大规模分布式计算技术即为“云计算”的概念起源，云计算时代，可以抛弃U盘等移动设备，只需要进入GoogleDocs页面，新建文档，编辑内容，然后，直接将文档的URL分享给你的朋友或者上司，他可以直接打开浏览器访问URL。我们再也不用担心因PC硬盘的损坏而发生资料丢失事件。

一、云计算的概念

云计算概念是由Google提出的，这是一个美丽的网络应用模式。狭义云计算是指IT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；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。这种服务可以是IT和软件、互联网相关的，也可以是任 意其他的服务，它具有超大规模、虚拟化、可靠安全等独特功效。

1、狭义云计算

提供资源的网络被称为“云”。“云”中的资源在使用者看来是可以无限扩展的，并且可以随时获取，按需使用，随时扩展，按使用付费。这种特性经常被称为像水电一样使用IT基础设施。

2、广义云计算

这种服务可以是IT和软件、互联网相关的，也可以是任意其他的服务。这种资源池称为“云”。“云”是一些可以自我维护和管理的虚拟计算资源，通常为一些大型服务器集群，包括计算服务器、存储服务器、宽带资源等等。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。这使得应用提供者无需为繁琐的细节而烦恼，能够更加专注于自己的业务，有利于创新和降低成本。

有人打了个比方：这就好比是从古老的单台发电机模式转向了电厂集中供电的模式。它意味着计算能力也可以作为一种商品进行流通，就像煤气、水电一样，取用方便，费用低廉。最大的不同在于，它是通过互联网进行传输的。

云计算是并行计算(Parallel Computing)、分布式计算(DistributedComputing)和网格计算(Grid Computing)的发展，或者说是这些计算机科学概念的商业实现。云计算是虚拟化(Virtualization)、效用计算(Utility Computing)、IaaS(基础设施即服务)、PaaS(平台即服务)、SaaS(软件即服务)等概念混合演进并跃升的结果。

总的来说，云计算可以算作是网格计算的一个商业演化版。早在2002年，我国刘鹏教授就针对传统网格计算思路存在不实用问题，提出计算池的概念：“把分散在各地的高性能计算机用高速网络连接起来，用专门设计的中间件软件有机地粘合在一起，以Web界面 接受各地科学工作者提出的计算请求，并将之分配到合适的结点上运行。

计算池能大大提高资源的服务质量和利用率，同时避免跨结点划分应用程序所带来的低效性和复杂性，能够在目前条件下达到实用化要求。”如果将文中的“高性能计算机”换成“服务器集群”，将“科学工作者”换成“商业用户”，就与当前的云计算非常接近了。

二、云计算的演化

云计算主要经历了四个阶段才发展到现在这样比较成熟的水平，这四个阶段依次是电厂模式、效用计算、网格计算和云计算。

1、电厂模式阶段

电厂模式就好比是利用电厂的规模效应，来降低电力的价格，并让用户使用起来更方便，且无需维护和购买任何发电设备。

2、效用计算阶段

在1960年左右，当时计算设备的价格是非常高昂的，远非普通企业、学校和机构所能承受，所以很多人产生了共享计算资源的想法。1961年，人工智能之父麦肯锡在一次会议上提出了“效用计算”这个概念，其核心借鉴了电厂模式，具体目标是整合分散在各地的服务器、存储系统以及应用程序来共享给多个用户，让用户能够像把灯泡插入灯座一样来使用计算机资源，并且根据其所使用的量来付费。但由于当时整个IT产业还处于发展初期，很多强大的技术还未诞生，比如互联网等，所以虽然这个想法一直为人称道，但是总体而言“叫好不叫座”。

3、网格计算阶段

网格计算研究如何把一个需要非常巨大的计算能力才能解决的问题分成许多小的部分，然后把这些部分分配给许多低性能的计算机来处理，最后把这些计算结果综合起来攻克大问题。可惜的是，由于网格计算在商业模式、技术和安全性方面的不足，使得其并没有在工程界和商业界取得预期的成功。

4、云计算阶段

云计算的核心与效用计算和网格计算非常类似，也是希望IT技术能像使用电力那样方便，并且成本低廉。但与效用计算和网格计算不同的是，2014年在需求方面已经有了一定的规模，同时在技术方面也已经基本成熟了。

三、云计算的影响

云计算成为继水、电、气和通信之后的第5个公用平台。

1、云计算是对IT商业模式的革命　　

PaaS和SaaS颠覆了传统的软件开发、使用和提供模式，IaaS变革了传统计算、存储的提供模式。IaaS降低了服务器、计算和存储资源能力获取的门槛，而PaaS降低了开发者部署应用的门槛，SaaS则降低了用户使用软件的门槛。它们都将对未来IT格局产生巨大的变革，改变人们获得IT的方式，以新的盈利模式运营IT。

