云计算发展及应用研究(精选9篇)
浅谈云计算及中国云计算的发展
【引言】
这个时代是信息技术的时代,在这么一个几乎每天都能看到新技术涌现和消失的世界中,有一种新趋势有望长久的存在下去,这就是所谓的云计算,云计算是IT叶的一个全新的词,它将又一次的改变这个世界!正如【美】迈克尔·米勒在《云计算:改变在线工作和协作方式的基于web的应用》一书中说道:“你所了解的计算正面临着变革:你的应用程序和文件将会从桌面转移到“云”中。利用云计算,你所做的一切事情都是基于web的而不是基于桌面的。云计算技术已经深刻的改变了我们的工作、学习和生活,成为继理论和实验后人类认识世界和改造世界的第三大利器。云计算的最终目标是将计算作为一种公共设施提供给广大用户,使用户可以方便的使用计算资源。它将改变你现所使用的电脑和因特网的方式,预示着我们储存信息和运行应用程序的方式将发生重大变化:程序和数据不再运动和存放在个人计算机上,相反,而是一切都托管到“云”中。云计算能够让你从世界上得任何地方访问你所有的应用程序和文件,你不再受桌面的限制,因而使得异地群组成员之间的协作变得更加容易。” 【正文】
一、什么是云计算
通过IBM大中华区云计算中心总经理朱近之对云计算的讲述,笔者简略的得出,狭义云计算是指计算机基础设施的交付和使用模式,指通过网络以按需、易扩展的方式获得所需的资源(硬件、平台、软件)。提供资源的网络被称为“云”。广义云计算是指服务的交付和使用模式,指通过网络以按需、易扩展的方式获得所需的服务。
信息技术应用部黄红说,在理论上,云计算指的是一种新型的计算模式,它依赖的不是个人电脑,也不是独立的服务器,而是用户无需关心其内部结构的“云”。云计算将所有的计算资源集中起来,并由软件实现自动管理,无需人为参与。
云计算的根本概念即计算资源虚拟化,计算资源的虚拟化促使信息服务走向规模化、集约化和专业化。云计算的计算资源虚拟化包括以下几个层次的服务:
1、IaaS(Infrastructure-as-a-Service):基础设施即服务。消费者通过Internet可以从完善的计算机基础设施获得服务。
2、PaaS(Platform-as-a-Service):平台即服务。PaaS实际上是指将软件研发的平台作为一种服务,以SaaS的模式提交给用户。因此
SaaS中小企业软件 PaaS也是SaaS模式的一种应用。但是,PaaS的出现可以加快SaaS的发展,尤其是加快SaaS应用的开发速度。
3、SaaS(Software-as-a-Service):软件即服务。它是一种通过Internet提供软件的模式,用户无需购买软件,而是向提供商租用基于Web的软件,来管理企业经营活动。相对于传统的软件,SaaS解决方案有明显的优势,包括较低的前期成本,便于维护,快速展开使用等。
二、云计算的特点
1、超大规模:“云”能赋予用户前所未有的计算能力。
2、虚拟化:云计算支持用户在任何地点使用各种终端获取应用服务。
3、高可靠性:“云”使用了数据多副本容错、计算节点同结构可互换等措施来保障服务的高可靠性。
4、通用性:“云”可以同时支撑千变万化的应用运行。
5、高可扩展性:“云”的规模可以动态伸缩,满足应用和用户规模增长的需求。
6、按需服务:“云”就像水和电一样供你使用。
7、极其廉价:由于“云”的特殊容错措施可以采用极其廉价的节点来构成云,“云”的自动化集中式管理使大量企业无需负担日益高昂的数据中心管理成本,因此用户可以充分享受“云”的低成本优势。
三、云计算的重要影响 1.对产业链的影响:
对于服务器厂商而言,云计算及数据中心都对服务器系统的需求急剧膨胀,市场前景巨大。
对于终端设备厂商而言。网络化的云计算为终端设备,特别是小型移动设备的多元化、个性化发展提供了重要机遇。云计算将推动普适计算发展。
对于软件产业而言。随着计算、数据及服务网络化,Google、Amazon等网络服务提供商会根本改变软件的使用模式。大量中小软件企业面临着工作平台、工作对象及工作方式的重组和革新,服务化的软件产业面临着全新机遇。2.对中小企业发展的影响:
中小企业创造了国内生产总值的55.6%,开发了80%以上的新产品,申请了65%的国家专利,提供了75%以上的就业岗位。但是信息化的创新平台及管理平台代价高昂、维护困难,对于中小企业负担沉重,云计算可以为中小企业的信息化带来切实好处,信息化业务及管理平台部署到云计算平台上,极大的降低了投资成本、管理成本及维护成本。
四、中国云计算的发展 在我国,云计算发展也非常迅猛。2008年5月10日,IBM在中国无锡太湖新城科教产业园建立的中国第一个云计算中心投入运营。2008年6月24日,IBM在北京IBM中国创新中心成立了第二家中国的云计算中心——IBM大中华区云计算中心;2008年11月28日,广东电子工业研究院与东莞松山湖科技产业园管委会签约,在东莞松山湖投资2亿元建立云计算平台;2008年12月30日,阿里巴巴集团旗下子公司阿里软件计划于2009年初在南京建立国内首个“电子商务云计算中心”,首期投资额将达上亿元人民币;世纪互联推出了CloudEx产品线,包括完整的互联网主机服务“CloudEx Computing Service”,;中移动董事长兼CEO王建宙认为云计算和互联网的移动化是未来发展方向。
中国移动通信研究院院长黄晓庆认为,中国超级计算机系统的运行环境和提供的服务功能完全满足云计算的要求,可以说中国已有云计算的硬件基础。但还是存在着明显的问题,“无论是制造还是应用,美国都占据着超级计算机领域的绝对优势地位,欧洲应用广泛但制造能力偏弱,中国在制造上较强但应用相对不够。应用比研发更难”。“天河一号”超级计算机工作能源张云泉如是说,他还说:“中国超级计算机的性能虽然取得了巨大进步,但还没有一个强大的技术平台,应用软件的水平还有待提高,在金融保险、软件和信息服务业等领域的应用也需要大力拓展。“中国云”面临应用比研发更难。”
