什么是混合云？

混合云是一种混合计算环境，将AWS、Microsoft Azure或Google Cloud Platform等公有云基础设施与组织的私有云或本地数据中心相结合。混合云的主要优势在于敏捷性：组织可以根据需要扩缩计算资源，并根据数据安全或工作负载敏感性要求，选择处理工作负载的位置。组织可以在不同云环境之间迁移和管理工作负载，并根据具体的业务或监管要求，优化处理灵活性、成本和控制能力。混合云还可用于灾难恢复策略，或根据性能状况动态扩展容量（“云爆发”）。

此外，应用团队可能更倾向于使用公有云平台提供的开发者工具和丰富工具集。

The 公有云允许企业将应用和数据托管在第三方服务提供商拥有的共享计算资源中。公有云可提供近乎无限的计算资源，使组织无需投资数据中心硬件即可获得显著的规模经济效益。然而，云计算的按使用量付费模式意味着持续使用可能产生高昂成本，而共担责任模式则意味着组织对数据安全的控制有限，甚至无法了解云提供商在何处处理工作负载或存储数据，这可能违反数据主权法规。

The私有云是由企业控制的专用非共享云基础设施，可由第三方运营，也可托管在私有数据中心。许多组织选择将关键任务服务保留在本地数据中心或私有云中，并将其他服务迁移到公有云，以降低成本并提高运营效率。不过，越来越多的组织开始采用云平台中的安全即服务产品，以改进威胁检测和修复。

要点

• 混合云将AWS、Microsoft Azure或Google Cloud Platform等公有云基础设施与组织的私有云或本地数据中心相结合。
• 实施混合云环境时，确定数据的存储位置和访问方式是一项重要的考虑因素。
• 混合云解决方案兼具公有云和私有云的优势，使企业能够充分利用二者的价值。
• 为帮助简化混合云策略，F5提供一套全面的安全和管理工具，可在不同云环境中保持一致，并保护多个IT环境中的数据和应用。

多云、分布式云和混合云有何区别？

术语“多云、分布式云”和“混合云”经常被视为同义词使用，但它们并不相同。

多云侧重于使用来自不同供应商的多种云计算服务或平台。例如，组织可能会将部分应用部署在Amazon Web Services (AWS)上，将其他应用部署在Microsoft Azure上。

分布式云将公有云提供商的基础设施扩展到多个物理位置，例如本地数据中心、边缘站点，甚至其他云提供商的数据中心。公有云提供商仍负责所有位置的运营、更新和治理。

F5 Distributed Cloud Services通过以SaaS形式提供安全、网络和应用管理功能，为分布式云实施提供支持。组织可以借助这些服务，在分布式云环境中连接、保护和部署应用。

混合云侧重于同时使用云服务和本地基础设施。例如，组织的混合云环境可能会将部分应用运行在AWS等公有云中，而将其他应用运行在本地托管的私有云中。

多云、分布式云和混合云环境之间的主要区别体现在架构、灵活性、安全性和复杂性方面。

• 架构：多云涵盖由不同提供商提供的多个公有云环境。不同的公有云通常用于不同的任务（例如，一个用于程序逻辑，另一个用于数据库，第三个用于机器学习），而且各云之间的分布可能因应用而异。组织选择多云策略，是为了利用各种云的灵活性和功能。
  
  分布式云将单一公有云提供商的基础设施扩展到多个物理位置。与多云方法不同，分布式云依赖一家提供商的控制平面，而不是多家供应商的控制平面。
  
  混合云包括两种或更多不同类型的云环境（本地环境、私有云和公有云）。在许多架构中，公有云的作用是扩展私有云或本地环境的功能。混合云架构通常适用于正在将应用迁移到云端的组织，或因技术债务（欠佳的系统或代码）过多而无法实现100%云原生的组织。
  
• 灵活性：多云架构使用来自不同供应商的多个公有云，使组织能够避免供应商锁定、优化云支出，并为每个工作负载选择合适的云。组织可以根据业务需求以及性能、必要功能和地理位置等因素做出这些决策。
  
