云计算应用的预测

 

    自2006年谷歌CEO埃里克·施密特博士提出Cioud computing（云计算）以来，这一概念迅速风靡IT业界。信息领域几乎所有知名跨国公司竞相推出自己的云计算产品和服务。特别是谷歌、微软、IBM、雅虎和亚马逊五大公司，都把“云计算”作为未来发展的战略核心，并投巨资建设大规模“云计算”中心，试图垄断全球信息存储与计算服务市场。

 

 

    1 云计算及特点、优势

 

 

    云计算是新一代IT模式，在后端规模庞大、非常自动化和高可靠性的云计算中心支持下，人们只要接人互联网，就能非常方便地访问各种基于云的应用和信息，并免去了安装和维护等繁琐操作。同时企业和个人也能以低廉的价格来使用这些由云中心提供的服务，或者在云中直接搭建其所需的信息服务。在收费模式上，云计算和水电等公用事业非常类似，用户只需为其所使用的部分付费。

 

 

    云计算的特点主要在于：“云”的规模超大，云计算支持用户在任意位置使用各种终端获取应用服务，所请求的资源来自“云”。以数据多副本容错、计算节点同构可互换等多种措施保障服务，比使用本地计算机更加可靠。支持多个不同类型的应用同时运行，具有通用性特点，具备满足应用拓展和用户增加的高可扩展性能。用户按需购买服务，节省了软硬件等前期投入，用户获得低成本高自动化的服务，节能环保，接受“云”另一端最专业团队的管理运行维护服务。

 

 

    由于云计算的上述特点，决定了云计算的优势。

 

 

    1.1优化IT产业布局

 

 

    云计算会将以往各单位（企业）自给自足、自行管理的IT运营模式改变为由云计算提供商按需供给的模式，传统的小规模数据中心将被充分考虑资源合理配置的大规模数据中心所取代，即从分散的、高耗能的作坊模式转变为集中、高效、友好的资源使用模式，使得信息产业布局更加科学合理。

 

 

    1.2促进专业合理分工

 

 

    云计算提供商的数据中心较之中小型数据中心更加专业，管理水平更高，成本更低。IT技术的进步、升级、换代要比其他行业快得多，与中小型数据中心相比，云计算提供商对此投入会更多，同时，还可以提供更为完善、更加先进的软件，具有丰富知识和经验的管理团队，以及配套的管理软件。由此可见，云计算可以促进专业分工更趋于合理，进而优化IT产业格局。

 

 

    1.3提高资源利用率

 

 

    传统的数据中心难以兼顾业务的可用性和资源的高效利用，如果出现突发事件则更加难以应对，因此，不得不在两者之间寻求一种平衡。于是，导致资源利用率很低。而在云计算平台中，许多用户共用一个资源池，通过动态资源调度机制实现对资源的合理分配。与传统的数据中心相比，资源利用率可以提高六十个百分点以上，优势十分明显。

 

 

    1.4大幅减少前期投资

 

 

    云计算将取代传统的各类数据中心。这意味着各企业（用户）无需拥有硬件和软件支撑的数据中心，无需采集数据，无需对其维护管理，无需配备专门人才，而是直接使用“云”中的数据和各类资源。云计算的理念是“按需服务”，计价模式是“按使用量付费”，于是，云计算平台为用户节省了软硬件购置、安装、管理、升级以及人员等投资，用户只是按量支付使用费用，从而大幅度减少前期投入。

 

 

    1.5更加灵活和自动化

 

 

    应用管理的灵活、动态、高效率和自动化是云计算的突出特点。从应用的运行和管理来看，利用云计算平台，能够让用户体会到更高品质的灵活性和自动化。云计算平台可以保证用户在接受服务时，能够使用最少的操作和最短的时间完成资源分配、服务配置、服务上线以及服务激活等一应操作，当用户需要停用时，云计算自动完成一系列收回操作。对资源的占用释放操作、软件的择优匹配等均是自动完成。云计算平台在整个用户应用生命周期中，全部是动态管理，灵活支持，自动完成，为用户提供了更加灵活的业务管理和快捷服务。

