云計算應用及發(fā)展研究

于春生 唐曉梅 陳瑛 北京聯(lián)合大學

在《推動企業(yè)上云實施指南》的帶動下，我國各地方政府都開始積極響應云計算技術(shù)應用號召，以上海、浙江以及江蘇為代表的多個省市已出臺了相應政策，為我國云計算技術(shù)的全面推廣提供了廣闊空間。通過對上千家各行業(yè)領(lǐng)域企業(yè)問卷調(diào)查發(fā)現(xiàn)，近十年內(nèi)我國企業(yè)上云率呈現(xiàn)出明顯遞增趨勢，但是與美國、歐盟等發(fā)達國家相比仍存在一定的差距。從目前實際情況來看，與2010年相比，我國企業(yè)上云率增長了近十倍，企業(yè)使用云服務(wù)的比例呈大幅度增長趨勢，隨著我國云計算技術(shù)應用規(guī)模越來越大，云計算技術(shù)應用所體現(xiàn)出的成效也越來越明顯，目前已成為社會新型基礎(chǔ)設(shè)施中的重要組成內(nèi)容。

一、云計算技術(shù)相關(guān)概述以及基本特點

云計算技術(shù)的發(fā)展主要是以互聯(lián)網(wǎng)計算為基礎(chǔ)，它能夠根據(jù)用戶的不同需求來提供計算機技術(shù)相關(guān)服務(wù)。云計算技術(shù)能夠支持各種應用程序的運行，在云計算技術(shù)的幫助下，用戶可以更加方便地關(guān)注他們的業(yè)務(wù)，不需要考慮硬件使用和細節(jié)問題[1]。云計算技術(shù)在應用期間主要有以下特點：

（一）規(guī)模龐大

在云計算技術(shù)應用期間，“云”自身規(guī)模較大，像Google云計算已實現(xiàn)了百萬服務(wù)器共同運行，Amazo以及IBM也投入了幾十萬臺服務(wù)器，甚至企業(yè)私有云也具備成百上千的服務(wù)器。

（二）虛擬化

在云計算技術(shù)作用下，可以為任意地點的終端用戶提供他們想要的服務(wù)，“云”也可以滿足它們的實際需求，而并不只是簡單的有形實體。

（三）穩(wěn)定性和通用性

云計算能夠穩(wěn)定運行，大部分是取決于多副本容錯性，這也是其未來持續(xù)發(fā)展的必要保障，其穩(wěn)定性要比普通計算機高出很多。

（四）全面自動化

對于云計算而言，自我管理和自我維護都是相對透明的。二者都可以自動完成各種工作項目和服務(wù)，更加便捷地滿足人們?nèi)粘Ｐ枨蟆?/p>

二、國內(nèi)外云計算發(fā)展現(xiàn)狀

（一）國內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀

目前我國云計算技術(shù)發(fā)展還處于起步階段，未來發(fā)展空間十分充足。但是，基礎(chǔ)技術(shù)的研究仍有待加強。雖然當前國內(nèi)互聯(lián)網(wǎng)行業(yè)都在競相推廣云計算技術(shù)和相關(guān)服務(wù)，但是仍無法滿足市場和用戶個人的需求[2]。與此同時，市場和公司都沒有意識到云計算技術(shù)的商用應用價值，對未來應用方向十分迷茫，這就導致了服務(wù)商之間缺少彼此交流，可操作性不強。所以，國內(nèi)云計算技術(shù)需要從發(fā)展的角度來解決應用期間存在的各種問題，提出科學有效的解決措施來加強云計算技術(shù)的應用。此外，在風險投資和產(chǎn)業(yè)機會促進作用下，我國云計算創(chuàng)業(yè)企業(yè)數(shù)量正在不斷增加，比如上海在政府資金的支持下，成立了云海創(chuàng)業(yè)基金；再比如北京云產(chǎn)業(yè)基地的紛紛成立，這些企業(yè)在云計算產(chǎn)業(yè)鏈上的分工比較明確，像致力于服務(wù)器研發(fā)制造的天地超云公司，從事于計算機操作系統(tǒng)研發(fā)的友友天宇公司等。

