第1章 初识云世界：你每天都在用的「隐形服务器」

还记得你上周刷到的那个变装短视频吗？指尖轻轻一滑，视频瞬间加载出来，连1秒的等待都不用；上周玩开放世界游戏存的档，换了个新手机登录，进度一点没丢，甚至上次组队打BOSS拿的限定奖励都还在；上次和同学做科学小组作业，三个人同时编辑一份在线文档，你改一句引言，我加一段实验数据，改完的内容秒同步，不用来回传文件、合并版本……这些你习以为常的功能，背后都有一个共同的“隐形功臣”——云。

很多人听到“云计算”，第一反应是“是不是天上的云？能下雨的那种？”或者“是不是就是网盘？存照片用的”。如果你也有类似的疑问，那这一章就是为你准备的：我们会从你最熟悉的数字生活场景切入，把“云”这个看似高大上的概念，拆解成你能摸得到、用得上的 everyday 工具，顺便澄清几个常见的认知误区，帮你建立起对云世界的第一印象。

一、你每天至少碰10次云，只是你没注意到

我们先来做个小测试：打开你的手机，统计一下今天用到过的APP里，有多少个是“数据不全部存在你手机里”的？刷短视频的抖音、快手，存照片的iCloud、百度网盘，做作业的腾讯文档、飞书文档，玩联机游戏的《我的世界》《王者荣耀》，上网课的钉钉、腾讯会议，甚至你用来背单词的百词斩、查资料的百度……没错，这些APP的核心功能，几乎都跑在云上。

我们以最熟悉的刷短视频为例，拆解一下云到底在背后做了什么： 你打开抖音，点进一个变装视频，你的手机会先向远端的服务器发一个请求：“我要看这个ID为XXXXX的视频”，远端的服务器收到请求后，会从海量的视频存储里找到这个视频，把它切成一个个小的数据包，通过互联网推送到你的手机，你的手机再把数据包拼起来，就变成了你能看到的视频。 整个过程里，你的手机不需要存这个视频，甚至不需要存抖音所有的视频——抖音全球有十几亿用户，每个用户平均收藏几百个视频，要是把所有视频都存在用户手机里，就算用1TB的手机也装不下。这些视频全部存在远端的“巨型服务器集群”里，也就是我们说的“云”。

再比如你玩《原神》的云存档：你每次打怪升级、抽卡拿奖励的数据，都存在远端的云服务器里，而不是你手机本地。哪怕你手机丢了、坏了、换了个新系统，只要登录原来的账号，所有进度都能恢复，这就是云的核心价值之一：把你的数据从单个设备里解放出来，放在更安全、更稳定的远端存储里。

> 【电子版侧边栏：小互动】 > 试着列一下你今天用到的所有数字产品，圈出那些“换设备后数据还能同步”的APP，你会发现云的存在比你想象的多得多。统计完可以发到本书的读者社群里，看看谁用到的云服务最多~

1.1 先澄清3个最常见的云认知误区

很多人对云的误解，来自于把“云”这个比喻当成了真实的东西，或者把云的某一种应用当成了云的全部。我们先来澄清三个最普遍的误区：

误区1：云=网盘？

错。网盘只是云存储的一种应用，云的能力远不止存文件。你刷短视频时，云要负责存储视频、处理你的播放请求、给你推你感兴趣的内容；你玩云游戏时，云要帮你运行整个游戏程序，把你的操作指令传回云端，再把游戏画面推回你的手机；你刷健康码时，云要存储你的行程、核酸数据，还要给防疫人员提供查询接口。网盘只是云能力的冰山一角，云还能做计算、运行程序、提供网络服务，甚至帮你训练AI模型。

