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   大規模分布式計算技術即為“云計算”的概念起源，云計算時代，可以拋棄U盤等移動設備，只需要進入GoogleDocs頁面，新建文檔，編輯內容，然后，直接將文檔的URL分享給你的朋友或者上司，他可以直接打開瀏覽器訪問URL。我們再也不用擔心因PC硬盤的損壞而發生資料丟失事件。

一、云計算的概念

云計算概念是由Google提出的，這是一個美麗的網絡應用模式。狹義云計算是指IT基礎設施的交付和使用模式，指通過網絡以按需、易擴展的方式獲得 所需的資源；廣義云計算是指服務的交付和使用模式，指通過網絡以按需、易擴展的方式獲得所需的服務。這種服務可以是IT和軟件、互聯網相關的，也可以是任 意其他的服務，它具有超大規模、虛擬化、可靠安全等獨特功效。

1、狹義云計算

提供資源的網絡被稱為“云”。“云”中的資源在使用者看來是可以無限擴展的，并且可以隨時獲取，按需使用，隨時擴展，按使用付費。這種特性經常被稱為像水電一樣使用IT基礎設施。

2、廣義云計算

這種服務可以是IT和軟件、互聯網相關的，也可以是任意其他的服務。這種資源池稱為“云”。“云”是一些可以自我維護和管理的虛擬計算資源，通常為一些大型服務器集群，包括計算服務器、存儲服務器、寬帶資源等等。云計算將所有的計算資源集中起來，并由軟件實現自動管理，無需人為參與。這使得應用提供者無需為繁瑣的細節而煩惱，能夠更加專注于自己的業務，有利于創新和降低成本。

有人打了個比方：這就好比是從古老的單臺發電機模式轉向了電廠集中供電的模式。它意味著計算能力也可以作為一種商品進行流通，就像煤氣、水電一樣，取用方便，費用低廉。最大的不同在于，它是通過互聯網進行傳輸的。

云計算是并行計算(Parallel Computing)、分布式計算(DistributedComputing)和網格計算(Grid Computing)的發展，或者說是這些計算機科學概念的商業實現。云計算是虛擬化(Virtualization)、效用計算(Utility Computing)、IaaS(基礎設施即服務)、PaaS(平臺即服務)、SaaS(軟件即服務)等概念混合演進并躍升的結果。

總的來說，云計算可以算作是網格計算的一個商業演化版。早在2002年，我國劉鵬教授就針對傳統網格計算思路存在不實用問題，提出計算池的概念：“把分散在各地的高性能計算機用高速網絡連接起來，用專門設計的中間件軟件有機地粘合在一起，以Web界面 接受各地科學工作者提出的計算請求，并將之分配到合適的結點上運行。

計算池能大大提高資源的服務質量和利用率，同時避免跨結點劃分應用程序所帶來的低效性和復雜性，能夠在目前條件下達到實用化要求。”如果將文中的“高性能計算機”換成“服務器集群”，將“科學工作者”換成“商業用戶”，就與當前的云計算非常接近了。

二、云計算的演化

云計算主要經歷了四個階段才發展到現在這樣比較成熟的水平，這四個階段依次是電廠模式、效用計算、網格計算和云計算。

1、電廠模式階段

電廠模式就好比是利用電廠的規模效應，來降低電力的價格，并讓用戶使用起來更方便，且無需維護和購買任何發電設備。

2、效用計算階段

在1960年左右，當時計算設備的價格是非常高昂的，遠非普通企業、學校和機構所能承受，所以很多人產生了共享計算資源的想法。1961年，人工智能之父麥肯錫在一次會議上提出了“效用計算”這個概念，其核心借鑒了電廠模式，具體目標是整合分散在各地的服務器、存儲系統以及應用程序來共享給多個用戶，讓用戶能夠像把燈泡插入燈座一樣來使用計算機資源，并且根據其所使用的量來付費。但由于當時整個IT產業還處于發展初期，很多強大的技術還未誕生，比如互聯網等，所以雖然這個想法一直為人稱道，但是總體而言“叫好不叫座”。

3、網格計算階段

網格計算研究如何把一個需要非常巨大的計算能力才能解決的問題分成許多小的部分，然后把這些部分分配給許多低性能的計算機來處理，最后把這些計算結果綜合起來攻克大問題。可惜的是，由于網格計算在商業模式、技術和安全性方面的不足，使得其并沒有在工程界和商業界取得預期的成功。

