浅谈云计算技术应用与发展

徐璐

【摘 要】随着计算机硬件的发展和用户需求的增加，如何实现计算资源的按需和弹性分配，成为当前计算机应用领域需要解决的重要问题之一，云计算的出現为解决上述问题提供了方法。本文对云计算的概念进行了介绍，阐述了云计算的服务形式和应用场景，并对云计算的发展和挑战进行了分析。

【关键词】云计算；服务形式；典型应用

随着个人计算机（PC）硬件的发展，PC机性能越来越高，已基本能够满足人们日常使用需求，但面对时多时少、时高时低的计算资源需求，用户不得不按照最高需求购置PC机，造成了严重的资源浪费的同时，也增加了用户的使用成本。如何实现计算资源的按需和弹性分配，是当前计算机应用领域需要解决的重要问题之一。

一、云计算概述

1.1 云计算的概念

云计算是并行处理、分布式处理和网格计算的发展和延伸，与上述三个名词不同，云计算并不是一项全新的计算机技术，而更像是一种新的商业模式。

云计算在计算机网络和分布式计算模式的基础上，将计算资源分散在大量的远程分布式计算机上，而非本地计算机或服务器上，这样用户能够像使用电和水一样，按需使用计算和存储资源。依靠云计算模式，用户只需要笔记本、手机甚至可以联网的显示设备，就可以通过网络获取到我们需要的一切资源，甚至是大规模超级四算能力。从这个点看，用户才是云计算的真正拥有者。

1.2 云计算的主要技术

1.2.1虚拟化技术

虚拟化技术能够将一台物理服务器按需划分成多个虚拟服务器，虚拟化技术是云计算的基础和核心，它能够提高服务器的利用率，同时降低投资成本。

1.2.2分布式计算

分布式计算具有极高的灵活性，可以将大规模的计算任务分割成多块后分别计算，再将结果合并后反馈给用户。

1.2.3效用计算

效用计算是云计算商业模式运行的基础，他根据用户申请使用的云计算资源进行计费。

1.2.4集群技术

集群技术与虚拟化技术的目标相关，其目标是将多个物理服务器整合起来，共同完成单个计算机无法完成的高性能计算或大规模存储等问题。

二、云计算的优势及应用

2.1 云计算的优势

云计算的创新概念和先进技术，为其带来了很多优点：

（1）规模超大：云计算中心一般拥有几十万台乃至上百万台服务器，能够赋予用户前所未有的计算能力。

（2）可靠性高：云计算使用了数据多副本容错、虚拟机在线迁移等技术保证了服务的高可靠性，所以云计算比本地PC机更加可靠。

（3）通用性强：云计算不是专门针对某一领域或专业的，使用云计算可以搭建不用的应用，也可以支持不用应用的同时运行。

（4）伸缩灵活：云计算借助虚拟化技术，可以实现规模的动态伸缩。

（5）按需服务：云计算平台提供了巨大的资源池，用户像使用自来水、电和煤气一样使用云计算资源，按需使用，按需收费。

（6）极其廉价：云计算通过自动化管理、大模部署等手段，极大地降低了运行成本，且云计算中心一般建立在水资源和电力资源相对丰富的区域，能够进一步降低能源成本消耗。

2.2 云计算的服务形式和典型应用

（1）软件即服务（SaaS）

SaaS服务商通过云环境向用户提供软件服务，用户根据个人使用需求进行租用，服务商根据时间、流量等因素向用户收取一定的费用。

SaaS的优势在于用户不需要自己出钱购买软件和使用权，只需要通过浏览器就可以直接使用我们需要的任何软件，用户租用软件的费用也相当低廉，这样就为用户节省了大量的资金成本。通过互联网享受到相应的硬件、软件和维护服务，这是网络应用最具效益的营运模式，也是小型企业和创业初期最佳的软件使用模式。

典型的以企业资源管理软件ERP为例，ERP软件的设计、实施和维护费用相对都比较昂贵，基于SaaS模式的ERP软件可以让用户根据需求定制软件模块，而且最终收费也不需要包含软件使用许可费和硬件设施采购费，只需要根据云服务提供商的收费策略支付低廉的费用即可，同时还免除了企业IT维护部门的人员成本，是真正按照服务收费的ERP产品。