  分布式云让组织能够灵活决定工作负载的运行位置。组织可以让工作负载在靠近用户或本地数据源的位置运行，以降低延迟。由于公有云提供商会远程运维和更新相关基础设施，这种架构可减轻组织的基础设施管理负担。
  
  混合云架构的灵活性源于能够兼顾私有云的优势（例如更强的控制力、安全性和合规性）与公有云的优势（例如可扩展性、成本效益和易用性）。
  
• 安全性： 多云架构将数据分布在多个公有云中，通过降低单点故障风险来增强安全性。使用不同的云提供商时，组织可以利用各提供商的安全功能。但这种方法也会增加一定的复杂性，因为需要管理多个云环境中的各种安全功能。集成不同的云平台还可能带来潜在的安全风险。
  
  在分布式云模式下，云提供商会在所有位置应用安全补丁和更新，有助于保持一致性。组织可以清楚掌握数据的实际存储位置，以满足合规性和数据驻留要求。
  
  在混合云架构中，私有云公司可为敏感数据和关键应用提供额外一层安全保护。借助此基础设施，组织可以更有效地控制私有云中实施的安全措施（例如访问控制、加密和数据保护）。但是，公有云组件可能会引发安全问题，包括需要防范数据泄露、账户劫持，以及其他可能危及数据完整性和可用性的威胁。
• 复杂性： 多云架构需要深入了解和管理多个公共云环境及其各自的工具、API和接口。配置和管理此类架构需要进行大量规划和协调。还需要持续管理，以确保组织在保持成本效益和数据安全的同时实现理想性能。
  
  与多云或混合云模式相比，分布式云通常可以降低管理复杂性。组织可使用单一提供商的统一控制平面，无需集成不同的供应商或自行管理的环境。
  
  混合云架构需要集成和管理私有云与公共云组件。这包括配置和管理私有云与公共云之间的连接，确保多个云之间的数据一致性和同步，并在整个混合云环境中保持安全性和合规性

混合云的工作原理

混合云兼具公有云和私有云的优势，但混合环境需要经过周密的集成、编排和协调，才能快速迁移、共享和同步数据与工作负载。因此，强大的互连和网络能力对于混合云部署的正常运行至关重要。这可确保应用在不同环境中一致运行，从而构建一个跨多个云的统一计算平台。

在实施混合云环境时，确定数据的存储位置和访问方式是一项重要的考虑因素。混合云环境中一种常见的数据存储策略是，使用公有云存储访问频率较低的数据，并用于备份、灾难恢复和归档。组织通常选择将频繁访问或敏感的数据存储在私有云或本地存储中，以增强控制力和安全性，但这可能需要在基础设施方面投入更多前期资金。一些供应商提供混合存储解决方案，将云存储和本地存储整合到一个平台中，使企业能够更灵活地管理和控制数据。

混合云架构和核心组件

要实施连接本地基础设施与公有云服务的混合云架构，需要实现互连、虚拟化和容器化，以及控制平面编排。

互连
互连是指在物理和逻辑层面连接本地系统与公有云。组织通常依靠虚拟专用网络（VPN）、软件定义广域网（SD-WAN）和API，在不同环境之间安全地传输数据和路由流量。

虚拟化和容器化
虚拟化和容器化将应用与底层硬件解耦，使应用能够在不同环境中以一致的方式运行。Kubernetes和Red Hat OpenShift等技术可将应用打包到容器中，使其能够在本地或公有云中运行，而无需开发人员重写底层代码。

控制平面编排
控制平面编排工具为IT团队提供统一管理入口，用于管理分布在本地和公有云环境中的资源。Azure Arc和AWS Outposts等工具可将公有云提供商的管理工具扩展到本地基础设施，使团队无论工作负载在何处运行，都能应用一致的策略并进行统一监控。