4、云計算階段

云計算的核心與效用計算和網格計算非常類似，也是希望IT技術能像使用電力那樣方便，并且成本低廉。但與效用計算和網格計算不同的是，2014年在需求方面已經有了一定的規模，同時在技術方面也已經基本成熟了。

三、云計算的影響

云計算成為繼水、電、氣和通信之后的第5個公用平臺。

1、云計算是對IT商業模式的革命　　

PaaS和SaaS顛覆了傳統的軟件開發、使用和提供模式，IaaS變革了傳統計算、存儲的提供模式。IaaS降低了服務器、計算和存儲資源能力獲取的門檻，而PaaS降低了開發者部署應用的門檻，SaaS則降低了用戶使用軟件的門檻。它們都將對未來IT格局產生巨大的變革，改變人們獲得IT的方式，以新的盈利模式運營IT。

2、云計算導致用戶使用行為和生活的巨大改變

云計算提供按需服務，以服務的形式提供IT，使得用戶可以像使用水電一樣使用計算和存儲；同時按使用計費。對于用戶來說，既能保持服務能力和質量，同時還可以根據自身需求調整使用模式，節約成本。特別是對于中小企業，云計算直接讓他們具備與大公司同臺競技的IT能力，帶來的是革命性的消費模式，形成新的使用習慣。

專家表示，以云計算為代表的新型計算機模式未來將成為主流，企業購買軟件方式也將發生巨大變化，從開發、購買軟件產品、尋找系統集成商、外包，到向購買服務轉變。也就是說，隨著云計算服務提供的多樣化，像用水、用電一樣方便地享受云計算便利的大眾時代，已為時不遠。

云計算對于用戶來說本質上是一種新型的IT商業模式，即人們獲取軟件、服務器、應用平臺的方式發生了變化，顛覆了用戶的使用習慣和理念，因此其被廣泛接受需要一個長期的過程。

云計算提供了最可靠、最安全的數據存儲中心，用戶不用再擔心數據丟失、病毒入侵等麻煩。因為在“云”的另一端，有全世界最專業的團隊來幫你管理信息，有全世界最先進的數據中心來幫你保存數據。同時，嚴格的權限管理策略可以幫助你放心地與你指定的人共享數據。這樣，你不用花錢就可以享受到最好、最安全的服務，甚至比在銀行里存錢還方便。

云計算對用戶端的設備要求最低，使用起來也最方便。你只要有一臺可以上網的電腦，有一個你喜歡的瀏覽器，你要做的就是在瀏覽器中鍵入URL，然后盡情享受云計算帶給你的無限樂趣。因為在“云”的另一端，有專業的 IT 人員幫你維護硬件，幫你安裝和升級軟件，幫你防范病毒和各類網絡攻擊，幫你做你以前在個人電腦上所做的一切。

云計算可以輕松實現不同設備間的數據與應用共享。在云計算的網絡應用模式中，數據只有一份，保存在“云”的另一端，你的所有電子設備只需要連接互聯網，就可以同時訪問和使用同一份數據。

云計算為我們使用網絡提供了幾乎無限多的可能。人電腦或其他電子設備不可能提供無限量的存儲空間和計算能力，但在“云”的另一端，由數千臺、數萬臺甚至更多服務器組成的龐大的集群卻可以輕易地做到這一點。個人和單個設備的能力是有限的，但云計算的潛力卻幾乎是無限的。

3、PC終端

“瘦”終端是云計算終端的顯著特征。在云計算應用環境下，大部分計算在虛擬的云中完成，用戶只需使用具有一般處理能力的終端設備就能享受云計算服務。云計算解放了終端設備的計算能力，使其朝向具有普通計算能力一般的“瘦”終端方向發展。以手機為代表的移動終端在云計算模式下將得到廣泛的應用。手機等處理能力雖然不強，但云計算將計算能力集中到了云端，使得移動終端便攜性與運算能力的矛盾得到了緩解。隨著3G時代的到來，移動網絡的傳輸速度將得到極大的提升并能夠支撐基本的移動云計算。利用云端的高速處理能力，即使移動終端本身性能不高，但只要能夠與云進行輸入輸出的數據交換，便能夠得到理想使用效果。因此，手機與PC融合的趨勢將進一步加強，典型的代表是智能手機。