误区2：云是“天上的云”，是虚拟的？

错。云的本质是“远端的巨型服务器集群”，这些服务器就放在现实世界里的“数据中心”里。比如阿里云在贵州有多个数据中心，腾讯云在广东清远有超大规模的数据中心，华为云在内蒙古有靠风电供电的绿色数据中心。这些数据中心里有成千上万台服务器，24小时不停运转，有恒温恒湿的空调系统、备用发电机、消防系统，甚至还有专门的安保团队24小时值守，保证服务器不会宕机、数据不会丢。 > 【知识拓展：什么是数据中心？】 > 你可以把数据中心理解成“服务器的巨型宿舍”：一栋楼里有几万甚至几十万台服务器，每台服务器就像一个小抽屉，插着网线、电源线，24小时运行。为了保证服务器不坏，数据中心里的温度常年保持在22℃左右，湿度保持在40%-60%，还有备用电源，就算整个城市停电，数据中心也能靠备用发电机继续运行几个小时。比如阿里云的千岛湖数据中心，甚至直接把服务器放在湖底下，用天然的湖水冷却，比传统空调节能70%以上，非常环保。

误区3：把数据存在云里不安全？

恰恰相反，云的安全等级远比你自己的手机、电脑高。你手机丢了，里面的照片、聊天记录可能直接就没了；你电脑中了病毒，硬盘里的数据可能全部被加密勒索；但云服务商的数据中心，数据会做“多副本备份”，比如你存一张照片，云会在3个不同的物理地点各存一份，就算一个数据中心着火了，另外两个地方还有备份，数据绝对不会丢。而且主流云服务商都会做端到端加密，比如苹果的iCloud，就算苹果公司的员工也看不到你的照片，只有你自己有密钥能解密，安全性比你存在本地硬盘高得多。

二、到底什么是云计算？用“水电煤”类比就懂了

讲完误区，我们再来正式定义一下云计算：云计算是一种按需取用的计算资源服务模式，用户不需要自己购买、维护服务器、存储、网络等硬件设备，只需要通过网络向云服务商申请需要的计算资源，按实际使用量付费即可。

这个定义听起来还是有点抽象，我们用一个你绝对熟悉的类比来理解：云计算就是“计算领域的水电煤”。 以前你要用自来水，得自己打井、买水泵、装水管，还要自己定期维护，生怕水泵坏了没水喝；要用电，得自己买发电机、拉电线，还要天天买燃料，成本高得吓人。现在你只需要接上市政的水管、插上电源插头，用水用电的时候按表付费就行，不用管水是从哪个水库来的，电是从哪个发电站发的，也不用管水管、电线谁维护，坏了找谁修。 云计算也是一样：以前你要做一个网站、做一个APP，得自己买服务器、搭机房、拉专线、雇运维人员，初期投入几十万，每个月还要花几万块维护，哪怕你的网站只有几个人访问，这些成本一分都不会少；现在你只需要用云服务，按需租用服务器、存储、带宽，几分钟就能搭好一个网站，用多少付多少钱，哪怕一天只有10个人访问，一天也才花几毛钱，不用管服务器坏了谁修，带宽不够了谁加，云服务商全帮你搞定。

这种模式最大的好处，就是把“重资产、高门槛”的计算能力，变成了“轻资产、低门槛”的公共服务，哪怕你是初中生、高中生，没有公司、没有团队，只要有想法，也能用极低的成本实现自己的数字创意。

2.1 云计算的3个核心特点，看完你就懂为什么它这么火

云计算之所以能取代传统的自建机房模式，核心是因为它有3个无可替代的特点，我们一个个用例子讲：

特点1：按需取用，弹性伸缩

你不需要提前预估自己需要多少计算资源，需要多少就用多少，用完了就退，完全灵活。 比如《王者荣耀》每年举办的世冠赛，平时同时在线人数大概是500万，但是比赛当天，同时在线人数会暴涨到5000万，是平时的10倍。如果比赛主办方自己买服务器，平时99%的时间服务器都是闲置的，浪费钱；比赛当天又不够用，直接崩盘，玩家全进不去。但用云的话，平时只租1000台服务器，比赛当天临时租10000台，比赛结束后立刻退掉多余的9000台，只付当天租那10000台的钱，成本只有自建机房的1/10不到，而且绝对不会崩。 > 【小思考】如果你要办一个班级联欢会，需要租场地，你会怎么租？是租一个刚好能装下全班人的小教室，还是租一个能容纳几百人的大礼堂？如果用云的话，这个问题就变成了：你需要多大就租多大，人来了自动变大，人走了自动变小，按实际使用的面积付费，是不是很划算？

