近年來,隨著計(jì)算機(jī)和互聯(lián)網(wǎng)的廣泛應(yīng)用,數(shù)據(jù)中心的能耗占全社會(huì)的總能耗的比例越來越大,據(jù)統(tǒng)計(jì),數(shù)據(jù)中心的能耗成本占到了總成本的50%左右,包括電力、機(jī)房占地、帶寬等各方面。數(shù)據(jù)中心能耗巨大,主要集中在服務(wù)器設(shè)備和制冷設(shè)備方面,其中制冷系統(tǒng)能耗占整個(gè)機(jī)房運(yùn)行能耗的30%~50%。而運(yùn)用云計(jì)算技術(shù)通過虛擬化、實(shí)時(shí)遷移電源管理技術(shù),可以極大降低主設(shè)備的數(shù)量和運(yùn)行時(shí)間,進(jìn)而極大降低主設(shè)備的能耗,提供能效,真正實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排。
云計(jì)算的定義
云計(jì)算的出現(xiàn)并非偶然,早在20世紀(jì)60年代,麥卡錫就提出了把計(jì)算能力作為一種像水和電一樣的公用事業(yè)提供給用戶的理念,這成為云計(jì)算思想的起源。在20世紀(jì)80年代網(wǎng)格計(jì)算、90年代公用計(jì)算、21世紀(jì)初虛擬化技術(shù)、SOA、SaaS應(yīng)用的支撐下,云計(jì)算作為一種新興的資源使用和交付模式逐漸為學(xué)界和產(chǎn)業(yè)界所認(rèn)知。
對(duì)于云計(jì)算的理解和認(rèn)識(shí),當(dāng)前還處在起始階段,沒有建立完善的理論體系,所以涌現(xiàn)出了幾十種不同的云計(jì)算定義詮釋。
基于當(dāng)前的理論體系和社會(huì)需要,要給出一個(gè)被業(yè)界公認(rèn)的云計(jì)算定義并非易事。不過從IT企業(yè)、科研機(jī)構(gòu)、行業(yè)組織和專家等對(duì)云計(jì)算的不同定義,提示我們應(yīng)該從以下幾個(gè)角度來認(rèn)識(shí)云計(jì)算:一是應(yīng)該從模式的角度來認(rèn)識(shí)云計(jì)算,如IBM認(rèn)為云計(jì)算是一種新的IT資源提供模式,NIST認(rèn)為是通過網(wǎng)絡(luò)獲取資源的模式;二是應(yīng)該從服務(wù)的角度認(rèn)識(shí)云計(jì)算,業(yè)界90%的定義中都將云計(jì)算歸結(jié)為服務(wù);三是應(yīng)該從資源形式來認(rèn)識(shí)云計(jì)算,幾乎所有的IT企業(yè)都在云計(jì)算定義中多次提到計(jì)算資源;四是應(yīng)該看出網(wǎng)絡(luò)在云計(jì)算中發(fā)揮的基礎(chǔ)和必要作用,Google在定義狹義云計(jì)算時(shí)甚至將云定義為提供資源的網(wǎng)絡(luò)。
在總結(jié)分析了多數(shù)定義共性的和差異的基礎(chǔ)上,仍可以明確的判定,云計(jì)算應(yīng)該是基于現(xiàn)代信息網(wǎng)絡(luò),利用虛擬化、分布式計(jì)算等核心技術(shù),對(duì)大規(guī)模的計(jì)算、存儲(chǔ)、網(wǎng)絡(luò)等池化資源統(tǒng)一管理和智能調(diào)度,提供便利、動(dòng)態(tài)、彈性的服務(wù),實(shí)現(xiàn)用戶按需使用的計(jì)算模式和服務(wù)模式。
云計(jì)算的內(nèi)涵及特點(diǎn)
盡管云計(jì)算的定義有很多種,但是仔細(xì)分析,不難發(fā)現(xiàn)各組織對(duì)云計(jì)算內(nèi)涵和核心要素的理解是一致的,基本包含以下三個(gè)方面。
1、以網(wǎng)絡(luò)為載體
架構(gòu)云計(jì)算平臺(tái)和提供云服務(wù)都離不開寬帶網(wǎng)絡(luò)環(huán)境,云計(jì)算的發(fā)展依賴于網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展,足夠的寬帶和廉價(jià)的成本是云計(jì)算發(fā)展的重要前提,通信網(wǎng)絡(luò)作為云計(jì)算發(fā)展的基礎(chǔ)環(huán)境,承擔(dān)著載體作用。美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)與計(jì)算研究所、Google、維基百科、HP、Berkely大學(xué)在對(duì)云計(jì)算的定義中,都強(qiáng)調(diào)了云服務(wù)通過網(wǎng)絡(luò)提供的本質(zhì)內(nèi)涵,通信和網(wǎng)絡(luò)是實(shí)現(xiàn)云服務(wù)交付的渠道。云計(jì)算發(fā)展過程中,傳統(tǒng)的電信運(yùn)營(yíng)商、網(wǎng)絡(luò)企業(yè)在提供通信網(wǎng)絡(luò)管道資源等基礎(chǔ)服務(wù)的同時(shí),為順應(yīng)技術(shù)變革、產(chǎn)業(yè)變革、商業(yè)模式變革的趨勢(shì),正在向信息技術(shù)服務(wù)提供商、云計(jì)算服務(wù)商轉(zhuǎn)型,提供云計(jì)算服務(wù)。
2、以IT資源交付和共享為核心
云計(jì)算的基因來源是軟件服務(wù)商、信息技術(shù)服務(wù)商的業(yè)態(tài)創(chuàng)新和服務(wù)模式創(chuàng)新,美林證券、維基百科、Microsoft(微軟)、Cisco(思科)、NIST在對(duì)云計(jì)算的定義中,都提到了資源的共享特征?梢哉f,云計(jì)算創(chuàng)新了IT資源的配置、交付和管理模式,通過配置和管理池化的IT資源,以動(dòng)態(tài)、可伸縮的多租戶模式共享和交付給云服務(wù)用戶。在這種新的IT資源交付模式下,用戶不需要知道資源的物理位置,也不用管理后臺(tái)資源,就可以隨時(shí)按需獲取計(jì)算、存儲(chǔ)、軟件、應(yīng)用、網(wǎng)絡(luò)等各種IT資源。
3、以服務(wù)為導(dǎo)向的商業(yè)模式創(chuàng)新
云計(jì)算以服務(wù)模式創(chuàng)新為核心價(jià)值。從服務(wù)維度來看,被統(tǒng)一列入“IT專業(yè)服務(wù)”門類的傳統(tǒng)硬件設(shè)備租賃、信息系統(tǒng)租賃服務(wù)再存有數(shù)十年了,屬于信息技術(shù)服務(wù)業(yè)(ITS)和信息技術(shù)服務(wù)外包(ITO)范疇,但云服務(wù)與之相比有著質(zhì)的飛躍。云服務(wù)提供商利用虛擬化、分布式數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和管理、安全管理等日益成熟的技術(shù),擁有快速?gòu)椥缘姆峙滟Y源能力,能夠快速自動(dòng)擴(kuò)展和迅速釋放資源實(shí)現(xiàn)收縮,并基于寬帶網(wǎng)絡(luò)為用戶提供靈活的服務(wù),這是傳統(tǒng)外包服務(wù)不可比擬的新型服務(wù)模式。電信企業(yè)、設(shè)備制造企業(yè)構(gòu)建云平臺(tái)提供云計(jì)算服務(wù)時(shí),已經(jīng)逐步向信息技術(shù)服務(wù)商演化,而不再局限于傳統(tǒng)意義的電信、網(wǎng)絡(luò)服務(wù)商了。
云計(jì)算的分類
云計(jì)算若按照行業(yè)應(yīng)用分類則頗為廣泛,教育云、醫(yī)療云、政務(wù)云為其中的典型代表。除此之外,近年來又增加了諸如金融云、工業(yè)云、電子商務(wù)云等新的行業(yè)云的概念,不過目前傳統(tǒng)IT項(xiàng)目泛化為云計(jì)算項(xiàng)目的情況比較普遍。
1、教育云
云計(jì)算在教育領(lǐng)域中的應(yīng)用稱之為“教育云”,作為教育信息化的基礎(chǔ),教育云整合軟硬件教育資源,向教育機(jī)構(gòu)、教育從業(yè)人員和學(xué)員提供云服務(wù)。云計(jì)算的提出,最小化了終端設(shè)備的需求,不僅僅是教育課堂,甚至是個(gè)人計(jì)算機(jī)或者實(shí)驗(yàn)室都可以從“云”中獲取信息。學(xué)生運(yùn)行簡(jiǎn)單的終端設(shè)備和網(wǎng)絡(luò),就能進(jìn)行學(xué)習(xí)、資料處理和實(shí)驗(yàn),降低了教學(xué)成本。各個(gè)院?梢詫F(xiàn)有的硬件資源共同加入一個(gè)“云”中,減少單個(gè)院校的成本投入,實(shí)現(xiàn)資源共享。同時(shí)所有的應(yīng)用程序和文件都在服務(wù)器端,用戶只需要通過終端訪問服務(wù)器即可實(shí)現(xiàn)文檔、表格和課件的編輯,編輯完成后直接存儲(chǔ)在服務(wù)器端。一些常用的應(yīng)用軟件如辦公軟件、電子郵件系統(tǒng)等也可以采用云服務(wù),大大降低信息系統(tǒng)的構(gòu)建成本,也減少為維護(hù)和升級(jí)軟件而投入的費(fèi)用。
云計(jì)算的發(fā)展有助于構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)平臺(tái),網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)平臺(tái)上的學(xué)員可以使用網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)提供的資源、環(huán)境進(jìn)行學(xué)習(xí)、實(shí)驗(yàn)和交流。在可靠性和安全性方面,教育云的優(yōu)勢(shì)也很突出,云計(jì)算服務(wù)提供商可以提供專業(yè)、高效和安全的數(shù)據(jù)存儲(chǔ),因此無須擔(dān)心病毒和黑客的侵襲以及硬件的損壞所導(dǎo)致的數(shù)據(jù)丟失問題。
2、醫(yī)療云
醫(yī)療云是在醫(yī)療護(hù)理領(lǐng)域采用云計(jì)算相關(guān)技術(shù)和服務(wù)理念構(gòu)建醫(yī)療保健服務(wù)的系統(tǒng),從而有效地提高醫(yī)療保健的質(zhì)量、控制成本和實(shí)現(xiàn)便捷訪問。多個(gè)醫(yī)院之間可以共享由大量系統(tǒng)連接在一起形成的基礎(chǔ)設(shè)施資源池,減少醫(yī)院的運(yùn)行成本,提高效率。對(duì)于醫(yī)生、護(hù)理人員和其他醫(yī)療支持者來說,通過云計(jì)算技術(shù)可以實(shí)時(shí)獲得病人資料,不受病人當(dāng)前位置的限制,因?yàn)椴∪说碾娮俞t(yī)療記錄或檢驗(yàn)信息、系統(tǒng)軟件和信息都在中央服務(wù)器中,資料以由一個(gè)醫(yī)院群分享,而不在某個(gè)醫(yī)院?jiǎn)为?dú)的IT系統(tǒng)中。
3、政務(wù)云