利用云计算在中国。物流在中国效率其实是非常低的。40%的车子做物流跑在路上是空车,没有互相之间的整合,信息并不交流。我们再看到这个物流行业的话,其实是为别的行业进行服务,不管是化工、制造还是配送。因此如果用云计算这一形式把整个物流行业结合起来,把它标准化,把他的服务提供到别的行业当中去,让他们去应用物流云在上面不同的服务,这样也可以提升我们中国物流行业的信息化和转型。
具体的科研实践应该如下:
1、云资源管理平台CRM4GCRM4G:Cloud Resource Management for Grid 基于网格基础设施,向用户提供云服务,实现了IaaS模式的资源服务。多粒度计算资源服务。快速软件部署服务
2、面向云环境的虚拟化桌面CloudDesk:动态适应用户需求变化,为用户提供高效、安全、易用的云资源访问的桌面环境。
3、云存储服务系统ppStore:通过集成互联网上的免费存储空间提供大规模云存储服务
4、基于云模式的网络安全防御系统CloudFence:采用安全检测与防御相分离的原则,充分利用云端强大的处理能力和存储能力,云端集中检测和决策关键技术。
五、云计算的发展前景
云计算被视为科技业的下一次革命,它将带来工作方式和商业模式的根本性改变。首先,对中小企业和创业者来说,云计算意味着巨大的商业机遇,他们可以借助云计算在更高的层面上和大企业竞争。其次,从某种意义上说,云计算意味着那些对计算需求量越来越大的中小企业,不再试图去买价格高昂的硬件,而是从云计算供应商那里租用计算能力。【总结】
通过对云计算及云计算与中国的发展相关文献的大量阅读,本人对云计算的相关知识有了更系统的认识。总结了云计算的基本论述,分析了现中国云计算的发展情况及未来发展趋势的相关文献和有关演讲。本人将有兴趣也有信心致力于中国云计算的发展,努力将理论付诸于实践,为我国的IT云计算事业打下坚实的基础。
本人觉得中国要想真正成为一个领先国家,必须像英国早期工业革命的时候有那种想象力,创造那种在人类历史上没有的制度。这个时代需要想象力和好奇心,只有有这种心理才能迎接这种变革,才能让中国经济从中国制造走向中国创造。
【参考文献】
[1] 刘鹏,解放军理工大学教授
《云计算》
[2]【美】迈克尔·米勒 《云计算:改变在线工作和协作方式的基于web的应用》 [3] 朱近之
IBM大中华区云计算中心总经理
中国企业领袖年会主题演讲 [4] 黄晓庆
中国移动通信研究院院长
中国企业领袖年会主题演讲 [5] 黄
红
信息技术应用部
《“云计算”的比较研究》
[6] 张亚勤
微软全球资深副总裁、微软亚太研发集团主席
关于云计算讲座 [7] 朱近之
IBM大中华区云计算中心总经理朱近之.《云计算的十大误解》 [8] 田溯宁
中科院研究生院硕士、美国得克萨斯科技大学博士《云计算如何改变世界》
[9] 王
阳
IBM全球副总裁兼IBM中国开发中心总经理 《中国企业家》 [10] 尼古拉斯•卡尔
1 分析云计算的发展现状
云计算的概念主要分为狭义和广义两种, 狭义的云计算主要指生产者通过相关技术构建数据中心, 以此通过网络为用户提供各种数据信息服务。广义的云计算包含了更多的服务类型和生产厂家, 它主要是通过建立服务器集群为用户提供在线服务、信息服务等。总之, 云技术主要包括服务商和客户两个大方面, 一个是提供服务, 另一个作为消费者有偿使用相关服务。
目前, 在云计算方面, 不仅是Google公司有了很大的进步, 我国的云技术也有了一定程度的发展。中国移动研究院开展了“大云 (Big Cloud) ”计划, 大大提高了系统的整体性能, 进一步满足了网络的需求。除此之外, 联想也正在加强有关云技术的研究, 试图通过第三方合作的方式来提高其服务水平。即便如此, 就云技术的发展现状来客观分析, 它仍然面临着许多挑战, 处于初级发展阶段。云系统进行互访时, 为了确保服务质量, 需要我们制定统一的标准, 而云系统的标准化就是需要我们面对的挑战之一。再就是数据安全方面也存在很大的挑战, 在数据安全方面, 我们要确保信息不泄露、不丢失, 这就需要进一步提高系统的安全性。另外, 云系统性能的提高也是一大挑战, 在云技术服务器集群系统不断扩大的同时, 只有先提高系统的性能, 才能确保云技术的服务质量。
2 云计算的主要技术
2.1 虚拟化技术
云计算资源主要呈现动态化, 主要包括存储能力、计算能力等, 是一种虚拟化的服务模式, 虚拟化技术在云计算中发挥了重要作用。虚拟化技术依据对象而言, 可以分为计算虚拟化、存储虚拟化等, 其中计算虚拟化又可以分为多个方面。在虚拟的环境中, 云计算简化了软件的配置, 将多个资源整合在一起, 降低了投资成本, 有效的提高了云系统的性能。
2.2 集群技术
在云计算系统的运行过程中, 集群系统可以支撑云系统, 它主要包含了多台同构异构的计算机。集群技术主要是指分散计算资源的整合工作, 它能够在密切的协作下完成计算, 对解决计算机的可靠性问题非常有利。在云计算系统中, 计算是分布性的, 如果有一块出现错误, 其他模块就会受到影响, 所以说, 集群系统对于计算的准确度有着重要意义。
2.3 效用计算
效用计算主要是指依照用户的需求, 对资源进行计算的商业模型。云计算的运用为用户提供了多种资源计算, 效用计算不仅利用率高, 而且具有很高的灵活性。这种计算模式与其它的模式有很大的不同, 用户可以直接获取资源并进行实时计费, 服务效率高。