（二）國外發(fā)展現(xiàn)狀

在國際大環(huán)境中，發(fā)達國家的云計算技術(shù)發(fā)展較為完善，特別是美國和歐盟等一些技術(shù)發(fā)展前沿的國家。美國在二十世紀初期就開始規(guī)劃云計算技術(shù)的發(fā)展；歐盟對云計算技術(shù)提出了詳細報告，形成了最基本的框架和管理體系，為云計算技術(shù)在未來的發(fā)展樹立了良好地位；日本形成了云計算技術(shù)發(fā)展和應用的良好氛圍，在搭建一些云計算技術(shù)發(fā)展基礎(chǔ)設(shè)施之后，獲得了堅實的基底支持。此外，美國在云計算商業(yè)化起步階段，歐盟信息安全局和所屬相關(guān)網(wǎng)絡(luò)就意識到了網(wǎng)絡(luò)安全問題對云計算產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要性，在2009年時就已經(jīng)開始了安全問題探究，為各個國家開展云計算提供了安全評估指導框架。在歐美開始準備云計算采購的背景下，2012年ENISA就已經(jīng)正式發(fā)布了云計算安全服務(wù)水平檢測指南，這對用戶如何在云服務(wù)合同中檢測并確保數(shù)據(jù)安全提供了重要參考依據(jù)。與美國和歐盟國家相比，日本與韓國的云計算產(chǎn)業(yè)也處于起步發(fā)展時期。但是相比較而言，日本發(fā)展形勢較好一些，在國際范圍內(nèi)的云計算市場份額已占據(jù)了10%左右，成了國際云計算發(fā)展力量支持之一。

三、云行業(yè)發(fā)展情況

（一）工業(yè)云

工業(yè)云指的是面向于工業(yè)企業(yè)的一種云計算服務(wù)，利用先進的信息技術(shù)來根據(jù)服務(wù)需求建立信息化系統(tǒng)，在虛擬化手段的幫助下展開資源共享，為企業(yè)提供成本更低、質(zhì)量更高的服務(wù)。通過工業(yè)云平臺建設(shè)能夠使企業(yè)信息化發(fā)展的難度大大降低。很多領(lǐng)頭的大型企業(yè)運用工業(yè)云技術(shù)實現(xiàn)融合，中小型企業(yè)也可以低成本對信息化進行整合。從整體布局來看，工業(yè)云在云計算領(lǐng)域占據(jù)著十分關(guān)鍵的地位，也是未來云計算技術(shù)全面發(fā)展的核心，在信息化企業(yè)建設(shè)成本降低和提高核心競爭力方面具有十分重要的作用。

（二）政務(wù)云

政務(wù)云一般都由政府部門負責主導，信息化企業(yè)負責提供輔助服務(wù)。當前，各個行業(yè)廠商都在紛紛進入政務(wù)云市場，大量解決方案隨之出現(xiàn)，其中就包括了云管理平臺、云主機、云網(wǎng)等多個應用方向，但是在此期間，云安全問題始終是核心的工作內(nèi)容。據(jù)相關(guān)資料顯示，從2018年開始，我國政務(wù)云平臺在市場中的投入規(guī)模就已經(jīng)達到了380億元，覆蓋了30多個省級行政區(qū)。

（三）金融云

金融云主要為銀行這樣的金融機構(gòu)提供云計算服務(wù)。金融云具有較高的實時性和高擴展性，可以幫助傳統(tǒng)金融行業(yè)實現(xiàn)業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)型和創(chuàng)新[3]。在金融云具體應用期間，金融行業(yè)對其提出的要求主要表現(xiàn)在開發(fā)測試、應用遷移以及數(shù)據(jù)分析等方面。結(jié)合目前金融市場建設(shè)趨勢來看，金融云擁有廣泛的覆蓋面積，其中具體包含IaaS、PaaS、SaaS等多個方面。但最為關(guān)鍵的就是PaaS和IaaS金融云，但是金融云SaaS產(chǎn)品由于涉及的種類較多，所以并沒有形成較為統(tǒng)一的建設(shè)模式。