混合云的主要特性

混合云场景包含以下几项关键功能和概念：

• 工作负载可移植性是指在本地系统与云之间，或从一家云服务提供商迁移到另一家云服务提供商时，迁移和调整数据及应用的能力。设计应用或服务时，可移植性是一项关键考虑因素，通常可通过采用开源标准和API来实现，这也有助于提升互操作性和自动化水平。
• 数据集成是汇集多个不同来源的数据，以提高可见性并确保顺利过渡到云计算的过程。过去，大多数组织将数据存储在彼此独立的数据孤岛或不同的数据存储中。实时遥测和洞察对于数字化转型战略取得成功，以及在日益数字化的世界中保持竞争力尤为重要。
• 混合云安全需要在两种环境之间进行统一协调。它必须保护本地和公有云中的数据与应用，并在数据和工作负载往返于公有云与私有云或数据中心时提供保护。信息安全团队需要确保两种环境采用一致的安全态势，并妥善评估公有云与私有云之间的风险。
• API经常成为攻击者的目标，因为它们为混合环境中的本地环境与云环境提供关键连接。无论API托管在何处，都对其实施一致保护，是在混合架构中保持统一安全态势的关键环节。
• 一致的应用交付是指无论应用在本地、公有云还是边缘运行，都以相同方式进行交付、保护和管理。在混合环境中，一致的应用交付需要在本地资源与云资源之间动态路由流量。路由取决于多项实时条件，例如应用负载、用户位置以及所请求的内容类型。
• 可观测性是指能够实时了解应用和基础设施在所有环境中的运行状况，而不必依赖各环境中相互独立、彼此割裂的监控工具。在混合环境中，可观测性工具应跟踪响应时间、事务处理和错误率等指标。检测到性能问题、瓶颈或异常时，还应在其影响最终用户之前发出警报。通过统一视图查看本地和公有云环境，IT团队可以更轻松地确定问题根源并快速解决问题，而不必从各自独立的仪表板中拼凑数据。
  

混合云示例

混合云环境有多种配置方式，可满足特定的计算需求并适应不同情况。

• 云爆发是一种混合配置方法，仅当本地计算基础设施达到容量峰值时才使用公有云资源。换言之，当内部数据中心的处理能力达到100%时，溢出的工作负载会突增至公有云进行处理。云爆发能够以经济高效的方式支持不断变化的需求模式，以及计算资源需求的季节性激增。
• 云复制是一种混合云模式，将本地存储中的数据复制并镜像到公有云，用于备份和灾难恢复，或提高客户或分布式团队的数据可用性和可访问性。
• 云分层是一种数据存储策略，根据数据的重要性和访问频率，在不同存储层之间移动数据。存储层通常从“热”存储延伸至“冷”存储：“热”存储是指必须可供应用程序立即使用的数据，“冷”存储则包括很少访问的归档数据。在典型的混合云模式中，热数据存储在数据中心，以便快速处理；冷数据则可远程存储在公有云中，以节省成本。

混合云计算模式是多家大型组织取得成功的关键。

• Netflix采用混合云模式存储和管理海量视频内容，并应对需求激增。Netflix使用公有云提供商来整理其庞大的内容目录，并跟踪用户、用户偏好、观看内容和点击内容。不过，为降低延迟并确保高质量流媒体播放，Netflix构建了名为Open Connect的自有私有云内容分发网络，直接通过公司的自有服务器向客户交付视频内容。
• Airbnb同时使用公有云和私有云，以优化其基础设施的性能、可扩展性和成本效益。Airbnb通过公有云提供商使用多种服务，包括存储、计算和数据库服务，并满足其网站、移动应用、分析和数据处理需求。在需求高峰期，Airbnb可以利用公有云的灵活性和可扩展性来应对流量增长。Airbnb使用自有私有云基础设施存储和管理敏感用户数据，例如支付信息及其他个人身份信息。
• Adobe采用混合云基础设施管理软件更新，在保持对敏感客户数据控制的同时，确保用户在不同设备上获得无缝体验。Adobe采用公有云架构，让用户可以随时随地通过任何设备访问其创意资产和应用程序。系统会自动在不同设备间同步更新和更改，为用户提供一致的体验。同时，Adobe使用私有云环境来保持对敏感客户数据的控制，例如用户资料、购买历史记录和行为数据。