2.4 并行计算
并行计算是提高系统处理能力、计算速度的技术手段, 它主要是利用多种计算资源来解决问题的。并行计算是通过多个处理器来解决同一个问题, 并将问题分为了多个部分, 各部分由独立的处理机来进行计算。通过并行计算模式实现数据处理后, 结果会反馈给客户, 作为并行计算系统, 它既可以是若干独立计算机构成的集群, 也可以是具备多处理器的超级计算机。
除此之外, 云计算还包括分布式计算、网格计算等, 其中分布式结算需要将任务分为多个部分, 分别来进行计算, 然后将计算结果合并起来进行处理。这种计算模式不仅实现了计算负载平衡, 而且灵活性好。而网格计算与集群技术有着密切的联系, 但是, 与之不同的是, 网格计算功能性强大, 能够支持不同类型的计算集合, 为用户提供了很大的方便。
3 当前云计算应用领域的探讨
云技术的应用领域越来越广泛, 目前主要应用到了教育行业、医疗行业、金融机构等各个领域。云技术在企业运行的过程中, 要确保服务质量, 就要不断完善运行机制, 提高系统的性能。云技术在教学中的运用, 不仅实现了移动教学, 而且确保了数据安全, 有效的节约了教育资源, 给师生的交流提供了方便。在医疗领域, “云信息平台”的出现, 改变了以往系统分散为主体的应用模式, 对实现医疗行业信息资源共享提供了方便。
云技术在金融机构中的运用, 给企业带来了新的活力。目前, 中保、农行等都利用云技术构建了集成平台, 而在农村信用社中, 云技术也得到了很大的应用, 它的出现不仅节约了设备成本, 而且帮助企业解决了网络营销问题。云技术为农信提供了一个操作简单、实用性高的系统, 它实现了资源的集成, 确保了网络营销的顺利开展, 促进了信用社的发展。
就目前来说, 云计算的应用只是一部分, 仍然有很大的扩展空间。虽然如此, 云计算在应用方面也存在一定的问题, 例如数据安全问题、网络传输问题、用户使用问题等, 需要我们不断完善云系统, 运用有效的技术手段解决相关问题, 在确保服务质量的同时, 进一步扩大云计算的应用领域。
4 总结
云计算并非单纯的技术概念, 它属于一种全新的服务模式, 集合了虚拟化技术、分布式计算等多项高新技术, 具有安全可靠、效率高等优点, 能够为人们提供数据存储、科学计算等智能化的信息服务。虽然目前云技术有了很大的发展, 但是仍然存在着一些问题, 需要我们积极的采取各项措施, 优化云计算技术, 进一步拓展云技术的应用领域, 让它更好的为人们提供服务, 满足用户的高需求。
参考文献
[1]包雪清, 张文德.云计算的发展研究[J].情报探索.2011 (02) .
[2]苑亚钦.云计算概念及发展历程[J].科技信息.2011 (20) .
[3]李俊巍, 刘威.云计算:典型系统实例分析[J].科技与企业.2011 (08) .
关键词:云计算;应用;发展趋势
中图分类号:TP3 文献标识码:A 文章编号:1674-7712 (2012) 10-0069-01
一、引言
21世纪之初,云计算作为一种新概念开始在IT业界引起广泛关注,云计算是IT产业的第三次变革,仅仅几年时间云计算就产生了巨大的影响。几乎各行各业都在研究云计算的应用,越来越多的企业也相继进入云计算的产业中来,不断推进云计算市场的快速发展。
本文第二部分介绍了云计算的相关知识,第三部分介绍了目前云计算的应用。最后对云计算的未来进行了展望。
二、认识云计算
云计算的概念
通俗的说.云计算就是资料存储和服务应用的中心。它使计算分布在拥有庞大规模和计算能力的大量分布式计算机上,这些计算机集软件资源和硬件资源于一体,你只需要用本地计算机通过互联网发送一个需求信息,远端就会快速的将计算结果返回本地计算机。它的按需服务将使用云计算资源犹如使用水电煤气等资源一样,无论你身在何处,只需支付少量“租金”,即可进行下载和使用[2]。
三、目前云计算的应用
由于云计算的绝对优势,其在很多行业都得到了应用并且在不断深入。越来越多的企业也相继进入云计算的产业中来。云计算的应用方方面面,有大有小。首先,看看个人在日常生活中就可以接触到的云计算。
(一)生活中的云计算
电子邮箱:在使用的过程中,用户只需要指定发送的地址和内容。不需要知道邮件是怎么发送的,邮件存储在什么地方,并且使用不分时间与地点。
云音乐[4]:比如,多米云音乐可以将手机、电脑及多米音乐网站中“我的最爱”和“自定义”列表同步到服务器,或从服务器恢复到手机上,音乐列表永不丢失,更能使用多种终端同步收听。
(二)从服务模式的角度看云计算的应用
1.软件即服务(SaaS)
这种类型的云计算通过浏览器把软件提供给用户,用户只需要将终端连入互联网,即可随时随地使用软件。在这种模式下,服务提供商管理和维护软件的正常运行,用户只需要支付一定的租赁服务费便可使用相应的硬件、软件和维护服务。[2]
这类应用有很多,比如杀毒软件:电脑在安装杀毒软件后,虽然安全性得到了保障,但是电脑的速度却慢了下来。使用云计算杀毒软件,用户不必在电脑上安装杀毒软件,而是在线用“云”来杀毒[2]。
云计算ERP以及在线进销存系统等[9],使用这类服务用户只需上网登录,调用服务器端的软件就能实现相关功能。使用过程中,软硬件的管理与维护工作都是由服务提供商来完成。这类应用模式使得中小企业用户不必购买软硬件系统,而直接购买服务。这样企业可以减少信息化的成本,并且可以根据自己的经济形势,决定服务的增减。
2.平台即服务(PaaS)
这种形式的云计算把开发环境作为一种服务来提供。用户在厂商提供的设备上开发自己的应用程序并通过其服务器和互联网传递给其他客户。[2]
