关键词：云计算;关键特征;应用发展

中图法分类号：TP311 文献标识码：A

云计算（Cloud Computing）可以理解为一种新兴的商业计算模型，它由虚拟化技术、分布式计算、云管理平台等关键技术构成。区别于现实生活中触手可及的资源，“云”的资源是在互联网上的服务器集群，包括服务器、存储器、CPU等硬件资源，以及应用软件、开发环境等软件资源。云计算的目标是使人们能够像使用现实生活中的公共资源一样方便地使用计算、服务和应用等信息技术资源。

1云计算的概念

目前，云计算并没有固定的定义。从狭义的角度来说，可以将云计算理解为通过分布式计算和虚拟化等技术厂商直接搭建数据中心，通过按需租用付费或者免费的方式提供给开发者或者客户，内容包括数据存储、数据分析计算、在线软件服务等;从广义的角度来说，云计算是互联网、软件、信息技术相关的一种服务，这种服务关联的共享池称作“云”。云计算把许多计算资源结合，实现自动化管理，以较低的人力成本及时地提供资源。

从技术层面来说，可将云计算归类为分布式计算技术的一种，简单来说就是通过网络技术将需大规模运算处理的程序分解成若干子程序回传给用户，可以在极短的时间内处理庞大的信息。在云计算技术的应用环境下，用户只要获得云端授权，就可从中提取所需信息，而不需再建立复杂的数据存储系统和运算系统，可以极大节省空间和资源。

2云计算的特征及关键技术

2.1云计算的四大基本特征

（1）按需自助服务：消费者能够单方面按需调配资源，比如调整网络存储容量、调整性能配置和服务器运行时间等，按需选择服务。

（2）广泛网络访问：通过各种瘦或胖客户端（移动电话、平板电脑、便携式电脑和工作站）使用标准机制通过网络访问资源。

（3）资源池：通过多租户模型，供应商的计算资源池可服务多位消费者，根据用户需求动态或重新分配不同的物理和虚拟资源。

2.2云计算服务模式

通过近几年的发展，云计算从初期的萌芽阶段逐渐形成行业的标准化，国际以及国内的众多厂商为满足市场和技术发展，都在开发不同的服务模式。目前，云计算的主要服务模式有以下四种。

2.2.1SaaS⁃软件级服务

SaaS（Software as a Service）：SaaS是一种基于互联网技术新型业务模式。它能根据使用者的需求提供软件应用服务。与传统软件服务相比主要有两点不同：一是采用云服务，客户不用自己部署服务器;二是无须专门部署安装，客户可以直接从网上下载，即装即用。不难看出，基于这两点不同，SaaS相对传统的软件服务具备的优势包括：一是使用者可以花费较少的成本购买服务;二是使用效率高，可以快速部署应用;三是后续维护的频次和难度较低，通过自动管理可以降低维护费用。在这种模式下，客户只需拥有能够接入互联网的终端，即可随时随地使用软件。因此，购买硬件、软件，聘请维护人员不再像传统模式那样需要花费大量资金，这种运营模式无疑是简单、高效的。

2.2.2平台级服务（PaaS）

PaaS（Platform as a Service）：也被叫作中间件。所有的开发都可以在PasS层进行，以节省资源与时间。PaaS公司可以为客户提供各种开发和分发应用的解决方案，比如操作系统、虚拟服务器等，因此可以节省硬件费用。在这个过程中，客户并不需要管理或控制底层云计算基础设施，包括CPU、OS、存储等，但对应用程序有控制权。PaaS把开发环境作为一种服务（实质上是一种分布式平台服务），服务商给客户提供硬件资源、开发环境、平台等，客户根据自身需求在其平台上还可以开发定制属于自己的应用程序，并通过互联网传递给其他客户。

2.2.3 基础设施服务（IaaS）

Iaas（Infrastructure as a Service）：即把硬件服务器、虚拟主机、存储或网络设施的基础设施层作为服务进行出租，包括操作系统和应用程序。所以这种模式并不需要维护成本和存放设备、设施的场地，随时随地可以利用硬件设施来运行自己需要的程序。客户并不直接对底层云计算基础架构进行管理或控制，但可以管理操作系统、中间件、数据库、应用程序和数据信息。这是一种托管硬件计量服务的模式，用户付费使用厂商的由多台服务器组成的“云端”基础硬件设施，客户只需低成本按需租用相应计算能力和存储能力，大大降低了客户在硬件配置和维护上的开销。

