云计算及其发展趋势浅析

周玉新

摘要 云计算是当前IT技术的研究热点，本文简要介绍了云计算系统的一些常用概念、特征以及系统架构，介绍了云计算系统的国内外发展现状，并从几个方面浅析了云计算系统的进一步发展趋势。

关键词 云计算；系统架构；虚拟化

中图分类号 TP3

文献标识码 A

文章编号2095-6363（2015）10-0017-02

随着大数据时代的来临，常规的软件工具已无法在可以承受的时间范围内对数据进行捕捉、管理和处理，传统的IT架构己远远无法满足海量数据对其计算能力的需求。在这种背景下，能够对海量数据进行低成本、高效率存储和处理的云计算概念应时而生。云计算是传统计算机技术如虚拟化、网络存储、负载均衡以及并行计算、效用计算、分布式计算等和网络技术相融合的产物，它是一种基于互联网的相关服务的使用、增加和交付的模式，能够为各种互联网应用提供易扩展的动态虚拟化资源。云计算通过将将计算分布到大量的分布式计算机上，使得有需求的企业能够按需使用，并极大地节省使用成本。

谷歌的首席执行官埃里克·施密特博士于2006年首次提出云计算的概念。自该概念被提出以来，云计算就受到了各方面的广泛关注。我国同样非常重视云计算的发展，并且把其列为战略性新兴产业，并于2012年9月发布了《中国云科技发展“十二五”专项规划》，规划明确提出要实现与计算产品与服务的产业化，引领云计算产业的深入发展。2015年1月，国务院印发了《关于促进云计算创新发展培育信息产业新业态的意见》。意见要求：到二十一世纪二十年代，基本普及云计算应用，服务能力达到跻身国际前列，掌握相关的关键技术，并且要形成一些具有相当国际竞争力的云计算骨干企业。

1 云计算相关知识简介

1.1 云计算的定义及其特征

现阶段，对云计算尚没有形成一个完全统一的定义，不同的供应商会根据各自实际推出的业务给出云计算的定义。目前，云计算的定义大约有如下几种。1）维基百科给出的云计算定义为：以服务的形式将将信息技术相关的能力提供给云计算用户，允许用户在没有任何关于云计算相关背景知识的情况下，利用计算机网络获得所需要的服务。2）中国云给出的定义则认为，云计算是分布式计算，并行计算以及网格计算等传统计算技术的拓展，或者说是这些传统概念的商业化实现。3）而中国网格计算、中国电子学会云计算专家委员会委员刘鹏博士则将云计算定义为：将计算任务分布在资源池上，资源池由大量计算机组成，使各种云端应用能根据自身所需获取各种服务。4）美国国家实验室资深科学家、Globus项目领导者Tan Foster则认为云计算是由规模经济拖动，为互联网上的外部用户提供一组抽象的、虚拟化的、动态可扩展的、可管理的计算资源能力、存储能力、平台和服务的一种大规模分布式计算的聚合体。

总而言之，云计算是一种建立在互联网基础之上的超级计算模式，它将计算机资源汇集起来，进行统一的管理和协作，以提供更好的数据存储和网络计算服务。根据云计算的定义，可知云计算系统的基本特征是具有虚拟化，高可靠性、高扩展性以及高可用性、经济性等等。

1.2 云计算的系统架构

一般来说，目前大家比较公认的云计算架构大致分为三层，从下到上分别是基础设施层（IaaS）、平台层（PaaS）和软件服务层（SaaS）。基础设施层能够按需项用户提供计算能力、存储能力或网格能力等IT基础设施类服务；平台层定位于通过互联网为用户提供一整台开发、运行和运营应用软件的支撑平台；软件服务层通过互联网提供软件服务的软件应用模式。

2 云计算系统现状

近些年，从云计算的概念被提出以来，云计算就得到西方发达国家的重点关注，而在云计算系统的发展中，我国也在稳步推进自己的云计算战略。国外的IBM、Microsoft、Yahoo、Amazon、EMC以及Google等大型IT厂商都已经提前涉足云计算，相对于国外来说，国内的云计算发展起步较晚，但在过去的几年我国云计算行业蓬勃发展，公有云和私有云齐头并进，诞生了一批优质企业。公有云以阿里云、青云、百度云、华为云等一批优质公有云企业为代表；私有云则以浪潮信息、中科曙光等一批国内IT企业为代表积极发布私有云解决方案，携手客户实现传统数据中心向私有云迁移。

经过近十年的发展，云计算系统已经由最初的抽象概念发展到了具体实现，并且在2010年进入了云计算时代。与此同时，国外一些优秀厂商也积极布局中国市场。如IBM与山东省东营市政府签署了《黄河三角洲云计算中心战略合作协议》，并且将以此协议为框架，协助东营共同建立黄河三角洲云计算中心；而微软公司则与杭州软件园相联合，利用动态数据中心的概念，在私有云基础上提供软件测试以及在线软件的开发服务。

综上所述，云计算自概念提出之初就受到了学界的高度重视，愈来愈多的企业逐渐意识到云计算系统的价值，可以预计，与计算系统的前景必将是一片光明。

3 云计算系统的发展趋势

自进入云计算时代以来，其正以其特有的方式推动不同领域的产业改变固有的模式。同时，随着云计算相关技术的深入发展，云计算系统的规模愈来愈大，其发展速度也不断加快。其总体的发展趋势可以总结如下。

1）数据中心向整合化方向发展。传统数据中心的建设面临着异构网络、静态资源、管理复杂、能耗高等方面的问题，而元计算数据中心与传统数据中心有所不同，它既要解决如何在短时间内快速高效地完成企业级数据中心的扩容部署问题。高利用率、一体化、自动化管理成为云计算数据中心建设的关注点，整合成为数据中心构建技术的发展特点。

2）虚拟化技术向软硬协同方向发展。随着服务器等硬件和相关软件技术的进步、软件应用环境的逐步发展成熟以及应用要求不断提高，虚拟化由于具有提高资源利用率以及可进行大规模数据整合等特点成为一项具有战略意义的新技术。并且随着虚拟化技术的发展，软硬协同的虚拟化将加快发展。在这方面，内存的虚拟化己初显端倪。

3）大规模分布式存储技术进入创新高峰。在云计算环境下，存储技术将主要朝着从安全性、便携性及数据访问等方向发展。分布存储的目标是利用大量服务器的存储资源满足单个服务器无法提供的存储需要。它要求，能够抽象表示并统一化管理存储资源，并能够为数据读写操作提供安全性和可靠性等方面的保证。

4）分布式计算技术不断完善和提升。资源调度管理被认为是云计算的核心，因为云计算不仅是将资源集中，更重要的是资源的合理调度以及分配和管理。云计算系统数据中心的显著特点是：具备大量的基础性软件以及硬件资源，实现了规模化基础性资源。但怎样有效而合理地调度管理这些基础资源，提高其利用率，降低资源的单位成本，是云计算系统平台提供商所面临的重点和难点。业务/资源调度中心、副本管理技术、任务调度算法、任务容错机制等资源调度和管理技术的发展和优化，将为云计算资源调度和管理提供技术支撑。

4 结束语

云计算作为新兴的技术已成为新的IT发展趋势，得到了业界的广泛重视。但在云计算高速发展的同时，仍面临诸多问题，尚需进行进一步的深入研究。本文简要介绍了云计算系统的概念，简单分析了云计算系统的国内外发展现状，并浅析了云计算的进一步发展趋势。