这类应用比如,谷歌推出的应用软件引擎:Google App Engine。使用Google App Engine,企业不再需要服务器,只需要上传应用程序,就可以立即为企业的用户提供服务。解决了企业管理各种设备的复杂性,让程序员可打造软件,但又不需担心未来若既有软硬件设施不够用时,还需另外重建的问题。
3.基础设施即服务(IaaS)
IaaS是把厂商提供的基础设施以服务的形式,作为计量服务提供给客户。这意味着,用户以付费的形式使用由厂商提供的计算资源、网络资源和存储资源组成的虚拟资源池。[2]
这类应用比如:GoogleMaps:手机或者电脑上并没有存储一张地图,但是当我们要了解交通路况时,只要按一个键,就可以找到我们所要找的地方。
IBM蓝云:“蓝云”解决方案是由IBM云计算中心开发的企业级云计算解决方案。IBM的“蓝云”计算平台是一套软、硬件平台,将Internet上使用的技术扩展到企业平台上,使得数据中心使用类似于互联网的计算环境。它使得企业可以构建自己的云计算中心。
四、云计算未来的发展
云计算已经真实的存在于人们的生活中,并在悄悄改变着人们的生活、工作方式。云计算是IT行业发展的必然趋势。最终人们会像使用水和电话那样使用云资源。
在云计算的时代,意味着移动便捷的终端设备。在云计算成熟的时代,人们只需要一个能连网的终端设备,便可以随心所欲的享受数据资源。软盘,硬盘等存储设备也不再需要,数据只要传入数据中心,便可以终身使用不同终端共享数据。这样人们也不再为数据丢失,中毒等事情忧心。
五、结论
作为一种新兴的技术,云计算在互联网市场中的应用已然崛起。云计算的诞生与应用会对我们的生活与工作产生翻天覆地的变化。目前,某些软件、平台和基础设施已经作为一种云服务出现,人们享受到了它们带来的方便快捷。在云计算成熟的时代,人们只需要一个能接入互联网的终端,便可以随时随地享受数据资源。
参考文献:
[1]林沛.探索云计算的应用与发展[J].中国新技术新产品,2010,7:35-36
[2]卢雅婷.云计算及其应用[J].科学时代,2011,11:297-298
[3]聂玲.浅谈云计算的应用与发展[J].计算机光盘软件与应用,2011,15:134-134
[4]John Doe.云计算将产生的影响[J].科学之友:上旬,2012,2:18
第一,商业智能化建设加强。经过多年运用,ERP系统中积累了大量行业数据,这些数据对于企业的经营决策和预测而言意义重大,促使ERP软件开始涵 盖了商业智能系统(Business Intelligence, BI)的功能。BI通过对ERP中留存的数据进行抽取、挖掘、管理、分析等,将数据转化成为对决策过程有重大意义的信息,帮助企业实现从数据到信息、从信 息到知识、从知识到利润的转化。第二,云计算不仅带来技术上的革新,也带来企业商业模式上的革新。云计算模式成为软件行业新的增长点,软件厂商、应用企业等均将云计算作为新的突破 和动力引擎。以大型生产企业为例,其首要关注点是如何巩固和维系在同行业中的优势竞争地位。在上下游企业间建立“私有云”既能利用云计算的技术先进性,又 能加强其对上下游企业的掌控,巩固其在产业链上的核心地位。“私有云”模式必然成为各大生产企业的首选。
第三,物联网的兴起,加强了互联互通的需求。首先,物联网对ERP的信息同步化要求提升,必须保证快速的信息传输速度、较高的信息质量。其次,网络 无缝化要求ERP软件在供应链管理上更加精进,进一步缩短企业备货时间、提高生产效率。再次,物联网下供应链信息含量提升,如何加速价值信息的共享和利用 成为ERP行业的新的发展机遇。
为应对以上发展趋势,ERP厂商陕西集思科技做已下策略的调整:
第一,加强云计算技术的运用推进和BI系统的研发,提升ERP软件的商业决策分析价值;
第二,改变传统的软件许可License销售模式。采取SaaS模式是云计算的关键因素之一,有利于企业形成长期稳定的收入;
第三,提升对兼并收购、国际化等企业发展趋势的理解。ERP的核心在于管理与技术的融合,随着外部环境推进,企业面临转型需求。ERP厂商只有跟上企业转型的步伐才能保证产品的价值。
第四,推出企业最佳ERP解决方案:采用EasyERP,企业客户通过互联网应用运行在服务器集群上的EasyERP实现全部业务集成、数据共享、流程控制,作为企业资源计划概念的真正载体ERP可以名正言顺地将CRM、HR、PDM、MRP、SCM子系统完全覆盖。帮助企业实现低成本、高效率利润的转化。
项目部:罗经理
2.1 云计算促进了大学科研资源的共享与管理
国内外很多重大实验项目的研究都依托于高等院校,一方面高校为实验的深入研究和发展提供源源不断的人才资源;另一方面很多项目的落实不仅仅是依靠单一的技术来支撑的,需要各个学科的交叉互补,系统的解决项目实施过程中遇到的问题。目前大学里各个学科的科研团队为了研究方便,往往各自建立实验室,出现了资源竖井,无法共享,无法统一调度管理的局面。
云计算技术的出现提供了一个虚拟化云平台,将各实验室的服务器及软件平台综合利用,分为多个可以按需分配、高可靠性的虚拟云服务器。不同的科研团队可以动态申请、动态使用不同的计算、存储资源,有效地做到资源共享,同时云管理系统也能有效的控制资源的创建、发放、回收,极大提高了资源利用率。因此,云计算技术应用到大学科研资源共享是大势所趋,必将对大学科研的信息化建设产生深远的影响和变革。
2.2 云计算提高了大学科研资源存储的安全性