云計(jì)算在政府門戶網(wǎng)站建設(shè)、政務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)建設(shè)、數(shù)據(jù)中心建設(shè)等領(lǐng)域?qū)⒌玫綇V泛的應(yīng)用。隨著政府門戶網(wǎng)站用戶數(shù)量的快速增長(zhǎng),以及內(nèi)容的日趨多媒體化,政府門戶網(wǎng)站要處理海量的數(shù)據(jù),將比以前承受更多的負(fù)載,需要云計(jì)算平臺(tái)作為支撐。云計(jì)算的引入同樣可以縮減政府?dāng)?shù)據(jù)中心建設(shè)和運(yùn)行的成本(包括電力成本、空間成本、維護(hù)成本等)。同時(shí),隨著移動(dòng)終端的普及,以及3G等大容量移動(dòng)通信技術(shù)的應(yīng)用,會(huì)有越來越多的移動(dòng)設(shè)備進(jìn)入政務(wù)應(yīng)用系統(tǒng),政務(wù)系統(tǒng)需要處理大量的數(shù)據(jù),將比以前承受更多的負(fù)載,也需要云計(jì)算平臺(tái)的幫助來縮短政務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)的相應(yīng)時(shí)間。
我國(guó)先進(jìn)地區(qū)2011年已經(jīng)開始規(guī)劃并開始建設(shè)基礎(chǔ)云計(jì)算的電子政務(wù)公共平臺(tái)、安全支撐平臺(tái)、物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)中心、移動(dòng)電子政務(wù)平臺(tái)等新型政務(wù)支撐服務(wù)平臺(tái),規(guī)劃建設(shè)千兆級(jí)(1000Mbps級(jí))互聯(lián)網(wǎng)統(tǒng)一出口。除業(yè)務(wù)承載的需要外,重點(diǎn)解決信息共享效率低、業(yè)務(wù)協(xié)同性差、應(yīng)用系統(tǒng)國(guó)產(chǎn)化率低等問題,實(shí)現(xiàn)自主可控、信息安全的全能型政務(wù)云。
4、金融云
金融云就是利用云計(jì)算技術(shù)將金融機(jī)構(gòu)的數(shù)據(jù)中心與客戶端應(yīng)用整合到云計(jì)算體系架構(gòu)之中,從而達(dá)到提高自身系統(tǒng)運(yùn)算能力、數(shù)據(jù)處理能力和網(wǎng)絡(luò)吞吐能力,改善客戶體驗(yàn)評(píng)價(jià),提高金融機(jī)構(gòu)迅速發(fā)現(xiàn)并解決問題的能力,提升整體工作效率,改善流程,降低運(yùn)營(yíng)成本的目的。
中國(guó)電信上海公司和服務(wù)提供商聯(lián)合打造了國(guó)內(nèi)第一朵“金融云”。在“金融云”的催生下,在我國(guó)臺(tái)灣地區(qū)金融圈中具有重要影響力的臺(tái)灣第一銀行在祖國(guó)大陸的第一家分行—上海分行將正式開業(yè)。
5、工業(yè)云
“工業(yè)云”是在云計(jì)算模式下對(duì)工業(yè)企業(yè)提供軟件服務(wù),使工業(yè)企業(yè)的社會(huì)資源實(shí)現(xiàn)共享化。工業(yè)云有望成為我國(guó)中小型工業(yè)企業(yè)進(jìn)行信息化建設(shè)的另外一個(gè)理想選擇,因?yàn)楣I(yè)云的出現(xiàn)將大大降低我國(guó)制造業(yè)信息建設(shè)的門檻。
6、電子商務(wù)云
電子商務(wù)(Electronic Commerce)是在Internet開放的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下,基礎(chǔ)B/S架構(gòu),實(shí)現(xiàn)消費(fèi)者的網(wǎng)絡(luò)購(gòu)物、與商戶之間的網(wǎng)上交易和在線電子支付的一種新型的商業(yè)運(yùn)營(yíng)模式。電子商務(wù)云是指基于云計(jì)算商業(yè)模式應(yīng)用的電子商務(wù)服務(wù)平臺(tái)。在云平臺(tái)上,所有的電子商務(wù)供應(yīng)商、代理商、策劃服務(wù)商、制作商、業(yè)協(xié)會(huì)、管理機(jī)構(gòu)、行業(yè)媒體、法律機(jī)構(gòu)等都集中整合成資源池,各個(gè)資源互相展示和互動(dòng),按需交流,達(dá)成意向,從而降低成本,提高效率。
云計(jì)算產(chǎn)業(yè)相關(guān)定義
無論是IaaS、PaaS、SaaS模式,還是私有云、公有云,或是云計(jì)算在不同行業(yè)的應(yīng)用,都圍繞著云服務(wù)這個(gè)共同核心而開展,所以說云計(jì)算產(chǎn)業(yè)客觀存在,云計(jì)算產(chǎn)業(yè)的發(fā)展需要一個(gè)富有開拓性的理論先導(dǎo),需要與各界專家共同探討其發(fā)展、問題和政策引導(dǎo),共同尋找未來發(fā)展的道理。
要準(zhǔn)確理解云計(jì)算產(chǎn)業(yè),必須理清產(chǎn)業(yè)主體、核心要素的基本定義和概念,要從上一節(jié)對(duì)云計(jì)算內(nèi)涵的分析出發(fā),抓住網(wǎng)絡(luò)、資源和服務(wù)三大特征,從云計(jì)算平臺(tái)、云企業(yè)、云技術(shù)、云服務(wù)的建設(shè)和運(yùn)行去理解,構(gòu)建真正的云計(jì)算產(chǎn)業(yè)鏈。
1、云計(jì)算平臺(tái)
云計(jì)算平臺(tái)是一種基于云計(jì)算架構(gòu)的、通過網(wǎng)絡(luò)部署的、以服務(wù)形式交付的IT資源池,資源池中匯聚了各種軟件、硬件、系統(tǒng)和環(huán)境等實(shí)體和虛擬資源,為不同用戶提供可在云平臺(tái)資源之上管理、部署和使用應(yīng)用程序的能力。云計(jì)算平臺(tái)是云計(jì)算服務(wù)的資源載體,云服務(wù)提供商均基于云計(jì)算平臺(tái)提供云服務(wù),通常業(yè)界所說的SaaS平臺(tái)、PaaS平臺(tái)、IaaS平臺(tái)都屬于云計(jì)算平臺(tái)的范疇。
云計(jì)算以IT資源交付、共享為核心,是一種IT資源的配置、交付和管理模式的創(chuàng)新,而這種資源的匯聚、交付、共享、管理都是基于云計(jì)算平臺(tái)展開的。基于云計(jì)算平臺(tái),用戶可以按照自己的需求,以動(dòng)態(tài)、可伸縮、虛擬化的方式獲得計(jì)算、存儲(chǔ)、軟件、應(yīng)用、網(wǎng)絡(luò)等各種IT資源。以SaaS平臺(tái)為例,用戶無須購(gòu)買軟硬件、建設(shè)機(jī)房、招聘IT人員,不需要負(fù)責(zé)前期的實(shí)施和后期的維護(hù),SaaS平臺(tái)直接為用戶提供信息系統(tǒng),各類應(yīng)用軟件的在線使用服務(wù)。
PaaS平臺(tái)提供應(yīng)用程序的開發(fā)、部署和運(yùn)行環(huán)境,用戶在滿足PaaS平臺(tái)對(duì)編程語(yǔ)言、應(yīng)用框架以及運(yùn)行環(huán)境要求的前提下,對(duì)于應(yīng)用程序運(yùn)行相關(guān)的支撐組件進(jìn)行定制和配置,部署和管理應(yīng)用程序,但不需要對(duì)環(huán)境和底層支撐云平臺(tái)資源運(yùn)行的基礎(chǔ)設(shè)施進(jìn)行管理和配置。傳統(tǒng)的平臺(tái)作為應(yīng)用系統(tǒng)部署的基礎(chǔ),是由應(yīng)用程序提供商搭建和運(yùn)營(yíng)該基礎(chǔ)平臺(tái),并將該平臺(tái)以服務(wù)的方式提供給應(yīng)用系統(tǒng)、應(yīng)用軟件運(yùn)營(yíng)商。而IaaS平臺(tái)提供商負(fù)責(zé)最底層的計(jì)算、存儲(chǔ)設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)等IT資源池,直接提供給最終用戶或者被PaaS平臺(tái)和SaaS平臺(tái)調(diào)用。
亞馬遜、Google和微軟這樣的IT巨頭公司都在云計(jì)算平臺(tái)上展開角逐。亞馬遜從2002年起推出了AWS(Amazon Web Services)服務(wù),任何能訪問互聯(lián)網(wǎng)的用戶都可以使用它來訪問、使用亞馬遜的計(jì)算基礎(chǔ)設(shè)施,知名的微博服務(wù)商Twitter、意外天氣保險(xiǎn)公司Climate Corporation都基于亞馬遜的AWS快速形成面向數(shù)以億計(jì)的客戶的計(jì)算架構(gòu)和服務(wù),使用亞馬遜網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的公司中不乏一流媒體視頻巨頭Netflix、照片分享網(wǎng)站Instagram等大牌科技公司,甚至連沒美國(guó)國(guó)家航空航天局(NASA)也是亞馬遜網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的客戶,月訪問量達(dá)1700萬人的知名社交網(wǎng)絡(luò)Pinterest也利用亞馬遜網(wǎng)絡(luò)服務(wù)來管理公司數(shù)據(jù),他們主要依賴亞馬遜提供的數(shù)據(jù)庫(kù)存取、內(nèi)容交付和支付扥業(yè)務(wù),隱藏在這些服務(wù)背后的基礎(chǔ)設(shè)施保障正是基于網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建的數(shù)十個(gè)異地的大型數(shù)據(jù)中心,以及集中在數(shù)據(jù)中心內(nèi)的數(shù)以萬計(jì)的服務(wù)器和存儲(chǔ)設(shè)備,當(dāng)然還有用于IT資源管理的各類軟件,為不同用戶提供可在云平臺(tái)資源之上部署、管理和使用應(yīng)用程序的能力。
Google的云計(jì)算平臺(tái)硬件條件優(yōu)勢(shì)、大型的數(shù)據(jù)中心、搜索引擎的支柱應(yīng)用,都促進(jìn)了Google云計(jì)算迅速發(fā)展。Google的云計(jì)算主要由Mapreduce、Google文件系統(tǒng)(GFS)、BigTable組成,它們是Google內(nèi)部云計(jì)算基礎(chǔ)平臺(tái)的3個(gè)主要部分。此外Google還構(gòu)建了其他云計(jì)算組件,包括一個(gè)領(lǐng)域描述語(yǔ)言以及分布式鎖服務(wù)機(jī)制等。Sawzall是一種建立在Mapreduce基礎(chǔ)上的領(lǐng)域語(yǔ)言,專門用于大規(guī)模的信息處理。Chubby是一個(gè)高可用、分布式數(shù)據(jù)鎖服務(wù),當(dāng)有機(jī)器是失效時(shí),Chubby使用Paxos算法來保障備份。
