云计算 让服务触手可及

Mary

　　

　　图：如今「云计算」与生活息息相关

　　「云计算」（Cloud Computing）是当前信息技术领域的热门话题，它能为云服务用户提供「触手可及」的IT服务。云计算以其方便、经济、高可扩展性等优势吸引企业的目光，将其免於IT基础设施建设与维护的沉重压力，更专注於自身核心业务发展。日常生活中，「云盘」令我们可以大量存储文件，「云办公」可以在不同设备上浏览编辑文件，提高工作效率。如今云计算与生活息息相关，本文以深入浅出的方式，带领读者一睹云计算的风采。

　　我们为什麽需要云计算？社交网络、大数据、物联网、人工智能、区块链等一大批应用迅速发展，这些新兴应用具有大量数据存储和高性能计算需求，这给软硬件的建设成本和维护成本带来不小的压力，许多中小企业无以为继。那麽采用云计算可以解决上述问题吗？

　　降低成本 按需分配

　　举一个例子，旧时乡村没有自来水管道，为了解决用水问题，每家每户会挖一口井。随着人口增长，挖井成本增加，收益（水的产量）在减少——事实上家家都有井是一种浪费，而且需要自己管理，於是村民计划大家一起建一个自来水厂，各家装上自来水管以解决大家用水需求。这是一个典型的云计算的例子，大家把资源统一管理，按需使用。简单地说，水厂就是「云」，水就是「计算」。由自来水厂供水这种方式就是「云计算」。云计算最大的好处是降低成本并按需分配，由专业人员统一管理，提供更安全的使用环境。

　　云计算的特点

　　以服务为中心将资源虚拟化是云计算重要的表现形式，它屏蔽底层细节和具体的技术实现，使数据中心管理、大规模数据处理、应用程序部署等技术问题对用户透明，最终实现即点即用的效果。云计算的特点可归纳如下：

　　弹性服务。资源配比可以根据用户的业务需求做到按需分配，动态调整，避免了因为服务器性能过载导致服务质量下降或冗余而导致资源浪费。

　　资源池化。利用虚拟化技术，把物理资源整合成一个巨大的资源池，资源以共享资源池的方式统一管理。资源的放置、管理与分配策略对用户透明。

　　按需服务。将数据存储，基础设施等资源以服务的形式提供给用户，用户可以个性化的选择，云服务可以根据用户需求，自动分配资源。

　　精确计费。由於服务的可定制化，那麽根据资源的使用情况对服务计费，可以更精确的权衡用户的实际资源使用情况，从而降低用户的计算使用成本。

　　多端接入。用户可以随时随地利用各种终端设备（如手机和电脑）通过互联网访问云计算服务，进行数据同步，实现一云多屏，一云多端。

　　云计算服务模式

　　以现时最常用、较权威的NIST（National Institute of Standards and Technology，美国国家标准技术研究院）定义，根据用户体验、从不同的层级划分，云计算主要分三种服务模式：

　　IaaS：Infrastructure-as-a-Service（基础设施即服务），IPs（Infrastructure Providers，基础设施提供商）管理了大量的计算资源，例如存储和计算能力。IaaS公司负责提供场外服务器，存储和网络硬件等基础设施资源。

　　PaaS：Platform-as-a-Service（平台即服务），PaaS是在云基础设施上进一步抽象，为用户提供系统运行的软件平台服务，例如开发平台、商业部署和应用平台等。PaaS获取硬件资源的方式对於用户来说是透明的，用户不必关心底层的硬件配置和硬件开销，由平台自动分配，用户只需基於平台开发和发布自己的应用即可。

　　SaaS：Software-as-a-Service（软件即服务），SaaS是基於云计算基础平台所开发的应用程式。企业可以通过购买软件提供商的SaaS层应用服务解决企业信息化问题，最常见的就是基於云的OA系统。对於普通用户来讲，SaaS应用服务令用户无须安装客户端或者App，直接通过网络获取服务，比如基於web端的H5应用，基於微信的小程序等。

　　云计算的目标是在降低成本的同时，还能提供大规模，高可靠，高可用，可伸缩的个性化服务。为了实现这个目标，背後需要数据中心管理、虚拟化、海量数据处理、资源管理与调度、安全与隐私保护等若干关键技术加以支持。