随着计算机技术的普及,校园网内电脑的数据由于木马病毒的出现常受到丢失或损害的威胁,而杀毒软件的授权使用费对实验室来说也是一笔不小的开支,且其更新速度很难赶上病毒的更新速度。在大学科研领域,大部分实验项目都需要对其技术环节进行保密,然而由于公共资源有限,科研人员经常需要在实验室计算机和移动设备之间互拷文件、交叉使用,容易造成数据受损及不同步。因此,数据存储的安全性问题不容忽视,这些机密数据需要集中存储,统一管理,分级保护,而传统的管理体系很大程度上降低了团队的工作效率。
云计算发展现状
云计算从概念提出到落地,短短几年时间,迅速跃居最符合条件的的战略技术,是时代发展的必然趋势。毋庸置疑,云计算已经成为IT业的主旋律,无论是亚马逊,谷歌还是IBM、微软等IT巨头将“云”规划为未来的发展核心,到目前为止,这已经不再是空谈。
如何培养云计算人才
与之俱来的是云计算人才短缺的问题,相关云计算开发岗位的需求开始出现供不应求的局面,具有云计算开发背景的技术开发人员更是企业争抢的对象。我国云计算人才的现状是:专业人才培养严重不足,众多高校的云计算相关专业设置尚处在积极筹备之中,专业人才培养模式较为单一。为此,2012年阿里巴巴旗下阿里云计算与森纵教育联合提出,建立高校、企业和第三方培训机构为核心的云计算人才培养和输送体系。以云计算产业发展方向和市场需求为导向,注重创新和应用技能的培养,完善云计算人才培训体系。
阿里云万千云才-云计算人才保障计划
2012年11月,阿里云与森纵教育启动“万千云才”项目,主要针对在校大学生进行普及推广培训;针对大学应届毕业生的深度培训,为云计算产业培养可用人才。这是目前为止第一个具有云计算专业开发背景的公司作为支持,森纵教育作为第一个开设云计算课程的授权培训机构。阿里云计算是作为国内最早从事云计算开发平台,马云数据王国的缔造者。
云计算必然也将对军事领域产生重大影响[2]。在过去的几年中, 美军已经朝着云计算数据中心方向迁移了它的一些计算需求和应用。这种迁移的驱动因素主要包括:增强作战任务能力、降低数据中心成本的可能性、提升网络安全的可能性[3]。美军认为, 云计算数据中心已经展现出比现有数据中心类似或者更好的网络安全性、能力和成本优势。但是与传统网络相比, 云计算具有不同的能力、风险和安全问题, 它的成本和效益模型也与原来有所不同, 这些方面都值得我们深入研究和借鉴。
一、美军云计算应用的主要需求
1.1更符合军事需求的云计算模式
云计算的服务模式通常可划分为“公共云”和“私有云”:“公共云”是由商业公司经营管理数据中心, 军方通过网络获取云端资源和服务, 为了确保一定的安全性, 军方可以使用自己的定制软件;“私有云”则采用由军方独立使用的方式, 提供对数据、安全和服务质量的最有效控制。但对具体的军事应用而言, 这样的简单划分往往过于粗略, 难以进行精细的分析和取舍, 至少应该细致地考察以下几个特征, 将这些特征组合起来, 就形成了各种可能的云计算服务模式[1]:
1.2更可靠的网络安全性
就像所有计算机硬件和软件一样, 用于云计算的硬件和软件也可能存在被对手所利用的漏洞, 但是云计算具有独特的处理过程, 为提高安全性提供了有利条件。在云计算的处理过程中, 可以进行更细致的流量过滤和恶意软件扫描、用户使用模式监控、终端设备配置以及增强的系统运行管理, 这些都是提升安全性的良好基础。
把一个在役的军事应用迁移到云计算数据中心, 不意味着就随之提升了系统安全性, 尤其是对那些不太复杂的网络威胁更是如此, 许多风险只需要通过硬件和软件就可以有效控制。倘若云计算用于支持关键任务的军事应用, 网络安全性必须进行仔细的考察和评估。因此在进行国防云计算数据中心的采购计划中, 应当把提高云计算网络安全的技术纳入进来, 在目前正在实施的云计算实现中, 更需要强调网络安全措施。
1.3更有效的成本控制
将传统的计算模式向云计算迁移, 可以有效地降低系统的运行成本, 主要通过提升三个方面的效率达成:雇员使用效率、电力使用效率和计算处理效率。在传统的计算模式下, 通常数十到数百台服务器就需要一个专业人员管理, 而云计算数据中心的几千个服务器才需要一名专业人员。电力成本占据了数据中心运行成本的很大比例, 云计算数据中心可以放在电力相对便宜的地点来降低成本。最后, 通过虚拟化和增强的进程管理技术, 在云计算数据中心的服务器可以得到高效利用, 与传统的计算模式比较, 提升的利用效率可达五倍。
在实现云计算过程中, 增强网络安全性所花费的成本, 还需要进一步的研究。在制定向云计算数据中心迁移方案的时候, 应该将需要增配的安全硬件和软件纳入迁移和维持费用预算。
1.4更具伸缩性的数据中心
对美国军方来说尤其重要的是, 在实现云计算带来的能力提升、降低成本的同时, 还要找到降低风险的方法。数据仓库级别的数据中心具有计算能力强、运行成本地的优势, 但是它的规模太大, 容易暴露而成为攻击的目标。此外, 单一的、巨型的数据中心无法为美军提供全球作战所需要的有伸缩性的、低时延的数据传输。所以美军倾向于采取“分布建设、统一运行”的建设策略, 即设计、实施、部署一系列地理上分布的数据中心, 并作为一个大系统整体运行。对美军来说, 先建设几十个分布于美国各地和世界各地的一致化的云计算数据中心, 似乎是个切实可行的起点, 一系列模块化的数据中心可以为美军提供强大的、有伸缩性的计算能力。
使用嵌入式、模块化服务器的商业化数据中心, 可为美军提供廉价、快捷建立云计算基础设施的手段。军方可以把这些模块化的数据中心放置在物理安全的地方, 比如成本低廉、电力可靠和带宽充足的军事基地。这些模块化的数据中心可以采取“全程统一设计、批量采购”的方式建设, 采用标准化的最佳实践策略, 每年更新三分之一的非中心化的数据中心, 确保滚动发展。这样的设计还可以提供更好的灵活性, 计算基础设施能够方便地在不同的地理位置之间搬移。