微軟的Windows Azure也是基于其基礎(chǔ)平臺(tái)構(gòu)建的。全球各地有無數(shù)的數(shù)據(jù)中心同時(shí)也為Windows Azure提供數(shù)據(jù)支持,數(shù)據(jù)中心中有數(shù)以萬計(jì)的支撐PaaS所需的服務(wù)器,以及基于服務(wù)器構(gòu)建的開發(fā)環(huán)境和開發(fā)工具,這些軟硬件就成為微軟提供Windows Azure服務(wù)的基礎(chǔ)平臺(tái)。Windows Azure通過控制底層的網(wǎng)狀控制器(Fabric Controller)將數(shù)據(jù)中心能量龐大的Windows服務(wù)器有效地組織起來,給前端的應(yīng)用提供計(jì)算和存儲(chǔ)功能,并保證其可靠性。Windows Azure就像一個(gè)在線的操作系統(tǒng)環(huán)境,統(tǒng)治著整個(gè)數(shù)據(jù)中心的運(yùn)算資源,用戶可以很方便地調(diào)用這些資源來執(zhí)行各種應(yīng)用程序,操作系統(tǒng)升級(jí)、維護(hù)等也可以再系統(tǒng)不宕機(jī)的情況下自動(dòng)完成。同時(shí)微軟的Windows Azure還提供了一套基于Visual Studio的Azure工具,供開發(fā)者在個(gè)人計(jì)算機(jī)上開發(fā)、模擬和測(cè)試Azure平臺(tái)上的應(yīng)用程序。美國(guó)的Azure數(shù)據(jù)中心分別位于芝加哥、圣安東尼奧、德克薩斯,微軟在歐洲的愛爾蘭都柏林和荷蘭的阿姆斯特丹建設(shè)有數(shù)據(jù)中心,亞洲地區(qū)的數(shù)據(jù)中心設(shè)立在新加坡和中國(guó)香港。
2、云計(jì)算技術(shù)
云計(jì)算技術(shù)是指搭建云計(jì)算平臺(tái)和基于云計(jì)算平臺(tái)提供云服務(wù)用到的各類技術(shù),云計(jì)算技術(shù)體系中包括軟件、硬件、通信網(wǎng)絡(luò)、安全等各種信息技術(shù),這其中既有成熟技術(shù),也有新興技術(shù)。作為分布式處理、并行計(jì)算和網(wǎng)絡(luò)計(jì)算等概念的發(fā)展和商業(yè)化實(shí)現(xiàn),云計(jì)算技術(shù)實(shí)質(zhì)是計(jì)算、存儲(chǔ)、網(wǎng)絡(luò)、應(yīng)用軟件等IT軟硬件資源的虛擬化實(shí)現(xiàn),其核心技術(shù)涉及虛擬化、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和管理、分布式計(jì)算、云安全等。從廣義角度分析,云計(jì)算技術(shù)涉及軟硬件(如集成電路、操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫(kù)、整機(jī)等)、通信網(wǎng)絡(luò)、信息安全等各種技術(shù),當(dāng)前各類廠商紛紛基于自身技術(shù)、產(chǎn)品優(yōu)勢(shì),提出云計(jì)算的各種解決方案。
3、云服務(wù)
云服務(wù)分為云技術(shù)服務(wù)和云平臺(tái)服務(wù)兩大類。云技術(shù)服務(wù)是指云服務(wù)提供商幫忙客戶前期搭建云計(jì)算平臺(tái)、后期運(yùn)維云計(jì)算平臺(tái)而提供的各類服務(wù),包括咨詢服務(wù)、關(guān)鍵軟硬件產(chǎn)品、解決方案、系統(tǒng)集成、運(yùn)維等服務(wù)。例如,IBM作為云計(jì)算平臺(tái)提供商提供的就是典型的云計(jì)算服務(wù),2007年11月推出藍(lán)云平臺(tái),為企業(yè)提出完整的云計(jì)算解決方案,可以對(duì)企業(yè)現(xiàn)有的基礎(chǔ)架構(gòu)進(jìn)行整合,通過虛擬化技術(shù)和自動(dòng)化技術(shù),構(gòu)建私有云計(jì)算中心,從而幫助企業(yè)實(shí)現(xiàn)云計(jì)算理念。云平臺(tái)服務(wù)是指各類云服務(wù)企業(yè)基于云計(jì)算平臺(tái),通過網(wǎng)絡(luò)向客戶隨需提供的各類服務(wù)。當(dāng)前,SaaS有各種典型的應(yīng)用,如在線郵件服務(wù)、網(wǎng)絡(luò)會(huì)議、網(wǎng)絡(luò)傳真、在線殺毒等各種工具型服務(wù),還有在線CRM、在線HR、在線進(jìn)銷存、在線項(xiàng)目管理等各種管理型服務(wù)。美國(guó)Salesforce.com是提供這類服務(wù)最有名的公司之一,Google Doc、Google Apps和Zoho Office也屬于這類服務(wù),國(guó)內(nèi)八百客和Xtools就是其中的典型代表。大的PaaS提供商有Google Apps Engine,Microsoft Azure,Heroku,F(xiàn)orce.com,Engine Yard。最近興起的公司有Appfog,Mendix,Standing Cloud和八百客的800APP等。在IaaS領(lǐng)域,Amazon的AWS是一個(gè)典型的IaaS服務(wù),它提供了包括存儲(chǔ)(S3)、計(jì)算能力(EC2)、消息傳遞(SQS)、數(shù)據(jù)集(SDB)等一組服務(wù),企業(yè)用戶可以在幾分鐘之內(nèi)迅速地獲得一個(gè)基于Amazon基礎(chǔ)設(shè)施的虛擬基礎(chǔ)設(shè)施,并且這個(gè)基礎(chǔ)設(shè)施是彈性的,可以根據(jù)需求擴(kuò)展和收縮。
4、云企業(yè)
在對(duì)云平臺(tái)和云服務(wù)有了清楚認(rèn)識(shí)的基礎(chǔ)上,我們認(rèn)為,真正的云企業(yè)只有兩類,一類是支持構(gòu)建云計(jì)算平臺(tái)的云計(jì)算服務(wù)商,如解決方案提供商、技術(shù)咨詢服務(wù)商;另一類是基于云計(jì)算平臺(tái)提供云平臺(tái)服務(wù)的企業(yè)。下面列舉了兩個(gè)典型的云企業(yè):
1)VMware—云技術(shù)服務(wù)商
VMware公司擁有著豐富的客戶資源、大量的合作伙伴,以及市場(chǎng)上可能是最廣泛的云計(jì)算組合,因此占據(jù)了x86虛擬化市場(chǎng)。該公司的云計(jì)算戰(zhàn)略是成為領(lǐng)先的云計(jì)算推動(dòng)者,提供基礎(chǔ)設(shè)施和管理組件以實(shí)現(xiàn)私有云和公有云的實(shí)施,這一戰(zhàn)略在過去的幾年中都是很成功的。vCloudAPI是其混合云計(jì)算戰(zhàn)略的一個(gè)重要組成部分,VMware特推出了供防火墻內(nèi)部云計(jì)算基礎(chǔ)設(shè)施使用的vSphere和推動(dòng)公有云實(shí)施的vCloudExpress。VMware公司的私有云產(chǎn)品vSphereESXi是技術(shù)領(lǐng)先的專用管理程序,而vMotion是在數(shù)據(jù)中心內(nèi)實(shí)現(xiàn)虛擬服務(wù)器遷移的先進(jìn)工具。
2)微軟—云技術(shù)服務(wù)商和云平臺(tái)服務(wù)商
微軟作為云技術(shù)服務(wù)商擁有成熟的Windows操作系統(tǒng)、已大規(guī)模商用的Hyper-V虛擬化產(chǎn)品和用戶熟悉的.NET技術(shù)架構(gòu)等,能夠提供領(lǐng)先的技術(shù)、產(chǎn)品和全面的解決方案,最大優(yōu)勢(shì)就是體現(xiàn)了以用戶為中心的最佳實(shí)踐。作為云平臺(tái)服務(wù)商,全球50%的500強(qiáng)企業(yè)已經(jīng)在用Windows Azure了,它可同時(shí)向個(gè)人消費(fèi)者和企業(yè)客戶提供云服務(wù),不僅向開發(fā)者提供基礎(chǔ)設(shè)施資源(IaaS),也提供平臺(tái)增值服務(wù)。Azure在中國(guó)的團(tuán)隊(duì)挑選了十個(gè)重要領(lǐng)域,包括視頻、車聯(lián)網(wǎng)、游戲以及電影特效制作,這些都是數(shù)據(jù)量極大且處在上升期的行業(yè),現(xiàn)在整個(gè)平臺(tái)上的企業(yè)數(shù)量是一萬多個(gè),以至于在歐美建數(shù)據(jù)中心的速度跟不上需求。
5、云計(jì)算產(chǎn)業(yè)
云計(jì)算產(chǎn)業(yè)是基于云計(jì)算平臺(tái),利用云計(jì)算技術(shù)提供云技術(shù)服務(wù)和云平臺(tái)服務(wù)的各個(gè)相關(guān)行業(yè)內(nèi)云企業(yè)所組成的業(yè)態(tài)總稱。盡管云計(jì)算產(chǎn)業(yè)內(nèi)各云企業(yè)的經(jīng)營(yíng)方式、經(jīng)營(yíng)形態(tài)、企業(yè)模式和流通環(huán)節(jié)有所不同,但是它們都是在信息技術(shù)服務(wù)業(yè)的范圍內(nèi)圍繞著云服務(wù)而展開的,并且可以在構(gòu)成業(yè)態(tài)的各個(gè)行業(yè)內(nèi)部完成各自的循環(huán)。
云計(jì)算產(chǎn)業(yè)的內(nèi)涵
云計(jì)算產(chǎn)業(yè)的定義和界定關(guān)系到產(chǎn)業(yè)統(tǒng)計(jì)范疇、企業(yè)扶持對(duì)象、產(chǎn)業(yè)發(fā)展思路和戰(zhàn)略。準(zhǔn)確地說,云計(jì)算產(chǎn)業(yè)基于云計(jì)算模式的服務(wù)業(yè),邊界是不應(yīng)該無線擴(kuò)展的。目前,一些地方政府提出的云計(jì)算產(chǎn)業(yè)幾乎涵蓋了IT產(chǎn)業(yè)的全部。嚴(yán)格來說,這是不準(zhǔn)確的,實(shí)際上好多內(nèi)容和概念甚至是反“云”思想的,作為政府推動(dòng)IT產(chǎn)業(yè)發(fā)展整體思路的合理的,作為云計(jì)算和云產(chǎn)業(yè)發(fā)展思路就值得商榷。我們認(rèn)為,對(duì)于云計(jì)算產(chǎn)業(yè)的界定,關(guān)鍵是要把握以下幾方面要素。
1、云計(jì)算平臺(tái)是基礎(chǔ)
云計(jì)算是基于云計(jì)算平臺(tái)、通過網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)IT資源的動(dòng)態(tài)、可伸縮、虛擬化的配置、交付和管理,云計(jì)算產(chǎn)業(yè)的核心是依托云計(jì)算平臺(tái)提供的服務(wù)。云計(jì)算平臺(tái)是云計(jì)算服務(wù)的資源載體,無論是第三方、SaaS、PaaS、IaaS服務(wù)商,還是基于云計(jì)算模式提供自主軟件產(chǎn)品服務(wù)、硬件設(shè)備租賃服務(wù)、信息系統(tǒng)租賃服務(wù)的企業(yè),無論是私有云還是公有云,都是基于云計(jì)算平臺(tái)實(shí)現(xiàn)的。
