其实就是想说Google云背后的那些基础架构，聊聊它怎么撑起整个服务的运行和扩展

你得知道Google云不是一台超级大的电脑,它是一个由遍布全球的、数量极其庞大的普通服务器组成的巨大网络，这些服务器被安置在叫做“数据中心”的巨大建筑物里，你可以把它们想象成数字时代的超级仓库，只不过里面存放和运转的不是货物，而是海量的数据和处理能力。

基石：全球数据中心网络

Google在全球各地建设了多个这样的数据中心区域,每个区域又包含多个“可用区”，这就像是开连锁超市，你不会把所有的货物都放在一个仓库里，否则那个仓库一停电或者出点什么事，整个生意就瘫痪了，Google也是这么做的，把它的服务分散到世界各地，你可能在亚洲访问Google云服务，你的请求可能就会被离你最近的一个亚洲数据中心处理，这样速度最快，如果这个数据中心因为自然灾害或维护暂时不可用，系统会自动把你的请求切换到另一个区域的数据中心，你甚至都感觉不到中断，这种设计保证了服务的高可用性和可靠性。（来源：Google Cloud官方架构说明）

核心秘密：三大软件系统

光有硬件仓库还不够,关键是如何高效、智能地管理这些海量机器，这里就要提到Google内部研发的、后来部分思想也应用到Google云上的三套核心软件系统，它们是真正的“大脑”。

1. Borg（博格）： 这是Google的“全局调度员”，想象一下，你有几百万台服务器，每天要运行数十亿个任务，比如处理一次搜索请求、存储一张用户照片、分析一段视频内容等等，Borg系统就像是一个超级聪明的管家，它知道每一台服务器的“身体状况”（比如CPU用了多少、内存还剩多少），也知道每个任务的“需求”（比如需要多少计算力、需要什么样的硬盘），当一个新的任务进来时，Borg会立刻在全世界的数据中心里，为它寻找最合适、最空闲的“工位”（服务器），然后把它安排上去运行，这样就能确保没有机器在偷懒，所有资源都被最大限度地利用起来了，Kubernetes这个现在非常火热的容器编排系统，其设计思想就源于Borg。（来源：Google研究论文《Large-scale cluster management at Google with Borg》）

   

2. Colossus（巨像）： 这是Google的“超级文件柜”，是下一代Google文件系统，我们手机、电脑上的文件是存在硬盘里的，那Google的海量数据（比如YouTube上的所有视频、Gmail里的所有邮件）存在哪里呢？就存在Colossus管理的系统中，它的设计非常巧妙，它会把一个文件，比如你上传的一段视频，自动切成很多个小碎片，然后把这些碎片加上纠错码，分别存储在不同数据中心、不同机架的多台服务器上，这样做有两个巨大好处：第一，即使同时坏掉好几块硬盘甚至一整台服务器，你的数据也不会丢，因为可以从其他碎片里恢复出来；第二，当很多人同时要看这个视频时，系统可以从多个地方同时读取碎片，拼凑起来给你，速度就非常快，这实现了极高的可靠性和扩展性。（来源：对Google早期文件系统GFS的演进分析及技术报告）

3. Spanner（扳手）： 这是Google的“全球一致性账本”，对于像银行转账、订单交易这样的服务，数据的一致性至关重要，比如你账户里有100元，花掉50元后，必须在全世界任何一个地方查询，余额都必须是50元，不能出现差错，传统的数据库很难在遍布全球的数据中心之间做到这一点，因为网络总有延迟，但Spanner通过使用一种非常精密的全球时间同步技术（甚至动用了原子钟和GPS），实现了跨洲际数据中心还能保持强一致性的数据库服务，这意味着，Google云上的应用可以像使用一个本地数据库一样，去使用一个实际上分布在全球的数据库，既享受了全球部署的低延迟，又保证了数据的绝对准确，这是一个革命性的技术。（来源：Google研究论文《Spanner: Google’s Globally-Distributed Database》）

如何支撑扩展？

有了这些底层系统,Google云的扩展就变得非常灵活和自动化，当用户量激增，需要更多计算资源时，Google不需要手动去机房一台台地装新服务器，它可以通过软件命令，自动在资源池里调配出更多的“虚拟机”（通过Borg调度）或者“容器”来分担压力，存储空间不够了，Colossus会自动管理硬盘空间，感觉就像拥有一个无限大的硬盘，需要全球用户都能快速访问同一个应用？Spanner这样的数据库可以帮你轻松搞定数据同步问题。

Google云背后的基础架构,其核心思想就是：用软件定义一切，用自动化管理一切，用冗余和分布式来保证可靠。 它把成千上万台普通的机器，通过极其复杂的软件系统编织成一台坚不可摧、弹性伸缩的“全球超级计算机”，我们平时使用的Google搜索、Gmail、YouTube，以及无数企业跑在Google云上的服务，都是安稳地运行在这个庞大而精密的系统之上的。