 

 

    综上，在经历了大型机时代和PC时代后，云计算将使目前的工作方式和商业模式发生根本性改变。云计算形成的产业链和新兴业务价值链，将促进各行业合作，产生更高的附加值，并创造更多的就业机会，产生更多的新型服务，催生出全新的行业。李德毅院士认为，云计算产业未来的发展速度将是目前IT产业的6倍。据IDC预测，未来4年，全球云计算服务市场平均每年将增长26％。

 

 

    2 云计算架构与模式

 

 

    2.1云计算的架构

 

 

    在服务方面，以提供用户基于云的服务为主，包含三个层次，如图1所示。

 

 

    SaaS（Software as a Service），软件即服务。SaaS是将应用主要以基于Web的方式提供给用户的模式。出于成本和运维等方面考虑，许多都企业选择SaaS方式使用软件，如微软的传统桌面软件正不断向云软件迁移。

 

 

    PaaS（Platform as a Service），平台即服务。它是将一个开发和部署的基础设施平台作为一种服务提供给用户的商业模式。由于成本较低，对希望扩展IT基础支撑，但资金、IT资源有限的企业有很大的吸引力。

 

 

    IaaS（Infrastructure as a Service），基础设施即服务。它是把各种底层的计算和存储等资源作为一种服务来提供的商业模式。用户通过Internet可以从服务提供商那里得到包括服务器或虚拟服务器的计算资源、处理能力及基础网络等服务。这些“像用水用电一样的IT服务”可以做到“按需使用、即付即得”。体现了云计算的核心理念和优势。

 

 

    2.2云计算的模式

 

 

    公有云，是一种对公众开放的云服务，由于规模巨大，能够支持数目庞大的请求，且成本较低，是最受欢迎的主流云计算模式。云供应商负责提供应用程序、软件运行环境、物理基础设施的IT资源的运行、管理、安全、部署、维护。使用IT资源和接受服务时，用户只需“按量付费”，其余全部由云完成。

 

 

    私有云，是为企业内部提供云服务，不对公众开放，在企业的防火墙内工作，企业IT人员可以有效控制的云计算系统。私有云中，企业的关键数据和应用都存储在内部的数据中心处，与互联网隔离。私有云支持动态灵活的基础设施，降低IT架构的复杂度，使各种IT资源得以整合和标准化。尤其是大型企业更注重数据安全，所以，私有云系统的部署量和在IT消费市场所占比例将会持续增加。

 

 

    混合云，是一种更具优势的基础架构，它将系统的内部能力与外部服务资源灵活地结合在一起，并保证了低成本。混合云将公有云和私有云有机融合，让用户在私有云的私密性和公有云的灵活且廉价间择优选取的一种模式。混合云能够为企业提供更加灵活的云计算解决方案。未来几年混合云将成业企业IT架构的主导，越来越多的企业将受益于混合云服务。

 

 

    图1云计算的架构

 

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    3 云计算应用展望

 

 

    云计算给我国工业与信息业带来了新一轮创新和前所未有的发展机遇，目前，在许多领域的实践都取得了成效，展望未来，将在更广泛的领域得以应用。

 

 

    制造业：通过云计算平台，可以随时了解零件供应商的库存和市场行情，调整组装和备料方案。现代先进制造业的标志是以计算机为基础的“虚拟设计、制造和维护”。机械、电子、汽车以及飞机等工业，都是由多家厂商合作的现代产业链，因此，离不开网上信息共享与协作。“制造云”能够缩短生产周期，提高产品性能，降低各种成本。通过云平台上的信息共享，可以更好地掌握市场动向和客户需求，提高企业的运营效率。我国的新一代信息技术、节能环保、生物、高端装备制造、新能源、新材料和新能源汽车等七大战略新兴产业，要想实现跨越式发展，都需要以云计算为核心的信息技术作支撑，以实现设计研发、智能化制造、销售、服务整个流程产业链的高效运行。

