中國云計算白皮書概要

1、中國電子學會 云計算專家委員會云計算白皮書2010年4月21日24目 錄前言1一、云計算的興起31.1從圖靈計算到網絡計算31.2社會與經濟發(fā)展催生云計算41.3云計算的若干雛形51.3.1郵件服務51.3.2搜索服務51.3.3網上開店51.3.4網絡相冊51.3.5維基百科5二、云計算的任務62.1服務計算62.1.1計算資源以服務形式提供62.1.2服務按需即取62.1.3云計算服務的“生態(tài)循環(huán)”72.2變粒度計算72.2.1信息資源及其需求是多粒度的72.2.2服務是多粒度和變粒度的72.2.3適應多粒度和可變粒度的編程模式82.2.4多粒度和可變粒度的資源管理和動態(tài)擴展82.3軟計算

2、82.3.1基于自然語言理解的計算形式82.3.2語構、語義和語境理解92.3.3多媒體信息理解102.4不確定性計算102.4.1計算任務描述的不確定性102.4.2計算數據的不確定性102.4.3計算方法和結果的不確定性112.4.4計算結果評價的不確定性112.5人參與的計算112.5.1 人機交互112.5.2 機人交互122.5.3 人人交互122.5.4 群體智能12三、云計算平臺的構建143.1 從一個繞口令談起143.2 云計算平臺的基本要素143.3 搭建云計算平臺的關鍵技術143.4 典型云計算平臺的構建163.4.1 電子郵箱服務平臺的構建163.4.2 搜索服務平臺的構

3、建163.4.3 視頻服務平臺的構建163.4.4 計算能力服務平臺的構建16四、云計算熱點分析174.1 云計算與網格計算差別在哪里？174.2 云計算中心就是超算中心嗎？174.3云存儲與傳統(tǒng)網絡存儲有什么不同？174.4 人們對云安全的要求是什么？184.5 實現云計算的標準化工作重點在哪里？184.5.1對云計算標準的理解184.5.2 服務的互操作標準19五、云計算對信息產業(yè)的影響及云計算的價值205.1云計算對信息產業(yè)的影響205.1.1 信息產業(yè)面臨重新洗牌205.1.2軟件產業(yè)結構面臨調整205.1.3軟件生產組織方式面臨變革205.1.4端設備產業(yè)加速變革215.2云計算的價

4、值215.2.1互聯網成為感知、認知的工具215.2.2云計算是物聯網的基石215.2.3云計算促進綠色計算215.2.4 網絡智能加速人類文明的進步22六、云計算在中國236.1云計算科研實踐246.2云計算商業(yè)實踐246.3軟件作為服務的實踐246.4 平臺作為服務的實踐246.5 基礎設施作為服務的實踐246.6 云計算的教育培訓實踐24前言任何劃時代的技術本身都有著強烈的時代印記，云計算（Cloud Computing）也不例外。18世紀中葉，以蒸汽機的發(fā)明和廣泛應用為標志的第一次技術革命，突破了自然動力的局限性，實現了大生產和機械化，開啟了人類工業(yè)文明時代；19世紀30年代以電力技術

5、為標志的第二次技術革命，使人類社會進入了電氣時代；20世紀40年代以來，以電子、通信、計算機和網絡技術為標志的第三次技術革命，又將我們帶入信息時代。第一臺電子計算機的成功研制、個人電腦的誕生以及互聯網的出現，極大地推動著人類社會網絡化、信息化的進程。而云計算作為一種將計算變?yōu)槿藗儔裘乱郧蟮墓迷O施的一種技術手段和實現模式，無疑將對經濟、社會產生深刻影響，加速人類社會整體步入到全球化、知識化、智慧化的新時代。云計算是信息技術發(fā)展和信息社會需求到達一定階段的必然結果。一方面，微電子技術、圖靈計算模式、馮諾依曼計算機、光通信和移動通信技術，以及網絡科學的快速發(fā)展，為人類社會邁向信息社會奠定了科學技術

6、基礎；而另外一方面，無論何時、何地、何人、何物，人類社會期待實現互聯互通、知識共享、協同工作的新需求，加速了信息社會的進程。在這一進程中，迫切需要普惠、可靠、低成本、高效能的技術手段和實現模式，催生了云計算。關于云計算的定義，眾說紛紜。中國電子學會云計算專家委員會認為，云計算是一種基于互聯網的、大眾參與的計算模式，其計算資源（計算能力、存儲能力、交互能力）是動態(tài)、可伸縮、且被虛擬化的，以服務的方式提供。這種新型的計算資源組織、分配和使用模式，有利于合理配置計算資源并提高其利用率，促進節(jié)能減排，實現綠色計算。云計算作為一種技術手段和實現模式，使得計算資源成為向大眾提供服務的社會基礎設施，將對信息

