云计算和云服务的发展综述

李贞昊 张巍琦 陈俊宇

摘 要：云计算是一种能够为用户提供定制服务、可靠的分布式计算模式。它是集海量存储、虚拟化、并行计算、负载均衡、实时计算为一体的网络发展融合的产物。本文阐述了近年云计算的概念发展及其服务类型，论述了云计算的体系结构和应用场景，并根据云计算优势、对云服务选型问题进行了论述。最后，结合云计算与云服务现状，展望了未来云计算服务发展的趋势以及亟待解决的关键问题。

关键词：云计算；体系结构；云服务优势；云服务选型

一、概述

随着近几年互联网时代的发展，学术界与工业界对于海量数据处理能力的需求正在快速增长，普通服务器与计算机远远不能满足，这就需要不断加大硬件投入或研发新技术。同时，由于并行编程模型的局限性，传统服务器资源利用率问题日益严重，这就客观要求一种节约成本与提高性能的编程框架，提高资源利用率和计算效率。随着计算机网络的发展和共享经济理论的提出，云计算脱离了硬件和相关环境的限制，从实验室[ 1 ]走向市场。

计算机网络技术经过多年的研究与发展，其并行系统与分布式系统的理论和技术已有相当高的成熟度，它使云计算的实现变得可行。云服务将供应商、开发者和用户身份和分工分离，供应商提供封装性和安全性优良的硬件基础、架构服务模型、平台服务、存储系统和软件服务等，并向开发者提供相应接口，开发者只需利用云服务接口开发应用，并在云架构上部署和开发应用，而用户直接使用云应用，无需关心系统原理。

云计算的概念最早于本世纪初由Google工程师比西利亚提出，为了满足推广Google强大的计算功能，用简单的方式提供并共享强大的计算资源。云计算的提出与应用[ 2 ]，将改变传统以桌面和进程为核心的任务处理模式。云计算利用互联网互联互通、资源共享的特性处理任务，将互联网转变为进行服务、传递计算能力和处理信息的综合媒介，实现多人协作与按需计算。

二、云计算和云服务的现状

目前，市场上各大云服务商都利用云服务的通用核心架构，在此基础上构建自己独有的生态系统，同时依托生态推出相应的产品和服

务[ 3 ]。云计算服务是一种将计算能力通过网络，以服务的方式提供给用户的模式，它不需要用户具备云计算的相关知识和直接操作能力[ 4 ]。

云计算系统将信息保存在网络边缘的永久服务器中，用户在使用云中信息时在本地进行缓存，用户使用的终端包括移动设备与桌面系统。云计算系统包括硬件服务、软件服务、存储服务，同时还向用户开放可配置开发的平台服务，满足用户软件开发与安装和数据访问的需求。

云计算服务以数据中心硬件与系统软件的开放程度为标准，划分为公有云和私有云两种类型。在公有云系统中，云供应商提供数据中心的处理能力，用户通过以太网访问数据中心服务器获取相应服务，而私有云系统则是在局域网络内使用云服务，不向公共网段开放。

目前，国内外比较知名的云计算服务平台有Amazon Web Service（AWS）、阿里云、百度云等，它们都向用户提供包括弹性计算、对象存储、内容分发等多种服务。在提供云计算服务的同时，各大厂商也推出了基于自己平台的应用产品，例如百度云的百度网盘、阿里云的钉钉等。

三、云服务优势及选型

（一）云服务的优势

云服务即将大量计算机集成构成资源池，通过并行计算、虚拟化技术等，使处于上层的应用获取计算力，软件服务用户存储空间。与传统的自建机房-服务器模式对比，云服务具有以下优势：

1.无需关心底层服务器系统

传统的物理服务器，使用流程包括采购、设备到货、验收、上架流程等，耗时过长，且后期的安装与配置也较为繁琐。云服务器指运行在数据中心的服务器系统，是一种可以弹性伸缩分配计算能力的服务，云供应商统一部署底层的操作系统与配置网络环境，并且将资源虚拟化后提供给长层开发用户；

2.部署快速，弹性分配资源

云服务系统是一种动态分配资源的系统，云供应商可以根据用户的规模，通过增加服务器节点扩展云服务的计算能力，云资源分配根据按需分配、按需所取的原则，弹性分配给用户，实现资源利用最大化，达到用户与供应商的双赢；

3.可靠性与安全性的保障

云计算的发展依赖于数据中心的建设，其文件系统使用了数据副本的容错机制，节点之间通过信息交互等保障服务的可靠性。同时云供应商可以根据需求对云系统、云数据库等统一加密部署，实现云节点的高安全性。