 

 

    银行业：银行业的核心业务是存款和贷款，核心利润来源是赚取利率差和中间业务（手续费、佣金等非息差业务），云计算可以帮助银行进行业务创新。当新兴的云计算与传统的资本管理技术结合到一起时，创新空间非常大。在云计算的支持下，银行业可以创造新的利润，控制风险，节约成本。

 

 

    物流业：云计算的特性在于通过共享的IT资源和网络，用最少的管理成本实现最快的资源配置和最大的效能。物流云的公有平台，让物流公司省去了自建集散公司的高额费用，节约大量的配送与库存成本；对中小型物流企业来说，无需投资自建IT系统，只需通过网络进入全国性物流公司的公有云平台处理和拓展业务。通过物流云可以提高运输效率，解决仓储和运输的衔接问题，整合孤立系统，提高多元化服务。物流系统与银行现金流对接，可以根据物流云上的库存和运输情况，评估提供给厂商周转的贷款利率。与天气预报和交通信息网络对接可以有效规划路径等。

 

 

    电信业：对电信运营商而言，云计算在业务支撑系统、企业内部IT管理系统、增值业务系统、测试和离线运行环境以及互联网数据中心（IDT）都有创造利润和节约成本的机会。云计算还能促成新的业务模式，如移动支付等。

 

 

    商业和金融服务业：基于互联网的在线商业和服务业所占比重将会迅速超过实体销售服务业。目前，中国已是世界上最大的手机市场，并将很快超过美国成为世界最大的互联网市场，因此，相关的在线服务业将快速增长。云计算将成为在线服务的信息系统基础设施。加之网络游戏、网络搜索和社交网络等将成为新的经济增长点。金融服务业发展迅速，日益丰富的金融服务内容多以在线的形式实现，对计算应用能力的要求越来越高，同时，国际竞争和金融市场的风险管理对计算的需求加速上升。“商业云”“金融云”和“服务云”将迅速推开。

 

 

    医疗行业：目前，医疗系统中的服务器、网络和存储等IT基础设施大多是分散且隔离的，由不同的医疗机构或不同的部门单独维护和使用，而云计算平台可以将这些分散的系统整合在一起，形成统一的医疗信息基础设施，提供类型多样的健康管理应用，包括专家、设备、验方等，为每个患者制定个性化医疗保健方案。在生物医学和药物研究中会涉及大量的数据处理和计算，节约资源、便捷管理的特点将会提高这些领域的研究效率。

 

 

    教育科研：“教育云”将各地、各时期、各种教学内容整合、选优、传播、普及，以提供高效、普遍的信息化基础设施，提高教育投入效率，促进资源合理分布，提高边远落后地区教育水平。基于云还可以实现“每个师生都拥有一个虚拟实验室”的设想。教育云还能提高学校的行政管理能力，整合学校的各种信息化系统，如办公自动化、学生信息系统、教学管理和教师评估系统等。科研是个性化活动，又需要广泛的合作，云计算平台可以实现广泛的资源和能力共享，成为科研合作不可替代的平台。

 

 

    国防工业：未来战争将是信息战。将信息转化成智能和决策需要大量的实时计算。卫星、雷达、武器及人员等各类信息都需要实时集成和处理。强大的“国防云”、“安保云”可以满足上述需求，有助于实现预防或减弱战争，进而保卫和平。

 

 

    4 发展我国云计算的思考

 

 

    云计算应用广泛，给我国信息产业与计算机工业带来新一轮创新与发展的机遇。面对这一千载难逢的历史性机会，必须迅速建立自己的云计算产业链，并与全球云计算产业良性互动，参与竞争，占领市场。为此，应做好以下工作。

 

 

