看，也基本符合報告中描述的規律。這說明在未來的IT時代，雲計算規模會持續擴大，企業應用會更多地往雲上靠。而企業自建私有云，以及私有云跟公有云結合（混合雲），是主要發展趨勢。
再看另一份對比數據，如表1-1所示。市場研究公司Gartner稱，全球公有云服務市場規模在2016年有望達到2040億美元，比2015年的1750億美元增長16.5%[2]。
“公有云服務市場繼續呈現出高速發展的態勢。Gartner公司預計，這種發展勢頭將會持續到2017年。”Gartner公司的研究主管希德•納格（Sid Nag）在一份聲明中說，“這種強勁的發展勢頭反映了人們從傳統IT服務向雲端服務的轉變，因為企業越來越傾向於追求數字化商業戰略。”
Gartner公司指出，雖然公有云服務呈現出穩定發展的態勢，但是2016年發展速度最快的卻是IaaS（基礎架構即服務）。2016年，IaaS有望增長38.4%；到年底，IaaS市場規模有望達到224億美元。
雲應用服務（SaaS）有望實現年增長20.3%，達到377億美元。雲管理和安全服務的增長率有望達到24.7%。雲應用基礎架構服務（PaaS）也有望表現出強勁的發展勢頭，達到21.1%的增長率。雲服務呈現出的這種強勁發展勢頭，有望在未來5~7年內仍然保持下去。
表1-1 全球公有云服務預測（單位是10億美元）
1.2 YY遊戲使用雲平臺的經驗
自2013年起，YY遊戲[3]就使用私有云平臺服務於自身的頁遊業務。
在開發雲平臺之前，遊戲運營面臨的問題是：
頁遊開服快、密度大、週期短，導致運維變更頻繁。
傳統開服、合服涉及大量的運維人工操作，例如安裝服務器、配置網絡、部署遊戲、配置數據庫等。
用物理機開服，資源分配不合理，一個物理機上分配較多的遊戲進程，會導致風險過高；分配較少的進程，又導致成本浪費。
數據備份、監控、故障轉移在傳統模式下都成為挑戰。
針對這些痛點，我們在OpenStack的基礎上，開發了第一代雲平臺，即Cloud 1.0。雲平臺上線後，資源管理更加靈活，在性能和成本之間取得良好的均衡，並極大地增強了運維自動化能力。到現在為止，Cloud 1.0已經支撐了幾十萬遊戲用戶同時在線。
如圖1-3所示是Cloud 1.0的基礎產品架構，包括雲主機、雲存儲、雲DB、雲緩存、雲網關五大核心產品。用戶可通過控制面板訪問它們，也可通過調用API在應用程序中訪問它們。
圖1-3 YY遊戲Cloud 1.0的基礎產品架構
在Cloud 1.0的OpenStack實現中，虛擬計算是Nova管理的KVM，虛擬網絡是Neutron管理的VLAN供應商網絡（ProviderNetwork）。關於VLAN供應商網絡，Rackspace有一篇博客[4]描述得比較清楚，可以參考。在Cloud 1.0中我們沒有使用分佈式塊存儲服務（如Ceph）。
在Cloud 1.0中，我們並沒有實現租戶網絡，不同的遊戲廠家接入同一Flat網絡，這對隱私和安全都不利。Cloud 1.0的雲網絡架構如圖1-4所示。
雲網關是遊戲平臺中一個重要產品，請參考騰訊遊戲的TGW[5]。簡言之，雲網關有兩個重要作用：一是收斂公網IP，節省IP成本；二是集中安全防護，降低單個雲主機被DDoS攻擊的可能性。所有的雲主機都只有內網IP，運行在雲網關後面。除了雲主機外，還有云DB、雲緩存、雲存儲等配套產品，都是遊戲服務需要的。
圖1-4 YY遊戲Cloud 1.0的雲網絡架構
隨著雲平臺規模越來越龐大，慢慢暴露了OpenStack的一些弱點，比如結構複雜、可靠性一般、擴展性弱，導致我們在雲的可控性方面很被動，從而產生了對第二代雲平臺的需求。
那麼我們需要一個什麼樣的雲呢？首先，它是基於私有云的；其次，這個私有云一定要滿足業務特點，比如遊戲行業與金融行業，業務特點截然不同；最後，這個雲一定要可管理、可擴展、可控。對於一個平臺服務來說，存在性能短板、運行故障並不可怕，可怕的是出問題後用戶無法跟蹤和定位，從而失去可控性。
在此需求推動下，我們著手開發第二代雲平臺。正是隨著第二代雲平臺，即Cloud2.0的自主研發和上線，我們在此過程中積累了大量的實踐經驗，從而得以推動本書的形成。
1.3 雲計算隨想
本書作者之一風河，作為雲計算用戶已有多年曆史。從2011年起，就先後使用了多家公有云平臺，包括Rackspace、AWS、Linode、Vultr等。從客觀上說，雲計算帶給用戶的不只是成本優化，還有效率方面的顯著提升。
在更早期的時候，用戶的網站要麼使用Share Hosting（共享主機，如DreamHost、HostMonster），要麼使用Dedicated Server（獨立服務器，如SoftLayer、CNServers）。前者在性能、穩定性方面都存在問題，不適合流量大的站點；後者在管理上極麻煩，下單一臺服務器，短的2~3天，長的1~2周才能完成上架交付。雲計算出現後，有效地解決了這些問題，帶給用戶更穩定、更高效、更便捷的解決方案。