7、技術本身及其應用產生深刻影響。軟件工程方法、網絡和端設備的資源配置、獲取信息和知識的方式等等，無不因云計算而產生重要變化，改變著信息產業(yè)現有業(yè)態(tài)，催生新型的產業(yè)和服務。云計算帶給社會計算資源利用率的提高和計算資源獲得的便利性，推動以互聯網為基礎的傳感網和物聯網的迅速發(fā)展，將更加有效地提升人類精準地感知世界、認識世界的能力，影響著經濟發(fā)展和社會進步。在過去三年里，云計算核心技術及其應用得到了各國政府、科研機構、業(yè)界廠商的高度重視。歐美等發(fā)達國家政府把云計算視為發(fā)展、升級信息產業(yè)，促進信息社會發(fā)展的重要契機，跨國電子信息企業(yè)也把云計算作為未來技術創(chuàng)新的重要方向，并不惜投入巨資進行研發(fā)，力圖取得主導

8、權和競爭優(yōu)勢。我國也迫切需要掌握和發(fā)展云計算的核心技術，推動云計算的應用。中國電子學會在2008年11月及時成立了中國電子學會云計算專家委員會。專委會組織了國內主要大學、科研院所以及云計算領域主流廠商的專家多次討論了云計算，撰寫了這本云計算白皮書，以期這個在過去三年中被業(yè)界廣泛關注和討論的話題能引起更多人的關注。由于我們掌握的信息不夠全面，認識水平有限，再加上云計算的相關技術和概念也在不斷發(fā)展變化，其中的觀點和認識可能存在錯誤，希望廣大讀者批評指正。一、云計算的興起1.1從圖靈計算到網絡計算云計算實際是在電子、通信、計算機與網絡技術的共同作用下，從圖靈計算逐漸向網絡計算演化的一個必然階段。相對

9、于摩爾速度帶來的微電子產業(yè)的高速發(fā)展，是通信帶寬的更快增長。通信網絡的本質是交互。圖靈機模型沒有考慮交互在計算中的作用，而今天網絡中的交換、路由設備成為計算不可或缺的重要組成部分。交互式計算技術深刻地改變了信息時代的人類生活。1989年，以超鏈接、超文本傳輸協議為代表的萬維網，將互聯網的應用推廣到普通大眾用戶。其后的Web2.0則是信息社會發(fā)展的一個歷史性階段，即由單向的信息傳遞發(fā)展成一個多向溝通的社會網絡體系，交互、分享、參與、群體智能、分眾分類、長尾效應等是這一階段的特點，代表了互聯網的社會化和個性化趨向。在40多年的時間里，軟件工程發(fā)生了從面向過程、面向對象、面向構件、面向領域等變化，積

10、累了許多有成效的工程化方法和大量的可重用資源，云計算正是在這些長期積累的基礎上產生的技術進步?；ヂ摼W不會等于一臺虛擬的圖靈機模型，傳統(tǒng)的基于圖靈機的計算理論框架已不能有效地針對互聯網計算。新興的網絡科學恰逢其時地推動了互聯網的基礎理論框架的發(fā)展?；ヂ摼W這一技術網絡正是一個典型的復雜網絡，它的發(fā)展是一個逐漸演化的過程，不存在頂層設計。雖然在互聯網發(fā)展史的任一時刻，都有協議和規(guī)范來定義它的架構，可是這一架構從來沒有完整的規(guī)劃。正因為這種演化特征，給互聯網的發(fā)展帶來了勃勃生機，顯示了互聯網適應（甚至激勵）技術和應用轉變的巨大能力。1.2社會與經濟發(fā)展催生云計算當今，人類已經進入了以信息和信息技術來精