特点2：按需付费，成本极低

云计算是“用多少付多少钱”，不用提前投入大笔资金，也不用为闲置的资源付费。 我们算一笔账：如果你想自己搭一个个人网站，展示自己的画作、代码作品，自己买服务器的话，初期要花3000-5000块买服务器，每年还要花1000多块交电费、带宽费、维护费，用3年总成本是6000-8000块；如果用云服务器，你每天只有几十个人访问，用最低配的服务器，每个月才30块，一年才360块，3年总成本才1000块，不到自建的1/6，而且不用你维护，坏了云服务商直接给你换新的。 > 【电子版侧边栏：学生专属福利】 > 国内主流云服务商（阿里云、腾讯云、华为云）都给学生提供了免费试用额度，比如腾讯云给学生提供6个月的免费云服务器，配置是2核4G，足够你搭网站、做小程序、学编程用了，只需要用学生身份认证就能申请，感兴趣的读者可以去官网看看~

特点3：高可用，数据不会丢

云服务商的数据中心都会做“多副本备份”和“异地容灾”，你的数据不会因为单个服务器坏了、单个数据中心停电了就丢了。 比如你在iCloud里存了1000张照片，云会自动在3个不同的物理地点各存一份副本，就算其中一个数据中心因为地震停电了，另外两个地方还有你的照片，完全不会丢；如果你的手机坏了，换一个新手机登录账号，照片会自动同步下来，不用你手动备份。这种安全等级，远比你存在本地硬盘、U盘里高得多——很多人都有过U盘丢了、硬盘坏了数据全没了的经历，但只要你开了云备份，几乎不会遇到数据丢失的问题。

2.2 云的三种服务模式：总有一款适合你

云服务不是只有“租服务器”一种，根据你需要的服务不同，云服务商提供了三种不同的模式，我们用“租房”的类比来理解，一看就懂： | 服务模式 | 类比 | 适合人群 | 例子 | |----------|------|----------|------| | IaaS（基础设施即服务） | 租毛坯房：房子、水电都给你备好，但是装修、家具、家电都要自己弄 | 有技术能力的人，比如运维、后端开发 | 租云服务器（ECS）、云存储（OSS），自己搭环境、装软件、部署应用 | | PaaS（平台即服务） | 租精装房：房子装修好了，家具家电都配齐了，你直接拎包入住就行 | 做开发的青少年，比如学编程、做小程序 | 云开发平台、云数据库、Serverless服务，你不用管服务器、环境，直接上传代码就能运行 | | SaaS（软件即服务） | 住酒店：你连房子都不用租，直接去前台登记，拿房卡就能住，走的时候也不用打扫 | 普通用户，不用管技术细节，直接用就行 | 腾讯文档、百度网盘、钉钉、抖音，都是SaaS，你不用管服务器、维护、更新，直接用就行 |

举个具体的例子：你想做一个班级作业管理的小程序，让同学能上传作业、老师能批改：

• 如果你选IaaS，相当于你租了一个毛坯房，得自己买服务器、装操作系统、装数据库、搭网络环境，再把自己的小程序代码部署上去，全程要自己维护，适合有后端开发能力的人；
• 如果你选PaaS，相当于你租了一个精装房，云服务商已经把服务器、数据库、网络环境都给你配好了，你只需要写小程序的前端和后端代码，上传到云平台就能直接运行，不用管服务器维护、扩容的问题，适合正在学开发的青少年；
• 如果你不想写代码，只想用现成的工具，那你可以直接用SaaS，比如用腾讯文档的“收集表”功能，做一个作业收集表，发到班级群里，同学直接上传作业，你直接在文档里批改，完全不用管背后的技术，适合普通用户。