2、屬于信息技術(shù)服務(wù)業(yè)范疇
云計(jì)算產(chǎn)業(yè)是基于云計(jì)算模式提供IT資源服務(wù)、為架構(gòu)云計(jì)算平臺(tái)提供技術(shù)服務(wù)的信息技術(shù)服務(wù)業(yè)。與傳統(tǒng)的ITO模式相比,云計(jì)算產(chǎn)業(yè)交付模式和途徑都發(fā)生了變化,新服務(wù)提供了新的商業(yè)價(jià)值,實(shí)現(xiàn)了新范式的轉(zhuǎn)變,但云計(jì)算產(chǎn)業(yè)本質(zhì)上還是信息技術(shù)服務(wù)業(yè),是新一代信息技術(shù)服務(wù)業(yè)。云計(jì)算產(chǎn)業(yè)中的云企業(yè)主體應(yīng)該有足夠的前瞻性,開發(fā)適合在云架構(gòu)下運(yùn)行的軟硬件,利用云計(jì)算技術(shù)從大數(shù)據(jù)中挖掘出用于決策的信息,創(chuàng)造靈活的計(jì)算環(huán)境。
3、創(chuàng)新的商業(yè)模式和服務(wù)模式
云計(jì)算產(chǎn)業(yè)不但包含技術(shù)上的創(chuàng)新,而且包含商業(yè)模式的創(chuàng)新和產(chǎn)品服務(wù)的創(chuàng)新,云計(jì)算產(chǎn)業(yè)的內(nèi)涵和外延比傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)更為豐富和廣泛,也更為復(fù)雜。傳統(tǒng)IT產(chǎn)業(yè)在經(jīng)濟(jì)全球化和外包浪潮的推動(dòng)下,逐漸通過網(wǎng)絡(luò)選擇大規(guī)模、跨區(qū)域的服務(wù)交付平臺(tái)。這也對(duì)企業(yè)內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)提出了融合需求,傳統(tǒng)的IT企業(yè)內(nèi)分別專注于計(jì)算、網(wǎng)絡(luò)和存儲(chǔ)的不同團(tuán)隊(duì),當(dāng)轉(zhuǎn)向在云計(jì)算中運(yùn)行應(yīng)用程序時(shí),團(tuán)隊(duì)工作會(huì)發(fā)生變化,不但需要員工學(xué)習(xí)新的技能,而且整合外包系統(tǒng)與現(xiàn)有平臺(tái)帶來了技術(shù)挑戰(zhàn),企業(yè)需要與新的供應(yīng)商建立合作關(guān)系。另一方面,隨著互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展和規(guī)模的擴(kuò)大,互聯(lián)網(wǎng)運(yùn)營(yíng)商對(duì)計(jì)算資源和存儲(chǔ)資源產(chǎn)生更大的需求。特別是在互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代,業(yè)務(wù)需求隨時(shí)間、市場(chǎng)變化很大,互聯(lián)網(wǎng)運(yùn)營(yíng)商急需成本更低、按需分配的技術(shù)資源。云計(jì)算的服務(wù)模式恰好滿足了這一需求,云計(jì)算使用戶從基礎(chǔ)架構(gòu)管理中解脫出來,將更多的經(jīng)歷投入前端業(yè)務(wù),創(chuàng)造出更大的價(jià)值增值。
我們?cè)僖?guī)劃云計(jì)算產(chǎn)業(yè)發(fā)展的時(shí)候,關(guān)注的側(cè)重面是不同的。在推動(dòng)云計(jì)算產(chǎn)業(yè)發(fā)展時(shí),涉及的要素側(cè)重于網(wǎng)絡(luò)設(shè)施、基礎(chǔ)設(shè)施(如IDC布局和建設(shè))、技術(shù)研發(fā)、標(biāo)準(zhǔn)制定和實(shí)施(技術(shù)和服務(wù))、安全、產(chǎn)業(yè)、應(yīng)用、政策法規(guī)等各種綜合要素。在研究和規(guī)劃云計(jì)算產(chǎn)業(yè)時(shí),更關(guān)注產(chǎn)業(yè)發(fā)展要素和環(huán)境建設(shè),涉及市場(chǎng)和應(yīng)用環(huán)境、市場(chǎng)準(zhǔn)入和規(guī)范、技術(shù)創(chuàng)新、商業(yè)模式創(chuàng)新、企業(yè)發(fā)展、標(biāo)準(zhǔn)制定和實(shí)施、人才培養(yǎng)、資金投入、產(chǎn)業(yè)政策、基地建設(shè)、產(chǎn)業(yè)布局等產(chǎn)業(yè)要素。
云計(jì)算的作用和意義
從微觀層面來看,云計(jì)算提升了中小企業(yè)信息化應(yīng)用水平,降低了中小企業(yè)信息化成本和投資風(fēng)險(xiǎn)。對(duì)用戶尤其是企業(yè)用戶而言,使用公有云服務(wù)隊(duì)成本的節(jié)省顯而易見,對(duì)于中小企業(yè)和剛起步的創(chuàng)業(yè)公司尤為重要,用戶無需購(gòu)買安裝硬件、開發(fā)軟件,用比原來低得多的使用成本,就可以快速部署應(yīng)用系統(tǒng),動(dòng)態(tài)伸縮系統(tǒng)的規(guī)模,可以更容易地共享數(shù)據(jù)。如果企業(yè)要建設(shè)自己的私有云,因?yàn)樵朴?jì)算技術(shù)的容錯(cuò)能力強(qiáng),所以低端硬件便可滿足同樣的需求,節(jié)省了硬件采購(gòu)成本,另外管理的高度自動(dòng)化減少了運(yùn)維人員的投入數(shù)量。
數(shù)據(jù)顯示,規(guī)模達(dá)到萬臺(tái)服務(wù)器以上的數(shù)據(jù)中心,其網(wǎng)絡(luò)、存儲(chǔ)和管理成本較之幾千臺(tái)服務(wù)器的中型數(shù)據(jù)中心至少可降低5~7倍。
與傳統(tǒng)互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)中心(IDC)相比,云計(jì)算的資源利用率大幅提高。IDC對(duì)用戶提供的網(wǎng)絡(luò)寬帶、處理能力和存儲(chǔ)空間都是固定的。然而,絕大多數(shù)網(wǎng)站的訪問流量都不是均衡的,網(wǎng)站擁有者為了應(yīng)對(duì)這些突發(fā)流量,會(huì)按照峰值要求來配置服務(wù)器和網(wǎng)絡(luò)資源,造成資源的平均利用率只有10%~15%,而云計(jì)算平臺(tái)提供的是有彈性的服務(wù),它根據(jù)每個(gè)租用者的需要再一個(gè)超大的資源池中動(dòng)態(tài)分配和釋放資源,而不需要為每個(gè)租用者預(yù)留峰值資源。而且云計(jì)算平臺(tái)的規(guī)模極大,其租用者數(shù)量非常多,支撐的應(yīng)用種類也是五花八門,比較容易平衡整體負(fù)載。據(jù)統(tǒng)計(jì),云計(jì)算資源利用率可以達(dá)到80%左右,是傳統(tǒng)模式的5~7倍。
從宏觀層面來看,云計(jì)算作為新一代產(chǎn)業(yè)浪潮的重要驅(qū)動(dòng)力,隨著我國(guó)云計(jì)算產(chǎn)業(yè)的逐步成熟,正在滲透到經(jīng)濟(jì)和社會(huì)各個(gè)領(lǐng)域,對(duì)我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展更加深遠(yuǎn)的影響。當(dāng)前,信息化發(fā)展正進(jìn)入一個(gè)新的歷史階段,信息化與工業(yè)化深度融合日益成為經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式轉(zhuǎn)變的內(nèi)在動(dòng)力,云計(jì)算為我國(guó)轉(zhuǎn)型升級(jí)提供了重要契機(jī)。同時(shí)云計(jì)算作為軟件和信息技術(shù)服務(wù)業(yè)的重要組成部分,對(duì)傳統(tǒng)軟件產(chǎn)業(yè)和信息技術(shù)服務(wù)業(yè)發(fā)展產(chǎn)生了巨大影響,加速了戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展,促進(jìn)了區(qū)域產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)優(yōu)化升級(jí)。
云計(jì)算提高經(jīng)濟(jì)社會(huì)信息化發(fā)展水平
由現(xiàn)代信息技術(shù)發(fā)展與應(yīng)用所推動(dòng)的信息化,雖然歷史不長(zhǎng),但已經(jīng)給經(jīng)濟(jì)和社會(huì)帶來了深刻的影響。云計(jì)算平臺(tái)實(shí)現(xiàn)了社會(huì)資源的高度集中,用戶能夠使用的資源規(guī)模極大,但獲得成本低,獲得的途徑多樣,并且可以按需定制;云計(jì)算平臺(tái)緊耦合資源聚集使用模式使得計(jì)算機(jī)資源保持較高的穩(wěn)定利用率,整體節(jié)約社會(huì)資源。
1、推動(dòng)信息基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)
云計(jì)算能夠提供可靠的技術(shù)軟硬件、豐富的網(wǎng)絡(luò)資源、可有效加速信息基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè),低成本的構(gòu)建和管理能力解決了政府、大型企事業(yè)單位面臨的運(yùn)維難、人工成本和能源消耗巨大等問題。以此為基礎(chǔ),云計(jì)算可以推動(dòng)我國(guó)信息化發(fā)展和企業(yè)信息化進(jìn)程想更高的層級(jí)躍進(jìn)。
2、提高政府公關(guān)服務(wù)水平
政府將云計(jì)算應(yīng)用與政務(wù)和公共服務(wù)領(lǐng)域時(shí),能夠?qū)崿F(xiàn)電子政務(wù)信息資源的有效整合,醫(yī)療、社保等社會(huì)公共服務(wù)資源共享和業(yè)務(wù)的協(xié)同,從而提升社會(huì)公共服務(wù)效率,為人民生活提供更好的公共服務(wù)。
3、提供企業(yè)科技創(chuàng)新能力
云計(jì)算強(qiáng)大的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和管理技術(shù)為科技創(chuàng)新提供了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ),可提高科技創(chuàng)新能力,并縮短產(chǎn)品和服務(wù)進(jìn)入市場(chǎng)的周期。同時(shí),PaaS服務(wù)模式可以實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)的快速部署,并實(shí)現(xiàn)云計(jì)算平臺(tái)同其他業(yè)務(wù)已有的數(shù)據(jù)庫(kù)和能力組件的快速調(diào)用和整合,提高用戶業(yè)務(wù)的敏捷性和動(dòng)態(tài)性。
