1.3.3　云计算

云计算（Cloud Computing）可以将巨大的系统池连接在一起以提供各种IT服务。云计算使得超级计算能力通过互联网自由流通成为可能，企业与个人用户无须再投入昂贵的硬件购置成本，只需要通过互联网来购买、租赁计算能力。

1.云计算定义

狭义云计算是指IT基础设施的交付和使用模式，指通过网络以按需、易扩展的方式获得所需的资源（硬件、平台、软件）。提供资源的网络被称为“云”，“云”中的资源在用户看来是可以无限扩展的，并且可以随时获取，按需使用，随时扩展，按使用付费。

广义云计算是指服务的交付和使用模式，指通过网络以按需、易扩展的方式获得所需的服务。这种服务可以是IT和软件、互联网相关的，也可以是任意其他的服务。

云计算经常与并行计算（Parallel Computing）、分布式计算（Distributed Computing）和网格计算相混淆。云计算是网格计算、分布式计算、并行计算、效用计算（Utility Computing）网络存储、虚拟化、负载均衡等传统计算机技术和网络技术发展相融合的产物，它旨在通过网络把多个成本相对较低的计算实体整合成一个具有强大计算能力的完美系统，并借助SaaS、PaaS、IaaS、MSP等先进的商业模式把这种强大的计算能力分布到终端用户手中。云计算的一个核心理念就是通过不断提高“云”的处理能力，进而减少用户终端的处理负担，最终使用户终端简化成一个单纯的输入/输出设备，并能按需享受“云”的强大计算处理能力。

2.云计算特点

（1）超大规模

“云”具有相当的规模，企业私有云一般拥有数百上千台服务器，例如Google的云计算已经拥有100多万台服务器。“云”能赋予用户前所未有的计算能力。

（2）虚拟化

云计算支持用户在任意位置、使用各种终端获取应用服务。所请求的资源来自“云”，而不是固定的有形的实体。应用在“云”中某处运行，但实际上用户无须了解、也不用担心应用运行的具体位置。用户只需要一台笔记本式计算机或者一个手机，就可以通过网络服务来实现需要的一切，甚至包括超级计算这样的任务。

（3）高可靠性

“云”使用了多种技术措施来保障服务的高可靠性，使用云计算比使用本地计算机更可靠。

（4）通用性

云计算不针对特定的应用，在“云”的支撑下可以构造出千变万化的应用，同一个“云”可以同时支撑不同的应用运行。

（5）高可扩展性

“云”的规模可以动态伸缩，满足应用和用户规模增长的需要。

（6）按需服务

“云”是一个庞大的资源池，用户按需购买。云可以像自来水、电、煤气那样计费。

（7）极其廉价

由于“云”的特殊容错措施，可以采用极其廉价的结点来构成云；“云”的自动化集中式管理使大量企业无须负担日益高昂的数据中心管理成本；“云”的通用性使资源的利用率较之传统系统大幅提升。因此，用户可以充分享受“云”的低成本优势。

3.云计算发展

云计算是一种新兴的商业计算模型。它将计算任务分布在由大量计算机构成的资源池上，使各种应用系统能够根据需要获取计算能力、存储空间和各种软件服务。

这种资源池称为“云”。“云”是一些可以自我维护和管理的虚拟计算资源，通常为一些大型服务器集群，包括计算服务器、存储服务器、宽带资源等。云计算将所有的计算资源集中起来，并由软件实现自动管理，无须人为参与，这使得应用提供者无须为烦琐的细节而烦恼，能够更加专注于自己的业务，有利于创新和降低成本。

之所以称为“云”，是因为它在某些方面具有现实中云的特征：云一般都较大；云的规模可以动态伸缩，其边界是模糊的；云在空中飘忽不定，无法也无须确定它的具体位置，但它确实存在于某处。

早在20世纪60年代，麦卡锡（John McCarthy）就提出了把计算能力作为一种像水和电一样的公用事业提供给用户。云计算的第一个里程碑是1999年Salesforce.com提出的通过一个网站向企业提供企业级的应用的概念；另一个重要因素是2002年亚马逊（Amazon）提供一组包括存储空间、计算能力甚至人力智能等资源服务的Web Service。2005年，亚马逊又提出了弹性计算云（Elastic Compute Cloud，EC2），允许小企业和私人租用亚马逊的计算机来运行自己的应用程序。

