云計算和云服務的發(fā)展綜述

李貞昊 張巍琦 陳俊宇

摘 要：云計算是一種能夠為用戶提供定制服務、可靠的分布式計算模式。它是集海量存儲、虛擬化、并行計算、負載均衡、實時計算為一體的網(wǎng)絡發(fā)展融合的產物。本文闡述了近年云計算的概念發(fā)展及其服務類型，論述了云計算的體系結構和應用場景，并根據(jù)云計算優(yōu)勢、對云服務選型問題進行了論述。最后，結合云計算與云服務現(xiàn)狀，展望了未來云計算服務發(fā)展的趨勢以及亟待解決的關鍵問題。

關鍵詞：云計算；體系結構；云服務優(yōu)勢；云服務選型

一、概述

隨著近幾年互聯(lián)網(wǎng)時代的發(fā)展，學術界與工業(yè)界對于海量數(shù)據(jù)處理能力的需求正在快速增長，普通服務器與計算機遠遠不能滿足，這就需要不斷加大硬件投入或研發(fā)新技術。同時，由于并行編程模型的局限性，傳統(tǒng)服務器資源利用率問題日益嚴重，這就客觀要求一種節(jié)約成本與提高性能的編程框架，提高資源利用率和計算效率。隨著計算機網(wǎng)絡的發(fā)展和共享經(jīng)濟理論的提出，云計算脫離了硬件和相關環(huán)境的限制，從實驗室[ 1 ]走向市場。

計算機網(wǎng)絡技術經(jīng)過多年的研究與發(fā)展，其并行系統(tǒng)與分布式系統(tǒng)的理論和技術已有相當高的成熟度，它使云計算的實現(xiàn)變得可行。云服務將供應商、開發(fā)者和用戶身份和分工分離，供應商提供封裝性和安全性優(yōu)良的硬件基礎、架構服務模型、平臺服務、存儲系統(tǒng)和軟件服務等，并向開發(fā)者提供相應接口，開發(fā)者只需利用云服務接口開發(fā)應用，并在云架構上部署和開發(fā)應用，而用戶直接使用云應用，無需關心系統(tǒng)原理。

云計算的概念最早于本世紀初由Google工程師比西利亞提出，為了滿足推廣Google強大的計算功能，用簡單的方式提供并共享強大的計算資源。云計算的提出與應用[ 2 ]，將改變傳統(tǒng)以桌面和進程為核心的任務處理模式。云計算利用互聯(lián)網(wǎng)互聯(lián)互通、資源共享的特性處理任務，將互聯(lián)網(wǎng)轉變?yōu)檫M行服務、傳遞計算能力和處理信息的綜合媒介，實現(xiàn)多人協(xié)作與按需計算。

二、云計算和云服務的現(xiàn)狀

目前，市場上各大云服務商都利用云服務的通用核心架構，在此基礎上構建自己獨有的生態(tài)系統(tǒng)，同時依托生態(tài)推出相應的產品和服

務[ 3 ]。云計算服務是一種將計算能力通過網(wǎng)絡，以服務的方式提供給用戶的模式，它不需要用戶具備云計算的相關知識和直接操作能力[ 4 ]。

云計算系統(tǒng)將信息保存在網(wǎng)絡邊緣的永久服務器中，用戶在使用云中信息時在本地進行緩存，用戶使用的終端包括移動設備與桌面系統(tǒng)。云計算系統(tǒng)包括硬件服務、軟件服務、存儲服務，同時還向用戶開放可配置開發(fā)的平臺服務，滿足用戶軟件開發(fā)與安裝和數(shù)據(jù)訪問的需求。

云計算服務以數(shù)據(jù)中心硬件與系統(tǒng)軟件的開放程度為標準，劃分為公有云和私有云兩種類型。在公有云系統(tǒng)中，云供應商提供數(shù)據(jù)中心的處理能力，用戶通過以太網(wǎng)訪問數(shù)據(jù)中心服務器獲取相應服務，而私有云系統(tǒng)則是在局域網(wǎng)絡內使用云服務，不向公共網(wǎng)段開放。