11、確調控物質和能量的網絡時代，云計算的廣泛應用一方面將更好地滿足信息社會中人的高層次需求，另一方面也通過技術進步提高各種生產要素的利用率，適應經濟持續(xù)健康地發(fā)展的需求。（1）互聯網的發(fā)展刺激了大眾對信息需求的欲望只有信息需求才有信息服務，兩者相輔相成。網絡技術的進步不斷加深著互聯網的滲透程度，互聯網應用領域不斷擴大，用戶規(guī)?？焖僭鲩L，影響力持續(xù)增強。大眾信息需求需要云計算這樣更強勁有力的技術手段。（2）用戶信息需求的激增又刺激了互聯網更先進的計算為滿足用戶層出不窮的個性化需求，必須采用云計算這樣更靈活、更具適應性的網絡計算模式。（3）人作為生命體自身的感知和認知能力并沒有急劇增長，迫切需要新技術

12、實現對信息的加工隨著互聯網向物聯網、移動互聯網的擴展，網絡將連接更多的人和物，信息-物理-社會系統(tǒng)（CPS）會進一步融合，信息總量會呈幾何級數爆炸式增長。通過云計算，人的感知能力和認知能力將真正進入網絡，掙脫了時間和距離的束縛，得到極大的延伸。互聯網也真正成為人與人之間溝通不可或缺的裝備，使得人與人之間、人與社會之間溝通質量和效率得到極大的提升。（4）信息服務必然走向社會化、集約化和專門化社會化、集約化和專門化是社會化生產的必然結果，隨著社會和經濟的發(fā)展，大眾用戶更全面的、個性化的、深層次的信息需求，需要通過云計算來提供更專業(yè)化的服務。云計算使得互聯網信息服務和物質、能量的工業(yè)化生產一樣，走社

13、會化、集約化和專門化的道路，從而降低全社會經濟的總體運維成本，推動社會向“服務型”和“資源節(jié)約型”發(fā)展。1.3云計算的若干雛形1.3.1郵件服務WebMail使用網頁瀏覽器在互聯網上來閱讀或發(fā)送電子郵件、擁有海量的用戶、整合多種服務等已具有鮮明的云計算特點。1.3.2搜索服務在應對海量信息處理和海量用戶需求的挑戰(zhàn)過程中，搜索引擎服務提供商在技術上和商業(yè)模式上都積累了大量寶貴的經驗，從而成為云計算領域的先行者。1.3.3網上開店人們從對網絡購物的新奇到自己嘗試在網上開店，漸漸信任與習慣網絡交易這種形式，也為基于互聯網的云計算服務培養(yǎng)了用戶習慣和群眾基礎。1.3.4網絡相冊網絡相冊（E-file

14、Services Photo）很好地解決了與朋友、家人們一起在網站、社區(qū)、討論區(qū)分享照片的問題。隨著網絡相冊的前端影像終端和后臺存儲、處理、交流等服務完美結合，將形成針對圖像服務的云計算平臺。1.3.5維基百科維基百科的實質是一種網絡化的群體智能?；诨ヂ摼W的多向交互性，維基百科為人們提供了一個巨大的群體智能的實現環(huán)境，也成為對云計算的大眾參與特征的最好詮釋。二、云計算的任務云計算作為一種基于互聯網的、大眾參與的、以服務方式提供的新型計算模式，其計算資源是動態(tài)、可伸縮、且被虛擬化的。大量復雜的計算任務，如服務計算、變粒度計算、軟計算、不確定計算以及人參與的計算是云計算所面臨的任務。完成這些任務

15、需要解決一系列的挑戰(zhàn)性問題，諸如如何提供便利的計算服務、如何應對計算過程中的適應性和不確定性問題、如何理解復雜信息的語義并完成智能交互、以及如何在大眾參與情況下進行人網交互計算。要解決這些問題，要求更加靈活、高效地組織、分配和使用計算資源，如計算能力、存儲能力和交互能力。本章討論了云計算面臨的任務，以及完成這些任務過程中的挑戰(zhàn)性問題與相應對策。2.1服務計算服務計算的核心思想是，在互聯網中，將服務作為向大眾用戶所提供的基本單位，通過匹配用戶需求與服務本身的功能，對服務資源池中合適的服務進行重用、組合、驗證，構成能隨著大眾需求而即時應變的松耦合的網絡應用。云計算首要的任務就是實現服務計算，進而促