1.5更便捷的任务部队计算资源支持
任务部队经常在降级条件下和缺乏数据链的情况下执行任务, 缺乏获得实时最新数据的能力, 即使具有强大的存储能力和丰富的带宽, 也因为条件降级而只能访问有限的数据。这时, 部署在终端附近的云计算数据资源就可以就近提供服务。这种安全的、模块化的云计算资源, 可为美军提供“转发-部署”数据和计算资源的能力, 以满足外出战斗人员的军事需求。
二、美军对云计算及安全性的评估与认识[2]
2.1云计算的意义与作用
云计算模式对军事应用具有革命性的新价值。最突出的好处包括:海量信息存储与高性能计算的能力;按需提供快速、灵活、伸缩性存储能力与计算能力;计量式服务, 军方只需为得到的服务付费;自助式启动与控制能力。
模块化数据中心能够快速形成云计算能力。这种方法能够为在役的云计算数据中心扩展更多的能力, 对现有能力进行更新和升级。
云计算服务能够扩展为数据中心计算服务。具有伸缩性的、数据仓库规模的云计算是一种崭新的能力, 而不是对原有计算技术的简单增强, 可以为美军提供重要的、新的能力。
2.2关于云计算的安全性
从本质上看, 云计算并不比其他分布式计算方法更加安全, 但是由于它的规模较大, 并且具有一致性特征, 因此便于推动整体的、统一的安全实践应用, 这就为提高安全性提供了有利条件。在云计算设施上能够开展大规模的网络监测、攻击数据分析、以及自动而持续的动态配置, 所以运作良好的云计算设施可以展现出比传统的数据中心更出色的安全防护水平。不过, 大型数据中心资源的中心化, 也面临更多的针对性攻击, 特别是关键节点更要经受全方位侵入式攻击的考验, 这一点与传统的中心化系统并无分别。
云计算的大规模特征便于进行数据包分析和日志数据分析, 因此扩展出查明事实真相和恶意行为实时检测的新能力。传统的区域中心安全模型中, 用户则拥有访问区域范围内所有数据的权利。
与此不同的是, 云计算管理的往往是容量巨大、种类繁多的数据集, 需要采用数据中心安全模型, 用户要获得处理数据的授权, 需要他们的安全凭证和标注在数据上的安全标记相匹配, 由此获得更小颗粒度的安全性控制。
没有适用于所有军事应用的云计算部署模式。但通常涉密度较高的、需要实时响应的军事应用, 应当部署为私有云模式, 或者保持传统的、非云计算的模式。将军事应用迁移到云计算数据中心的方案必须包括详尽的安全评估报告。在评估报告中, 要结合这个应用自身的特点、云计算数据中心和迁移过程三个方面综合分析, 来判断将应用迁移到云计算数据中心是否会提升安全性。
三、美军在提升云计算应用安全方面的发展趋势[�]
3.1加强云计算基础设施建设
一是对高密级、实时实时性军事应用采用私有云计算模式, 以确保提供强大安全防护措施。尤其是对那些需要云计算来提供灵活性、伸缩性和海量数据集成与分析的应用, 应该考虑基于云计算的解决方案。这样的应用例子包括:大数据分析和全源情报集成;通过情报、监视侦察获取的数据的处理、利用与分发;大规模建模与仿真;公开来源数据的收集、存储与评估;以及高级决策支持系统。
二是与提供服务的国防服务商密切协作, 共同建立互联互通、模块化的云计算数据中心, 并安置在诸如军事基地这样的安全地点。在军队内部建立大规模的私有社区云, 将大力提升计算和存储的伸缩能力, 以及在降级情况下的作战能力。美军应当密切关注军事计算需求, 既要立足当下, 又要着眼未来, 以此指导未来云计算的建设发展。
三是建立异地分布的、模块化的数据中心, 以独立的、大型化、分布式的方式进行建设管理, 以降低大型数据中心成为攻击目标的可能性。这种设计应当包括一个分布式数据中心架构, 允许从多个服务和代理访问。通过一体化建设、一体化运营与一体化维护, 将能够有效降低建设费用。这些模块化的数据中心应当建立在军事基地内, 以提供良好的物理安全性。位置选择也应该考虑可靠电力的成本与利用率因素, 增强共享的网络安全事件响应和快速取证能力。
四是建立明确的军方云计算安全授权机制。建立安全授权机制的目标是降低云失效的可能性。一些可能的授权机制包括:监管军方操作系统的安全管理系统, 应当具有有效的加密、取证和强制虚拟机隔离的能力;静态数据应当以加密形式存储, 密钥使用硬件证物保护, 比如可信平台模块;在通信线路上传输的数据应当加密, 密钥使用诸如可信平台模块的硬件进行保护;对云计算系统的访问需要多因素认证。
五是建立一个中央资料库, 用于完整记录云计算迁移和维护的成本, 提供可推广的最佳实践方案。由于通过云计算节约成本的方式因具体案例而有所不同, 所以需要一个中央资料库记载云计算的建设历程。这个资料库的目标是提高对以下内容的理解:在转换到云计算之前的系统成本、迁移成本和维护成本;云计算架构带来的功能增强;云计算安全的最佳实践;围绕服务许可协议引发的问题;可用性和可靠性的度量。
六是加大信息安全技术研发的投资力度。为了最有力地推动军方云计算技术的最新发展, 在以下领域持续投入研发活动:云计算数据中心的高效运营、云计算安全、安全而简洁的管理系统、微虚拟化、可信计算技术、同态计算以及云端态势感知软件。
3.2对改进完善云计算实现的建议
一是建立简单、快捷的信息技术基础设施采购机制。对包括云计算软件和硬件的所有信息技术, 应当力争建立一种简单易行、基于能力的采购渠道, 并遵循严格和明确的安全要求, 尽快建立和实现能够简化云计算的硬件和软件获取的快速认证与鉴定机制。
二是为私有云计算和公共云计算建立标准化的服务水平协议。需要纳入服务水平协议的关键要素包括:可用性、认证与授权方法、数据处理与存储定位、软件与数据备份方法、网络攻击事件通知、必要的雇员背景审查、软件与数据的关键属性, 认证和授权的方法, 数据处理和存储位置, 软件和数据部署、风险披露要求, 以及应急预案。国防服务商在所有这些方面的透明度, 将有助于建立高级别的云计算安全水准。
