中国云计算技术研究报告

杨天琪 廖丽慧

摘 要：创造性地提出云计算概念，解决云计算技术建构问题，指明云计算技术应用经济前景。

关键词：云计算 云计算甄别标准 云计算体系架构 云安全

中图分类号：TP3 文献标识码：A 文章编号：1007-3973（2013）007-081-02

1 引言

云计算是自1980年以来，从大型计算机转换到客户端服务器的过程。

云计算（Cloud Computing）是网格计算（Grid Computer）、分布式计算（Distributed Computing）、并行计算（Parallel Computing）、效用计算（Utility Computing）等传统计算机和网络技术发展融合的产物。

其特点是：通过使计算分布在大量的分布式计算机上，而非本机计算机或远程服务器上，企业数据中心的运行将与互联网更相似，这使得企业能够将资源切换到需要的应用上，根据需求访问计算机和存储系统。

2 云计算的概念界定

对云计算的定义可谓仁者见仁，智者见智，笔者提供以下定义供读者参考。百科名片上的定义：云计算（Cloud Computing）是基于互联网上相关服务的增加，使用和交付模式，经常关系到通过互联网来提供易扩展且通常是虚拟化的资源。狭义云计算是指通过网络把工厂的基础设备交付和使用模式以需求、易扩展的方法获取所需资源；在广义上来讲，云计算指的是服务的交付和使用模式，通过网络按需、易扩展方式获得所需服务。

它的这种服务于IT、软件互联网是息息相关的。甚至它意味着可以把计算能力看做是一种商品，目前云计算商业化产品主要四大类：（1）基础设施服务产品；（2）平台服务产品；（3）软件服务产品；（4）云软件产品。

本人认为云计算就是把存储个人电脑、移动电话和其他设备上大量信息和处理器资源集中在一起，协同工作在极大的规模上可扩展信息技术能力，向外部客户作为服务来提供的一种计算方式。

3 云计算的体系架构

目前业界普遍共识认为云计算包括三层服务架构体系：

（1）共有云端：共有云端服务提供者只是逻辑和法律上拥有和管理的权利。服务器和用户可以完全脱离，用户可以按需灵活的购买服务；

（2）专（私）有云端：专（私）有云端用户仍然需要进行IT基础设施建设，独立拥有和管理服务的能力，但是用户开发和使用应用的效率更高；

（3）混合云端：混合云端综合了共有云端和专（私）有云端共同优点，当然在建置步骤上会先从私有云端开始，待一切运作稳定后在对外开放，企业不断可提升内部IT使用效率，也可籍由对外的公共云端服务获利。

基础设施虚拟化：构造真正的云计算。真正的云计算：与底层硬件无关，没有固定CPU概念，也没有固定或静态的RAM概念的服务器实体。这就是在调动水平上与管理程序紧密结合，但与处理器，NUMA（非一致存储访问）优化或RAM运行无关的操作系统。

笔者认为甄别（判断）是不是云计算有三条标准：

（1）用户所需的资源不再客户端而来自网络；

（2）服务能力具有分钟级或秒级的伸缩能力；

（3）具有较之传统模式5倍以上的性能价格比优势。

4 云计算模式分析

云计算的服务可分为以下三个层次：（1）基础设施即服务（Laas）；（2）平台即服务（Paas）；（3）软件即服务（SaaS）。

SaaS：基础设施即服务；

SaaS（Infrastructure-Service）基础设施即服务，消费者完全可以利用计算机的基础设施，利用Internet获得所需的服务。

PaaS：平台即服务；

PaaS（Platform-as-a-Service）平台即服务，PaaS实际上是指以软件研发平台作为核心理念来操作的服务，以SaaS的模式服务于所需用户，所以PaaS也是SaaS模式的一种应用，同时PaaS形式促进着aaS的发展，尤其是SaaS应用的开发速度的加快。

