中國云計算技術(shù)研究報告

楊天琪 廖麗慧

摘 要：創(chuàng)造性地提出云計算概念，解決云計算技術(shù)建構(gòu)問題，指明云計算技術(shù)應(yīng)用經(jīng)濟前景。

關(guān)鍵詞：云計算 云計算甄別標準 云計算體系架構(gòu) 云安全

中圖分類號：TP3 文獻標識碼：A 文章編號：1007-3973（2013）007-081-02

1 引言

云計算是自1980年以來，從大型計算機轉(zhuǎn)換到客戶端服務(wù)器的過程。

云計算（Cloud Computing）是網(wǎng)格計算（Grid Computer）、分布式計算（Distributed Computing）、并行計算（Parallel Computing）、效用計算（Utility Computing）等傳統(tǒng)計算機和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展融合的產(chǎn)物。

其特點是：通過使計算分布在大量的分布式計算機上，而非本機計算機或遠程服務(wù)器上，企業(yè)數(shù)據(jù)中心的運行將與互聯(lián)網(wǎng)更相似，這使得企業(yè)能夠?qū)①Y源切換到需要的應(yīng)用上，根據(jù)需求訪問計算機和存儲系統(tǒng)。

2 云計算的概念界定

對云計算的定義可謂仁者見仁，智者見智，筆者提供以下定義供讀者參考。百科名片上的定義：云計算（Cloud Computing）是基于互聯(lián)網(wǎng)上相關(guān)服務(wù)的增加，使用和交付模式，經(jīng)常關(guān)系到通過互聯(lián)網(wǎng)來提供易擴展且通常是虛擬化的資源。狹義云計算是指通過網(wǎng)絡(luò)把工廠的基礎(chǔ)設(shè)備交付和使用模式以需求、易擴展的方法獲取所需資源；在廣義上來講，云計算指的是服務(wù)的交付和使用模式，通過網(wǎng)絡(luò)按需、易擴展方式獲得所需服務(wù)。

它的這種服務(wù)于IT、軟件互聯(lián)網(wǎng)是息息相關(guān)的。甚至它意味著可以把計算能力看做是一種商品，目前云計算商業(yè)化產(chǎn)品主要四大類：（1）基礎(chǔ)設(shè)施服務(wù)產(chǎn)品；（2）平臺服務(wù)產(chǎn)品；（3）軟件服務(wù)產(chǎn)品；（4）云軟件產(chǎn)品。

本人認為云計算就是把存儲個人電腦、移動電話和其他設(shè)備上大量信息和處理器資源集中在一起，協(xié)同工作在極大的規(guī)模上可擴展信息技術(shù)能力，向外部客戶作為服務(wù)來提供的一種計算方式。

3 云計算的體系架構(gòu)

目前業(yè)界普遍共識認為云計算包括三層服務(wù)架構(gòu)體系：

（1）共有云端：共有云端服務(wù)提供者只是邏輯和法律上擁有和管理的權(quán)利。服務(wù)器和用戶可以完全脫離，用戶可以按需靈活的購買服務(wù)；

（2）專（私）有云端：專（私）有云端用戶仍然需要進行IT基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，獨立擁有和管理服務(wù)的能力，但是用戶開發(fā)和使用應(yīng)用的效率更高；

（3）混合云端：混合云端綜合了共有云端和專（私）有云端共同優(yōu)點，當然在建置步驟上會先從私有云端開始，待一切運作穩(wěn)定后在對外開放，企業(yè)不斷可提升內(nèi)部IT使用效率，也可籍由對外的公共云端服務(wù)獲利。

基礎(chǔ)設(shè)施虛擬化：構(gòu)造真正的云計算。真正的云計算：與底層硬件無關(guān)，沒有固定CPU概念，也沒有固定或靜態(tài)的RAM概念的服務(wù)器實體。這就是在調(diào)動水平上與管理程序緊密結(jié)合，但與處理器，NUMA（非一致存儲訪問）優(yōu)化或RAM運行無關(guān)的操作系統(tǒng)。

筆者認為甄別（判斷）是不是云計算有三條標準：

（1）用戶所需的資源不再客戶端而來自網(wǎng)絡(luò)；

（2）服務(wù)能力具有分鐘級或秒級的伸縮能力；

（3）具有較之傳統(tǒng)模式5倍以上的性能價格比優(yōu)勢。

4 云計算模式分析

云計算的服務(wù)可分為以下三個層次：（1）基礎(chǔ)設(shè)施即服務(wù)（Laas）；（2）平臺即服務(wù)（Paas）；（3）軟件即服務(wù)（SaaS）。

SaaS：基礎(chǔ)設(shè)施即服務(wù)；

SaaS（Infrastructure-Service）基礎(chǔ)設(shè)施即服務(wù)，消費者完全可以利用計算機的基礎(chǔ)設(shè)施，利用Internet獲得所需的服務(wù)。

PaaS：平臺即服務(wù)；

PaaS（Platform-as-a-Service）平臺即服務(wù)，PaaS實際上是指以軟件研發(fā)平臺作為核心理念來操作的服務(wù)，以SaaS的模式服務(wù)于所需用戶，所以PaaS也是SaaS模式的一種應(yīng)用，同時PaaS形式促進著aaS的發(fā)展，尤其是SaaS應(yīng)用的開發(fā)速度的加快。