企业混合云

企业混合云是一种云计算模式，它结合了公有云和私有云的优势，可提供灵活、可扩展且经济高效的IT基础设施。借助企业混合云，组织可以根据自身需求，灵活地在云端或本地部署应用和工作负载。这使企业能够快速响应不断变化的市场需求，并按需扩展或缩减IT基础设施。安全性也是企业混合云的一项关键特性。组织既能继续掌控数据中心或私有云中的敏感数据和应用，又能受益于公有云服务的可扩展性和成本效益。

此外，混合云可通过优化现有本地基础设施来承载关键任务工作负载，并利用经济高效的公有云服务承载非关键工作负载，从而帮助组织降低IT成本。

企业混合云已在多个行业成功实施，帮助组织实现业务目标。

• 在金融行业，Capital One将客户数据迁移到本地托管的私有云，并对非关键应用使用公有云服务。这种混合云帮助该公司在保障数据安全与合规性的同时降低成本。
• 在医疗保健领域，Mercy Health将患者记录及其他敏感数据迁移到本地托管的私有云，同时将公有云服务用于电子邮件和协作工具等应用。这种混合云帮助该公司简化运营、提高数据可访问性，并遵守行业法规。
• 在制造业领域，GE Aviation将其设计和仿真应用迁移到本地托管的私有云，同时使用公有云服务进行数据存储和分析。这种混合云帮助该公司降低成本、提高可扩展性，并改善其全球工程团队之间的协作。

现代企业用例

随着企业工作负载不断演变，混合云架构正应用于更新、更专业的场景。三种常见的现代用例包括混合AI管道、边缘计算和FinOps驱动的成本优化。

混合AI管道根据各阶段最适合运行的环境，将AI工作负载分配到不同环境中。大型语言模型（LLM）的训练和微调通常在公有云中进行，组织无需自有硬件即可使用大规模GPU算力。同时，专有业务记录或受监管的客户数据等敏感数据仍保留在本地或私有云中。只有训练所需的数据才会移至公有云环境。这种混合方式让组织能够利用公有云的大规模算力处理AI工作负载，同时管控与敏感信息相关的数据治理和合规要求。

边缘计算通过在靠近数据生成位置的地方处理数据，而不是将所有数据传回集中式数据中心或云区域，扩展了混合云架构。对于AI工作负载，边缘计算支持组织在边缘或边缘附近运行AI推理（根据新数据生成预测或输出的过程），例如零售场所、工厂车间或本地设备。组织可以在公有云或数据中心集中开展计算密集度更高的模型训练。这种方法可降低实时决策的延迟，同时尽量减少需要通过网络传输的原始数据量。

FinOps是一种协同财务、工程和运营团队，共同管理云支出可变成本的实践方法。在混合环境中，FinOps团队依靠自动化持续监控工作负载的使用情况和成本。随后，自动化工具会根据实时价格、需求或业务优先级，在固定成本的本地基础设施与可变成本的公有云资源之间迁移工作负载。将FinOps应用于混合云，可把云爆发背后的成本优化理念扩展为持续的自动化实践。

混合云解决方案

混合云解决方案兼具公有云和私有云的优势，使企业能够充分利用两者的价值。实施混合云解决方案的优势包括：

• 提高灵活性：混合云支持企业选择更符合自身需求的部署模式。应用可根据具体要求部署在私有云或公有云环境中。
• 可扩展性：混合云支持根据需求扩展或缩减资源。企业可以在使用高峰期利用公有云，确保有足够的资源满足需求，并在需求下降时缩减资源。
• 成本效益： 通过结合使用公有云和私有云解决方案，企业可以为每个工作负载选择更具成本效益的方案，从而优化基础设施成本。长期来看，这可以显著节省成本。