目前，國內外比較知名的云計算服務平臺有Amazon Web Service（AWS）、阿里云、百度云等，它們都向用戶提供包括彈性計算、對象存儲、內容分發(fā)等多種服務。在提供云計算服務的同時，各大廠商也推出了基于自己平臺的應用產品，例如百度云的百度網(wǎng)盤、阿里云的釘釘?shù)取?/p>

三、云服務優(yōu)勢及選型

（一）云服務的優(yōu)勢

云服務即將大量計算機集成構成資源池，通過并行計算、虛擬化技術等，使處于上層的應用獲取計算力，軟件服務用戶存儲空間。與傳統(tǒng)的自建機房-服務器模式對比，云服務具有以下優(yōu)勢：

1.無需關心底層服務器系統(tǒng)

傳統(tǒng)的物理服務器，使用流程包括采購、設備到貨、驗收、上架流程等，耗時過長，且后期的安裝與配置也較為繁瑣。云服務器指運行在數(shù)據(jù)中心的服務器系統(tǒng)，是一種可以彈性伸縮分配計算能力的服務，云供應商統(tǒng)一部署底層的操作系統(tǒng)與配置網(wǎng)絡環(huán)境，并且將資源虛擬化后提供給長層開發(fā)用戶；

2.部署快速，彈性分配資源

云服務系統(tǒng)是一種動態(tài)分配資源的系統(tǒng)，云供應商可以根據(jù)用戶的規(guī)模，通過增加服務器節(jié)點擴展云服務的計算能力，云資源分配根據(jù)按需分配、按需所取的原則，彈性分配給用戶，實現(xiàn)資源利用最大化，達到用戶與供應商的雙贏；

3.可靠性與安全性的保障

云計算的發(fā)展依賴于數(shù)據(jù)中心的建設，其文件系統(tǒng)使用了數(shù)據(jù)副本的容錯機制，節(jié)點之間通過信息交互等保障服務的可靠性。同時云供應商可以根據(jù)需求對云系統(tǒng)、云數(shù)據(jù)庫等統(tǒng)一加密部署，實現(xiàn)云節(jié)點的高安全性。

（二）云服務的選型

云服務的發(fā)展離不開云數(shù)據(jù)中心的建設，常見的云供應商如百度云、新浪云、阿里云等，它們?yōu)橛脩籼峁┗A設施服務，包括底層硬件、網(wǎng)絡服務等，同時提供平臺服務，例如存儲機制、支撐架構等。云服務的優(yōu)劣，取決于服務的穩(wěn)定性、可靠性和易用性等，基于這些指標，我們?yōu)樵品者x型提出以下四點建議：

1）云供應商需要有海量業(yè)務運營的經(jīng)驗。其帶來的業(yè)務經(jīng)驗與用戶體驗為用戶選擇運營商的參考依據(jù)，用戶可以根據(jù)自己的業(yè)務邏輯與業(yè)務需求，選擇合適的云部署應用基礎，同時可以保證云應用完善的全生命周圍覆蓋；

2）云的安全與穩(wěn)定性。云數(shù)據(jù)中心需要為云應用提供不間斷的資源與服務，需要有穩(wěn)定的運行設備與環(huán)境。同時，對于數(shù)據(jù)中心的安全也是用戶考慮的重要因素，其中包括流量控制、數(shù)據(jù)庫的安全、網(wǎng)絡傳輸安全等；

3）關注云廠商的長期發(fā)展?jié)摿εc云周邊生態(tài)。云廠商的發(fā)展?jié)摿δ撤N程度上決定云平臺未來的發(fā)展趨勢。云廠商與云周邊的良好生態(tài)，可以為用戶提供更加強大的業(yè)務需求與建議，用戶在云端部署應用時可以分配到更加合適的資源。

四、云計算服務的發(fā)展趨勢

（一）云服務商構建以自有云平臺為中心的生態(tài)系統(tǒng)

云計算的概念已提出多年，相關技術逐漸成熟，其可用性和可靠性越來越強，云計算服務行業(yè)的從業(yè)者逐漸增多，這也就促進了云服務生態(tài)鏈的日益完善。大型IT企業(yè)將資源向云計算服務平臺的建設和生態(tài)環(huán)境的構建方面傾斜，而小型企業(yè)也開始涉足并深入云計算相關技術產品，許多從事云計算服務及相關產業(yè)的企業(yè)如雨后村筍般涌現(xiàn)出來。

