【摘 要】随着計算機硬件的發展和用戶需求的增加，如何實現計算資源的按需和彈性分配，成為當前計算機應用領域需要解決的重要問題之一，雲計算的出現為解決上述問題提供了方法。本文對雲計算的概念進行了介紹，闡述了雲計算的服務形式和應用場景，并對雲計算的發展和挑戰進行了分析。

随着個人計算機（PC）硬件的發展，PC機性能越來越高，已基本能夠滿足人們日常使用需求，但面對時多時少、時高時低的計算資源需求，用戶不得不按照最高需求購置PC機，造成了嚴重的資源浪費的同時，也增加了用戶的使用成本。如何實現計算資源的按需和彈性分配，是當前計算機應用領域需要解決的重要問題之一。

一、雲計算概述

1.1 雲計算的概念

雲計算是并行處理、分布式處理和網格計算的發展和延伸，與上述三個名詞不同，雲計算并不是一項全新的計算機技術，而更像是一種新的商業模式。

雲計算在計算機網絡和分布式計算模式的基礎上，将計算資源分散在大量的遠程分布式計算機上，而非本地計算機或服務器上，這樣用戶能夠像使用電和水一樣，按需使用計算和存儲資源。依靠雲計算模式，用戶隻需要筆記本、手機甚至可以聯網的顯示設備，就可以通過網絡獲取到我們需要的一切資源，甚至是大規模超級四算能力。從這個點看，用戶才是雲計算的真正擁有者。

1.2 雲計算的主要技術

1.2.1虛拟化技術

虛拟化技術能夠将一台物理服務器按需劃分成多個虛拟服務器，虛拟化技術是雲計算的基礎和核心，它能夠提高服務器的利用率，同時降低投資成本。

1.2.2分布式計算

分布式計算具有極高的靈活性，可以将大規模的計算任務分割成多塊後分别計算，再将結果合并後反饋給用戶。

1.2.3效用計算

效用計算是雲計算商業模式運行的基礎，他根據用戶申請使用的雲計算資源進行計費。

1.2.4集群技術

集群技術與虛拟化技術的目标相關，其目标是将多個物理服務器整合起來，共同完成單個計算機無法完成的高性能計算或大規模存儲等問題。

二、雲計算的優勢及應用

2.1 雲計算的優勢

雲計算的創新概念和先進技術，為其帶來了很多優點：

（1）規模超大：雲計算中心一般擁有幾十萬台乃至上百萬台服務器，能夠賦予用戶前所未有的計算能力。

（2）可靠性高：雲計算使用了數據多副本容錯、虛拟機在線遷移等技術保證了服務的高可靠性，所以雲計算比本地PC機更加可靠。

（3）通用性強：雲計算不是專門針對某一領域或專業的，使用雲計算可以搭建不用的應用，也可以支持不用應用的同時運行。

（4）伸縮靈活：雲計算借助虛拟化技術，可以實現規模的動态伸縮。

（5）按需服務：雲計算平台提供了巨大的資源池，用戶像使用自來水、電和煤氣一樣使用雲計算資源，按需使用，按需收費。

（6）極其廉價：雲計算通過自動化管理、大模部署等手段，極大地降低了運行成本，且雲計算中心一般建立在水資源和電力資源相對豐富的區域，能夠進一步降低能源成本消耗。

2.2 雲計算的服務形式和典型應用

（1）軟件即服務（SaaS）

SaaS服務商通過雲環境向用戶提供軟件服務，用戶根據個人使用需求進行租用，服務商根據時間、流量等因素向用戶收取一定的費用。

SaaS的優勢在于用戶不需要自己出錢購買軟件和使用權，隻需要通過浏覽器就可以直接使用我們需要的任何軟件，用戶租用軟件的費用也相當低廉，這樣就為用戶節省了大量的資金成本。通過互聯網享受到相應的硬件、軟件和維護服務，這是網絡應用最具效益的營運模式，也是小型企業和創業初期最佳的軟件使用模式。

典型的以企業資源管理軟件ERP為例，ERP軟件的設計、實施和維護費用相對都比較昂貴，基于SaaS模式的ERP軟件可以讓用戶根據需求定制軟件模塊，而且最終收費也不需要包含軟件使用許可費和硬件設施采購費，隻需要根據雲服務提供商的收費策略支付低廉的費用即可，同時還免除了企業IT維護部門的人員成本，是真正按照服務收費的ERP産品。

