雲計算 讓服務觸手可及

圖：如今「雲計算」與生活息息相關

「雲計算」（Cloud Computing）是當前信息技術領域的熱門話題，它能為雲服務用戶提供「觸手可及」的IT服務。雲計算以其方便、經濟、高可擴展性等優勢吸引企業的目光，將其免於IT基礎設施建設與維護的沉重壓力，更專注於自身核心業務發展。日常生活中，「雲盤」令我們可以大量存儲文件，「雲辦公」可以在不同設備上瀏覽編輯文件，提高工作效率。如今雲計算與生活息息相關，本文以深入淺出的方式，帶領讀者一睹雲計算的風采。

我們為什麼需要雲計算？社交網絡、大數據、物聯網、人工智能、區塊鏈等一大批應用迅速發展，這些新興應用具有大量數據存儲和高性能計算需求，這給軟硬件的建設成本和維護成本帶來不小的壓力，許多中小企業無以為繼。那麼採用雲計算可以解決上述問題嗎？

降低成本 按需分配

舉一個例子，舊時鄉村沒有自來水管道，為了解決用水問題，每家每戶會挖一口井。隨着人口增長，挖井成本增加，收益（水的產量）在減少——事實上家家都有井是一種浪費，而且需要自己管理，於是村民計劃大家一起建一個自來水廠，各家裝上自來水管以解決大家用水需求。這是一個典型的雲計算的例子，大家把資源統一管理，按需使用。簡單地說，水廠就是「雲」，水就是「計算」。由自來水廠供水這種方式就是「雲計算」。雲計算最大的好處是降低成本並按需分配，由專業人員統一管理，提供更安全的使用環境。

雲計算的特點

以服務為中心將資源虛擬化是雲計算重要的表現形式，它屏蔽底層細節和具體的技術實現，使數據中心管理、大規模數據處理、應用程序部署等技術問題對用戶透明，最終實現即點即用的效果。雲計算的特點可歸納如下：

彈性服務。資源配比可以根據用戶的業務需求做到按需分配，動態調整，避免了因為服務器性能過載導致服務質量下降或冗餘而導致資源浪費。

資源池化。利用虛擬化技術，把物理資源整合成一個巨大的資源池，資源以共享資源池的方式統一管理。資源的放置、管理與分配策略對用戶透明。

按需服務。將數據存儲，基礎設施等資源以服務的形式提供給用戶，用戶可以個性化的選擇，雲服務可以根據用戶需求，自動分配資源。

精確計費。由於服務的可定製化，那麼根據資源的使用情況對服務計費，可以更精確的權衡用戶的實際資源使用情況，從而降低用戶的計算使用成本。

多端接入。用戶可以隨時隨地利用各種終端設備（如手機和電腦）通過互聯網訪問雲計算服務，進行數據同步，實現一雲多屏，一雲多端。

雲計算服務模式

以現時最常用、較權威的NIST（National Institute of Standards and Technology，美國國家標準技術研究院）定義，根據用戶體驗、從不同的層級劃分，雲計算主要分三種服務模式：

IaaS：Infrastructure-as-a-Service（基礎設施即服務），IPs（Infrastructure Providers，基礎設施提供商）管理了大量的計算資源，例如存儲和計算能力。IaaS公司負責提供場外服務器，存儲和網絡硬件等基礎設施資源。

PaaS：Platform-as-a-Service（平台即服務），PaaS是在雲基礎設施上進一步抽象，為用戶提供系統運行的軟件平台服務，例如開發平台、商業部署和應用平台等。PaaS獲取硬件資源的方式對於用戶來說是透明的，用戶不必關心底層的硬件配置和硬件開銷，由平台自動分配，用戶只需基於平台開發和發布自己的應用即可。

SaaS：Software-as-a-Service（軟件即服務），SaaS是基於雲計算基礎平台所開發的應用程式。企業可以通過購買軟件提供商的SaaS層應用服務解決企業信息化問題，最常見的就是基於雲的OA系統。對於普通用戶來講，SaaS應用服務令用戶無須安裝客戶端或者App，直接通過網絡獲取服務，比如基於web端的H5應用，基於微信的小程序等。

雲計算的目標是在降低成本的同時，還能提供大規模，高可靠，高可用，可伸縮的個性化服務。為了實現這個目標，背後需要數據中心管理、虛擬化、海量數據處理、資源管理與調度、安全與隱私保護等若干關鍵技術加以支持。

