基于专利分析角度的云计算技术分类

覃冬梅 陈玉华 孟祥岳 何名伦 刘光德 张 文 王艳臣 郑 宁

国家知识产权局专利审查协作北京中心

引言

云计算是一种基于互联网的新的计算模式。它通过互联网上异构、自治的服务为企业和个人提供动态可伸缩的虚拟化的资源的计算模式。它可以给用户提供最安全可靠的数据存储，可以以低廉的价格给用户提供高性能的计算服务，还可以实现不同设备间的数据和应用共享。正是这些无可比拟的优势，使得云计算近些年发展的如火如荼。正因如此，云计算得到业界的广泛推崇，被认为是最有发展前景的一项技术。

如何从中提前探知出云计算的发展方向、寻找出云计算中的技术瓶颈、把握住云计算中新的发展机遇、把握新的增长点成为所有企业关注的重点。基于我们对云计算领域的了解，本文拟通过对云计算领域当前技术热点、技术分类等情况进行研究，希望得到相关数据和结论，以期帮助我国的计算机软件行业企业及相关研发机构了解相关的技术发展现状和发展方向，掌握相关技术的发展动态。

1 云计算技术概况

1）定义

目前对云计算并没有统一的定义，每种定义都从不同角度给出，例如，维基百科中认为：云计算是一种基于互联网的计算方式，通过这种方式，共享的软硬件资源和信息可以按需提供给计算机和其他设备[1]；而美国国家标准与技术研究院将云计算定义为：云计算是一种按使用量付费的模式，这种模式提供可用的、便捷的、按需的网络访问，计入可配置的计算资源共享池（资源包括网络、服务器、存储、应用软件、服务），这些资源能够被快速提供，只需投入很少的管理工作，或与服务供应商进行很少的交互。云计算是分布式计算、并行计算和网格计算的发展，或者说是这些科学概念的商业实现[2]。无论从哪种角度看云计算，其核心都是一样的，即向用户提供计算服务。

2）系统架构

云计算从系统层次来分，一般分为三层：云软件Software as a Service (SaaS)、云平台Platform as a Service (PaaS)、云设备Infrastructure as a Service (IaaS)。

·云软件——上层，提供各式各样的软件服务，所有人可以自由开发。

·云平台——中层，提供程序开发平台和操作系统平台。

·云设备——底层，将基础设备集成起来。

2 云计算技术分类

基于专利分析角度的技术分类过程一般包括以下几个步骤：首先是从产业分布、政策导向等因素出发，对相关技术领域进行整体了解；其次是从技术层面出发，全面剖析相关技术领域的技术脉络，关注相关技术领域的重点技术；根据掌握的各类知识，对相关技术领域进行初步分类；接着确定检索的关键字，对相关技术领域进行检索；对检索结果进行阅读标引，确定最终的分类结果。

基于云计算的系统架构，经过从专利分析角度进行研究，可以把云计算技术领域分为三类：应用技术、平台技术和架构。其中平台技术分为：任务调度、分布式文件系统，数据管理；而架构分为虚拟化技术以及设备管理，云计算技术领域的一/二级分类框架如下表。

表1 云计算技术分类表

1）应用部分

从云计算服务的角度，应用层属于云计算服务类型中的SaaS。应用层主要是面向用户提供软件应用服务并为用户提供便捷的应用服务接口，例如为用户提供服务调用、服务选择、服务查找以及服务工作流接口等[3]。目前，最具代表性的几个国外项目是业界主要参与者Amazon、Google和Microsoft等公司提出的Amazon EC2、Google App Engine、Microsoft Azure项目[4]；国内最有名的是无锡的云谷、广东的云计算中心以及北京的祥云工程项目。。

2）平台部分

平台部分包括云计算中涉及的并行编程模型、分布式文件系统、数据结构管理及其他，如可用性、数据迁移、容错性。云计算的数据迁移与备份的概念不同。虽然数据迁移和备份都是将在线数据保存为离线数据，但数据迁移还可以将离线数据模拟成线数据，而且迁移保存的对象是文件，备份的对象则是文件系统。

3）架构部分

架构部分包括虚拟化和设备管理。虚拟化又可区分为全部虚拟化或部分虚拟化。在云计算环境下，大规模的计算存储资源被整合在一起，这些资源可能由不同的VMM进行管理[6]。目前，虚拟机的动态迁移主要是由人手动发起的，且只能在相同的虚拟机监控器(VMM)间进行。位于Xen VMM上的虚拟机只能被动态地迁移到另一台Xen VMM上，而不能迁移到KVM上。

4）安全

伴随云计算广泛研究应用推广，云计算的安全问题成为困扰其发展的最大问题。因为云计算中，所有的数据都存储在“云端”，无论是对企业还是个人来讲，都会忧虑自己的信息是否会被泄露，以及自己能否及时准确无误的获取。一旦数据发生不期望的泄露、更改或无法获取，那都将产生不可估量的损失。根据云计算的系统架构，基本可以将云计算的安全分为几个层次：身份访问安全、网络安全、数据安全、存储安全、和物理安全。根据云计算的技术分类，前三个部分都涉及到安全问题，其中平台部分的安全问题主要为动态信息流跟踪、深度包检测。

3 结语

专利文献记载了世界上90%以上的科研成果[8]，蕴含着丰富的技术信息、经济信息和法律信息，是当今世界反映科技发展最及时、最全面的信息资源，因此，在经济社会快速发展的今天，政府、行业协会或者大型企业通常需要对特定技术领域进行专利预警分析，以掌握行业的整体态势。而在对相关技术领域的专利信息进行分析过程中，技术分类成为必不可少的环节。本文选取了当前的热点技术——云计算技术，从专利角度对云计算技术进行了技术分类，并以此为例，介绍了专利预警分析过程中技术分类的一般原则和具体过程。通过前面的叙述，可以看到，从专利角度对技术领域进行技术分类与一般意义上的技术分类既有联系，又有所侧重，相对而言，与一般意义上的技术分类更侧重于技术细节不同，基于专利角度的技术分类则需要综合产业和政策因素，更加关注信息分析的效果。可以看出，基于专利角度的技术分类是一个自我修复的过程，技术分类的结果也直接影响着专利预警分析工作的最终效果。

（说明：第二作者所做的贡献与第一作者相同，但限于版面设计，被列为第二作者。）

[1]维基百科.云计算[EB/OL].2012-10-31 http://zh.wikipedia.org/wiki/云计算

[2]The Nist Definition of Clound Computing. NIST.2012-8-31

[3]李乔，郑啸，云计算研究现状综述，计算机科学，第38卷第4期，2011年4月，第32-37页

[4]张建勋，古志民，郑超.云计算研究进展综述，计算机应用研究，2010年2月，第27卷第2期，第429-433页

[5]王洪雨.云计算中动态数据迁移的关键技术研究，计算机硕士论文，2010年7月14日，第19-48页

[6]刘鹏程，陈榕.面向云计算的虚拟机动态迁移框架[J]计算机工程，2010，36(5)，37-39

[7]张云飞，关于云计算中的数据汇总和容错性分析，电脑知识与技术，2011年2月，第7卷第5期，第1046-1047页

[8]谢小勇.构建企业专利预警应急机制[J].中国发明与专利，2007(5)：79-80