16、進軟件業(yè)乃至整個IT行業(yè)的發(fā)展。2.1.1計算資源以服務形式提供信息資源也可以同其他生產和生活資源一樣，采用服務的方式提供。信息基礎設施公用化之后產生的將是以“云”為載體集中供給的信息資源功能的云服務。從用戶所接觸的計算環(huán)境來講，“一切皆為服務”。2.1.2服務按需即取服務及其組合能夠形成不同粒度的云滴為終端用戶提供個性化服務。網絡信息服務采用的是一種需求驅動、用戶主導、按需即取的方式，此時用戶和信息資源服務的提供者之間是一種即用即付、用完即散的關系。2.1.3云計算服務的“生態(tài)循環(huán)”互聯網上各種信息服務資源的生態(tài)循環(huán)可用水循環(huán)來比喻，通過互聯網的生態(tài)循環(huán)過程（如需求、蒸發(fā)、凝結、聚集和降水等

17、）來反復地提高云計算下的盡力而為服務的質量。整個互聯網生態(tài)形成了“服務提供方通過云數據中心實現服務的發(fā)布，再合作實現資源的柔性匯聚和演化，最終匯聚的資源為用戶方便地感知和應用”的過程。2.2變粒度計算隨著服務的社會化、集約化和專門化，為了滿足個性化和多元化的服務需求，越來越需要變粒度計算。人在思維過程中可以處理不同粒度的信息，并且能在不同信息粒度之間靈活跳躍。變粒度計算是云計算需要面臨的任務，云計算處理的對象、采用的手段以及提供的服務是變粒度的，可以更好地模擬人的思維過程，在不同分辨率或尺度上對數據、信息和知識進行加工處理。2.2.1信息資源及其需求是多粒度的大規(guī)模的信息處理和信息服務的過程中

18、，信息的多粒度問題被凸顯出來。如大規(guī)模搜索引擎服務，每天都在爬取整個互聯網的網頁，在這些數百億量級的頁面里，既有像公司主頁這樣粗粒度的信息，也有像BBS或者論壇這樣細粒度的頁面。而將其索引，更是需要有多粒度的計算，才能方便用戶的查詢。也只有做到了對網頁資源的多粒度/可變粒度處理，才能做到智能化的搜索體驗。2.2.2服務是多粒度和變粒度的在云計算環(huán)境下，針對不同的客戶端及不同的服務需求，如何調整合適的Web服務粒度，形成多粒度/可變粒度計算，使得Web服務可以通過遠程進行訪問是一個重要研究課題。2.2.3適應多粒度和可變粒度的編程模式與過往那些固定粒度的編程模式不同，為了適應互聯網應用的需求，人

19、們必須嘗試分布式的并行計算的編程模式。為了從云計算平臺管理和計算的處理機制上滿足這種分布式的多粒度和可變粒度的并行計算的需求，產生了很多并行化策略，但歸根結底是要在編程中使得計算能夠實現分布和并行。基于Hadoop的拆分-聚合（Map-Reduce）編程模式就是這種最具代表性的編程模式。Map-Reduce正是把分布式的業(yè)務邏輯從這些復雜的細節(jié)中抽象出來，使得沒有或者很少并行開發(fā)經驗的程序員也能進行并行應用程序的開發(fā)。2.2.4多粒度和可變粒度的資源管理和動態(tài)擴展云計算必須是一種能處理日益變化的多粒度/可變粒度計算問題、且易于擴展和自動部署的計算系統(tǒng)。云計算正是通過自己的分布式并行化的自動調度

20、和部署機制部分實現了這樣的需求。 “云”的規(guī)模可以動態(tài)伸縮，滿足應用和用戶規(guī)模增長的需要。應對難以準確預測的訪問流量，云計算平臺能夠提供足夠的彈性，隨著流量的變化而增減計算能力和存儲空間。2.3軟計算區(qū)別于傳統(tǒng)的數值計算、精確計算等“硬計算”，軟計算完成在特定語境條件下，根據上下文關系和語法，形成對語構和語義的理解，在計算機的歷史上曾被稱為詞計算（Computing with Words）或者軟計算（Soft Computing）。云計算針對互聯網計算環(huán)境，將承擔著人類個體與群體之間相互溝通的重要任務，用于實現詞計算和軟計算。2.3.1基于自然語言理解的計算形式常見的基于自然語言理解的計算形式