SaaS：軟件即服務(wù)；

SaaS（Saftware-as-a-Service）軟件即服務(wù)是由Internet系統(tǒng)提供的軟件模式。

5 云計算存儲技術(shù)原理分析

云存儲與云計算一樣，必須經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)來提供隨機分派的儲存資源，重要是網(wǎng)絡(luò)必須要有具備良好的QoS機制才行，對于用戶來說具備彈性擴展與隨使用需求彈性配置的云存儲，可節(jié)省大筆的存儲設(shè)備采購及管理成本，甚至因存儲設(shè)備損壞所造成數(shù)據(jù)遺失的風(fēng)險，也可因此避免，總之，不論是端點使用者將數(shù)據(jù)備份到云端，抑或企業(yè)基于法規(guī)遵循，或基他目的數(shù)據(jù)歸檔和保存，云存端皆可滿足不同需求。

云存儲操作執(zhí)行的運作機制如下：

（1）客戶端透過CDMI接口創(chuàng)建一個CDMI容器，并將其轉(zhuǎn)換成一個OCCI導(dǎo)出型態(tài)，CDMI容器Object ID會回報結(jié)果。

（2）客戶端接著透過OCCI接口創(chuàng)建一個虛擬機，并藉由該Object ID附加一個CDMI類型之儲存容量。OCCI虛擬機ID會回報結(jié)果。

（3）接著客戶端以O(shè)CCI虛擬機ID進行CDMI容器對象導(dǎo)出信息的更新作業(yè)，如此才能讓虛擬機存取該容器。

6 云計算安全問題與策略

云計算安全問題大致可以分為四個方面：

（1）云計算服務(wù)提供商他們的網(wǎng)絡(luò)存儲安全如何，會否造成數(shù)據(jù)泄密。

（2）客戶在使用云計算提供的服務(wù)時的安全性。

（3）客戶要保管好自己的帳戶，防止他人盜取你帳號而讓你埋單。

（4）用戶隱私保護問題。

在“云”計算機環(huán)境下，網(wǎng)絡(luò)犯罪人員利用租用的虛擬機以隱瞞犯罪行為，為公安司法機關(guān)犯罪取證帶來困難。

惡意軟件，惡意代碼能夠搶先控制惡意硬件，防病毒軟件失效。

云計算安全技術(shù)隱憂：

（1）在特定的服務(wù)中，不同客戶之間的數(shù)據(jù)溢出

（2）供應(yīng)商系統(tǒng)遭到大量惡意軟件攻擊

（3）惡意人群操作“導(dǎo)致的資料外泄”

（4）共享信息的不安全

（5）黑客盜取供應(yīng)商系統(tǒng)的數(shù)據(jù)

囿鑒如此，云計算安全管理應(yīng)采用如下策略：

應(yīng)采用身份驗證策略、網(wǎng)絡(luò)安全策略、內(nèi)容安全策略、數(shù)據(jù)安全策略、狀態(tài)事件監(jiān)控策略、安全管理策略等，前四個是云安全重點關(guān)注方向，是今后云計算應(yīng)用對現(xiàn)代密碼學(xué)、信息與信息處理、軟件開發(fā)提出了新課題，開辟了科研新方向。

7 云計算應(yīng)用前景展望

在云計算產(chǎn)業(yè)發(fā)展前景廣泛被看好，數(shù)據(jù)中心專業(yè)園區(qū)建設(shè)如火如荼的大背景下，如何“化云為雨”，尋找云計算產(chǎn)業(yè)發(fā)展的有效途徑，使云計算這一新興技術(shù)與產(chǎn)業(yè)發(fā)展、經(jīng)濟發(fā)展、市場發(fā)展緊密結(jié)合，切實促進產(chǎn)業(yè)和經(jīng)濟的轉(zhuǎn)型升級，成為當前迫切需要探索和解決的問題。如果能夠重視云計算技術(shù)的投入和支持，我們有望扭轉(zhuǎn)現(xiàn)在我國軟件產(chǎn)業(yè)在操作系統(tǒng)等核心技術(shù)和產(chǎn)品被國外所壟斷的局面，取得信息技術(shù)上的主導(dǎo)權(quán)，具有重要的戰(zhàn)略意義。

我國目前云計算應(yīng)用呈現(xiàn)三大發(fā)展趨勢：（1）發(fā)動驅(qū)動力從“政策引導(dǎo)”轉(zhuǎn)為“市場拉動”（2）業(yè)務(wù)創(chuàng)新源從“技術(shù)導(dǎo)向”轉(zhuǎn)為“應(yīng)用導(dǎo)向”。（3）競爭聚焦點從“單一應(yīng)用”轉(zhuǎn)為“平臺構(gòu)建”

從我國云計算應(yīng)用總體實施環(huán)境看，呈現(xiàn)出三大特點：（1）即國家提升云計算戰(zhàn)略定位，加快統(tǒng)籌推進；（2）地方謀求云計算先發(fā)優(yōu)勢，紛紛搶位布局；（3）應(yīng)用需求進入集中爆發(fā)期，市場潛力巨大。

目前云計算研究發(fā)展迅速，IDC報告顯示未來四年全球云計算市場平均每年將增長27%，2012年將從目前的160億美元增長至420億美元。政府、企業(yè)、科教等部門紛紛推出相關(guān)政策，開展具體布局和研究。

8 結(jié)語

云計算是未來信息產(chǎn)業(yè)的制高點，是科學(xué)技術(shù)第一生產(chǎn)力綜合反映，對未來人類社會的經(jīng)濟、政治、文化、科技、教育必將產(chǎn)生深然的影響。本文作者從云計算概念到體系建構(gòu)從宏觀層面、中觀層面和微觀層面三個層面給予了不同的創(chuàng)造性刻畫與描述。拋磚引玉總比藏而不露易于受教益，希望對云計算技術(shù)有所貢獻與指引，對建設(shè)有中國特色科技創(chuàng)新型國家有所裨益。