三是参与国家和国际云计算标准和最佳实践的公共开发工作。这样做的目的在于向商业部门和开源开发者告知军方云计算所需要的灵活性和可审计性。
3.3通过云计算提升在降级条件下的作战能力
一是针对降级信息基础设施制定统一的作战训练方法。在作战训练中, 必须包含降级作战的训练科目, 而不是在训练中举起一个白色卡片来表示网络事件。应当对高等级网络安全威胁进行针对性训练, 包括逐步升级的威胁, 以及处于不利地位的通信和数据链主要功能损失等作战背景想定。在降级云计算基础设施背景下的作战训练中, 应当建立强化的红军和蓝军, 参训者应当展现出快速发现能力和提出有效的后备方案的能力。
二是为降级的信息基础设施作战行动建立行之有效的后备计划。计划内容包括:实现富客户端和数据的转发缓存, 以及数据网络、处理系统和存储的后备。每个部队都应当为降级网络建立作战行动应急方案, 比如:为转发和窄带客户使用局域网络链接, 为态势感知与预警提供模拟通信链路。
四、结束语
云计算具有超强的计算能力、高可靠性、高拓展性和良好的经济性等优势, 在军事领域具有广阔的发展前景。美军早已开始了云计算在军事领域的应用研究, 并特别重视云计算安全性的研究与实践, 我们应当未雨绸缪、加快军用云计算的安全性标准的制定和基础设施建设, 推进军队信息化建设向实战化目标迈进。
参考文献
[1]刘一.基于云计算的军事信息云设计与实现[J].信息技术, 2013 (5) :177-184
[2]The Chertoff Group.Security and Cost in the Pentagon’s Cloud[EB/OL].[2014-3-12].http://safegov.org/2013/3/11/security-and-cost-in-the-pentagon%E2%80%99s-cloud
【关键词】云计算,信息化
【中图分类号】 C29【文献标识码】A【文章编号】1672-5158(2013)07-0193-01
1、制造业企业对云技术的需求
现阶段大部分制造业企业已经有成熟的信息化应用系统,但是随着企业快速发展,大型化、基地化和一体化产业对企业生产和经营管理者又提出了新的要求。要求进一步优化企业资源配置和有效利用现有资产,找出信息化管理“瓶颈”和实时优化生产方案,进一步提高企业管理效率,堵塞管理漏洞以及增强企业市场反应的敏捷度。企业为支撑业务管控设计实施了庞大的信息系统和硬件设备,但是由于业务在不断变化,信息系统也在随着变化,这就对硬件平台提出了更高的要求,企业IT基础架构正面临着巨大挑战。原有硬件部署已经不能满足大量和不断变化的信息管理系统。具体对硬件平台需求变化体现如下:
1.1 各个大型制造业企业新一轮信息化规划陆续开始,信息化建设需求集中释放,企业IT基础架构正在向资源共享方向发展。传统信息系统建设以项目或系统为单元独立建设,形成“烟囱式”架构,系统资源相互隔离,无法充分共享。
1.2 随着企业发展,跨区域、跨业务现象陆续加大,在企业后续信息化项目投资、系统管理、运行维护、持续改善等方面存在诸多困难。难以适应企业随需而变的业务需求,且IT固定资产归属与管理相互牵制和羁绊,不利于长远发展。
1.3 有些大型制造业企业管控和共享系统采用“存储为中心”的设计理念,运用虚拟化技术,实现系统资源和应用系统的集中共享,但这些共享还存在一定的局限。
1.4 各子公司独立投资、建设和使用信息系统,采用传统IT架构,基础设施和应用系统无法实现更大范围的共享和利用。
1.5 随着企业的高速发展,IT采购模式也发生了巨大变化。以往根据项目需求采购设备、部署基础架构的方法,已经不能满足企业业务变化的要求,新的采购模式应该以有规划的、整体的基础架构升级来适应不断增加的新应用,提高对业务支撑的灵活性。
因此,企业需要换一种全新的硬件架构思路,从业务角度来考虑IT基础架构。“云计算”的出现使信息技术行业发生重大变革,也为应对数据中心面临的上述需求提供了解决方法。
2、制造业企业云计算建设构想
企业需要制定合理的云计算实施原则:统一规划、集中建设、分步实施。实施云计算需要对原有应用系统部署标准访问模式如SOA架构的ESB形式进行改造和迁移,之后才可能通过云计算平台PaaS访问规范为IaaS的相应资源。根据笔者实施云计算实践经验,建议实施步骤如下:
第一步(起步期):控制孤立系统的规模,是IT设备物理集中、IT资源统一分配。控制信息系统分散建设
* 对于原有分散系统,以云计算服务机房为中心逐步实现设备物理集中;
* 对集中设备进行集约化管理,系统资源实施虚拟化;
* 根据业务系统实际使用需求,重新分配虚拟化资源。
第二步(过渡期): 新建系统提供PaaS服务,迁移系统提供IaaS服务。
* 建设云管理平台,对云计算中心内部运作进行集中管控;
* 为新建系统提供PaaS服务,即系统运行环境和开发测试环境(基础软、硬件资源及集成服务);
* 为迁移系统提供IaaS服务,即基础硬件资源(主机、存储、网络);
* 选择典型应用试点SaaS服务,包括:技术层面尝试使用云技术开发SaaS应用;商务方面对传统应用试点以SaaS服务进行收费。
第三步(发展期):提供SaaS、PaaS为主的云服务,完善运营流程、扩大服务规模。
* 为标准化应用提供SaaS服务;为传统专用系统提供PaaS服务;对少量特殊个性化需求系统提供IaaS服务。
* 完善云计算中心管理流程和收费模式,提供多样化服务目录供用户选择