2、云计算导致用户使用行为和生活的巨大改变

云计算提供按需服务，以服务的形式提供IT，使得用户可以像使用水电一样使用计算和存储；同时按使用计费。对于用户来说，既能保持服务能力和质量，同时还可以根据自身需求调整使用模式，节约成本。特别是对于中小企业，云计算直接让他们具备与大公司同台竞技的IT能力，带来的是革命性的消费模式，形成新的使用习惯。

专家表示，以云计算为代表的新型计算机模式未来将成为主流，企业购买软件方式也将发生巨大变化，从开发、购买软件产品、寻找系统集成商、外包，到向购买服务转变。也就是说，随着云计算服务提供的多样化，像用水、用电一样方便地享受云计算便利的大众时代，已为时不远。

云计算对于用户来说本质上是一种新型的IT商业模式，即人们获取软件、服务器、应用平台的方式发生了变化，颠覆了用户的使用习惯和理念，因此其被广泛接受需要一个长期的过程。

云计算提供了最可靠、最安全的数据存储中心，用户不用再担心数据丢失、病毒入侵等麻烦。因为在“云”的另一端，有全世界最专业的团队来帮你管理信息，有全世界最先进的数据中心来帮你保存数据。同时，严格的权限管理策略可以帮助你放心地与你指定的人共享数据。这样，你不用花钱就可以享受到最好、最安全的服务，甚至比在银行里存钱还方便。

云计算对用户端的设备要求最低，使用起来也最方便。你只要有一台可以上网的电脑，有一个你喜欢的浏览器，你要做的就是在浏览器中键入URL，然后尽情享受云计算带给你的无限乐趣。因为在“云”的另一端，有专业的 IT 人员帮你维护硬件，帮你安装和升级软件，帮你防范病毒和各类网络攻击，帮你做你以前在个人电脑上所做的一切。

云计算可以轻松实现不同设备间的数据与应用共享。在云计算的网络应用模式中，数据只有一份，保存在“云”的另一端，你的所有电子设备只需要连接互联网，就可以同时访问和使用同一份数据。

云计算为我们使用网络提供了几乎无限多的可能。人电脑或其他电子设备不可能提供无限量的存储空间和计算能力，但在“云”的另一端，由数千台、数万台甚至更多服务器组成的庞大的集群却可以轻易地做到这一点。个人和单个设备的能力是有限的，但云计算的潜力却几乎是无限的。

3、PC终端

“瘦”终端是云计算终端的显著特征。在云计算应用环境下，大部分计算在虚拟的云中完成，用户只需使用具有一般处理能力的终端设备就能享受云计算服务。云计算解放了终端设备的计算能力，使其朝向具有普通计算能力一般的“瘦”终端方向发展。以手机为代表的移动终端在云计算模式下将得到广泛的应用。手机等处理能力虽然不强，但云计算将计算能力集中到了云端，使得移动终端便携性与运算能力的矛盾得到了缓解。随着3G时代的到来，移动网络的传输速度将得到极大的提升并能够支撑基本的移动云计算。利用云端的高速处理能力，即使移动终端本身性能不高，但只要能够与云进行输入输出的数据交换，便能够得到理想使用效果。因此，手机与PC融合的趋势将进一步加强，典型的代表是智能手机。

四、云计算的工作原理

在典型的云计算模式中，用户通过终端接入网络，向“云”提出需求；“云”接受请求后组织资源，通过网络为“端”提供服务。用户终端的功能可以大大简化，诸多复杂的计算与处理过程都将转移到终端背后的“云”上去完成。

用户所需的应用程序并不需要运行在用户的个人电脑、手机等终端设备上，而是运行在互联网的大规模服务器集群中；用户所处理的数据也无需存储在本地，而是保存在互联网上的数据中心里。

提供云计算服务的企业负责这些数据中心和服务器正常运转的管理和维护，并保证为用户提供足够强的计算能力和足够大的存储空间。在任何时间和任何地点，用户只要能够连接至互联网，就可以访问云，实现随需随用。

五、云计算具有以下特点

云计算是通过使计算分布在大量的分布式计算机上，而非本地计算机或远程服务器中，企业数据中心的运行将与互联网更相似。这使得企业能够将资源切换到需要的应用上，根据需求访问计算机和存储系统。

好比是从古老的单台发电机模式转向了电厂集中供电的模式。它意味着计算能力也可以作为一种商品进行流通，就像煤气、水电一样，取用方便，费用低廉。最大的不同在于，它是通过互联网进行传输的。被普遍接受的云计算特点如下：

1) 超大规模

“云”具有相当的规模，Google云计算已经拥有100多万台服务器， Amazon、IBM、微软、Yahoo等的“云”均拥有几十万台服务器。企业私有云一般拥有数百上千台服务器。“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意位置、使用各种终端获取应用服务。所请求的资源来自“云”，而不是固定的有形的实体。应用在“云”中某处运行，但实际上用户无需了解、也不用担心应用运行的具体位置。

