1.1 单机小型机时期

很显然计算机诞生之初只是一个工具，像汽车、电视一样，只有单一的功能；不过计算机的特别之处就在于，人们能为其编写程序，不同的程序能够实现不同的功能，这就使得计算机的应用面得到了空前的发展，变得不仅仅是为少数人服务，而是普惠大众了。这个时候，就需要一种方式让更多的人能从计算机的功能中受益。当然把每个人都叫到屋里也许是个方法（如举办开放日等），但显然这太麻烦，而且受益者远远达不到普惠的程度。

好在，后来诞生了影响21世纪的互联网。

1.1.1 互联网的诞生

第一个计算机网诞生于1969年，就是美军的阿帕网（ARPA），其最初仅仅是为军事目的服务的，后来一些大学由于科研原因逐步加入，慢慢就进化成今天的“因特网”（Internet）。随着计算机的普及，网上商业服务迅速崛起，网络上的服务开始由单一的信息介绍变为五花八门的服务，它们为整个世界带来了全新的面貌。

2000年初，中国的网民仅为890万，很多人都不知道互联网为何物，因此大多数服务业务单一且简单，采用典型的单机模型外加一个数据库就能应对绝大多数场景，所有功能都写在一个应用里并进行集中部署，如图1.1所示：

现在看来，这简直是在开玩笑！但真的没有，这个架构对于那时的用户量来说确实足够而且简单，甚至如今知名的“淘宝网”在2003年刚刚诞生时就差不多是这个样子。

工程师们在一个大应用里添砖加瓦，需要发布的时候就集中打包，如果遭遇错误就全部回滚。好在那个时候各部分功能都还算简单，在依赖组里吼一声，给个接口名，在系统内部引用再调用一下也就解决了。同时那个时期还有很多经典的设备，如IBM的小型机（如Power系列），或者EMC的高端存储（如Symmetrix系列）等，都是单机时代的典型代表，它们追求的都是单机服务能力，那个时候还没有分布式一说。

1.1.2 复杂应用拆分

不过到了2018年，中国网民的数量达到了惊人的7.72亿（上涨了近100倍），而且随着应用的日益复杂化与多样化，开发者们对系统的“容灾、伸缩及业务响应能力”有了更高的要求。

暂且不说用户增长的影响因素，单纯从服务的稳定性与功能上来讲，单机架构就有很大的问题，因为如果“服务器”和“数据库”中的任一个出现故障，整个系统就会崩溃，或者说若某个板块的功能需要更新（例如“新闻网页”），那么整个系统便需要重新发布。显然，对于业务迅速发展的万物互联时代，这两点就足以致命。

因此，工程师们开始思考，如何在保障可用性的同时快速响应业务变化。他们想到了将一个应用拆分成多个应用的方法，也就是将上面的“大统一”拆分成多个子应用，“新闻页面”应用、“聊天室”应用、“论坛”应用等，这种方式被称为垂直拆分。它们各自有整套的硬件体系作为支撑，于是就变成了图1.2的样子。

1.1.3 遭遇性能问题

应用垂直拆分确实解决了应用开发中发布的问题，现在每个应用都可以独立设计、开发及部署了，工程师们非常兴奋，干劲十足，新功能不断上线。不过随着用户数量指数级的增长与摩尔定律的限制，单机计算能力完全跟不上业务的发展，这个时候工程师们发现，买再高端的计算存储设备也是杯水车薪，不能从根本上解决问题；而且，高端的计算设备往往非常昂贵，例如IBM经典的Power系列，当时的售价就高达十几万美元，这样的开销对于小型企业简直是天方夜谭。

因此这个时候，工程师们就需要一种廉价同时拥有高性能的解决方案。什么？廉价又高性能，确定这不是在做白日梦？如果按照之前单机的思路当然是不可能的，但我们可以换个思路来解决这个问题。