（四）醫(yī)療云

醫(yī)療云主要面向于醫(yī)生以及醫(yī)療機構(gòu)，在專業(yè)的信息化技術(shù)幫助下，能夠形成全新的醫(yī)療云結(jié)構(gòu)體系，使醫(yī)療信息實現(xiàn)共享。在此基礎(chǔ)上，醫(yī)療云還可以有效保障醫(yī)療保健的質(zhì)量，減少醫(yī)療成本的投入，為患者能夠提供更加便捷的醫(yī)療保健訪問服務(wù)?，F(xiàn)如今，醫(yī)療云在建設(shè)期間主要關(guān)注于打造系統(tǒng)數(shù)據(jù)中心和云存儲容災備份。前者主要是為了滿足患者以及醫(yī)療機構(gòu)等多方面服務(wù)需求；后者則有利于解決目前海量醫(yī)療數(shù)據(jù)存儲問題。當前醫(yī)療云存儲所采取的方式主要是混合云，通過公有云的高彈性特點來提高醫(yī)療數(shù)據(jù)儲存的高效性和廉價性。

（五）教育云

在教育云為高校智慧校園建設(shè)提供服務(wù)期間，IaaS主要任務(wù)就是整合數(shù)據(jù)中心的所有軟件資源和硬件資源，確保網(wǎng)絡(luò)和服務(wù)器都能夠?qū)崿F(xiàn)虛擬化。同時，PaaS層也是云計算在智慧校園建設(shè)中的關(guān)鍵，PaaS層具體囊括了身份信息認證、數(shù)據(jù)挖掘等功能。從目前實際情況來看，高校所應用的開發(fā)接口具體包括認證接口和數(shù)據(jù)接口；接口能力也可以為高校智慧校園建設(shè)提供一個開放性平臺，如此一來數(shù)據(jù)和信息就可以在數(shù)據(jù)中心良好對接，師生也會享受到更加便捷的服務(wù)。除此之外，教育云還可以讓教學產(chǎn)品變得更加豐富，為高校管理和科研活動提供重要支持。

另外，高校云計算建設(shè)的要點是：首先，需要將數(shù)據(jù)作為基礎(chǔ)條件，通過建設(shè)信息標準，提高信息管理工作質(zhì)量，為管理層決策提供有價值的數(shù)據(jù)支撐；其次，還需要通過身份認證管理來進行輔助，通過統(tǒng)一認證服務(wù)來加強高校用戶和組織信息的統(tǒng)一存儲，建立統(tǒng)一的用戶管理體系，實現(xiàn)碎片化的服務(wù)登錄；最后，將服務(wù)作為核心內(nèi)容，將統(tǒng)一互聯(lián)共享作為基本管理原則，不斷提高師生管理服務(wù)水平。

四、云計算發(fā)展熱點和趨勢

（一）軟件定義云計算

軟件服務(wù)是云計算的重要技術(shù)之一，軟件定義云計算就是對傳統(tǒng)硬件體系進行重新塑造，使其建立在軟件智能云和虛擬化技術(shù)之上。這種技術(shù)與傳統(tǒng)技術(shù)相比，可以對存儲網(wǎng)絡(luò)資源進行重新定義。軟件定義云計算主要涵蓋了計算、存儲以及網(wǎng)絡(luò)等三個層面。此外，全面發(fā)展SDN技術(shù)可以為我國互聯(lián)網(wǎng)行業(yè)和軟件開發(fā)企業(yè)提供全新發(fā)展機遇。

（二）邊緣云計算

邊緣云計算將會便于計算技術(shù)與邊緣計算技術(shù)更加協(xié)和的發(fā)展，能夠適應未來萬物共享互聯(lián)的方向。在此特殊背景下，邊緣云計算協(xié)同能夠建立起更加高效的系統(tǒng)，減少對云端設(shè)備的依賴，滿足敏捷連接、安全需求等要求。

（三）虛擬化技術(shù)

虛擬化技術(shù)能夠合理規(guī)劃云計算資源，它能夠形成一個資源庫，將存儲和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備等相關(guān)要素融入其中，在信息化成本不足的情況下，使系統(tǒng)能夠更加靈活，滿足一些復雜的計算要求。未來云計算在我國將全面推動虛擬化技術(shù)，其自主研發(fā)能力也會快速提高?，F(xiàn)如今，服務(wù)器虛擬化和桌面虛擬化是云服務(wù)中應用最為廣泛的兩個方面，在未來發(fā)展過程中，容器技術(shù)將成為主流發(fā)展技術(shù)，并且在相關(guān)行業(yè)會得到廣泛使用。