3) 高可靠性

“云”使用了数据多副本容错、计算节点同构可互换等措施来保障服务的高可靠性，使用云计算比使用本地计算机可靠。

4) 通用性

云计算不针对特定的应用，在“云”的支撑下可以构造出千变万化的应用，同一个“云”可以同时支撑不同的应用运行。

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要。

6) 按需服务

“云”是一个庞大的资源池，你按需购买；云可以像自来水，电，煤气那样计费。

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，“云”的通用性使资源的利用率较之传统系统大幅提升，因此用户可以充分享受“云”的低成本优势，经常只要花费几百美元、几天时间就能完成以前需要数万美元、数月时间才能完成的任务。

云计算可以彻底改变人们未来的生活，但同时也要重视环境问题，这样才能真正为人类进步做贡献,而不是简单的技术提升。

8）环保

通过虚拟化、效用计算等技术，云计算大大的提高了硬件的利用率，并可以均衡不同物理服务服务器的计算负载，减少能源浪费。

9）潜在的危险性

云计算服务除了提供计算服务外，还必然提供了存储服务。但是云计算服务当前垄断在私人机构（企业）手中，而他们仅仅能够提供商业信用。对于政府机构、商业机构（特别象银行这样持有敏感数据的商业机构）对于选择云计算服务应保持足够的警惕。

一旦商业用户大规模使用私人机构提供的云计算服务，无论其技术优势有多强，都不可避免地让这些私人机构以“数据（信息）”的重要性挟制整个社会。对于信息社会而言，“信息”是至关重要的。另一方面，云计算中的数据对于数据所有者以外的其他用户云计算用户是保密的，但是对于提供云计算的商业机构而言确实毫无秘密可言。这就象常人不能监听别人的电话，但是在电讯公司内部，他们可以随时监听任何电话。

所有这些潜在的危险，是商业机构和政府机构选择云计算服务、特别是国外机构提供的云计算服务时，不得不考虑的一个重要的前提。

六、云计算的服务形式和技术

1、云计算的服务形式

云计算可以认为包括以下几个层次的服务：基础设施即服务（IaaS），平台即服务（PaaS）和软件即服务（SaaS）。

IaaS：基础设施即服务

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。例如：硬件服务器租用。

PaaS：平台即服务

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，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。例如：软件的个性化定制开发。

SaaS：软件即服务

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。例如：阳光云服务器。

2、云计算的技术

1) 编程模式

2) 海量数据分布存储技术

3) 海量数据管理技术

4) 虚拟化技术

5) 云计算平台管理技术

3、云计算的三种模式

按照部署方式和服务对象的范围，可以将云计算分为三类，即公共云、私有云和混合云。

1) 公共云：是由云服务提供商运营，为最终用户提供从应用程序、软件运行环境，到物理基础设施等各种各样的IT资源。在该方式下，云服务提供商需要保证所提供资源的安全性和可能性等非功能性需求，而最终用户不关心具体资源由谁提供、如何实现等问题。

2) 私有云：是由企业自建自用的云计算中心，相对于公共云，私有云可以支持动态灵活的基础设施，降低IT架构的复杂度，使各种IT资源得以整合、标准化，更加容易地满足企业业务发展需要，同时私有云用户完全拥有整个云计算中心的设施（如中间件、服务器、网络及存储设备等）。

3)混合云：是把“公共云”和“私有云”结合在一起的方式。用户可以通过一种可控的方式部分拥有，部分与他人共享。

七、云计算的相关问题

1、数据隐私问题：如何保证存放在云服务提供商的数据隐私不被非法利用，不仅需要技术的改进，也需要法律的进一步完善

2、数据安全性：有些数据是企业的商业机密，数据的安全性关系到企业的生存和发展。云计算数据的安全性问题解决不了会影响云计算在企业中的应用。

3、用户的使用习惯：如何改变用户的使用习惯，使用户适应网络化的软硬件应用是长期而且艰巨的挑战。

4、网络传输问题：云计算服务依赖网络，2013年网速低且不稳定，使云应用的性能不高。云计算的普及依赖网络技术的发展。

5、缺乏统一的技术标准：云计算的美好前景让传统IT厂商纷纷向云计算方向转型。但是由于缺乏统一的技术标准，尤其是接口标准，各厂商在开发各自产品和服务的过程中各自为政，这为将来不同服务之间的互连互通带来严峻挑战。

八、云计算的应用

1、云物联

“物联网就是物物相连的互联网”。这有两层意思：第一，物联网的核心和基础仍然是互联网，是在互联网基础上的延伸和扩展的网络；第二，其用户端延伸和扩展到了任何物品与物品之间，进行信息交换和通信。

物联网的两种业务模式：

1) MAI（M2M Application Integration), 内部MaaS；

2) MaaS（M2M As A Service), MMO, Multi-Tenants(多租户模型）。

随着物联网业务量的增加，对数据存储和计算量的需求将带来对“云计算”能力的要求：

1) 云计算：从计算中心到数据中心在物联网的初级

2) 在物联网高级阶段，可能出现MVNO/MMO营运商（国外已存在多年），需要虚拟化云计算技术，SOA等技术的结合实现互联网的泛在服务：TaaS（everyTHING AsA Service)。

云安全

2、云安全(CloudSecurity)