YY遊戲有自己的雲平臺解決方案，主要面向公司內部的遊戲運營和業務部署，既包括IaaS私有云平臺，又包括PaaS升龍部署系統。在我們自己的雲平臺上，花了不到半個小時，就建立了一個測試站點。這個站點的配置如下：
雲主機：2VCPU、1GB內存、50GB硬盤、無公網IP地址
雲DB：1GB內存、InnoDB、SSD盤、單實例
雲網關：TCP轉發
基本上是最低配置的雲主機和雲DB，並使用了支持TCP和HTTP協議的雲網關（因為雲主機沒有配置公網IP地址）。
服務建立後，對資源的管控和監控都極為方便。如果是傳統的物理機，則要裝一堆的東西、寫一堆的腳本去完成服務器監控與備份。而對於雲主機、雲DB，這些都是一鍵式操作。如圖1-5所示是雲DB集成的監控圖。
圖1-5 雲DB集成的監控圖
面向用戶技術的發展趨勢，應該是越來越方便、易用。以前建立一個站點，需要專業人士來完成。而現在藉助各家雲平臺在基礎層（IaaS）、業務層（PaaS）所做的鋪墊工作，非專業人士也能在短期內建好一個站點。在飛速發展的移動互聯網時代，產品的更新迭代極快，如果產品開發能夠用現有的平臺與技術快速實現，為什麼不用呢？這也是雲平臺將來會持續存在與發展的一個原因。
而對於技術開發用戶來說，接受雲平臺、適應雲平臺也是一個必然趨勢。比如，對於我們
開發的業務，往往會關注如下幾方面問題。
彈性：根據訪問規模的增減，業務彈性伸縮（Scaling）。在規模變大時，整個架構自適應Scale Up；在規模收縮時，架構Scale Down。架構裡包含Web服務器、應用服務器、數據庫服務器、緩存服務器、存儲服務器等。
自動化：業務的開發、測試、發佈、部署、運行、調試整個環節，都有自動化手段輔助進行。只要執行幾個命令，就可以將代碼從本地環境發佈到遠程環境，並順利運行。不需要關注服務器怎麼分配、數據庫怎麼運行、路由（Route）怎麼調度，只要關注自己的業務邏輯是否正常即可。
分佈式：隨著節點的增加，業務性能（Performance）和容量（Capability）線性增長。在節點發生故障時，自動進行故障轉移（Failover）。不管是水平擴展還是故障轉移，對用戶都是透明的，整體服務可用率高。
監控：業務範圍內的每個服務對象，大到IDC、CDN、服務器、存儲，小到每個邏輯接口，都有自動化監控手段，在發生問題時第一時間通知到開發者，使其對業務運行環境（硬件、軟件、網絡）的性能、可用性指標瞭如指掌。
現在，上述問題越來越成為我們關注的重點。傳統的開發模式和服務交付方式，比如手工部署、單機運行、自主管理、集成一體（All in one），可能還繼續適用於某些業務。但是隨著開發團隊和業務規模的增長，開發人員遲早會面對上述問題。此時面向雲的開發模式和交付方式，就顯得突出和有必要了。
從傳統模式到雲模式，開發理念和實現方式有個轉變過程。不是說把一個傳統軟件扔到雲平臺上就能隨時運行。比如，業務要做到彈性和分佈式，它自身需要是狀態無關的（Stateless）。它的事務（Session）、日誌、數據、緩存都必須去本地化，使用外部獨立的存儲接口。在雲平臺上，應用節點隨時可以生成，也隨時可以銷燬。如果業務自身沒有做到無狀態，那就談不上彈性伸縮。
總體來說，面向雲平臺的業務開發模式，給我們帶來的不只是架構的變化，更是開發理念的轉變。在這種理念下，軟件開發過程更快速，軟件質量更高。用戶只要遵循一定的開發模式，平臺就會保障軟件最終運行的架構、性能、可用性和擴展性。
[1] RightScale公司2016年度雲計算報告：
http://www.rightscale.com/blog/cloud-industry-insights/cloud-computing-trends-2016-state-cloud-survey
[2] Gartner公司關於世界級公有云服務的市場研究報告：
http://www.gartner.com/newsroom/id/3188817
[3] YY遊戲是歡聚時代公司互娛事業部旗下的品牌，官網是：
http://wan.yy.com/
[4] Rackspace的博客Neutron Networking: VLAN ProviderNetworks：
https://developer.rackspace.com/blog/neutron-networking-vlan-provider-networks/
[5] 騰訊TGW：
http://wiki.open.qq.com/wiki/TGW
本文節選自YY遊戲雲平臺組新書《自主實現SDN虛擬網絡與企業私有云》第一章，本書已經在各大圖書平臺有售。
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