（2）平台即服務（PaaS）

PaaS平台是将開發環境作為服務提供給用戶的服務方式，服務提供商提供了開發環境、服務器平台和硬件資源，用戶在平台上開發自己的應用程序，并通過網絡将其傳遞給其他用戶。

PaaS平台不僅僅隻提供了一個平台，還提供了很多封裝好的服務接口和中間件，可以大幅度降低用戶開發的門檻和難度，比較好的PaaS平台甚至能夠幫助用戶對應用程序進行測試，确保用戶應用程序質量，這樣應用程序的開發周期和開發效率要遠遠高于本地化開發。

Google App Engine是PaaS的代表産品，他是一個由python應用服務器群、Big Table數據庫及GFS組成的平台，為開發者提供了服務器和開發平台，用戶編寫的應用程序可以直接在Google平台上運行和發布，可直接為使用互聯網的其他用戶提供服務，而Google平台将對該應用程序的運行和維護負責。

（3）基礎設施服務（IaaS）

IaaS是為用戶提供了計算機基礎設施，并将這些基礎設施作為商品租賃給用戶使用，它将多台服務器的内存、I/O設備、存儲和計算能力整合成一個大的資源池，并按照用戶需要對其進行配置和切分，用戶為自己要求的基礎設施配置付錢，且可随時增減基礎設施的運行能力。IaaS的優點是用戶按需租用相應計算能力和存儲能力，大大降低了用戶在硬件上的開銷。

Amazon Web服務（AWS）， IBM的Blue Cloud等均是将基礎設施作為服務出租的典型代表。

2.3 雲計算的應用擴展

除了上述典型應用外，雲計算還有兩個重要的擴展領域：

（1）雲存儲

雲存儲是将個人或企業用戶儲存信息所需要的硬盤空間上移至雲端，用戶本地不需要任何存儲空間，其主要面向以數據、資料等存儲業務為主的企業或用戶。

雲存儲的核心是通過雲來實現存儲設備向存儲服務的轉變。與傳統的存儲方式相比，雲存儲不僅隻提供了硬件資源，而是網絡、存儲、服務、應用等多個部分組成的複雜系統，這些部分圍繞存儲為核心，通過網絡和應用實現數據的訪問。

（2）雲安全

雲安全是雲計算的另一個應用分支，已經在病毒控制領域取得了廣泛的應用和成功。雲安全通過網狀的大量客戶端對網絡中軟件行為的異常監測，能夠獲取到各類病毒、木馬和惡意程序的最新信息，經過雲安全的分析和處理，将解決策略通過雲網絡發送到各客戶端，這樣就保證了每個客戶端可以享受最新、最安全的安全策略，也為用戶提供了最高等級的安全服務。

三、雲計算的未來發展

雲計算在我國起步較晚，目前還主要面向個人和中小企業用戶提供服務，與國外對比還有比較大的差距，但是在包括以IBM、EMC、Intel等為代表的跨國設備制造商，上海、北京、天津等為代表的地方政府，以新浪、騰訊、阿裡巴巴為代表的國内互聯網企業，以中國移動、中國電信為代表的傳統電信運營商的共同推動下，雲計算在我國的發展勢頭比較迅速，無論是在國内還是在與國外合作方面都取得了一些階段性的成果。

雖然雲計算發展迅速，但是仍面臨着許多不成熟的挑戰：在國内而言，寬帶網絡建設需要加快，數據中心發展水平有待提高，IT從産品到服務的過渡遠未到位，用戶市場仍需培育。在全球範圍内，雲系統的标準化、數據遠程管理的安全性和傳統企業管理模式的不适應性都在嚴重制約着雲計算的發展和進步，也給雲計算的未來發展帶來了很大的挑戰。

四、總計

雲計算的出現為計算式應用帶來了一場革命性變革，他的新模式、新技術、新趨勢正逐漸成為計算機技術發展的熱點和焦點，雖然雲計算的發展仍面臨着許多的問題和挑戰，但其巨大的、不可取代的優勢讓我們相信，未來的雲計算将進一步進入我們的生活和工作，甚至成為未來最基礎的應用技術之一。

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