雲計算技術分類　　

分布式技術

分布式系統利用網絡，把成千上萬台電腦連接起來，組成一台虛擬的超級計算機，這樣的超級計算機不僅強大而且非常可靠，如果只是有某些節點壞了並不會影響整個系統的運行。分布式技術其實已經發展了很多年了，上世紀80年代末，Intel公司利用局域網將大量空閒的工作站聯合起來進行芯片的計算數據集設計。隨着互聯網的發展和普及，分布式計算的研究在90年代之後達到高潮。

虛擬化技術

虛擬化技術是雲計算的核心技術，虛擬化是表示計算機資源的抽象方法，可以將物理資源實體進行虛擬化，以實現對物理資源的整合、池化和共享，它在本質上就是將物理硬件和邏輯層進行一個映射。使用雲計算時，用戶總是向「雲」發出服務請求和資源請求，而不是具體的某台機器。對用戶來說，具體的硬件資源就是「只在此山中，雲深不知處。」應用在「雲」中某處運行，但實際上用戶無須了解、也不用擔心應用運行的具體位置。

數據中心構建技術

數據中心是雲計算的核心部隊，如何保持數據中心的強大和穩定性是保證上層服務可靠的基礎問題。主要有兩種重要的機制，一種是分布式文件系統，以HDFS為代表，另一個是分布式運算框架，以Mapreduce為代表。HDFS是Hadoop團隊開發的開源系統，大部分IT廠商，包括百度雲、英特爾「雲」，Cloudera採用的都是HDFS的數據存儲技術。MapReduce最早是由Google研究提出的一種面向大規模數據處理的並行計算模型和方法。

雲計算安全技術

安全是亙古不變的話題。雲計算具有用戶數據集中存在雲端，資源虛擬化、多用戶跨域共享等特點，這些特點帶來新的安全挑戰。傳統安全技術，如加密機制、安全認證機制、訪問控制策略通過集成創新，可以為隱私安全提供一定支撐，但不能完全解決雲計算的隱私安全問題。

目前對於雲端的安全技術可以從不同的層次進行描述。在雲的基礎設施層，雲用戶身份管理服務、雲訪問控制服務、雲審計服務、雲密碼服務等安全措施。在雲的應用層，主要有DDOS攻擊防護雲服務，Botnet檢測與監控雲服務，雲網頁過濾與殺毒應用，內容安全雲服務。但實際上，雲計算安全遠遠不只是技術問題，它還涉及標準化、監管模式、法律法規等諸多方面。因此僅從技術角度探索雲計算的安全問題遠遠不夠，必須聯合網絡信息安全界、企業界以及政府相關部門，共同解決這個問題。

改變信息消費模式

以雲計算為代表的技術革命對現有的信息產業及應用模式產生巨大影響。主要體現在互聯網領域、工業領域和國家政府領域。信息消費模式可以這樣描述，人們的信息消費模式大致經歷了以硬件為中心的PC時代，到以軟件為中心的移動互聯網時代，現在我們正在進入以服務為中心的雲計算時代。

在PC時代和智能手機時代，我們都習慣下載客戶端或者App，進而學習如何使用這些軟件，不僅需要佔用存儲資源，更煩的是還需要不斷的更新。雲計算時代，以服務為中心，個人和企業用戶將不再學習客戶端軟件的操作，只需要根據簡潔的界面和窗口，訪問站點就可獲取服務。微信上的小程序，實現了「即點即用，用完即走」，這是雲計算即服務的成功運用。除了面向個人提供基於雲的服務，比如說雲存儲，雲辦公等。許多新的創業公司也將其業務基於阿里雲，騰訊雲這樣的大型公有雲上，以降低企業成本。目前互聯網的所有應用可以說都是基於雲的，從智慧物流，到大數據金融，在打開手機的瞬間，就已經在使用手機雲進行數據雲備份。

此外，雲計算的特殊優勢也吸引了各國政府的關注。例如美國各州政府，交通部和商務部基於亞馬遜的AWS GovCloud搭建雲平台，AWS目前為全球超過2300個政府部門提供雲服務；中國政府也積極加入雲政務建設，工信部出台《雲計算發展三年行動計劃（2017-2019年）》鼓勵利用雲計算技術優化電子政務系統。

本文對雲計算技術及其應用做了簡要介紹，雲計算是當前發展十分迅速的新興產業，具有廣闊的發展前景，但同時其所面臨的安全技術挑戰也前所未有，任何技術的發展都是一個長期曲折的過程，我們需要足夠的投入和支持。雲計算已經在生活的各方面影響我們，但距離「萬物智聯」的時代還有一段路要走，雲計算作為這輛列車的引擎，將和二十世紀電網一樣徹底改變現代人生活方式，讓我們一起拭目以待。

【來源：大公報】