21、包括詞計算、基于自然語言的語義計算、大規(guī)模內容計算和語音計算等。這些計算形式提出和發(fā)展的形式和背景不盡相同，既有重疊，更有側重，也常相互使用，并且在“云計算”發(fā)展的形勢下呈現出多方融合的趨勢。（1）詞計算在云計算環(huán)境中，詞計算的運用范圍可以浸透于智能交互和控制領域。為了有效地利用信息，還需要在硬件和軟件之后，建立環(huán)境感知的計算部件體系，而詞計算可能會發(fā)展成為有效開發(fā)、綜合利用各專門領域“環(huán)境感知計算部件”的一種解析且可計算的通用工具。（2）基于自然語言的語義計算自然語言的語義計算難點主要包括自然語言句子中存在大量的歧義。常見的詞義消歧方法有規(guī)則方法、統(tǒng)計方法和詞典方法等。云計算在這類計算中將發(fā)

22、揮其分布式并行計算能力，起到獨到的作用。（3）大規(guī)模內容計算 “云計算”環(huán)境中的大規(guī)模內容計算技術的發(fā)展具有兩種明顯的趨勢：一種是個性化趨勢，即從與用戶的交互中挖掘出用戶的興趣從而更好地為不同用戶提供量身定體的服務；另一種是融合化趨勢。包括數據挖掘、機器學習、統(tǒng)計推斷、模式識別等學科研究領域的技術廣泛地引入到大規(guī)模內容計算，推動了大規(guī)模內容計算的發(fā)展。（4）語音計算一些云計算的先行企業(yè)已認識到語音計算的商業(yè)價值。Webex公司在網絡視頻會議服務方面已取得巨大的成功，通過全球9個網絡運營中心每天運營著22萬場網絡會議。語音計算研究成果可以豐富人網交互的方式和“云”服務的類型。2.3.2語構、語義

23、和語境理解語言的豐富性使得很難用統(tǒng)一的語言適用于復雜的“云計算”交互環(huán)境。因此要在理解語言的構成、構成語言的符號意義、語言使用環(huán)境理解的角度考慮語言的設計、選擇和使用問題。2.3.3多媒體信息理解（1）圖形圖像理解圖像數據本身存在含糊性，圖像理解中的信息獲取、知識表述以及目標識別等都存在信息的不確定問題。此外，通過利用多源信息，可以形成多形式信息互補，獲得對同一事物或目標更客觀、更本質的認識。（2）流媒體理解流媒體理解主要存在的難點包括流媒體理解所需處理的數據量大、依據用戶需求的理解標準不同、自動提取流媒體特征并自動生成語義信息難度較大、人的心理和記憶狀態(tài)差異性大等問題。在這個過程中云計算已經

24、開始起到非常重要的作用。2.4不確定性計算云計算必然面臨網絡上大量數據、服務等資源不斷變化的問題，這就需要在計算任務描述、數據采集、計算方法選取、計算結果評價的等環(huán)節(jié)中都要考慮不確定性的計算來適應這種變化。2.4.1計算任務描述的不確定性由于互聯網上的大眾用戶所具有的常識知識和背景知識本身具有不確定性，用戶對計算任務的描述具有個性化、多樣化的特點，導致整個計算過程在最初的任務描述中存在不確定性。云計算不排斥個性化和多樣化任務的描述，而致力于通過按需服務來完成多樣化的任務。2.4.2計算數據的不確定性云計算需要對多模態(tài)、異構的數據進行不確定性處理。這些數據可能具有海量、不完全、有噪聲、模糊和隨機

25、等特點。對于數據采集步驟來說，原始數據可以是結構化的，如關系數據庫中的數據，也可以是半結構化的，如文本、圖形、圖像數據，甚至是分布在網絡上的異構型數據。考慮到不同用戶的需求差異性，收集哪些數據用于計算具有不確定性。即使對于同一個用戶而言，選擇數據時也會具有很大的隨機性或試探性。2.4.3計算方法和結果的不確定性選擇合適的并行化策略和算法變得非常重要，擴展數據計算算法處理大規(guī)模數據的能力，并提高運行速度和執(zhí)行效率，已經成了一個不可忽視的問題。不確定性還存在于云計算服務交互與協同過程中。云計算結果具有不確定性，我們以搜索為例來說明這個問題。再以數據挖掘為例，根據挖掘任務，設計、選擇并實現有效的數據