混合云面临的挑战

实施混合云战略可以为组织带来诸多优势，但也会带来挑战。例如，混合云环境比传统IT基础设施更复杂，集成和管理不同的云平台、本地基础设施及第三方服务需要专业技能和知识。组织需要确保数据在所有混合云环境中均得到保护、备份且可用，并确保云基础设施具备互操作性，以便在不同云之间以及云与数据中心之间轻松交换数据。

安全也是混合云环境中的一个关键问题。除了全面了解所有环境外，安全团队还需要考虑如何跨不同云环境管理访问控制、加密和身份。组织还必须确保其云基础设施符合行业法规，并协调修复可能同时影响本地环境和云环境的漏洞所带来的威胁。

混合云最佳实践

组织在开始规划和实施混合云环境时，应考虑以下建议和最佳实践。

• 了解业务需求和目标。其中包括特定行业的工作负载需求、法规合规性、数据管理和安全要求等因素。
• 确定如何利用公有云和私有云服务实现业务目标。该策略应考虑各环境中托管的工作负载类型，以及如何管理和保护数据。
• 选择适当的公有云和私有云服务组合。这些选择应基于工作负载要求、数据敏感性和法规合规性等因素。
• 实施云管理平台，统一查看整个基础设施。该平台应支持管理员在不同环境之间轻松迁移工作负载、监控性能，并管理安全性和合规性。

F5如何助力混合云

出于实际考虑，例如避免依赖单一供应商，组织通常会采用混合云架构。然而，混合云架构中每增加一个环境，往往都会引入各自的工具和策略，从而带来新的挑战。如果无法以一致的方式在所有环境中交付、保护和监控应用，组织可能会面临运营成本上升和潜在的安全缺口。

F5 Application Delivery and Security Platform (ADSP)是一个可扩展平台，可统一管理本地、多云和边缘环境中的流量、策略实施和可见性，使网络运维和平台团队无论应用和API在何处运行，都能以一致的方式进行管理。

为帮助简化混合云战略，F5提供全面的安全和管理工具，这些工具可在不同云环境中保持一致，并保护多个IT环境中的数据和应用。

混合云：常见问题

混合云与多云和私有云环境有何不同？

私有云是由单个组织控制专用基础设施的环境，不与其他租户共享。多云架构同时使用多个公有云提供商的服务。混合云则将本地或私有云基础设施与公有云服务整合到同一环境中。组织可以采用包含多个提供商的公有云服务的混合云架构。

企业为何采用混合云模式，而不是将所有资源都部署在公有云中？

企业通常选择混合云模式，将敏感或受到严格监管的工作负载保留在本地或私有云中，同时利用公有云实现规模扩展、提高成本效益或使用专用工具。混合云还可帮助组织支持旧有工作负载，充分利用现有硬件投资，并为未来迁移到云端提供路径。

什么是云爆发，它如何在混合架构中运作？

云突发是指当本地基础设施达到容量上限时，使用公有云处理超出容量的工作负载。混合云架构支持按需转移工作负载，例如应对季节性高峰或不可预测的需求，同时避免在需求正常时为闲置容量付费。

企业面临的主要混合云安全挑战有哪些？

混合云面临的主要挑战包括在不同环境中保持一致的安全性，以及全面了解所有环境。例如，多个环境可能使用不同的工具，团队必须协调各环境中的访问控制、加密和身份管理。组织还需要持续遵守相关法规，并协调所有环境中的修复工作。

AWS Outposts或Azure Arc等公有云工具如何融入混合云战略？

AWS Outposts和Azure Arc等工具属于控制平面编排平台，可将公有云提供商的管理工具扩展到本地基础设施。IT团队无需使用不同工具分别管理本地资源和云资源，而是可以从一个位置统一实施策略、监控和治理，无论工作负载在何处运行。

如何使用Kubernetes管理混合云环境中的工作负载？

Kubernetes将应用打包到容器中，使其能够在不同环境中一致运行。在混合云架构中，借助容器化，组织可以根据需求在本地基础设施与公有云之间迁移或扩展工作负载，而无需针对每个环境重写或重新构建应用。