微軟公司在調研云計算服務的市場前景后，預測云計算下一步發(fā)展就是將云用戶通過以太網(wǎng)緊密結合在一起，向他們提供云計算應用服務。因此，微軟為云計算定下三個戰(zhàn)略，即完成企業(yè)資源向網(wǎng)絡服務發(fā)展、發(fā)布PC軟件云服務以及建立高性能高并發(fā)的數(shù)據(jù)計算中心網(wǎng)絡。微軟正在嘗試將一般存儲模式向存儲模式的轉化，即將數(shù)據(jù)存放在云端，用戶通過終端設備和計算機網(wǎng)絡訪問獲取資源。同時向第三方開放應用平臺接口，向用戶提供豐富的應用支持，建設基于自家云平臺的生態(tài)環(huán)境。

（二）混合云將占有更大的份額

對于想把數(shù)據(jù)轉移到云服務的用戶而言，公有云成本低，但數(shù)據(jù)安全性不可控，私有云數(shù)據(jù)安全性可控，但成本高昂、不易拓展，所以，結合兩者優(yōu)點的混合云成為眾多用戶的優(yōu)先選擇?；旌显茖⑷萘啃　㈥P鍵數(shù)據(jù)利用私有云處理，防止數(shù)據(jù)丟失和外泄，容量大的普通數(shù)據(jù)利用公有云處理，成本低且易拓展，這樣可以在安全性和成本之間平衡。目前，云計算服務提供商推出了虛擬私有云、托管云等多種混合云產品，例如虛擬主機、專有數(shù)據(jù)庫存儲等。由此可見，未來幾年混合云相關產業(yè)將快速發(fā)展。

（三）用戶使用計算機的習慣將改變

隨著云計算相關理論的成熟和產業(yè)的快速發(fā)展，我們認為它很可能會徹底顛覆用戶使用計算機的方式，使用戶從以桌面和進程處理任務的模式，轉移到基于Web為核心、利用網(wǎng)絡租借計算能力處理事務的模式。計算機將退化成終端訪問系統(tǒng)，不再安裝相應的軟件與部署開發(fā)環(huán)境，同時Web的功能將會愈加強大，集成空間管理、數(shù)據(jù)管理、移動訪問等功能，成為云計算的重要組成部分。

五、結語

本文從云計算的概念、云計算的服務類型、云計算的優(yōu)勢等方面介紹了云計算的現(xiàn)狀，同時針對云服務給出了選型建議，并分析了云計算未來發(fā)展的趨勢。云計算服務是“共享經(jīng)濟”的一種體現(xiàn)形式，它利用彈性擴充的方式，使網(wǎng)絡基礎設施資源得到最大化利用。同時，由于其基礎服務設施的高度集中，運維成本大大降低，這些優(yōu)勢使云計算服務成為目前發(fā)展的主流趨勢。但是，關于云計算服務仍然存在安全性、穩(wěn)定性、數(shù)據(jù)訪問可靠性等問題，它們也成了阻礙云計算發(fā)展的幾大障礙，要了解這些問題的研究現(xiàn)狀和解決辦法，還需進一步探索與研究。

參考文獻：

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[2] 張建勛，古志民，鄭超.云計算研究進展綜述[J].計算機應用研究，2010， 27（2）： 429-433.

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[4] 劉宇芳.云計算及其實質的探究[J].惠州學院學報，2010（6）：48-52.

基金編號：

科技部，國家科技支撐計劃課題：數(shù)字音樂服務模式研究及新型營銷關鍵技術研發(fā)（2012BAH44F02）

作者簡介：

李貞昊，碩士，信息與軟件工程學院工程教育實踐中心主任，研究方向：數(shù)字云平臺服務，云服務架構；

張巍琦，學士，2013級本科生，研究方向：云計算、網(wǎng)絡安全；

陳俊宇，學士，2013級本科生，研究方向：云計算機、文化創(chuàng)意。