（四）云安全

伴隨著云計算技術(shù)在各個行業(yè)領(lǐng)域中的普及應用，云計算安全成了諸多用戶重點關(guān)注的內(nèi)容?，F(xiàn)如今，我國已經(jīng)建立了以云主機為核心的安全體系生態(tài)，未來云服務(wù)商將會被賦予更多安全責任，因為云服務(wù)內(nèi)容十分復雜，所以大部分云服務(wù)已經(jīng)不僅僅是簡單的SaaS模式和PaaS模式，而是成了一個整體。

五、推動我國云計算發(fā)展的有效措施

（一）堅持需求導向，實現(xiàn)引導和拓展應用

云計算技術(shù)的不斷成熟，需要緊緊抓住市場發(fā)展需求，在工業(yè)云、教育云等行業(yè)良好應用的基礎(chǔ)上，來與其他行業(yè)進行融合并不斷拓展社會化應用，結(jié)合市場需求來推動云平臺建設(shè)，利用平臺優(yōu)勢來促進傳統(tǒng)企業(yè)轉(zhuǎn)型，挖掘市場潛力和新興業(yè)態(tài)。

（二）強化安全建設(shè)，維持云計算健康發(fā)展

現(xiàn)如今，云安全仍然是影響企業(yè)云計算技術(shù)發(fā)展的重要因素。對此必須要提高企業(yè)云安全產(chǎn)業(yè)鏈安全意識，強化安全服務(wù)模式建立，并且還要成立專業(yè)監(jiān)督機構(gòu)，利用相應的規(guī)章制度來確保云安全，維護企業(yè)健康有序發(fā)展。

（三）優(yōu)化基礎(chǔ)環(huán)境，突破核心技術(shù)

我國云計算在技術(shù)方面仍然較發(fā)達國家有一定的差距，云計算技術(shù)的大規(guī)模發(fā)展需要基礎(chǔ)設(shè)施和技術(shù)研發(fā)，積極探索技術(shù)攻關(guān)和科技合作新模式，建立起完善的體系，保證云計算核心技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)質(zhì)的突破。

（四）加強生態(tài)建設(shè)，推動廠商互聯(lián)開放共享

伴隨著產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，云計算市場競爭已進入到白熱化的形勢，市場產(chǎn)品出現(xiàn)了嚴重的同質(zhì)化現(xiàn)象，經(jīng)營資質(zhì)違規(guī)情況時有發(fā)生。對此必須要加強云計算生態(tài)建設(shè)，促進不同廠商之間實現(xiàn)互聯(lián)互通，開放共享，以此來強化我國云計算技術(shù)的力量。

六、結(jié)論

綜上所述，在高新科學技術(shù)快速發(fā)展的背景下，云計算技術(shù)發(fā)展也面臨著一定的挑戰(zhàn)，雖然當前云計算技術(shù)處于初期發(fā)展階段，但是未來卻擁有十分廣闊的發(fā)展空間。同時云計算技術(shù)的出現(xiàn)也促進了云技術(shù)的綜合發(fā)展，因此在未來技術(shù)發(fā)展過程中，必須要妥善處理云安全問題，使云計算技術(shù)能夠健康穩(wěn)定的發(fā)展，進而將成熟的技術(shù)帶入到互聯(lián)網(wǎng)IT行業(yè)中。未來云產(chǎn)品會源源不斷的出現(xiàn)，種類豐富的云產(chǎn)品也會促進云計算技術(shù)的成熟發(fā)展，云計算公司也將會致力于問題分析、方案規(guī)劃以及項目開發(fā)等多角度方案發(fā)展，最終使該體系建設(shè)成為云計算競爭的焦點，高校建設(shè)在云計算技術(shù)的帶動下，各個方面基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)將變得更加現(xiàn)代化，能夠更好地開展高質(zhì)量教學任務(wù)。