四、云計算的工作原理

在典型的云計算模式中，用戶通過終端接入網絡，向“云”提出需求；“云”接受請求后組織資源，通過網絡為“端”提供服務。用戶終端的功能可以大大簡化，諸多復雜的計算與處理過程都將轉移到終端背后的“云”上去完成。

用戶所需的應用程序并不需要運行在用戶的個人電腦、手機等終端設備上，而是運行在互聯網的大規模服務器集群中；用戶所處理的數據也無需存儲在本地，而是保存在互聯網上的數據中心里。

提供云計算服務的企業負責這些數據中心和服務器正常運轉的管理和維護，并保證為用戶提供足夠強的計算能力和足夠大的存儲空間。在任何時間和任何地點，用戶只要能夠連接至互聯網，就可以訪問云，實現隨需隨用。

五、云計算具有以下特點

云計算是通過使計算分布在大量的分布式計算機上，而非本地計算機或遠程服務器中，企業數據中心的運行將與互聯網更相似。這使得企業能夠將資源切換到需要的應用上，根據需求訪問計算機和存儲系統。

好比是從古老的單臺發電機模式轉向了電廠集中供電的模式。它意味著計算能力也可以作為一種商品進行流通，就像煤氣、水電一樣，取用方便，費用低廉。最大的不同在于，它是通過互聯網進行傳輸的。被普遍接受的云計算特點如下：

1) 超大規模

“云”具有相當的規模，Google云計算已經擁有100多萬臺服務器， Amazon、IBM、微軟、Yahoo等的“云”均擁有幾十萬臺服務器。企業私有云一般擁有數百上千臺服務器。“云”能賦予用戶前所未有的計算能力。

2) 虛擬化

云計算支持用戶在任意位置、使用各種終端獲取應用服務。所請求的資源來自“云”，而不是固定的有形的實體。應用在“云”中某處運行，但實際上用戶無需了解、也不用擔心應用運行的具體位置。

3) 高可靠性

“云”使用了數據多副本容錯、計算節點同構可互換等措施來保障服務的高可靠性，使用云計算比使用本地計算機可靠。

4) 通用性

云計算不針對特定的應用，在“云”的支撐下可以構造出千變萬化的應用，同一個“云”可以同時支撐不同的應用運行。

5) 高可擴展性

“云”的規模可以動態伸縮，滿足應用和用戶規模增長的需要。

6) 按需服務

“云”是一個龐大的資源池，你按需購買；云可以像自來水，電，煤氣那樣計費。

7) 極其廉價

由于“云”的特殊容錯措施可以采用極其廉價的節點來構成云，“云”的自動化集中式管理使大量企業無需負擔日益高昂的數據中心管理成本，“云”的通用性使資源的利用率較之傳統系統大幅提升，因此用戶可以充分享受“云”的低成本優勢，經常只要花費幾百美元、幾天時間就能完成以前需要數萬美元、數月時間才能完成的任務。

云計算可以徹底改變人們未來的生活，但同時也要重視環境問題，這樣才能真正為人類進步做貢獻,而不是簡單的技術提升。

8）環保

通過虛擬化、效用計算等技術，云計算大大的提高了硬件的利用率，并可以均衡不同物理服務服務器的計算負載，減少能源浪費。

9）潛在的危險性

云計算服務除了提供計算服務外，還必然提供了存儲服務。但是云計算服務當前壟斷在私人機構（企業）手中，而他們僅僅能夠提供商業信用。對于政府機構、商業機構（特別象銀行這樣持有敏感數據的商業機構）對于選擇云計算服務應保持足夠的警惕。

一旦商業用戶大規模使用私人機構提供的云計算服務，無論其技術優勢有多強，都不可避免地讓這些私人機構以“數據（信息）”的重要性挾制整個社會。對于信息社會而言，“信息”是至關重要的。另一方面，云計算中的數據對于數據所有者以外的其他用戶云計算用戶是保密的，但是對于提供云計算的商業機構而言確實毫無秘密可言。這就象常人不能監聽別人的電話，但是在電訊公司內部，他們可以隨時監聽任何電話。