26、挖掘算法是數據挖掘過程中一個關鍵步驟。一般來說，大多數的數據挖掘算法都是基于機器學習、模式識別和統(tǒng)計學等領域中的方法，分別從不同角度進行知識或模式的抽取，當用戶不清楚感興趣的知識性質時，選擇哪種挖掘算法具有隨機性。2.4.4計算結果評價的不確定性我們仍以數據挖掘為例，說明計算結果評價的不確定性。數據挖掘的最終目的是向用戶提供新穎的、潛在有用的知識和模式，如何讓用戶快速、準確地理解和評估所獲得的知識顯然是非常重要的。2.5人參與的計算在云計算環(huán)境中，每個人既是信息服務的消費者，也是信息服務的提供者。按照人與云交互的發(fā)起主動性，大致可將云計算中人參與的計算活動分為人機交互、機人交互、以及人人交互等

27、方式。2.5.1 人機交互人機交互主要是由人向“云”發(fā)起一個任務需求，“云”響應并提供相應的服務，以交互形式輔助用戶完成任務。（1）信息檢索（2）在線問答系統(tǒng)（3）在線專家系統(tǒng)（4）數字互動媒體2.5.2 機人交互機人交互主要是由“云”向人主動發(fā)起一個任務需求，人響應“云”的服務，以交互形式輔助“云”完成任務。（1）信息推薦（2）人力計算2.5.3 人人交互人人交互主要是由人通過“云”電子信息介質完成某項任務，表現為直接的人機交互或機人交互，實際為人與人之間的社會性交互。（1）人群計算（2）大眾分類（3）社會計算以云計算為代表的互聯計算環(huán)境，可以構成一種虛實混合的人工社會環(huán)境。云計算中人參與的

28、計算思路可以為發(fā)展社會計算提供新的技術途徑；社會計算的理念可以促進提高“云計算”中人參與的計算的應用層次和水平。2.5.4 群體智能人作為計算資源與電子計算資源共同納入“云”對計算能力整合范疇，將以人機共生的形態(tài)存在，共同演化，形成一種網絡群體智能，維持一種人網混合、虛實結合的人工社區(qū)環(huán)境。人參與的計算豐富了“云計算”的服務能力，有可能幫助獲取開放環(huán)境中的復雜問題。由于云計算的計算資源組織、分配和使用模式以及提供方式有利于合理配置計算資源并提高其利用率，所以完成上述復雜、多樣的計算任務是有可能的，并且已在信息檢索、數據挖掘、自然語言翻譯等方面展開了卓有成效的實踐。當然，正如本章開頭所講的云計算

29、“水很深”，要完成上述任務任重而道遠，但前景和目標是令人向往的，通過努力是可以實現的。三、云計算平臺的構建3.1 從一個繞口令談起平臺即服務（PaaS）與云計算平臺的區(qū)別：PaaS是一種商業(yè)服務模式，它將專用的IT系統(tǒng)平臺，比如應用開發(fā)平臺（）、電子商務平臺（淘寶網），以租賃的方式提供給用戶在線使用；云計算平臺則是一種物理的、可伸縮的、可重配置的、可綁定的計算資源池，它具有高可靠、更強的處理能力和更大的存儲空間、可平滑遷移、可彈性伸縮、對用戶透明以及可統(tǒng)一管理和調度等特性，用以支撐各種云計算服務（包括PaaS）的實現。3.2 云計算平臺的基本要素為了使云計算服務供應商從復雜繁瑣的計算資源管理問

30、題中解脫出來，把他們的精力和財力集中在如何為用戶提供更好的服務上面，云計算平臺在設計和構建過程中將充分考慮一些基本要素，這其中包括：彈性伸縮和動態(tài)調配；資源的虛擬化和系統(tǒng)的透明性；支持多租賃；支持按量計費或按需使用；綠色節(jié)能。3.3 搭建云計算平臺的關鍵技術云計算平臺的實施基礎是更高層次的虛擬化技術，它完成了系統(tǒng)架構從組件走向層級然后走向資源池的過程。它將IT系統(tǒng)的不同層面硬件、軟件、數據、網絡、存儲等一一隔開，打破物理設備障礙，達到集中管理、動態(tài)調配和按需使用的目的，從而提高了系統(tǒng)整體的彈性和靈活性，降低了管理成本和風險，改進了應用服務的可用性和可靠性。3.3.1 跨平臺的互操作性云計算平臺