（二）云服务的选型

云服务的发展离不开云数据中心的建设，常见的云供应商如百度云、新浪云、阿里云等，它们为用户提供基础设施服务，包括底层硬件、网络服务等，同时提供平台服务，例如存储机制、支撑架构等。云服务的优劣，取决于服务的稳定性、可靠性和易用性等，基于這些指标，我们为云服务选型提出以下四点建议：

1）云供应商需要有海量业务运营的经验。其带来的业务经验与用户体验为用户选择运营商的参考依据，用户可以根据自己的业务逻辑与业务需求，选择合适的云部署应用基础，同时可以保证云应用完善的全生命周围覆盖；

2）云的安全与稳定性。云数据中心需要为云应用提供不间断的资源与服务，需要有稳定的运行设备与环境。同时，对于数据中心的安全也是用户考虑的重要因素，其中包括流量控制、数据库的安全、网络传输安全等；

3）关注云厂商的长期发展潜力与云周边生态。云厂商的发展潜力某种程度上决定云平台未来的发展趋势。云厂商与云周边的良好生态，可以为用户提供更加强大的业务需求与建议，用户在云端部署应用时可以分配到更加合适的资源。

四、云计算服务的发展趋势

（一）云服務商构建以自有云平台为中心的生态系统

云计算的概念已提出多年，相关技术逐渐成熟，其可用性和可靠性越来越强，云计算服务行业的从业者逐渐增多，这也就促进了云服务生态链的日益完善。大型IT企业将资源向云计算服务平台的建设和生态环境的构建方面倾斜，而小型企业也开始涉足并深入云计算相关技术产品，许多从事云计算服务及相关产业的企业如雨后村笋般涌现出来。

微软公司在调研云计算服务的市场前景后，预测云计算下一步发展就是将云用户通过以太网紧密结合在一起，向他们提供云计算应用服务。因此，微软为云计算定下三个战略，即完成企业资源向网络服务发展、发布PC软件云服务以及建立高性能高并发的数据计算中心网络。微软正在尝试将一般存储模式向存储模式的转化，即将数据存放在云端，用户通过终端设备和计算机网络访问获取资源。同时向第三方开放应用平台接口，向用户提供丰富的应用支持，建设基于自家云平台的生态环境。

（二）混合云将占有更大的份额

对于想把数据转移到云服务的用户而言，公有云成本低，但数据安全性不可控，私有云数据安全性可控，但成本高昂、不易拓展，所以，结合两者优点的混合云成为众多用户的优先选择。混合云将容量小、关键数据利用私有云处理，防止数据丢失和外泄，容量大的普通数据利用公有云处理，成本低且易拓展，这样可以在安全性和成本之间平衡。目前，云计算服务提供商推出了虚拟私有云、托管云等多种混合云产品，例如虚拟主机、专有数据库存储等。由此可见，未来几年混合云相关产业将快速发展。

（三）用户使用计算机的习惯将改变

随着云计算相关理论的成熟和产业的快速发展，我们认为它很可能会彻底颠覆用户使用计算机的方式，使用户从以桌面和进程处理任务的模式，转移到基于Web为核心、利用网络租借计算能力处理事務的模式。计算机将退化成终端访问系统，不再安装相应的软件与部署开发环境，同时Web的功能将会愈加强大，集成空间管理、数据管理、移动访问等功能，成为云计算的重要组成部分。

五、结语

本文从云计算的概念、云计算的服务类型、云计算的优势等方面介绍了云计算的现状，同时针对云服务给出了选型建议，并分析了云计算未来发展的趋势。云计算服务是“共享经济”的一种体现形式，它利用弹性扩充的方式，使網络基础设施资源得到最大化利用。同时，由于其基础服务设施的高度集中，运维成本大大降低，这些优势使云计算服务成为目前发展的主流趋势。但是，关于云计算服务仍然存在安全性、稳定性、数据访问可靠性等问题，它们也成了阻碍云计算发展的几大障碍，要了解这些问题的研究现状和解决办法，还需进一步探索与研究。

参考文献：

[1] 张有权.云时代的数字化校园建设[J].科学时代，2013（12）.

[2] 张建勋，古志民，郑超.云计算研究进展综述[J].计算机应用研究，2010， 27（2）： 429-433.

[3] 刘欣，范冰冰.云计算的现状及前景[J].科技信息，2013（9）：102-102.

[4] 刘宇芳.云计算及其实质的探究[J].惠州学院学报，2010（6）：48-52.

基金编号：

科技部，国家科技支撑计划课题：数字音乐服务模式研究及新型营销关键技术研发（2012BAH44F02）

作者简介：

李贞昊，硕士，信息与软件工程学院工程教育实践中心主任，研究方向：数字云平台服务，云服务架构；

张巍琦，学士，2013级本科生，研究方向：云计算、网络安全；

陈俊宇，学士，2013级本科生，研究方向：云计算机、文化创意。