所有這些潛在的危險，是商業機構和政府機構選擇云計算服務、特別是國外機構提供的云計算服務時，不得不考慮的一個重要的前提。

六、云計算的服務形式和技術

1、云計算的服務形式

云計算可以認為包括以下幾個層次的服務：基礎設施即服務（IaaS），平臺即服務（PaaS）和軟件即服務（SaaS）。

IaaS：基礎設施即服務

IaaS(Infrastructure-as-a- Service)：基礎設施即服務。消費者通過Internet可以從完善的計算機基礎設施獲得服務。例如：硬件服務器租用。

PaaS：平臺即服務

PaaS(Platform-as-a- Service)：平臺即服務。PaaS實際上是指將軟件研發的平臺作為一種服務，以SaaS的模式提交給用戶。因此，PaaS也是SaaS模式的一種應用。但是，PaaS的出現可以加快SaaS的發展，尤其是加快SaaS應用的開發速度。例如：軟件的個性化定制開發。

SaaS：軟件即服務

SaaS(Software-as-a- Service)：軟件即服務。它是一種通過Internet提供軟件的模式，用戶無需購買軟件，而是向提供商租用基于Web的軟件，來管理企業經營活動。例如：陽光云服務器。

2、云計算的技術

1) 編程模式

2) 海量數據分布存儲技術

3) 海量數據管理技術

4) 虛擬化技術

5) 云計算平臺管理技術

3、云計算的三種模式

按照部署方式和服務對象的范圍，可以將云計算分為三類，即公共云、私有云和混合云。

1) 公共云：是由云服務提供商運營，為最終用戶提供從應用程序、軟件運行環境，到物理基礎設施等各種各樣的IT資源。在該方式下，云服務提供商需要保證所提供資源的安全性和可能性等非功能性需求，而最終用戶不關心具體資源由誰提供、如何實現等問題。

2) 私有云：是由企業自建自用的云計算中心，相對于公共云，私有云可以支持動態靈活的基礎設施，降低IT架構的復雜度，使各種IT資源得以整合、標準化，更加容易地滿足企業業務發展需要，同時私有云用戶完全擁有整個云計算中心的設施（如中間件、服務器、網絡及存儲設備等）。

3)混合云：是把“公共云”和“私有云”結合在一起的方式。用戶可以通過一種可控的方式部分擁有，部分與他人共享。

七、云計算的相關問題

1、數據隱私問題：如何保證存放在云服務提供商的數據隱私不被非法利用，不僅需要技術的改進，也需要法律的進一步完善

2、數據安全性：有些數據是企業的商業機密，數據的安全性關系到企業的生存和發展。云計算數據的安全性問題解決不了會影響云計算在企業中的應用。

3、用戶的使用習慣：如何改變用戶的使用習慣，使用戶適應網絡化的軟硬件應用是長期而且艱巨的挑戰。

4、網絡傳輸問題：云計算服務依賴網絡，2013年網速低且不穩定，使云應用的性能不高。云計算的普及依賴網絡技術的發展。

5、缺乏統一的技術標準：云計算的美好前景讓傳統IT廠商紛紛向云計算方向轉型。但是由于缺乏統一的技術標準，尤其是接口標準，各廠商在開發各自產品和服務的過程中各自為政，這為將來不同服務之間的互連互通帶來嚴峻挑戰。

八、云計算的應用

1、云物聯

“物聯網就是物物相連的互聯網”。這有兩層意思：第一，物聯網的核心和基礎仍然是互聯網，是在互聯網基礎上的延伸和擴展的網絡；第二，其用戶端延伸和擴展到了任何物品與物品之間，進行信息交換和通信。

物聯網的兩種業務模式：

1) MAI（M2M Application Integration), 內部MaaS；

2) MaaS（M2M As A Service), MMO, Multi-Tenants(多租戶模型）。

隨著物聯網業務量的增加，對數據存儲和計算量的需求將帶來對“云計算”能力的要求：

1) 云計算：從計算中心到數據中心在物聯網的初級

2) 在物聯網高級階段，可能出現MVNO/MMO營運商（國外已存在多年），需要虛擬化云計算技術，SOA等技術的結合實現互聯網的泛在服務：TaaS（everyTHING AsA Service)。

云安全

2、云安全(CloudSecurity)