    科研先行。云计算是一种模式，但模式的实现需要技术支持。此前，人们对云计算技术比较乐观，认为虚拟化技术已经基本解决了云计算所面临的问题，但随着云计算的发展，人们发现需要解决的问题越来越多，云计算技术必须有一个发展过程。单机操作系统从DOS发展到Windows时代用了几十年的时间，而且目前还在不断发展。从技术角度看，云计算系统要实现的核心功能是，将资源动态易扩展地提供给应用开发者进行应用功能的封装，这种系统必然是一种具有海量节点的高耦合系统，相比传统互联网系统中服务器资源耦合度很低的情况，要实现各种资源的整合并被“动态易扩展”地“提供”出去并非易事。由于目前云计算技术还处于初级阶段，因此，必须深入研究，科研先行，鼓励创新。

 

 

    教育跟进。中国的巨大市场和实践机会，需要大量的云计算创新型人才、普及型人才和组织。云计算是多学科发展、交融；信息技术与相关应用集大成之结果，而要创新、推广、普及，也需要大量的人才。因此，要下功夫、大投资来缓解长久以来的产学研脱节问题。云计算教育必须基于坚实的理论体系结构，以市场需求为动力，立足实际，把各种各样的计算资源和应用软件通过互联网送到课堂，提供与产业相同或相近的使用环境。云计算的灵活性会启发学生们接受新思想、新技术，并在云计算平台上实践、升华，从而形成云计算产学研与普及的的良性循环。

 

 

    政府力推。任何新兴产业和市场都需要政府的鼓励和扶持。云计算产业的发展，纵向需要协调中央与地方的关系，政府与企业的关系乃至涉外关系；横向需要协调发展计划部门、财政税收部门、规划建设部门、科学技术部门、通讯电信部门等等。国有企业在我国产业界，特别是在高端、大型和关键行业占据重要地位，而这些企业正是云计算的先行用户。国资企业的积极采购和使用，可以刺激中国的云计算产业快速腾飞。要想在全球竞争中不失良机，抢抓机遇，占领云计算市场，不仅需要依靠市场“看不见的手”发展云计算，更需要政府“看得见的手”全力推进。

 

 

    制定规划。云计算的推广为中国信息产业升级换代提供了前所未有的机遇。发展中国的云计算产业链一定要避免以往自由发展，支零破碎的无序局面。新信息产业链的商机涵盖服务器、存储、网络、系统管理软件、应用软件、系统集成、应用开发、应用服务以及各种以云计算为基础的服务。面向世界市场建设云计算产业链是庞大的系统工程，需要政府制定整体规划，在实施过程中不断修改完善，随时解决出现的各类问题。如果规划科学合理，以我国广阔的市场，倍增的需求和强烈的民族自信心，中国必将成为全球唯一建立独立于美国之外的云计算产业链的国家。

 

 

    建立法规。由于云计算带来一系列新技术和产业运作模式，还将涉及国家安全、政策法规以及相关制度和措施，制定工业标准和法律、法规至关重要。在相关法律法规的约束下，各种产品间良性运作，服务更加规范，企业之间能够有序合作，合理竞争。实践证明，在制定标准上抢占先机，就能在市场份额和利润中得到优势，因此，我国要积极地参与国际工业标准的制定，成为新兴产业的推动者。同时，还要有相关法律法规以及必要的措施、制度作保证，并严格遵守，以保证新兴产业的健康发展。

 

 

    淘汰落后。云计算会直接或间接地推动工业和社会交流的变革，从而促进新兴产业崛起，改变落后产业。而发展云计算这一新兴产业，国家既要投资支持，税收倾斜，还要鼓励创新，淘汰落后。任何重大的经济和工业结构变革都是艰难的，甚至要忍着阵痛。我国从当前的以资源和低价劳力为主的产业结构，转化为以智力和创新为主的经济体系，必须依靠以云计算为代表的现代信息技术和新兴工业技术。同时，要摒弃落后的旧有技术。