* 形成核心云计算服务能力(咨询规划、技术储备、管理经验、人员队伍,等)
* 扩大云计算中心规模,建设第2、第3个数据中心。企业内部实现中心间互备,对外可向社会提供云服务。
3、云计算建设后的预期效果分析
3.1 使企业信息化模式创新,随业务需求而变。云计算改变了信息系统建设的传统模式,从对固定资产的投入转变为运营投入,减少期初投资,促进IT财务预算的透明度。另外,按需付费、即买即用,也降低企业总体拥有成本,减少财务风险。
3.2 支撑企业管理变革,提升企业整体竞争力 。利用云计算弹性伸缩、快速部署的特点,可充分应对外部市场环境变化而对信息系统需求的变化,满足公司新建、并购等业务扩张的需求。同时,可带来管理变革和流程创新,提升企业竞争力。
3.3 有效提高企业IT资产,充分利用IT 资源效率。通过专业公司运用云计算技术,对信息系统资源进行集中建设、管理和运维,最终以不同层级、不同内涵的IT服务提供出来。企业在享受更高质量服务的同时,也提高信息资源利用率和资产效率。
3.4 绿色节能,降本增效。云计算对IT资源的集中和整合使用可以减少设备规模、及时关闭空闲资源,有效降低能源消耗,实现绿色IT,落实国家节能减排政策。
4、云计算建设的风险
4.1 管理与协同风险。云计算使原有体系和流程不再完全适用,部分信息化管理职责转移到云计算服务商,存在集团、各子公司以及与服务商之间协同的风险。
4.2 财务风险。云计算建设期初投资较大,预期收益不确定,投资回报周期受宝钢信息化建设和市场环境等因素影响较大。
4.3 标准与技术风险。云计算尚未形成行业标准和规范,也没有一家厂商能提供完整的云计算解决方案,各IT厂商更多出于销售自身产品为目的,具有较大局限性。
IBM的“蓝云”计算平台是一套软、硬件平台,将Internet上使用的技术扩展到企业平台上,使得数据中心使用类似于互联网的计算环境。“蓝云”大量使用了IBM先进的大规模计算技术,结合了IBM自身的软、硬件系统以及服务技术,支持开放标准与开放源代码软件。“蓝云”基于IBM Almaden研究中心的云基础架构,采用了Xen和PowerVM虚拟化软件,Linux操作系统映像以及Hadoop软件(Google File System以及MapReduce的开源实现)。IBM已经正式推出了基于x86芯片服务器系统的“蓝云”产品。
“蓝云”计算平台由一个数据中心、IBM Tivoli部署管理软件(Tivoli provisioning manager)、IBMTivoli监控软件(IBM Tivoli monitoring)、IBM WebSphere应用服务器、IBM DB2数据库以及一些开源信息处理软件和开源虚拟化软件共同组成。“蓝云”的硬件平台环境与一般的x86服务器集群类似,使用刀片的方式增加了计算密度。“蓝云”软件平台的特点主要体现在虚拟机以及对于大规模数据处理软件Apache Hadoop的使用上。Hadoop是开源版本的Google File System软件和MapReduce编程规范。
“蓝云”计算平台中的虚拟化技术:“蓝云”软件的一个重要特点是虚拟化技术的使用。虚拟化的方式在“蓝云”中有两个级别,一个是在硬件级别上实现虚拟化,另一个是通过开源软件实现虚拟化。硬件级别的虚拟化可以使用IBM P系列的服务器,获得硬件的逻辑分区LPAR(logic partition)。逻辑分区的CPU资源能够通过IBM Enterprise Workload Manager来管理。通过这样的方式加上在实际使用过程中的资源分配策略,能够使相应的资源合理地分配到各个逻辑分区。P系列系统的逻辑分区最小粒度是1/10颗中央处理器(CPU)。Xen则是软件级别上的虚拟化,能够在Linux基础上运行另外一个操作系统。
虚拟机是一类特殊的软件,能够完全模拟硬件的执行,运行不经修改的完整的操作系统,保留了一整套运行环境语义。通过虚拟机的方式。在云计算平台上获得如下一些优点:
(1)云计算的管理平台能够动态地将计算平台定位到所需要的物理节点上,而无须停止运行在虚拟机平台上的应用程序,进程迁移方法更加灵活;(2)降低集群电能消耗,将多个负载不是很重的虚拟机计算节点合并到同一个物理节点上,从而能够关闭空闲的物理节点,达到节约电能的目的;(3)通过虚拟机在不同物理节点上的动态迁移,迁移了整体的虚拟运行环境,能够获得与应用无关的负载平衡性能;(4)在部署上也更加灵活,即可以将虚拟机直接部署到物理计算平台上,而虚拟机本身就包括了相应的操作系统以及相应的应用软件,直接将大量的虚拟机映像复制到对应的物理节点即可。
“蓝云”计算平台中的存储体系结构:“蓝云”计算平台中的存储体系结构对于云计算来说也是非常重要的,无论是操作系统、服务程序还是用户的应用程序的数据都保存在存储体系中。“蓝云”存储体系结构包含类似于Google File System的集群文件系统以及基于块设备方式的存储区域网络SAN。
在设计云计算平台的存储体系结构时,不仅仅是需要考虑存储容最的问题。实际上,随着硬盘容量的不断扩充以及硬盘价格的不断下降。可以通过组合多个磁盘获得很大的磁盘容量。相对于磁盘的容量,在云计算平台的存储中,磁盘数据的读写速度是一个更重要的问题,因此需要对多个磁盘进行同时读写。这种方式要求将数据分配到多个节点的多个磁盘当中。为达到这一目的,存储技术有两个选择,一个是使用类似于Google File System的集群文件系统。另一个是基于块设备的存储区域网络SAN系统。
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