4、助力節(jié)能減排綠色發(fā)展
云計(jì)算可以提高現(xiàn)有設(shè)備運(yùn)行效率,并減少初期投資和運(yùn)營(yíng)成本(管理、更新成本),降低用戶總體擁有成本。云計(jì)算對(duì)IT資源的集中和整合使用可以縮小設(shè)備規(guī)模,及時(shí)關(guān)閉空閑資源,有效地降低能源消耗,推動(dòng)國(guó)家節(jié)能減排政策的落地。實(shí)踐證明,和傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心相比,云計(jì)算能夠節(jié)省約70%的電能消耗,節(jié)能效果顯著。這種節(jié)能減排對(duì)環(huán)境保護(hù)有巨大貢獻(xiàn),而且能夠減少電能消耗,延長(zhǎng)硬件使用期限,有效地降低業(yè)務(wù)運(yùn)營(yíng)成本。
云計(jì)算促進(jìn)工業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)
工業(yè)是實(shí)體經(jīng)濟(jì)的主體,也是轉(zhuǎn)變經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式、調(diào)整優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的主戰(zhàn)場(chǎng)。當(dāng)前,我國(guó)正處在工業(yè)化中期,工業(yè)的主導(dǎo)作用和支柱地位在較長(zhǎng)時(shí)期內(nèi)不會(huì)改變,加快工業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí),促進(jìn)工業(yè)由大變強(qiáng),依然是我國(guó)現(xiàn)代化進(jìn)程中艱巨的歷史任務(wù)。
建設(shè)現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)體系是新型工業(yè)化的重要支撐,本質(zhì)要求是進(jìn)一步優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu),增強(qiáng)產(chǎn)業(yè)核心競(jìng)爭(zhēng)力,促進(jìn)三次產(chǎn)業(yè)在更高水平上協(xié)調(diào)發(fā)展。特別是要大力培育發(fā)展戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè),推動(dòng)重大技術(shù)突破,加快形成先導(dǎo)性、支柱性產(chǎn)業(yè),切實(shí)提高產(chǎn)業(yè)核心競(jìng)爭(zhēng)力和經(jīng)濟(jì)效益,云計(jì)算的快速發(fā)展為我國(guó)工業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)提供了重要契機(jī)。
1、云計(jì)算強(qiáng)力推動(dòng)工業(yè)化發(fā)展
信息技術(shù)和應(yīng)用的發(fā)展為工業(yè)化發(fā)展提供了強(qiáng)大支撐,用信息化改造工業(yè)的一個(gè)重要內(nèi)容就是用信息技術(shù)改造制造業(yè)的生產(chǎn)工藝,即信息技術(shù)不斷向制造業(yè)滲透擴(kuò)散,改造傳統(tǒng)生產(chǎn)工藝,提供傳統(tǒng)制造業(yè)的管理現(xiàn)代化水平。與大型企業(yè)不同,中小型工業(yè)企業(yè)在提升企業(yè)創(chuàng)新能力時(shí)往往要面臨工業(yè)計(jì)算軟件及平臺(tái)搭建、開發(fā)內(nèi)部計(jì)算機(jī)建模和仿真技術(shù)、高端研發(fā)人員的培育等諸多問題,導(dǎo)致不能有效利用計(jì)算仿真等工業(yè)計(jì)算技術(shù)降低設(shè)計(jì)制作成本,提供生產(chǎn)效率。
以美國(guó)為首的西方發(fā)達(dá)國(guó)家在20世紀(jì)80年代就加大了信息化建設(shè)投入,以促進(jìn)工業(yè)轉(zhuǎn)型發(fā)展,如美國(guó)先后建立了圣地亞哥超級(jí)計(jì)算中心、美國(guó)國(guó)家超級(jí)計(jì)算應(yīng)用中心、匹茲堡超級(jí)計(jì)算中心、美國(guó)阿貢國(guó)家實(shí)驗(yàn)室、美國(guó)橡樹嶺國(guó)家實(shí)驗(yàn)室等,先后服務(wù)于工業(yè)、生物、制藥、國(guó)防等產(chǎn)業(yè)。超級(jí)計(jì)算中心就是當(dāng)前云計(jì)算中心的前身,從某些方面來說,超級(jí)計(jì)算就是云計(jì)算的一種形式?梢哉f,云計(jì)算等信息技術(shù)以及平臺(tái)在西方工業(yè)化大國(guó)扮演了十分關(guān)鍵的角色,云計(jì)算等新一代信息技術(shù)對(duì)其經(jīng)濟(jì)建設(shè)貢獻(xiàn)度在不斷提高,從而形成了技術(shù)創(chuàng)新良性循環(huán)。
我國(guó)通過自身生產(chǎn)要素優(yōu)勢(shì)成為新的國(guó)際制造業(yè)中心,以制造業(yè)為主導(dǎo)的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)顯示了中國(guó)加速工業(yè)化階段的產(chǎn)業(yè)特征,這種結(jié)構(gòu)促進(jìn)了中國(guó)現(xiàn)階段的高速增長(zhǎng),但工業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的畸形化和低勞動(dòng)生產(chǎn)率對(duì)中國(guó)的可持續(xù)發(fā)展提出了新的挑戰(zhàn),而且由于工業(yè)產(chǎn)業(yè)沒有帶動(dòng)第一和第三產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,致使自身發(fā)展缺乏強(qiáng)大的基礎(chǔ)和服務(wù)。云計(jì)算的發(fā)展提高了大型工業(yè)企業(yè)的信息化管理水平,為中小型工業(yè)企業(yè)信息化提供了可能,各種技術(shù)的突破和服務(wù)模式的創(chuàng)新提高了工業(yè)化的生產(chǎn)力,促進(jìn)了工業(yè)發(fā)展。
2、云計(jì)算加快工業(yè)化和信息化的進(jìn)程
云計(jì)算開創(chuàng)了IaaS、PaaS和SaaS等全新IT服務(wù)模式,大幅度降低了傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)特別是工業(yè)企業(yè)部署實(shí)施信息化的成本,同時(shí)極大地促進(jìn)了信息技術(shù)在傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)中的應(yīng)用廣度和深度。云計(jì)算服務(wù)模式不僅給信息產(chǎn)業(yè)創(chuàng)造了深遠(yuǎn)的變革機(jī)會(huì),同時(shí)也給工業(yè)企業(yè)等傳統(tǒng)企業(yè)帶來了新的發(fā)展機(jī)遇。
隨著全球經(jīng)濟(jì)一體化和企業(yè)國(guó)際化進(jìn)程的加快,大多數(shù)的應(yīng)用場(chǎng)景需要分布式的工作模式,如跨國(guó)集團(tuán)公司,它們的管理部門和工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)可能不在同一個(gè)地理區(qū)域。這些分散的應(yīng)用環(huán)境和工作模式使得云計(jì)算成為一種廣受歡迎的IT服務(wù)模型,在工業(yè)研發(fā)設(shè)計(jì)、流程控制、制造、管理、運(yùn)營(yíng)、服務(wù)等產(chǎn)業(yè)鏈的應(yīng)用上發(fā)揮重要作用,逐漸形成以云計(jì)算應(yīng)用為核心的“工業(yè)云”,并成為未來的發(fā)展趨勢(shì)。
綠色經(jīng)濟(jì)推動(dòng)著工業(yè)的可持續(xù)發(fā)展,成為未來“兩化”融合的主旋律。云計(jì)算給傳統(tǒng)工業(yè)節(jié)能降耗減排帶來了希望,對(duì)促進(jìn)我國(guó)信息產(chǎn)業(yè)和傳統(tǒng)工業(yè)持續(xù)、快速發(fā)展具有重要的戰(zhàn)略和現(xiàn)實(shí)意義。兩化融合發(fā)展是以信息化帶動(dòng)工業(yè)化,以工業(yè)化促進(jìn)信息化。當(dāng)前,我們抓住云計(jì)算發(fā)展的戰(zhàn)略機(jī)遇期,以云計(jì)算推動(dòng)兩化融合創(chuàng)新能力的發(fā)展,可以說是一條可行之路,也是一條希望之路。
3、云計(jì)算將有力推動(dòng)產(chǎn)業(yè)升級(jí)
云計(jì)算憑借其超大規(guī)模、無線擴(kuò)展、按需服務(wù)、成本低廉、使用便捷等諸多顯著優(yōu)勢(shì)成為全球信息產(chǎn)業(yè)變革的焦點(diǎn)。云計(jì)算創(chuàng)造新的經(jīng)濟(jì)模式,帶動(dòng)現(xiàn)代服務(wù)業(yè)、生產(chǎn)型服務(wù)業(yè)、文化創(chuàng)意等相關(guān)產(chǎn)業(yè)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展,云計(jì)算技術(shù)的應(yīng)用和推廣成為推動(dòng)我國(guó)工業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)的重要引擎。
從企業(yè)角度看,大型企業(yè)運(yùn)營(yíng)布局呈現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化的特點(diǎn),要求多組織、跨時(shí)空、實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)協(xié)同,大企業(yè)在邁向國(guó)際化、全球化的道路上,表現(xiàn)出更為整合、集約、協(xié)同的管理特征,管理模式、方法、手段需要更為開放、靈活、高效和專業(yè),而云計(jì)算則成為大型企業(yè)必要的管理工具。與綜合實(shí)力較強(qiáng)的大型企業(yè)相比,中小企業(yè)對(duì)云計(jì)算服務(wù)的需求更大,有統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示:2010年僅有6%~7%的中小企業(yè)使用了云計(jì)算服務(wù),但到2011年中期這個(gè)數(shù)字已經(jīng)突破15%。
