关于云计算技术的一些思考

孙克泉

（天津市南开社区学院，天津市 300100）

一、序言

云计算于2007年由谷歌公司提出，是为了满足迅速膨胀的信息搜索需要，在互联网技术中的客户机／服务器模式基础上，设计了新的计算架构，可以将成千上万台计算机或服务器连接成为一个超级计算“云”，由此诞生了云计算的概念。云计算普遍运用到信息技术领域，是近两三年的事情。尤其是当前，各大IT企业均在不同程度上将云计算作为提升企业服务的手段。如谷歌、亚马逊、IBM、微软、雅虎、惠普等公司，都以不同的方式相继推出云计算服务，各类相关企业也纷纷提出也正在应用云计算。云计算技术已经成为当前提供各类信息服务的企业和民众最热门的话题，并被认为是提高信息服务技术水平的标志。因此，进一步认识云计算、探讨其技术在信息领域的应用、分析云计算的应用前景，以及存在的问题和解决方法，对今后充分利用云计算，整合信息资源具有十分重要的意义。

二、云计算的内涵与应用

（一）云计算的内涵

关于云计算定义有很多种，其中维基百科对云计算的定义是：云计算是分布式计算的一种，其最基本的概念是通过网络将庞大的计算处理程序自动分拆成无数个较小的子程序，再交由多部服务器所组成的庞大系统进行搜寻和计算分析，最后将处理结果回传给用户。

除以之外，国内外许多专家学者也给出不同的云计算定义，虽然云计算没有较为明确的定义，但大多都集中于提供服务的云计算方式上。与传统计算相比，云计算更强调服务及服务方式。随着云计算技术的迅速膨胀，对云计算的解释也在发生着变化。

云计算的内涵实际上是将数以万计的计算机或服务器共同组成云计算系统中的“云”，我们称之为“云端”，通过互联网构建的云计算平台，利用云端的计算机或服务器，为各种类型的用户（包括普通和企业用户）实时提供数据处理和复杂计算服务。

从商业角度看，由于各大知名企业的服务器和硬件设施利用率不是很高，往往低于50%以上。为了利用这些闲置的资源和充分发挥其自身的计算能力，为用户提供更加便利的服务以获取最大利益，提出了云计算这一解决方案。在云计算环境下提供软件服务，可以省去用户繁琐的软件安装配置和升级；利用云计算构建强大的数据中心，为客户提供数据存储服务，使用户不必购买昂贵的存储设备；构建云计算平台，使用户只需一个浏览器，通过该平台就可完成在任何设备上想做的事情，以降低用户开发、部署和维护的成本。

云计算的架构是根据需求大小，扩大或缩小服务规模和资源，由系统统一、动态、按需的方式分配给客户资源，而客户并不知道云计算提供资源的位置，只需根据提供的不同服务和付费方式，获取云计算服务商提供的服务。

从目前情况分析，在云计算架构下，主要提供的服务分为三个层次：一是在云计算平台上构建的软件服务；二是构建的计算平台服务；三是提供计算、存储、网络等资源的基础设施服务。

综上所述，“云”是指在互联网中的成千上万的高性能计算机或服务器。云计算的目的是利用网上的设备为用户提供各种服务，包括软件服务、存储服务、计算服务等。使用户尽量减少购买高性能的硬件用于提高存储和计算能力，并避免繁琐的软件安装等。

（二）云计算技术发展的因素

1．计算能力的提高

随着CPU向多核进化及虚拟技术的不断发展和完善，使得信息系统具有高性能，低能耗，加上互联网的带宽可将更多的资源和软件以服务的形式送到客户端。另外，数据挖掘、海量存储、人工智能等技术的不断发展，使数据更新结构化，更容易实现智能搜索，具备提供高性能服务的超强计算能力。

2．充分利用资源，降低成本。

云计算利用虚拟化技术对软硬件资源进行统一管理、调度和应用，如同使用本地资源一样，使用户能够很便捷地使用云服务提供的各类资源，包括网络、计算、存储等资源。在提高云服务资源的利用率同时，降低了用户对本地资源的购置和维护成本。