（2）平台即服务（PaaS）

PaaS平台是将开发环境作为服务提供给用户的服务方式，服务提供商提供了开发环境、服务器平台和硬件资源，用户在平台上开发自己的应用程序，并通过网络将其传递给其他用户。

PaaS平台不仅仅只提供了一个平台，还提供了很多封装好的服务接口和中间件，可以大幅度降低用户开发的门槛和难度，比较好的PaaS平台甚至能够帮助用户对应用程序进行测试，确保用户应用程序质量，这样应用程序的开发周期和开发效率要远远高于本地化开发。

Google App Engine是PaaS的代表产品，他是一个由python应用服务器群、Big Table数据库及GFS组成的平台，为开发者提供了服务器和开发平台，用户编写的应用程序可以直接在Google平台上运行和发布，可直接为使用互联网的其他用户提供服务，而Google平台将对该应用程序的运行和维护负责。

（3）基础设施服务（IaaS）

IaaS是为用户提供了计算机基础设施，并将这些基础设施作为商品租赁给用户使用，它将多台服务器的内存、I/O设备、存储和计算能力整合成一个大的资源池，并按照用户需要对其进行配置和切分，用户为自己要求的基础设施配置付钱，且可随时增减基础设施的运行能力。IaaS的优点是用户按需租用相应计算能力和存储能力，大大降低了用户在硬件上的开销。

Amazon Web服务（AWS）， IBM的Blue Cloud等均是将基础设施作为服务出租的典型代表。

2.3 云计算的应用扩展

除了上述典型应用外，云计算还有兩个重要的扩展领域：

（1）云存储

云存储是将个人或企业用户储存信息所需要的硬盘空间上移至云端，用户本地不需要任何存储空间，其主要面向以数据、资料等存储业务为主的企业或用户。

云存储的核心是通过云来实现存储设备向存储服务的转变。与传统的存储方式相比，云存储不仅只提供了硬件资源，而是网络、存储、服务、应用等多个部分组成的复杂系统，这些部分围绕存储为核心，通过网络和应用实现数据的访问。

（2）云安全

云安全是云计算的另一个应用分支，已经在病毒控制领域取得了广泛的应用和成功。云安全通过网状的大量客户端对网络中软件行为的异常监测，能够获取到各类病毒、木马和恶意程序的最新信息，经过云安全的分析和处理，将解决策略通过云网络发送到各客户端，这样就保证了每个客户端可以享受最新、最安全的安全策略，也为用户提供了最高等级的安全服务。

三、云计算的未来发展

云计算在我国起步较晚，目前还主要面向个人和中小企业用户提供服务，与国外对比还有比较大的差距，但是在包括以IBM、EMC、Intel等为代表的跨国设备制造商，上海、北京、天津等为代表的地方政府，以新浪、腾讯、阿里巴巴为代表的国内互联网企业，以中国移动、中国电信为代表的传统电信运营商的共同推动下，云计算在我国的发展势头比较迅速，无论是在国内还是在与国外合作方面都取得了一些阶段性的成果。

虽然云计算发展迅速，但是仍面临着许多不成熟的挑战：在国内而言，宽带网络建设需要加快，数据中心发展水平有待提高，IT从产品到服务的过渡远未到位，用户市场仍需培育。在全球范围内，云系统的标准化、数据远程管理的安全性和传统企业管理模式的不适应性都在严重制约着云计算的发展和进步，也给云计算的未来发展带来了很大的挑战。

四、总计

云计算的出现为计算式应用带来了一场革命性变革，他的新模式、新技术、新趋势正逐渐成为计算机技术发展的热点和焦点，虽然云计算的发展仍面临着许多的问题和挑战，但其巨大的、不可取代的优势让我们相信，未来的云计算将进一步进入我们的生活和工作，甚至成为未来最基础的应用技术之一。

【参考文献】

[1]Anderson， Tim. Full form of SaaS[J]. The Register.5 May 2011.

[2]How SaaS Is Changing the Face of Enterprise IT Support[J]. DeU.com， 2012-06-28.

[3]Danielson， Krissi. Distingiiishing Cloud Computing from Utility Computing[J]， Ebi2q，neL2008-03-26.

[4]NIST.美国国家标准与技术研究院对云计算的定义[J]， 美国国家标准和技术研究院，2011年9月.

[5] 陆嘉恒主编，分布式系统及云计算概论[M]，清华大学出版社，2011年.