“兩化融合”、“三網(wǎng)融合”等信息化戰(zhàn)略的實(shí)施,極大地促進(jìn)了我國(guó)工業(yè)企業(yè)的信息化應(yīng)用水平,奠定了云計(jì)算應(yīng)用的堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。通過云計(jì)算相關(guān)企業(yè)創(chuàng)新和服務(wù)能力的有機(jī)整合,依托新的商業(yè)模式可為區(qū)域經(jīng)濟(jì)體帶來巨大市場(chǎng)和產(chǎn)業(yè)倍增效應(yīng),借助移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)等新興市場(chǎng)的迅速發(fā)展,形成更大的網(wǎng)絡(luò)市場(chǎng)規(guī)模。借助云計(jì)算可促進(jìn)產(chǎn)業(yè)整體向產(chǎn)業(yè)鏈前端轉(zhuǎn)移,衍生出新的創(chuàng)業(yè)和就業(yè)群體,形成產(chǎn)業(yè)人力資源分流,助力產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整。
云計(jì)算促進(jìn)中小企業(yè)發(fā)展
據(jù)工業(yè)和信息化中小企業(yè)司公布數(shù)據(jù):2010年,我國(guó)中小企業(yè)總數(shù)已占到全國(guó)企業(yè)總數(shù)的99%以上,創(chuàng)造的最終產(chǎn)品和服務(wù)價(jià)值相當(dāng)于國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總價(jià)值的60%左右,提供了全國(guó)80%的城鎮(zhèn)就業(yè)崗位,上繳的稅收約為國(guó)家稅收總額的50%。中小企業(yè)在推動(dòng)我國(guó)經(jīng)濟(jì)平穩(wěn)較快發(fā)展、推動(dòng)創(chuàng)新、擴(kuò)大出口、增加就業(yè)、維持社會(huì)穩(wěn)定等方面發(fā)揮了重要作用。促進(jìn)中小企業(yè)發(fā)展,是保持國(guó)民經(jīng)濟(jì)平穩(wěn)較快發(fā)展的重要基礎(chǔ),是關(guān)系民生和社會(huì)穩(wěn)定的重大戰(zhàn)略任務(wù)。
云計(jì)算開創(chuàng)了軟件服務(wù)化、平臺(tái)服務(wù)化和基礎(chǔ)設(shè)施服務(wù)化等服務(wù)模式,其中軟件服務(wù)化模式提供廉價(jià)的在線軟件租用服務(wù),平臺(tái)服務(wù)化模式提供快速的從技術(shù)開發(fā)到服務(wù)運(yùn)營(yíng)的能力,基礎(chǔ)設(shè)施服務(wù)化模式提供低成本和高可靠性的底層資源服務(wù)。目前,我國(guó)大部分中小企業(yè)信息化應(yīng)用水平較低,迫切需要推進(jìn)信息化。采用云計(jì)算,中小企業(yè)可以在不用投入大量資金到IT基礎(chǔ)設(shè)備的前提下,直接從云計(jì)算服務(wù)提供者那里按需獲取各種服務(wù),用最小的代價(jià)和最短的時(shí)間現(xiàn)實(shí)信息化。
1、降低中小企業(yè)信息化成本和投資風(fēng)險(xiǎn)
在傳統(tǒng)模式下中小企業(yè)為開發(fā)、部署及擴(kuò)展計(jì)算機(jī)應(yīng)用系統(tǒng),需要購(gòu)買大量新設(shè)備、定期淘汰舊設(shè)備,資金耗費(fèi)多,風(fēng)險(xiǎn)較大。云計(jì)算這種變購(gòu)買為租賃的服務(wù)模式,使中小企業(yè)信息化建設(shè)和運(yùn)維成本大幅降低。企業(yè)不用再購(gòu)買繁雜的IT設(shè)備,頭疼后期運(yùn)維和管理,只需要通過網(wǎng)絡(luò)租用云服務(wù),就可以享用靈活高效的信息化帶來的好處。而且當(dāng)企業(yè)把一個(gè)應(yīng)用程序部署到“云”中時(shí),可擴(kuò)展性和基礎(chǔ)設(shè)施投資等問題就轉(zhuǎn)移給了云運(yùn)營(yíng)商,降低了企業(yè)所面臨的投資風(fēng)險(xiǎn)。
2、中小企業(yè)能夠最大化利用信息資源
在云計(jì)算應(yīng)用前,企業(yè)根據(jù)自身需求投資基礎(chǔ)設(shè)施,其可利用的資源受自身設(shè)施的限制,不可能無限擴(kuò)展。引入云計(jì)算后,云服務(wù)提供商所能提供的資源和服務(wù)要遠(yuǎn)大于單一企業(yè)的自建能力,這使得企業(yè)客戶能夠支配更多的資源。同時(shí),云計(jì)算使中小企業(yè)使用信息資源更加靈活,云計(jì)算除了能夠節(jié)省成本外,最大特點(diǎn)就是能夠快速部署。在企業(yè)提出定制需求后,云服務(wù)提供商會(huì)選擇相應(yīng)的成熟模塊,提供快速部署實(shí)施環(huán)境。相比于傳統(tǒng)的管理軟件,云計(jì)算的反應(yīng)更加快速。此外,用戶還可以根據(jù)實(shí)際情況的變化,隨時(shí)隨地按需改變應(yīng)用配置。
3、云計(jì)算提升中小企業(yè)信息化應(yīng)用水平
云計(jì)算大幅度降低了傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)特別是工業(yè)企業(yè)部署實(shí)施信息化的成本,同時(shí)極大地促進(jìn)了信息技術(shù)在產(chǎn)業(yè)的應(yīng)用廣度和深度。據(jù)統(tǒng)計(jì),70%以上的中小企業(yè)在信息化上的投入不足收入的1%而應(yīng)用云計(jì)算以后,中小企業(yè)只需要付出非常低的租金,就可以使用與中大企業(yè)相媲美的資源。這種租用模式將給中小企業(yè)帶來低成本、高性能和專業(yè)化等多種好處,從而進(jìn)一步加深中小企業(yè)的信息化程度,最終提升中小企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力。
云計(jì)算將有效地支撐中小企業(yè)的信息化應(yīng)用,降低其信息化門檻,彌補(bǔ)其在IT投資和維護(hù)方面的不足,促進(jìn)中小企業(yè)生產(chǎn)、管理與市場(chǎng)開拓的升級(jí),提高中小企業(yè)收入,從而保障我國(guó)總統(tǒng)經(jīng)濟(jì)的平穩(wěn)較快發(fā)展。
云計(jì)算促進(jìn)軟件和信息技術(shù)服務(wù)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)
近年來,我國(guó)軟件和信息技術(shù)服務(wù)業(yè)市場(chǎng)規(guī)模不斷擴(kuò)大,創(chuàng)新能力顯著增強(qiáng),產(chǎn)業(yè)聚集日益明顯,國(guó)際化水平持續(xù)提高,人才隊(duì)伍不斷壯大,對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展的支撐作用進(jìn)一步增強(qiáng)。“十二五”期間,伴隨著物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算等新一代信息技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用的不斷深化,軟件與網(wǎng)絡(luò)深度耦合,軟件和硬件、應(yīng)用和服務(wù)緊密融合,軟件和信息技術(shù)服務(wù)業(yè)加快向網(wǎng)絡(luò)化、服務(wù)化、體系化和融合化方向演進(jìn)。
云計(jì)算作為軟件和信息技術(shù)服務(wù)業(yè)的重要組成部分,憑借其超大規(guī)模、無限擴(kuò)展、按需服務(wù)、成本低廉、使用便捷等諸多顯著優(yōu)勢(shì)成為全球信息產(chǎn)業(yè)變革的焦點(diǎn)。我國(guó)政府高度重視云計(jì)算產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,發(fā)布了《關(guān)于加快培育和發(fā)展戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的決定》等一系列政策措施,明確了“十二五”期間將進(jìn)一步加強(qiáng)新一代信息技術(shù)的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè),推進(jìn)“三網(wǎng)融合”促進(jìn)物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算等新興產(chǎn)業(yè)技術(shù)的研發(fā),增強(qiáng)核心基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展能力。
1、云計(jì)算對(duì)傳統(tǒng)軟件產(chǎn)業(yè)發(fā)展的影響
云計(jì)算給傳統(tǒng)軟件產(chǎn)業(yè)帶來根本性變化。云計(jì)算將省略傳統(tǒng)軟件復(fù)雜的購(gòu)買和安裝程序,其所有應(yīng)用和許可都可以隨時(shí)購(gòu)買生效,并通過網(wǎng)絡(luò)完成軟件服務(wù)等應(yīng)用,無須占用本地過多的資源。同時(shí),云計(jì)算也打破了綁定在某一臺(tái)單獨(dú)機(jī)器上的對(duì)軟件應(yīng)用空間和時(shí)間的限制,所有應(yīng)用所需要的計(jì)算能力、存儲(chǔ)、帶寬、電力等都有數(shù)據(jù)中心提供。此外,在云計(jì)算模式下,軟件銷售將從出售軟件包及終端用戶授權(quán)許可,轉(zhuǎn)變?yōu)槌鍪?ldquo;云計(jì)算”服務(wù),只要使用“云”,就需要付費(fèi)。而已復(fù)制光盤為代表的盜版模式在云計(jì)算的沖擊下將可能不復(fù)存在。
2、云計(jì)算對(duì)信息技術(shù)服務(wù)業(yè)發(fā)展的影響
與云計(jì)算對(duì)軟件產(chǎn)業(yè)的影響相比,云計(jì)算對(duì)信息技術(shù)服務(wù)業(yè)的影響更大。具體表現(xiàn)在以下幾方面。
從資源配置角度看,更多的資源將從用戶端走向“云”端,互聯(lián)網(wǎng)的“端到端”理念將面臨巨大挑戰(zhàn)。目前,用戶端主要通過不斷升級(jí)硬件和軟件來享受更多的互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)。云計(jì)算應(yīng)用以后,幾乎所有的計(jì)算和存儲(chǔ)資源都集中到了“云”端,用戶端將變得越來越簡(jiǎn)單。通過虛擬化技術(shù),“云”端的資源將被用戶以租用方式使用,用戶不再需要自己購(gòu)置和升級(jí)軟硬件。