3．灵活、动态地的服务

在云计算平台上，用户可灵活地选择相应的服务，并根据用户的需求添加或取消服务项目，达到动态地扩展云服务。

二、云计算的服务模式

（一）软件服务

通过网络提供应用程序的想法由来已久，但以前从没有达到产业平台的高度。从上世纪60年代和70年代提出的“分时系统”，到80年代和90年代提出的“应用程序托管系统”，以及随后二十年来，很多公司通过万维网出售或免费发布应用软件，如电子邮件、日历、在线出版，以及各类个人或商用软件。只是没有构建软件服务的平台和基础架构。而当前已有许多厂商通过云平台基础架构提供应用软件，构成云计算的软件服务模式。

（二）存储服务

云计算服务商为客户或其它商家提供了全新的云计算服务模式，其中包括云计算的基础设施服务。在基础设施服务中，存储服务显得尤为重要。存储服务为用户提供了以互联网为基础的在线存储服务，获得存储服务的用户无需考虑存储容量、设备类型和存储数据的位置。

存储服务的资源分为本地资源和分布式存储资源。本地存储不需要与远程的存储进行网络传输交互，相对效率较高；但分布式存储要求有较高的可靠性，并且要求具有高性能。云存储的体系结构是由大量存储资源组成的资源池，将分散的资源整合为高性能的分布式文件系统。资源池中包括大量的计算机和企业级存储设施，云存储服务提供商将资源池中的物理资源组织为数据中心，也就是通常所说的存储“云”，并对其进行统一管理和维护，尽量保证这些设备的正常运行。

云存储服务必需保证很高的在线率，确保客户随时访问自己存储的数据，并确保存储的数据不会丢失。否则，存储服务提供商很难为客户提供可靠的服务。

（三）平台服务

平台服务是一种服务型的主机平台或虚拟解决方案集合，用户通过网络租用虚拟主机平台，而无需自建硬件主机和操作系统，能够省去软硬件维护及管理的人力和时间。

三、云计算发展状况

谷歌（Google）、亚马逊（Amazon）、IBM和微软等跨国企业纷纷推出了各自云计算平台、服务和产品，使人们越来越感觉到云计算的强大。尤其是近两年，云计算迅速成为最热门的词汇，并将应用云计算技术作为提升企业信息服务的标志。

基于Google Android开放手机操作系统平台研制的手机被业界统称为谷歌手机（Gphone）。2008年首款谷歌手机G1面世，是一款价格低廉、功能强大的云计算终端，它采用了开放源代码的操作系统工程Android，该手机内集成了谷歌搜索、谷歌地图、Gmail邮件等基于云计算的服务。用户利用手机就能完成在个人电脑上的操作。

谷歌的数据中心具有强大的存储能力，谷歌地球（Google Earth）存储的地球影像所需的空间是巨大的。随着互联网网页数量的成倍增长，数以亿计的网页索引也需要大量的存储空间，而且增长迅速，另外，谷歌翻译等其它服务也需要海量的存储空间。这些是在谷歌构建了云计算平台下建立起来的强大应用系统，使用户通过浏览器就能享受相关的服务。同时谷歌数据中心为用户提供了数据存储服务。

IBM推出的“蓝云”是一套软硬件平台，“蓝云”是基于IBM的云基础架构。它大量使用了IBM先进的大规模计算技术，将互联网上使用的技术扩展到企业平台上，数据中心使用类似于互联网的计算环境。并结合IBM自身的软硬件系统以及服务技术，支持开放标准与开放源代码软件。

亚马逊（Amazon）公司构建的弹性计算云（Elastic Compute Cloud简称EC2）提供基础设施服务。用户可以根据自己的需求配置基于Windows或linux的虚拟机，可以使用预先构建的或自行构建的映像文件，也可以方使用地通过弹性计算云的应用程序接口来管理由亚马逊基础设施服务提供的资源。

微软公司也于2008年发布了一个云计算平台 Windows Azure Service Platform（蓝天服务平台），Azure的底层是微软全球基础服务系统，是由遍布全球的第四代数据中心构成。Azure据称是继Dos、Windows后通过在互联网架构上打造的新的计算平台，将拥有全世界数以亿计的Windows用户桌面和浏览器的用户连接到“蓝天”上，它希望像Windows催生规模巨大的PC产业一样，造就全新的“云产业”。