三、这些你熟悉的场景，全是云的应用

理解了云的基本概念和特点，我们再回到你最熟悉的场景，看看云到底在背后做了什么，你会发现“云”早就渗透到你生活的方方面面了。

3.1 游戏场景：没有云，你连联机服都进不去

对于爱玩游戏的青少年来说，云早就成了游戏体验的核心支撑：

• **云存档**：几乎所有的主流手游、主机游戏都支持云存档，你玩的《原神》《星穹铁道》《我的世界》，进度都存在云里，换手机、换设备、甚至卸载重装，进度都不会丢，再也不用担心手机丢了游戏白玩。
• **联机服务器**：你想和朋友玩《我的世界》联机，以前得自己买服务器、拉专线、搭环境，还要24小时开机，防攻击，成本高还麻烦；现在用云服务器，几块钱一个月就能搭一个专属联机服，点一下就能和朋友玩，不用了直接关掉，不花冤枉钱。
• **云游戏**：如果你电脑配置低，玩不了3A大作，或者想在平板上玩电脑游戏，可以用腾讯START、网易云游戏这样的云游戏平台，你不用下载几十G的游戏，打开网页就能玩，游戏的全部运算都在远端的云服务器上完成，你的设备只需要传操作指令、接收游戏画面就行，相当于用云帮你跑游戏，对低配置设备非常友好。

3.2 学习场景：没有云，小组作业得来回传10遍文件

对于学生来说，云早就成了学习的必备工具：

• **在线文档/表格**：你做小组作业，不用再来回传Word、Excel版本，几个人同时编辑一份腾讯文档、飞书文档，改的内容实时同步，还能看修改记录，谁改了什么一目了然，再也不用合并十几个版本的文件。
• **云IDE**：如果你学编程，不用再在自己电脑上装Python、Java、C++的开发环境，用Replit、GitHub Codespace这样的云IDE，打开网页就能写代码、运行，代码全部存在云里，换电脑、换手机都能接着写，哪怕是学校机房的电脑，不用装任何环境就能写代码，太方便了。
• **云课堂**：疫情期间几千万人同时上网课，要是没有云的弹性伸缩能力，服务器直接就会崩，根本没法用。云会根据上课的人数自动调整服务器数量，人多了就加，人少了就减，保证上课不卡、不崩，就算几百万人在线也能扛住。

3.3 生活场景：没有云，你换手机就得倒3天数据

• **照片/视频备份**：你手机拍的视频、照片自动备份到iCloud、百度网盘，换手机的时候不用一根一根线倒数据，登录账号所有照片、视频自动同步回来，哪怕手机丢了，数据也不会丢。
• **短视频/内容平台**：你刷的抖音、B站、快手的视频，全部存在云存储里，你手机里只存你刷到的缓存，不用存所有视频，省了手机空间，而且你收藏的视频、点赞的记录都存在云里，换手机也能同步。
• **健康码/行程码**：你的行程、核酸记录、疫苗接种记录都存在云里，全国各地的防疫人员、安检人员都能查到，要是存在本地的话，根本没法跨地区共享。

3.4 创作场景：没有云，你训练AI模型得花几万块买显卡

如果你喜欢画画、做视频、做AI项目，云更是必不可少的工具：

• **视频创作**：你在B站、抖音

你在B站、抖音做视频创作，要是用本地电脑渲染4K视频，可能得等好几个小时，电脑还卡得连网页都打不开；但用云的渲染服务，把视频上传到云端，云端调用几十台服务器并行渲染，几分钟就能生成成品，你还能边渲染边用电脑剪下一个视频，完全不影响。更不用说当下火热的AI创作赛道：你用AI画头像、写小说文案、做配音，背后的AI大模型都跑在云的GPU服务器集群上，要是你自己买一块能流畅运行AI模型的显卡，至少要花几千块，但用云的GPU算力按小时付费，生成100张AI画图才花几毛钱，哪怕你是零花钱不多的学生，也能毫无压力玩转AI创作。 甚至你平时用的学习工具，背后也有云的身影：你用来背单词的百词斩，会记录你的错题、背词进度，存在云里，换手机之后自动同步；你用来搜题的作业帮，后台的海量题库、解题视频都存在云存储里，还能通过云的算力给你匹配最适合的解题思路；甚至你学校用的校园卡充值、查成绩的系统，很多都部署在云上，开学的时候几万学生同时查成绩、充饭卡，也不会卡顿崩溃。