從服務(wù)內(nèi)容角度看,互聯(lián)網(wǎng)將提供更多層次的服務(wù)。傳統(tǒng)軟件廠商一般通過出售軟件介質(zhì)來盈利,這些軟件都安裝在用戶的計(jì)算機(jī)上,軟件功能越強(qiáng)大,價(jià)值就越高。云計(jì)算應(yīng)用后,用戶無須關(guān)心軟件的購(gòu)買、維護(hù)和升級(jí),這些工作都由云計(jì)算運(yùn)營(yíng)商來完成。用戶通過瀏覽器接入“云”端后,能以低租金享受更多的服務(wù)。軟件廠商會(huì)因此而將各類業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)移至云計(jì)算平臺(tái),建有大型云數(shù)據(jù)中心的運(yùn)營(yíng)商將有償提供計(jì)算及存儲(chǔ)資源服務(wù)。
從行業(yè)監(jiān)管角度看,互聯(lián)網(wǎng)監(jiān)管模式也將隨之轉(zhuǎn)變。云計(jì)算的出現(xiàn)打破了地域的概念,資源的跨地域存儲(chǔ)于本地化監(jiān)管之間的矛盾將會(huì)進(jìn)一步凸顯。對(duì)此,互聯(lián)網(wǎng)監(jiān)管必須要有全局觀,在網(wǎng)絡(luò)資源存儲(chǔ)、資源共享和網(wǎng)絡(luò)安全監(jiān)管等方面做好不同地域之間的溝通與協(xié)調(diào)工作。
云計(jì)算參考架構(gòu)
隨著云計(jì)算的發(fā)展,業(yè)界正試圖通過標(biāo)準(zhǔn)化、云計(jì)算參考架構(gòu)等對(duì)云計(jì)算達(dá)成共識(shí),如金蝶研究院為開放群組貢獻(xiàn)了云計(jì)算參考架構(gòu),IT業(yè)巨頭HP、Oracle也發(fā)布了其云計(jì)算參考架構(gòu),VMware參與構(gòu)建開放云平臺(tái)Cloud Foundry,也有很多中立的組織如NIST、The Open Group、ISO、ITU-T發(fā)布云計(jì)算參考架構(gòu)。開源系統(tǒng)和主流廠商的參與正在加快云計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)化的進(jìn)程,其中NIST的云計(jì)算參考架構(gòu)中對(duì)云計(jì)算的概念、屬性及架構(gòu)的定義得到了業(yè)界的廣泛認(rèn)同。
2011年1月,NIST公布了云計(jì)算定義,提出云計(jì)算模式具有按需自助服務(wù)、寬帶網(wǎng)絡(luò)訪問、資源集中、快速伸縮性、可計(jì)量的服務(wù)5項(xiàng)基本特征,以及3種服務(wù)模式和4種部署模式。2011年5月,NIST發(fā)布了“云計(jì)算大綱與建議”,審視了NIST的云計(jì)算定義,描述了云計(jì)算的優(yōu)勢(shì)與問題,概述了云計(jì)算技術(shù)的主要類別,并未機(jī)構(gòu)入股應(yīng)對(duì)云計(jì)算帶來的機(jī)遇與風(fēng)險(xiǎn)提供了指導(dǎo)與建議。2011年9月,NIST發(fā)布了云計(jì)算參考架構(gòu),將NIST的云計(jì)算定義工作向前推進(jìn)了一步。
NIST云計(jì)算參考架構(gòu)是一個(gè)一般性的高層概念模型,它是討論云計(jì)算的需求、結(jié)構(gòu)和操作的強(qiáng)大的工具。它包含一組可以用于對(duì)云計(jì)算特性、使用和標(biāo)準(zhǔn)討論的觀點(diǎn)及描述。NIST的云計(jì)算參考架構(gòu),提出了云計(jì)算系統(tǒng)中最可能存在的5種角色,分別是云消費(fèi)者、云供應(yīng)商、云審計(jì)者、云代理和云載體。
參考架構(gòu)中位于云供應(yīng)商所在的部分,分為三個(gè)主要層次,分別是物理資源層、資源虛擬及控制層和服務(wù)層。這個(gè)架構(gòu)得到了世界上主流云計(jì)算企業(yè)的基本認(rèn)同。各國(guó)云計(jì)算研究機(jī)構(gòu)和企業(yè)紛紛參照這個(gè)架構(gòu)開展了云計(jì)算核心技術(shù)的研究工作,其中虛擬化技術(shù)是支撐云計(jì)算構(gòu)建“資源池”,開展按需、定制服務(wù)的基礎(chǔ)技術(shù)。
云數(shù)據(jù)中心相關(guān)技術(shù)
數(shù)據(jù)中心內(nèi)的實(shí)體資源是提供一切信息服務(wù)的基礎(chǔ),根據(jù)IDC報(bào)告,2012年中國(guó)數(shù)據(jù)中心市場(chǎng)投資總規(guī)模達(dá)到119.3億美元,2012年至2017年的復(fù)合增長(zhǎng)率為9.8%。其中面積超過500平方米的中大型數(shù)據(jù)中心超過4000個(gè),占總數(shù)約8%,其投資規(guī)模占整體約50%;接近70%的中大型數(shù)據(jù)中心分布在以北京、上海和廣州為核心的發(fā)達(dá)地區(qū),數(shù)據(jù)中心的分布和投資都呈現(xiàn)明顯的聚集效應(yīng)。
云數(shù)據(jù)中心是能支撐云服務(wù)要求的數(shù)據(jù)中心,包括場(chǎng)地、供配電、空調(diào)暖通、服務(wù)器、存儲(chǔ)、網(wǎng)絡(luò)、管理系統(tǒng)、安全等相關(guān)設(shè)施,具有高安全性、資源池化、彈性、規(guī)模化、模塊化、可管理性、高能效、高可用性等特征。傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心在向云數(shù)據(jù)中心轉(zhuǎn)變的過程中面臨以下問題。
1、功能上需要滿足彈性擴(kuò)展、按需、按量計(jì)費(fèi)、模塊化、效率高等要求。
2、云計(jì)算對(duì)數(shù)據(jù)安全和業(yè)務(wù)延續(xù)性產(chǎn)生了更高的要求,傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心在規(guī)模、效率、快速響應(yīng)以及信息安全方面都面臨著巨大的挑戰(zhàn)。
3、能耗問題已成為各國(guó)政府考核數(shù)據(jù)中心的一個(gè)重要指標(biāo),傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心平均PUE值在2.5以上,能效降低的改造丞待加強(qiáng)。
云計(jì)算按需自助服務(wù)、寬帶網(wǎng)絡(luò)訪問、資源集中、快速伸縮性、可計(jì)量的5項(xiàng)基本特征,對(duì)云數(shù)據(jù)中心提出了更高要求。從組成上來看,云數(shù)據(jù)中心包含以下幾個(gè)方面。
1、建筑、電氣、空調(diào)、網(wǎng)絡(luò)等基礎(chǔ)設(shè)施,這是保證云計(jì)算服務(wù)商IT環(huán)境和服務(wù)正常運(yùn)行而必須建設(shè)的各類設(shè)施,需要滿足模塊化、彈性擴(kuò)展、按需提供和智能化調(diào)度。
2、各類硬件和軟件構(gòu)成的資源池,可分為計(jì)算資源池、存儲(chǔ)資源池和網(wǎng)絡(luò)資源池。其中計(jì)算資源池由執(zhí)行和管理計(jì)算任務(wù)的軟硬件資源組成,包括了云數(shù)據(jù)中心內(nèi)的物理主機(jī)、管理物理主機(jī)硬件資源的系統(tǒng)軟件,以及協(xié)調(diào)多物理主機(jī)計(jì)算行為的中間件等,可以以池化方式實(shí)現(xiàn)虛擬主機(jī)的調(diào)度與分配;存儲(chǔ)資源池包括各類以存儲(chǔ)數(shù)據(jù)為目的的提供的資源,提供一種實(shí)用性的存儲(chǔ)服務(wù),為眾多用戶提供一個(gè)通過網(wǎng)絡(luò)訪問的共享存儲(chǔ)池;網(wǎng)絡(luò)資源池由網(wǎng)絡(luò)軟硬件、網(wǎng)絡(luò)協(xié)議和網(wǎng)絡(luò)接入資源構(gòu)成,主要實(shí)現(xiàn)了云數(shù)據(jù)中心各個(gè)組件的互連、用戶業(yè)務(wù)的按需部署和服務(wù)。資源池根據(jù)用戶的需要?jiǎng)討B(tài)分配和釋放資源,數(shù)據(jù)中心不在需要為每個(gè)用戶預(yù)留峰值資源,因而資源利用率可大大提高。
3、能效管理包括能效計(jì)量、能效評(píng)定、能效管理機(jī)制。能效計(jì)量實(shí)現(xiàn)對(duì)云數(shù)據(jù)中心各種組件的能源和效率進(jìn)行計(jì)量數(shù)據(jù)采集、監(jiān)測(cè)。能效評(píng)定的目的是加強(qiáng)云數(shù)據(jù)中心的設(shè)計(jì)、建設(shè)及運(yùn)行管理,提高云數(shù)據(jù)中心的能效水平,包括評(píng)定的原則、指標(biāo)、基本要求與方法。能效管理機(jī)制是在云數(shù)據(jù)中心運(yùn)行過程中,為有效進(jìn)行能效管理而需要建立的對(duì)應(yīng)的組織架構(gòu)、流程和制度。云數(shù)據(jù)中心擁有更多用戶,改善能源效率相對(duì)成本較低,可以將成本分?jǐn)偟礁嗟姆⻊?wù)器中。
4、安全性要求包含安全措施和安全管理兩部分內(nèi)容,主要防御各種來自云數(shù)據(jù)中心外部和內(nèi)部的攻擊、破壞和意外情況等安全威脅,保障云數(shù)據(jù)中心不受影響,信息系統(tǒng)可以穩(wěn)定運(yùn)行。
云用戶所使用的云資源可以根據(jù)其應(yīng)用的需要進(jìn)行調(diào)整和動(dòng)態(tài)伸縮,能夠有效地滿足應(yīng)用和用戶大規(guī)模增長(zhǎng)的需要,主要得益于云數(shù)據(jù)中心資源池中資源的整合和重復(fù)利用,尤其是低成本、高寬帶、高可靠的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洌约疤岣吡诵鼙鹊木G色節(jié)能技術(shù)。
云數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)
云計(jì)算的多租戶模式,要求網(wǎng)絡(luò)層面必須具有優(yōu)異的隔離能力。傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在多個(gè)層面實(shí)現(xiàn)了邏輯隔離,如數(shù)據(jù)鏈路層的VLAN,PVLAN,VSAN隔離,網(wǎng)絡(luò)層的VRF,VPN安全隔離,但它們都是基于同一進(jìn)程的。云數(shù)據(jù)中心的核心交換機(jī)采用虛擬交換機(jī)VDC的隔離技術(shù),即一個(gè)交換機(jī)可以再邏輯上分為多個(gè)虛擬交換機(jī)。這些虛擬交換機(jī)之間是徹底隔離的,它們有各自獨(dú)立的二層和三層的協(xié)議棧和進(jìn)程,實(shí)現(xiàn)了完善的故障隔離。