　　云计算技术分类

　　分布式技术

　　分布式系统利用网络，把成千上万台电脑连接起来，组成一台虚拟的超级计算机，这样的超级计算机不仅强大而且非常可靠，如果只是有某些节点坏了并不会影响整个系统的运行。分布式技术其实已经发展了很多年了，上世纪80年代末，Intel公司利用局域网将大量空闲的工作站联合起来进行芯片的计算数据集设计。随着互联网的发展和普及，分布式计算的研究在90年代之後达到高潮。

　　虚拟化技术

　　虚拟化技术是云计算的核心技术，虚拟化是表示计算机资源的抽象方法，可以将物理资源实体进行虚拟化，以实现对物理资源的整合、池化和共享，它在本质上就是将物理硬件和逻辑层进行一个映射。使用云计算时，用户总是向「云」发出服务请求和资源请求，而不是具体的某台机器。对用户来说，具体的硬件资源就是「只在此山中，云深不知处。」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。

　　数据中心构建技术

　　数据中心是云计算的核心部队，如何保持数据中心的强大和稳定性是保证上层服务可靠的基础问题。主要有两种重要的机制，一种是分布式文件系统，以HDFS为代表，另一个是分布式运算框架，以Mapreduce为代表。HDFS是Hadoop团队开发的开源系统，大部分IT厂商，包括百度云、英特尔「云」，Cloudera采用的都是HDFS的数据存储技术。MapReduce最早是由Google研究提出的一种面向大规模数据处理的并行计算模型和方法。

　　云计算安全技术

　　安全是亘古不变的话题。云计算具有用户数据集中存在云端，资源虚拟化、多用户跨域共享等特点，这些特点带来新的安全挑战。传统安全技术，如加密机制、安全认证机制、访问控制策略通过集成创新，可以为隐私安全提供一定支撑，但不能完全解决云计算的隐私安全问题。

　　目前对於云端的安全技术可以从不同的层次进行描述。在云的基础设施层，云用户身份管理服务、云访问控制服务、云审计服务、云密码服务等安全措施。在云的应用层，主要有DDOS攻击防护云服务，Botnet检测与监控云服务，云网页过滤与杀毒应用，内容安全云服务。但实际上，云计算安全远远不只是技术问题，它还涉及标准化、监管模式、法律法规等诸多方面。因此仅从技术角度探索云计算的安全问题远远不够，必须联合网络信息安全界、企业界以及政府相关部门，共同解决这个问题。

　　改变信息消费模式

　　以云计算为代表的技术革命对现有的信息产业及应用模式产生巨大影响。主要体现在互联网领域、工业领域和国家政府领域。信息消费模式可以这样描述，人们的信息消费模式大致经历了以硬件为中心的PC时代，到以软件为中心的移动互联网时代，现在我们正在进入以服务为中心的云计算时代。

　　在PC时代和智能手机时代，我们都习惯下载客户端或者App，进而学习如何使用这些软件，不仅需要占用存储资源，更烦的是还需要不断的更新。云计算时代，以服务为中心，个人和企业用户将不再学习客户端软件的操作，只需要根据简洁的界面和窗口，访问站点就可获取服务。微信上的小程序，实现了「即点即用，用完即走」，这是云计算即服务的成功运用。除了面向个人提供基於云的服务，比如说云存储，云办公等。许多新的创业公司也将其业务基於阿里云，腾讯云这样的大型公有云上，以降低企业成本。目前互联网的所有应用可以说都是基於云的，从智慧物流，到大数据金融，在打开手机的瞬间，就已经在使用手机云进行数据云备份。

　　此外，云计算的特殊优势也吸引了各国政府的关注。例如美国各州政府，交通部和商务部基於亚马逊的AWS GovCloud搭建云平台，AWS目前为全球超过2300个政府部门提供云服务；中国政府也积极加入云政务建设，工信部出台《云计算发展三年行动计划（2017-2019年）》鼓励利用云计算技术优化电子政务系统。

　　本文对云计算技术及其应用做了简要介绍，云计算是当前发展十分迅速的新兴产业，具有广阔的发展前景，但同时其所面临的安全技术挑战也前所未有，任何技术的发展都是一个长期曲折的过程，我们需要足够的投入和支持。云计算已经在生活的各方面影响我们，但距离「万物智联」的时代还有一段路要走，云计算作为这辆列车的引擎，将和二十世纪电网一样彻底改变现代人生活方式，让我们一起拭目以待。

　　【来源：大公报】