3.5 云不只是娱乐：公共服务里的隐形云

除了你熟悉的娱乐、学习场景，云早就成了公共服务的核心支撑，只是你没注意到而已。 你暑假买火车票的时候，是不是遇到过12306卡顿、抢不到票的情况？其实12306的后台就跑在云上，春运的时候每天有几十亿次查询请求，要是没有云的弹性伸缩能力，根本扛不住这么大的流量。现在12306用云的话，查询请求多的时候自动加服务器，少的时候自动减，哪怕春运高峰也能保证大部分用户能正常抢票。 还有你每次做核酸、查健康码的时候，你的行程信息、核酸结果都存在云里，防疫人员能在几秒钟内查到你的信息，要是没有云的分布式存储和算力，几亿人的信息根本没法快速查询、共享。 甚至你平时喝的奶茶、点的外卖，背后的商家系统、配送调度系统也跑在云上：你下单之后，订单信息同步到商家的云系统，后厨自动打印小票，配送员的调度系统通过云的算力给你匹配最近的骑手，整个过程只需要几秒钟，要是没有云，你点个外卖可能要等半小时才能送到商家手里。 > 【电子版侧边栏：冷知识】 > 你知道吗？全球所有的云数据中心加起来，每年消耗的电量占全球总电量的2%左右，比整个日本国家的年耗电量还高，所以现在云厂商都在做绿色数据中心，用风电、水电、湖水冷却来节能，比如阿里云的千岛湖数据中心，每年能省下几千万度电，相当于种了几十万棵树。 > 【纸书小实验】 > 你可以试试把你的手机网络关掉，打开抖音，看看能不能刷到新的视频？肯定不行，因为云在远端，必须通过网络才能访问，这也证明了云不是存在你手机里的，而是远端的服务器集群。

四、动手试试：10分钟搭出你的第一个云服务

光看不动手，永远学不会云架构。这一节我们带你做一个小实践，不用花钱，不用复杂的环境，10分钟就能搭出你的第一个云服务，亲身体验一下“按需取用计算资源”到底是什么感觉。 <!-- 纸书：实践环节 --> > 【实践准备】 > 本实践需要用到电脑/手机，全程不需要付费，所有操作都可以在云服务商的官网完成。 > 【电子版超链接】 > 点击这里直达腾讯云学生免费试用页面👉 [腾讯云学生计划](https://cloud.tencent.com/act/campus) （注：实际出版时可替换为官方有效链接）

实践目标：搭一个属于你的个人静态网页

静态网页就是只有文字、图片、视频，没有复杂交互的网页，比如你的个人简历、作品展示页、班级活动介绍页，都可以用静态网页实现。

步骤1：申请免费云服务器

打开上面的学生计划页面，用你的学生身份认证（只需要学生证/学信网信息，成年人也可以用身份证认证），就能申请到6个月免费的2核4G云服务器，配置足够你跑这个实践了。

步骤2：选择操作系统

云服务器会给你预装操作系统，我们选最熟悉的Windows Server就行，和你平时用的Windows界面一模一样，不用重新学习。

步骤3：部署网页

你可以自己写一个简单的HTML网页，比如写“这是我的个人作品页，我学了3个月编程，会做小程序、AI画图”，也可以用网上的免费模板，上传到云服务器里，开启服务器的80端口，就能通过公网访问你的网页了。

步骤4：邀请同学访问

把网页的链接发给同学，他们就能在手机、电脑上打开你的网页，看到你的作品，是不是很有成就感？ > 【小贴士】 > 如果你不想写代码，也可以直接用云服务商的“云开发”功能，不用租服务器，直接用可视化拖拽的方式搭网页，更简单，适合零基础的读者。

五、云的未来：你也能成为云架构师

云计算从2006年诞生到现在，才不到20年，已经成了数字世界的“水电煤”，未来的发展空间还大得很。 现在的云已经不止是存数据、跑服务器了，正在往三个方向发展，也是你未来学习云架构的重点： 1. AI云：现在的AI大模型都跑在云上，未来每个人都能用云上的AI能力，不用自己买显卡、训练模型，直接用云上的AI工具就行，比如云上的AI编程助手、AI设计工具、AI助教，