1.2.5 云计算

1.云计算概念与内涵

云计算（Cloud Computing）的兴起是技术推动和需求牵引共同作用的结果[7]。回顾信息技术跨世纪的发展历程，可以看出云计算实际是在电子、通信、计算机与网络技术的共同作用下，从图灵计算逐步向网格计算演化的一个必然阶段，如图1-6所示。

云计算主要经历了四个阶段才发展到现在这样比较成熟的水平，这四个阶段依次是电厂模式、效用计算、网格计算和云计算。

（1）电厂模式：电厂模式就好比是利用电厂的规模效应，来降低电力的价格，并让用户使用起来更方便，且无须维护和购买任何发电设备。

（2）效用计算：在1960年前后，当时计算设备的价格是非常高昂的，远非普通企业、学校和机构所能承受，所以很多人产生了共享计算资源的想法。1961年，人工智能之父——麦肯锡在一次会议上提出了“效用计算”这个概念，其核心借鉴了电厂模式，具体目标是整合分散在各地的服务器、存储系统以及应用程序来共享给多个用户，让用户能够像把灯泡插入灯座一样来使用计算机资源，并且根据其所使用的量来付费。但由于当时整个IT产业还处于发展初期，很多强大的技术还未诞生，如互联网等，所以虽然这个想法一直为人称道，但是总体而言“叫好不叫座”。

（3）网格计算：网格计算研究如何把一个需要非常巨大的计算能力才能解决的问题分成许多小的部分，然后把这些部分分配给许多低性能的计算机来处理，最后把这些计算结果综合起来攻克大问题。可惜的是，由于网格计算在商业模式、技术和安全性方面的不足，使得其并没有在工程界和商业界取得预期的成功。

（4）云计算：云计算的核心与效用计算和网格计算非常类似，也是希望IT技术能像使用电力那样方便，并且成本低廉。但与效用计算和网格计算不同的是，在需求方面已经有了一定的规模，同时在技术方面也已经基本成熟了。

关于云计算的定义，美国国家标准与技术研究院（NIST）指出：云计算是一种按使用量付费的模式，这种模式提供可用的、便捷的、按需的网络访问，进入可配置的计算资源共享池（资源包括网络、服务器、存储、应用软件、服务），这些资源能够被快速提供，只需投入很少的管理工作，或与服务供应商进行很少的交互。国内较为广泛接受的定义是中国云计算专家咨询委员会副主任、秘书长刘鹏教授给出的：云计算是通过网络提供可伸缩的廉价的分布式计算能力。

概况来说，云计算是基于互联网的相关服务的增加、使用和交付模式，通常涉及通过互联网来提供动态易扩展且经常是虚拟化的资源。狭义云计算主要指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资源；广义云计算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服务，这种服务可以是IT和软件、互联网相关，也可是其他服务，它意味着计算能力也可作为一种商品通过互联网进行流通。

2.云计算技术框架

云计算包括以下几个层次的服务：基础设施即服务（IaaS）、平台即服务（PaaS）和软件即服务（SaaS），如图1-7所示。这里所谓的层次，是分层体系架构意义上的“层次”。IaaS、PaaS、SaaS分别在基础设施层、软件开放运行平台层、应用软件层实现。

IaaS（Infrastructure-as-a-Service）：基础设施即服务。消费者通过Internet可以从完善的计算机基础设施获得服务。

PaaS（Platform-as-a-Service）：平台即服务。PaaS实际上是指将软件研发的平台作为一种服务，以SaaS的模式提交给用户。因此，PaaS也是SaaS模式的一种应用。平台通常包括操作系统、编程语言的运行环境、数据库和Web服务器，用户在此平台上部署和运行自己的应用。用户不能管理和控制底层的基础设施，只能控制自己部署的应用。

SaaS（Software-as-a-Service）：软件即服务。它是一种通过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。云提供商在云端安装和运行应用软件，云用户通过云客户端（通常是Web浏览器）使用软件。云用户不能管理应用软件运行的基础设施和平台，只能做有限的应用程序设置。

3.全球云计算发展

云计算概念被大量运用到生产环境中，国内的“阿里云”、“百度云”与云谷公司的XenSystem，以及在国外已经非常成熟的Intel和IBM，各种云计算的应服务范围正日渐扩大，影响力也无可估量。

当前，全球云计算总体已经进入快速发展轨道，包括通用电气公司在内的全球约有50万个组织使用云计算平台替代单击的办公系统，其中绝大部分云计算用户在美国。2011年2月8日，美国联邦政府CIO发布《联邦云计算战略》，宣布将2012年的800亿美元的联邦IT预算的25%放在云计算领域，用于把政府当前的IT应用方式转移至云计算方式，规定在所有项目中“云计算优先”（Cloud First）。

经过多年的技术积累和产业准备，中国的云计算开始进入务实发展阶段。2010年10月18日，国家发展和改革委员会、工业和信息化部联合下发《关于做好云计算创新服务发展视点示范工作的通知》，确定北京、上海、杭州、深圳、无锡五个城市先行开展云计算服务创新发展试点示范工作，以推动我国云计算产业发展和试点应用。

国内主要城市政府部门更加看重云计算对电子信息产业所带来的机遇，以极大热情推动云计算发展。表1-3为国内主要城市云计算发展规划内容。