云計(jì)算節(jié)點(diǎn)的大規(guī)模性對(duì)數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)的容錯(cuò)能力和可擴(kuò)展性帶來挑戰(zhàn)。傳統(tǒng)的樹形結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浯嬖诳煽啃缘、可擴(kuò)展性差、網(wǎng)絡(luò)帶寬有限等缺陷,研究學(xué)者提出了VL2,Portland,DCell,BCube等新型的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),這些拓?fù)湓趥鹘y(tǒng)的樹形結(jié)構(gòu)中加入了類似于mesh的構(gòu)造,使得節(jié)點(diǎn)之間的連通性與容錯(cuò)能力更強(qiáng),易于負(fù)載均衡。同時(shí),這些新型的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)利用小型交換機(jī)便可構(gòu)建,使得網(wǎng)絡(luò)建設(shè)成本降低,節(jié)點(diǎn)更容易擴(kuò)展。
考慮到基于虛擬化的應(yīng)用,如VMotion,LPAR Mobility等都需要一個(gè)二層網(wǎng)絡(luò)的支撐,云數(shù)據(jù)中心的網(wǎng)絡(luò)需要再二層上提供超大規(guī)模的網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)展能力。vPC是一種擴(kuò)展技術(shù),它通過2個(gè)交換機(jī)的轉(zhuǎn)發(fā)平面,采用Port-Channel實(shí)現(xiàn)接入設(shè)備同時(shí)上連2個(gè)匯聚交換機(jī),實(shí)現(xiàn)雙倍的聚合帶寬。采用板卡延伸技術(shù)和vPC技術(shù),可以有效擴(kuò)展網(wǎng)絡(luò)規(guī)模,同時(shí)減少生成樹對(duì)網(wǎng)絡(luò)的影響。
為了支持更大規(guī)模的無阻塞的二層網(wǎng)絡(luò),并且減少大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)中生成樹的影響,業(yè)界提出了FabricPath這一在二層上實(shí)現(xiàn)多路徑的協(xié)議。FabricPath的指導(dǎo)思想就是保留二層即插即用的好處,以及對(duì)于應(yīng)用編程的簡(jiǎn)便,同時(shí)將轉(zhuǎn)發(fā)平面和控制平面分離以實(shí)現(xiàn)更大規(guī)模的網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)展和扁平化。FabricPath給每一個(gè)交換機(jī)一個(gè)48位的switch ID作為標(biāo)識(shí),通過ISIS協(xié)議來構(gòu)建FabricPath的控制平面,形成基于switch ID的路由表。采用FabricPath技術(shù)之后,網(wǎng)絡(luò)里的交換機(jī)上會(huì)有2張轉(zhuǎn)發(fā)表,邊緣交換機(jī)上會(huì)同時(shí)有MAC的轉(zhuǎn)發(fā)表和基于switch ID的轉(zhuǎn)發(fā)表,F(xiàn)abricPath核心的交換機(jī)則維護(hù)switch ID的轉(zhuǎn)發(fā)表。由于在二層網(wǎng)絡(luò)上采用了ISIS這樣基于連接狀態(tài)的路由協(xié)議,F(xiàn)abricPath的網(wǎng)絡(luò)可以支持16路的等價(jià)多路徑,將網(wǎng)絡(luò)的擴(kuò)展性在vPC的基礎(chǔ)上又提高了8倍。FabricPath可以在縮短網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涓淖儠r(shí)的收斂時(shí)間,提高全網(wǎng)的性能和可靠性。同時(shí)FabricPath完全兼容原有的生成樹和vPC技術(shù),也就是說在一個(gè)典型的二層網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下,原有的采用生成樹和vPC的部分可以無縫地接入FabricPath網(wǎng)絡(luò)。在超大規(guī)模的虛擬化技術(shù)創(chuàng)新地通過基于會(huì)話的MAC地址學(xué)習(xí)機(jī)制,有效地減小了邊緣交換機(jī)MAC地址表的壓力。通過FabricPath技術(shù)可以構(gòu)建一個(gè)非常扁平高效的超大規(guī)模數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò),可以說FabricPath技術(shù)徹底改變了現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)的架構(gòu),是今天云數(shù)據(jù)中心非常重要的技術(shù)之一。
云數(shù)據(jù)中心的節(jié)能技術(shù)
據(jù)統(tǒng)計(jì),數(shù)據(jù)中心的能耗成本占到了總成本的50%左右,包括電力、機(jī)房占地、帶寬等各方面。數(shù)據(jù)中心能耗巨大,主要集中在服務(wù)器設(shè)備和制冷設(shè)備方面,其中制冷系統(tǒng)能耗占整個(gè)機(jī)房運(yùn)行能耗的30%~50%。斯坦福大學(xué)教授Ohnathan G.Koomey針對(duì)數(shù)據(jù)中心的能耗報(bào)告稱,全球數(shù)據(jù)中心2010年共消耗1988億千瓦時(shí)的電力,是全年總發(fā)電量的1.1%~1.5%。電費(fèi)支出已占數(shù)據(jù)中心運(yùn)營(yíng)成本的50%以上,有的甚至達(dá)到70%。傳統(tǒng)電信業(yè)務(wù)的電費(fèi)支出僅占業(yè)務(wù)收入的2%左右,而數(shù)據(jù)中心業(yè)務(wù)的電費(fèi)支出占業(yè)務(wù)收入的30%~50%。
斯坦福大學(xué)研究表明,全球數(shù)據(jù)中心的能耗在2000—2005年間翻了一番,2010年增加了75%。Gantner的調(diào)查顯示,2007—2020年間全球數(shù)據(jù)中心的碳排放量將由80百萬噸當(dāng)量激增到340百萬噸當(dāng)量,直追鋼鐵、造船、航空等產(chǎn)業(yè)。能源花費(fèi)占IT預(yù)算的比例已經(jīng)從8%激增到48%,電力和制冷問題成為數(shù)據(jù)中心面臨的最大問題,數(shù)據(jù)中心產(chǎn)業(yè)已進(jìn)入高耗能行業(yè)序列。
艾默生研究顯示,通信/IT設(shè)備節(jié)能是機(jī)房節(jié)能的基礎(chǔ),主設(shè)備降耗100W,機(jī)房可降耗284W;空調(diào)設(shè)備節(jié)能是機(jī)房節(jié)能的關(guān)鍵,消除274W機(jī)房熱能需要消耗107W電能;供電系統(tǒng)節(jié)能是機(jī)房節(jié)能的重要因素,為194W負(fù)載供電,供電系統(tǒng)需要消耗18W電能。因此主設(shè)備的節(jié)能可以帶來級(jí)聯(lián)性的節(jié)能效果,不但降低了設(shè)備本身能耗,也降低了相關(guān)的空調(diào)、供電等能耗。為此Nathuji等人提出一種面向數(shù)據(jù)中心虛擬化的自適應(yīng)能耗管理系統(tǒng)Virtual Power,該系統(tǒng)通過集成虛擬化平臺(tái)自身具備的能耗管理策略,以虛擬機(jī)為單位為數(shù)據(jù)中心提供一種在線能耗管理能力。Pallipadi 等人根據(jù)CPU利用率,控制和調(diào)整CPU頻率已達(dá)到優(yōu)化IT設(shè)備能耗的目的。Rao 等人研究了在多電力市場(chǎng)環(huán)境中,如何在保證服務(wù)質(zhì)量的前提下優(yōu)化數(shù)據(jù)中心能耗總量的問題。針對(duì)制冷系統(tǒng)能耗優(yōu)化問題,Samadiani 等人綜合考慮空間大小、機(jī)架和風(fēng)扇的擺放以及空氣的流動(dòng)方向燈因素,提出了一種多層次的數(shù)據(jù)中心冷卻設(shè)備設(shè)計(jì)思路,并對(duì)空氣流和熱交換進(jìn)行建模和仿真,為數(shù)據(jù)中心布局提供理論支持。此外,數(shù)據(jù)中心建成以后,可采用動(dòng)態(tài)制冷策略降低能耗。例如,對(duì)于處于休眠的服務(wù)器,可適當(dāng)關(guān)閉一些制冷設(shè)施或改變冷氣流的走向,以節(jié)約成本。
總之,云計(jì)算技術(shù)通過虛擬化、實(shí)時(shí)遷移電源管理技術(shù),可以極大降低主設(shè)備的數(shù)量和運(yùn)行時(shí)間,進(jìn)而極大降低主設(shè)備的能耗,提供能效,真正實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排。例如,Google,F(xiàn)acebook等大型云數(shù)據(jù)中心的能源利用率都達(dá)到了90%以上。
隨著我國(guó)云計(jì)算產(chǎn)業(yè)的逐步成熟,正在滲透到經(jīng)濟(jì)和社會(huì)各個(gè)領(lǐng)域,對(duì)我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展更加深遠(yuǎn)的影響。云計(jì)算在網(wǎng)絡(luò)成本的能耗節(jié)約中能夠充分的應(yīng)用,有利于我國(guó)節(jié)能減排的滲透,通過云計(jì)算整合一切可以整合的計(jì)算資源、存儲(chǔ)資源,起到既能節(jié)約成本空間,又減少能耗,是未來網(wǎng)絡(luò)大發(fā)展的有力支撐!
核心關(guān)注:拓步ERP系統(tǒng)平臺(tái)是覆蓋了眾多的業(yè)務(wù)領(lǐng)域、行業(yè)應(yīng)用,蘊(yùn)涵了豐富的ERP管理思想,集成了ERP軟件業(yè)務(wù)管理理念,功能涉及供應(yīng)鏈、成本、制造、CRM、HR等眾多業(yè)務(wù)領(lǐng)域的管理,全面涵蓋了企業(yè)關(guān)注ERP管理系統(tǒng)的核心領(lǐng)域,是眾多中小企業(yè)信息化建設(shè)首選的ERP管理軟件信賴品牌。
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