31、的跨平臺互操作技術將幫助用戶和應用通過一個共同的虛擬邏輯層接入系統(tǒng)，發(fā)現、使用并管理所有的系統(tǒng)虛擬和物理計算資源，減少因支持多種類型軟硬件平臺而導致的系統(tǒng)管理復雜度和不穩(wěn)定性。3.3.2 高效、可靠的數據傳輸交換一個結合多種傳輸協議優(yōu)勢的高效、可靠的數據傳輸交換系統(tǒng)可以有效地控制分布在網絡上的眾多組件之間的數據流向，在網絡不穩(wěn)定的情況下保證數據通道的暢通性、信息交換的可靠性和安全性，從而成為維持云計算平臺穩(wěn)定正常運行的關鍵。3.3.3 高效的分布式事件和事務處理高效的分布式事件和事務處理機制可以在異構多環(huán)境的網絡世界中保證單個節(jié)點的不同進程間及不同節(jié)點間的協同工作，從而把各地分散的計算資源用結

32、構化的方式整合在一起，從一個無序體系中構建出高可靠、高性能的具有強大處理能力的云計算平臺。3.3.4 動態(tài)負載均衡和群組管理調配整合了動態(tài)負載均衡和群組管理調配機制的云計算平臺能夠實時地監(jiān)測全系統(tǒng)各個節(jié)點的運行狀態(tài)，收集包括故障、失效、加入、過載等重要信息，并基于這些信息，結合相應的既定策略動態(tài)地調整和均衡全系統(tǒng)范圍內不同資源的負荷，從而很好地解決大規(guī)模系統(tǒng)的合理使用和有效管理問題。3.3.5 智能化的服務總線智能化的服務總線可以在云計算平臺中通過定義良好的接口和契約將系統(tǒng)的應用和資源聯系起來，然后根據需求進行分布式部署、組合和使用，使得這些應用和資源轉變?yōu)榭晒蚕淼臉藴史眨崿F服務的“即插

33、即用”。3.3.6 工作流引擎云計算平臺的工作流引擎讓使用者只需通過簡單強大的編程框架提交需要完成的計算任務以及相關的數據，系統(tǒng)就可以自動安排和處理包括數據的分割、中間數據的傳輸分布、多機環(huán)境下的程序執(zhí)行和調度以及輸出數據的聚合等其他復雜工作，讓用戶像使用單機一樣使用計算機集群來解決復雜的IT問題，輕松高效地完成工作。3.4 典型云計算平臺的構建針對云計算服務模式以及所提供的實際應用的不同，其相應的云計算平臺在具體的技術實現細節(jié)上也會有不同的側重和考慮，不存在統(tǒng)一的解決方案。我們就幾個常見服務和應用進行了云計算平臺搭建的實例分析，旨在幫助說明如何快速構建靈活強大、自主可控的云計算平臺，并將現有

34、業(yè)務和資源順利、平滑地遷移到新的云架構中。3.4.1 電子郵箱服務平臺的構建3.4.2 搜索服務平臺的構建3.4.3 視頻服務平臺的構建3.4.4 計算能力服務平臺的構建四、云計算熱點分析4.1 云計算與網格計算差別在哪里？我們認為，云計算和網格計算是針對不同應用場景的技術。關于兩者間的差異，我們從總體上將其簡化地概括成：網格計算是“many for one（多為一）”，多臺計算機為一個科學計算任務服務，而云計算是“one for many（一為多）”，一個云服務中心為多個互聯網大眾用戶服務。4.2 云計算中心就是超算中心嗎？超算中心服務對象主要是各個科學計算領域，如天氣預報、生物信息學、核爆

35、炸、流體力學和天文計算等。云計算中心則是指互聯網中為大眾用戶提供計算資源的服務中心，主要通過分布式的集群計算來完成。云計算中心的服務往往面向大眾用戶的多樣化應用，包括大規(guī)模搜索、網絡存儲和網絡商務等。服務于超算中心的高性能計算機是否也能服務于云計算中心？虛擬服務器和高性能計算機之間是什么關系？現有超算中心和云計算中心在構建上的差異主要體現在哪里？這些成為云計算技術中的熱點問題。4.3云存儲與傳統(tǒng)網絡存儲有什么不同？云存儲可以理解為互聯網中超儲中心所提供的面向存儲的服務，其改變了傳統(tǒng)網絡存儲中“隸屬于主機的存儲設備”的做法，把數據存儲中心作為節(jié)點直接聯到互聯網（隸屬于網絡的存儲節(jié)點），通過虛擬存