SaaS：软件即服务；

SaaS（Saftware-as-a-Service）软件即服务是由Internet系统提供的软件模式。

5 云计算存储技术原理分析

云存储与云计算一样，必须经由网络来提供随机分派的储存资源，重要是网络必须要有具备良好的QoS机制才行，对于用户来说具备弹性扩展与随使用需求弹性配置的云存储，可节省大笔的存储设备采购及管理成本，甚至因存储设备损坏所造成数据遗失的风险，也可因此避免，总之，不论是端点使用者将数据备份到云端，抑或企业基于法规遵循，或基他目的数据归档和保存，云存端皆可满足不同需求。

云存储操作执行的运作机制如下：

（1）客户端透过CDMI接口创建一个CDMI容器，并将其转换成一个OCCI导出型态，CDMI容器Object ID会回报结果。

（2）客户端接着透过OCCI接口创建一个虚拟机，并藉由该Object ID附加一个CDMI类型之储存容量。OCCI虚拟机ID会回报结果。

（3）接着客户端以OCCI虚拟机ID进行CDMI容器对象导出信息的更新作业，如此才能让虚拟机存取该容器。

6 云计算安全问题与策略

云计算安全问题大致可以分为四个方面：

（1）云计算服务提供商他们的网络存储安全如何，会否造成数据泄密。

（2）客户在使用云计算提供的服务时的安全性。

（3）客户要保管好自己的帐户，防止他人盗取你帐号而让你埋单。

（4）用户隐私保护问题。

在“云”计算机环境下，网络犯罪人员利用租用的虚拟机以隐瞒犯罪行为，为公安司法机关犯罪取证带来困难。

恶意软件，恶意代码能够抢先控制恶意硬件，防病毒软件失效。

云计算安全技术隐忧：

（1）在特定的服务中，不同客户之间的数据溢出

（2）供应商系统遭到大量恶意软件攻击

（3）恶意人群操作“导致的资料外泄”

（4）共享信息的不安全

（5）黑客盗取供应商系统的数据

囿鉴如此，云计算安全管理应采用如下策略：

应采用身份验证策略、网络安全策略、内容安全策略、数据安全策略、状态事件监控策略、安全管理策略等，前四个是云安全重点关注方向，是今后云计算应用对现代密码学、信息与信息处理、软件开发提出了新课题，开辟了科研新方向。

7 云计算应用前景展望

在云计算产业发展前景广泛被看好，数据中心专业园区建设如火如荼的大背景下，如何“化云为雨”，寻找云计算产业发展的有效途径，使云计算这一新兴技术与产业发展、经济发展、市场发展紧密结合，切实促进产业和经济的转型升级，成为当前迫切需要探索和解决的问题。如果能够重视云计算技术的投入和支持，我们有望扭转现在我国软件产业在操作系统等核心技术和产品被国外所垄断的局面，取得信息技术上的主导权，具有重要的战略意义。

我国目前云计算应用呈现三大发展趋势：（1）发动驱动力从“政策引导”转为“市场拉动”（2）业务创新源从“技术导向”转为“应用导向”。（3）竞争聚焦点从“单一应用”转为“平台构建”

从我国云计算应用总体实施环境看，呈现出三大特点：（1）即国家提升云计算战略定位，加快统筹推进；（2）地方谋求云计算先发优势，纷纷抢位布局；（3）应用需求进入集中爆发期，市场潜力巨大。

目前云计算研究发展迅速，IDC报告显示未来四年全球云计算市场平均每年将增长27%，2012年将从目前的160亿美元增长至420亿美元。政府、企业、科教等部门纷纷推出相关政策，开展具体布局和研究。

8 结语

云计算是未来信息产业的制高点，是科学技术第一生产力综合反映，对未来人类社会的经济、政治、文化、科技、教育必将产生深然的影响。本文作者从云计算概念到体系建构从宏观层面、中观层面和微观层面三个层面给予了不同的创造性刻画与描述。抛砖引玉总比藏而不露易于受教益，希望对云计算技术有所贡献与指引，对建设有中国特色科技创新型国家有所裨益。