在我国，云计算发展也非常迅猛。各大信息服务运营商也纷纷推出云计算服务，如阿里巴巴、中国移动等。有许多知名企业将云计算确定为未来的发展方向。最新发布的《中国云计算产业发展白皮书》预计，到2012年，中国云计算市场规模将达606．78亿元。十二五期间，我国云计算产业链规模可达7500亿至1万亿人民币。诱人的发展前景，不但吸引了诸多企业杀入这个市场，甚至连很多地方政府都对云计算青睐有加，各种“云计算中心”先后在各地开花。

不过，关于云计算技术，也有不同的声音，百度CEO李彦宏指出：“云计算这个东西不客气一点讲，它是新瓶装旧酒，没有新东西。……”李彦宏表示，15年前，业界讲客户端跟服务器的关系，再往后讲基于互联网WEB界面的服务，现在讲云计算，实际上本身都是一样，主要都是在服务器这端来做。

虽然云计算技术的应用取得了很大的进展，但关于云计算技术仍然存在诸多问题有待解决，下面就此问题进一步地分析探讨。

四、云计算技术存在的问题

虽然云计算技术可以节约成本，并具有高可用性和易扩展性，但也存在诸多问题。如可靠性、安全性等问题。

（一）用户的控制权问题

起初是一些公司利用闲置的处理能力提供云服务，然后，一些云计算提供商为确保优化的系统功能和扩大业务范围，开始组建单独的云计算服务的专用数据中心。一些企业用户将它们的服务建立在这些大企业的云计算数据中心上。普通用户则直接或间接地获得云服务。

无论是普通用户还是企业用户，在使用云服务提供商提供的平台来完成数据处理等活动时，其实际控制权在云服务提供商手中，用户不可能根据自己的业务需求改变云平台技术，而云服务提供商可以改变它，且无需得到用户的许可。另外，如果要与不满意的云服务提供商终止业务，能否很便捷，顺利、完全地将其业务移动到其它云服务提供商，也是一个值得注意的问题。可能由于数据和软件格式的不同，而带来很多麻烦。

（二）可靠性问题

在云服务提供商为用户提供服务资源时，很可能由于虚拟机或互联网流量达到饱和而造成对性能的影响，可能会出现延迟或网络拥堵等现象。如果不能及时补救，会给用户带来一定的损失。例如，2008年初，亚马逊公司出现了网络服务宕机事件，使得数千个依赖亚马逊云计算服务的网站受到影响；2009年初，谷歌的Gmail服务出现全球性故障，至服务中断长达4小时。其主要原因是数据中心过载产生连锁效应；也是在这个时期，微软的云计算平台Azure停止运行约22个时，虽未给详细的故障原因，但业内人士认为也是与数据中心处理能力和存储设备有关。

（三）安全隐私问题

云计算服务存在的主要问题还是信息安全问题。当用户利用存储服务时，提供存储服务的物理设备可能在世界的任何地方。来自云服务提供商内部的管理，以及来自外部的攻击，都存在着信息泄漏或丢失的安全隐患。另一方面，由于各个国家或地区法律法规不尽相同，一旦用户遇到信息被泄漏或丢失，造成的损失无法估量，很难得到合理的赔偿，甚至无法挽回。

（四）关于软件服务问题

云计算服务中，软件服务是典型的服务方式。它使用户免去软件安装、配置、维护等繁琐的工作。虽然如此，也只是提供特定的软件，如影音媒体服务、电子商务服务、手机服务等类型的软件。而对于各行各业用户使用的不同类型、千变万化的软件，均由云服务商提供显然是不可能的，至少短时间内难以实现。

另外，如果软件开发人员利用云计算技术提供的产品，或将云计算技术应用程序绑定到自己开发的软件中，就需要云服务商提供应用程序接口和相关技术，这样就增加了软件开发人员对云计算服务商的依赖性。因此，是必给基于云计算服务的软件开发人员带来了很大的局限性。

五、总结

云计算技术是一种新的计算模式，试图为用户提供高性能、易扩展的优质服务。在尽量降低用户的开发、存储、计算等成本的前提下，使用户能够快速、便捷地获取软件、基础设施和云计算平台服务。但是，在云计算迅猛发展的同时，也伴随着用户控制权、可靠性、信息安全等诸多问题。另外，关于云计算的体系结构、数据管理、安全、编程和标准化等问题都有待进一步地研究。

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