36、儲管理，實現面向互聯網大眾用戶的存儲服務，構成個性化虛擬存儲。4.4 人們對云安全的要求是什么？云計算資源共享的特性促使人們尤其關心安全問題，諸如云計算中心本身安全不安全、如何獲得安全的云服務、云計算為改善安全能做出什么貢獻等，都已成為云計算研究中關于安全的熱點話題。我們將從傳統(tǒng)信息安全的研究領域、信任管理成為云安全的關鍵以及安全作為服務向用戶提供等三個方面來給出我們的理解。傳統(tǒng)的信息安全中的信任管理在云安全中已經成為用戶和云服務中心之間所面臨的本質問題，人們普遍關心的云安全，實際上是云計算中的信任管理。云計算中信任的建立、維持和管理是一個復雜的社會過程，可以通過社會與技術手段相結合的方式來輔

37、助信任機制的完善。云計算本身也可以將安全作為服務提供給用戶，改善信息安全。以安全作為服務（SECaaS）的形式逐漸實現安全服務的專業(yè)化、社會化，改變當前人人都在打補丁、個個都在殺病毒的狀況；還可以把備份作為服務的形式，實現專門的云備份服務等。4.5 實現云計算的標準化工作重點在哪里？4.5.1對云計算標準的理解云計算面臨的一個核心問題是如何制定與云計算相關的公共、開放和統(tǒng)一的標準規(guī)范，來指導和協調云計算基礎設施的實施、實現、部署、運營和維護。如何利用開放的標準實現云（服務）-端（用戶）以及云-云之間的互操作顯得十分重要。云計算的出現并不會顛覆現有的標準，而是在保持其獨立性的基礎上，實現某種程度

38、上的兼容。4.5.2 服務的互操作標準國際標準化組織（ISO）于2009年新設了兩個云計算研究組。JTC1/SC7下設的云計算中IT治理研究組ISO/IEC JTC1/SC38下設云計算研究組分布式管理任務組（Distributed Management Task Force，DMTF）成立了開放云標準孵化器研究組（Open Cloud Standards Incubator，OCSI），該研究組致力于開發(fā)與云計算有關的開放管理標準云計算安全聯盟（Cloud Security Alliance ，CSA）、開放網格計算論壇（Open Grid Forum，OGF）、對象管理工作組（Object

39、 Management Group，OMG）、存儲網絡行業(yè)協會（Storage Networking Industry Association，SNIA）、開放云計算聯盟（Open Cloud Consortium，OCC）、云計算互操作性論壇（Cloud Computing Interoperability Forum，CCIF）等組織也在致力于建立安全、存儲、測試等方面的云計算標準。在已有的云標準中，IaaS領域的成果尤為突出，包括虛擬機鏡像分發(fā)、虛擬機部署和控制、云內部虛擬機之間的交流、持久化存儲、安全的虛擬機配置等。目前相對比較成熟的標準有DMTF的OVF、OGF的OCCI、SNIA的

40、CDMI等。ISO/IEC JTC1 SC32制訂了MFI系列標準，從模型注冊、本體注冊、模型映射的角度對注冊信息資源的基本管理信息提供了參考，能夠促進軟件服務之間的互操作。 五、云計算對信息產業(yè)的影響及云計算的價值5.1云計算對信息產業(yè)的影響5.1.1 信息產業(yè)面臨重新洗牌社會化（大眾參與、規(guī)?；⒎辗脚c特定的被服務方之間的依存關系減弱、協作與共享等）、集約化（同類服務、專業(yè)的提取、集中、抽象和歸約等）與專門化（精細分工、滿足個性化需求等）將成為云計算的基本特征，信息產業(yè)的“重新洗牌”必將來臨。5.1.2軟件產業(yè)結構面臨調整云計算變革將軟件產業(yè)變成傳統(tǒng)工業(yè)流水線一樣的高效產業(yè)軟件產業(yè)將從“以產品帶服務”向“以服務帶產品”的方向發(fā)展?；趦热莸男畔⒎諛I(yè)所占比重越來越大；單機的系統(tǒng)軟件和中間件所占比重逐漸減小，軟件依附于應用；嵌入式軟件更加個性化、柔性化5.1.3軟件生產組織方式面臨變革軟件生產組織方式由傳統(tǒng)以軟件提供商為主，轉變成“人人是服務的使用者”、“人人是服務的提供者”；軟件行業(yè)門檻、軟件公司規(guī)模的變化，個人化、小型化軟件生產組織方式也可能會軟件頻繁地被重組重用，以開源軟件的生產組織方