2.3 云计算的部署模型

（1）私有云：云计算基础架构提供给包含多个消费者的单一组织专门使用。该云计算基础架构可以由该组织、第三方机构或他们的组合来拥有、管理和运营，基础架构可以位于组织内部或外部。可以形象理解为：在自己家里做饭，前提是需要先建造自己的厨房还有锅碗瓢盆和购买食物，然后自己下厨做饭，吃完了还得亲自去擦桌子洗碗。这种模式的私密性强，但花费和资源消耗较大。

（2）公有云：云计算基础架构提供给公众开放使用，该云计算基础架构可以由商业机构、学术组织或政府机关或者他们的组合来拥有、管理和运营，基础架构位于云计算服务提供商内部。可以形象理解为：不想自己做饭，就到外面的餐馆吃饭，自己点菜，菜怎么做、上菜的顺序由餐馆安排，自己吃完就结账走人。制定做菜顺序和加快出菜速度可以类比负载均衡和虚拟化概念。

（3）混合云：由两个或多个独立的不同云计算基础架构（私有、社区或公有）组成，它们通过一定的协议标准和技术进行绑定，实现数据和应用程序的可移植。可以形象理解为：不用自己做饭，也不去外面的餐馆就餐，而是請厨师上自己家里来做饭，这就是混合的概念。

2.4云计算的关键技术

云计算的发展是一个基于关键技术不断演变、创新的过程，并不是某一独有的技术，而是将相关的技术最终整合在一起才发展成今天所见的云计算产品和服务。

2.4.1虚拟化技术

虚拟化就是通过软件与硬件解耦，实现资源池化与弹性扩展。主流虚拟化技术有KVM，Xen，VMware，Hyper⁃V等。目前，KVM是最受欢迎的虚拟化技术，AWS、阿里云、华为云、腾讯云也都从Xen转向了KVM。

除了软件虚拟化，还有硬件辅助虚擬化（如Intel⁃VT或ADM⁃V），比如通过引入新的指令和运行模式，来解决软件无法实现完全虚拟化的问题，同时也能进一步提升虚拟化的性能与处理能力。

2.4.2分布式技术

分布式技术就是把同一个任务分布到多个网络互连的物理节点上并发执行，最后汇总结果。分布式系统的扩展性、性能、容量、吞吐量等可以随着节点的增加而线性增长，非常适合云计算这种大规模的系统。在云上主要应用包括：分布式存储、分布式数据库、分布式缓存、分布式消息队列等。

2.4.3云管理平台

云平台对敏捷高效的管控运维非常重要。云管理通常涉及四个层面：一是租户端管理，让用户能有效管理使用基本的云服务;二是运营管理，涉及云服务运营策略，如资源管理、计量计费、消息通知等;三是运维管理，涉及云平台的可用性与可靠性保障，如自动化运维、监控告警、运维排障等;四是多云纳管，当前对于很多企业来说，混合云是一个趋势———“私有云+公有云”或者引入和均衡多个云厂商。所以，需要提供能够统一纳管多种云以及传统IT环境的管理平台。OpenStack是一个开源的云管平台，而各个云厂商都有自己的管控平台，还有一些专门做多云纳管的厂商，比如博云、骞云、飞致云等。

3云计算的发展现状及趋势

相比美国，中国的云计算起步较晚，但近几年一直处于快速发展阶段。2009年，国家陆续出台政策高度支持云计算，使云计算得到广泛应用。在我国，云计算市场从最初的十几亿元规模增长至目前的千亿元规模，行业发展迅速。据中国信通院调查统计，大概95%的企业认为使用云计算可以降低企业IT成本;有超过10%的用户成本节省在一半以上，其中60%的企业认为成本降低30%以下。此外，超40%的企业表示使用云计算提升了IT运行效率。可见，云计算将成为企业数字化转型的关键要素。

随着网络技术不断发展，云计算技术在服务模式和可靠性方面也将日渐完善，并行运算、虚拟化计算、海量存储等技术也将更加成熟，能够支持更大的存储空间、提供更快的处理速度。

总之，云计算的发展是一个长期的过程，它跟计算、存储、网络的底层虚拟化技术的发展是分不开的。虚拟化和分布式技术的发展奠定了云计算的基础，而云计算平台为AI、大数据、物联网、区块链打牢了地基。在云计算平台上，政府、企业等都在不断探索新型信息化和商业模式。但不可否认的是，云计算技术从目前看来并不是完美的，仍然有许多方面需要完善——需要我们在互联网、移动通信等多领域进行不断探索，使其具备更大的发展空间，更好地满足社会发展的需要。

作者简介：

邱靖添（1991— ），硕士，工程师，研究方向：云计算相关技术、移动无线网络维护与优化、网络架构规划。