云计算使得超级计算能力通过互联网自由流通成为可能。企业与个人用户无须再投入昂贵的硬件购置成本，只需要通过互联网来购买租赁计算能力。

4.云计算的基本原理

云计算是分布式计算、并行计算和网格计算的发展，或者说是这些计算机科学概念的商业实现。

云计算的基本原理是，使计算分布在大量的分布式计算机上，而非本地计算机或远程服务器中，企业数据中心的运行将更加与互联网相似。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。这是一种革命性的举措，意味着计算能力也可以作为一种商品进行流通，就像煤气、水电一样，取用方便，费用低廉。最大的不同在于，它是通过互联网进行传输的。在未来，只需要一台笔记本式计算机或者一个手机，就可以通过网络服务来实现人们需要的一切，甚至包括超级计算这样的任务。从这个角度而言，最终用户才是云计算的真正拥有者。云计算的应用包含这样的一种思想，把力量联合起来，给其中的每一个成员使用。目前，谷歌、IBM这样的专业网络公司已经搭建了计算机存储、运算中心，用户通过一根网线借助浏览器就可以很方便地访问。云计算目前已经发展出了云安全和云存储两大领域，如国内的瑞星和趋势科技就已开始提供云安全的产品，而微软、谷歌等国际巨头更多的是涉足云存储领域。

5.云计算的3种主要应用形式

根据现在最常用，也是比较权威的NIST（National Institute of Standards and Technology，美国国家标准技术研究院）定义，云计算主要分为3种服务模式：SaaS、PaaS和IaaS。对普通用户而言，主要面对的是SaaS这种服务模式，而且几乎所有的云计算服务最终的呈现形式都是SaaS。

（1）SaaS

SaaS（Software as a Service，软件即服务）是一种通过Internet提供软件的模式，用户无须购买软件，而是向提供商租用基于Web的软件来管理企业经营活动。相对于传统的软件，SaaS解决方案有明显的优势：较低的前期成本；便于维护，便于快速展开使用。随着企业IT预算持续受到严格审查和企业减少雇用技术人员，目前市场对SaaS解决方案有明显的需求。

（2）PaaS

PaaS（Platform as a Service，平台即服务）提供的是服务器平台或者开发环境的服务模式。所谓PaaS实际上是指将软件研发的平台（计世资讯定义为业务基础平台）作为一种服务，以SaaS的模式提交给用户。因此，PaaS也是SaaS模式的一种应用。但是，PaaS的出现可以加快SaaS的发展，尤其是加快SaaS应用的开发速度，从某种意义上说，PaaS是SaaS的源泉。

在云计算应用的大环境下，PaaS具有以下的优势：

①开发简单。因为开发人员能限定应用自带的操作系统、中间件和数据库等软件的版本，这样将可以非常有效地缩小开发和测试的范围，从而极大地降低开发测试的难度和复杂度。

②部署简单。首先，如果使用虚拟器件方式部署，能将本来需要几天的工作缩短到几分钟，能将本来几十步的操作精简到轻轻一击。其次，能非常简单地将应用部署迁移到公有云上，以应对突发情况。

③维护简单。因为整个虚拟器件都是来自于同一个ISV（Independent Software Vendors，独立软件开发商），所以任何软件升级和技术支持，都只要和一个ISV联系即可，不仅避免了常见的扯皮现象，而且简化了相关流程。

（3）IaaS

消费者通过Internet可以从完善的计算机基础设施获得服务。这类服务称为基础设施即服务（Infrastructure as a Service，IaaS）。基于Internet的服务（如存储和数据库）是IaaS的一部分。

IaaS的最大优势在于它允许用户动态申请或释放结点，按使用量计费。运行IaaS的服务器规模达到几十万台之多，因而可以认为用户能够申请的资源几乎是无限的。而IaaS是由公众共享的，因此具有更高的资源使用效率。

6.云计算的发展前景

云计算被视为科技业的下一次革命，它将带来工作方式和商业模式的根本性改变。

首先，对中小企业和创业者来说，云计算意味着巨大的商业机遇，他们可以借助云计算在更高的层面上和大企业竞争。自1989年微软推出Office办公软件以来，人们的工作方式已经发生了极大变化，而云计算则带来了云端的办公室——更强的计算能力但无须购买软件，省却了本地安装和维护费用，节省了大量资金。

其次，从某种意义上说，云计算至少意味着那些对计算需求量越来越大的中小企业，不再试图去买价格高昂的硬件，而是从云计算供应商那里租用计算能力。在避免了硬件投资的同时，公司的技术部门也无须担忧技术维护问题，节省下来的时间可以用来进行更多的业务创新。

云计算对商业模式的影响体现在对市场空间的创新上，当计算机的计算能力不受本地硬件的限制时，我们完全可以在轻薄的笔记本上运行最苛刻要求的网络游戏，也完全可以在手机上通过访问Photoshop在线编辑照片。

更为诱人的是，企业可以以极低的成本投入获得极高的计算能力，不用再投资购买昂贵的硬件设备，也不用负担频繁的保养与升级。云计算的妙处之一，即是按需分配的计算方式能够充分发挥大型计算机群的性能。如果只需使用5％的资源，就只需要付出5％的价格，而不必像以前那样，为100％的设备买单。