云计算技术、产业、标准化情况汇报及建议.doc

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云计算技术、产业、标准化情况汇报及建议 www.52niuniu。com 一、云计算的概念和特征云计算自提出以来，作为一种新的技术模式和商业模式，其概念众说纷纭,相关领域的各方机构和专家分别从不同的角度对云计算进行了定义。其中美国国家标准技术研究院（NIST）的定义比较具有代表性：“云计算是一种可以通过网络方便的接入共享资源池，按需获取计算资源（这些资源包括网络、服务器、存储、应用、服务等等）的服务模型。共享资源池中的资源应该可以通过较少的管理代价和简单业务交互过程而快速部署和发布。” 目前公认的云计算服务模式有以下三种: – Cloud Software as a Service（SaaS）：为客户提供的能力是运营商运行在云基础设施上的应用程序的使用能力.这种应用程序能被各种客户端设备通过瘦客户接口访问，如web浏览器.客户无法控制和管理底层云基础设施，包括网络、服务器、操作系统、存储、甚至独立的应用程序,但有一些受限的、用户专用的应用配置设置权限. – Cloud Platform as a Service(Paas)：为客户提供的能力是将客户自己的或购买的应用程序部署到云基础设施的能力，这些应用程序是由服务提供商支持的编程语言或工具编写的.客户无法管理和控制底层云基础设施，包括网络、服务器、操作系统、存储，但可以控制他部署的应用程序和应用配置环境。 – Cloud Infrastructure as a Service （IaaS):为客户提供的能力是提供处理能力、存储能力、网络和其它基本计算资源，客户可以使用这些资源部署或运行他们自己的软件,如操作系统或应用程序。客户无法管理和控制底层云基础设施，但可以控制操作系统、存储、部署的应用程序，或有限的网络组件控制权。无论哪种模式，都需要建立在底层云计算基础设施（资源池）的基础之上。图 Error! Bookmark not defined.云计算服务模式云计算业务的基本特征包括： – 按需自助服务:客户可以按需、自动地获取计算能力，例如服务器计算时间和网络存储，而不需要和服务提供商进行人为交互. – 广泛的网络接入：计算能力可通过网络，并通过标准机制进行访问，使得各种瘦（或胖)客户端（例如移动电话、便携式电脑或PDA）平台均可以使用. – 资源池:服务提供商的资源被池化，并通过多租户模式为客户提供各种服务,并根据客户的需求动态提供物理或虚拟化的资源.这些资源是位置独立的，因为用户并不确切的知道服务提供商的资源在那里，但是客户可以指定较高层次的位置，例如国家、州或数据中心.这些资源包括存储、处理能力、内存、网络带宽和虚拟机. – 快速弹性:服务可以快速、弹性的获得,某种情况下是自动化的,规模可以快速扩大或缩小.对于客户来说，供应能力似乎是无限的，可以任意购买,随时购买。 – 按使用量计费的服务：云系统对服务（存储、处理能力、带宽、活动用户帐户)进行适当的抽象，并提供服务计量能力，以自动控制和优化资源使用情况.资源的使用可以检测、控制、统计，为客户和服务商提供透明的服务使用量。根据云的使用范围、运营模式不同，可以分为四种部署模式：私有云、社区云、公有云和混合云. 二、云计算关键技术云计算是分布式处理、并行计算和网格计算等概念的发展和商业实现,其技术实质是计算、存储、服务器、应用软件等IT软硬件资源的虚拟化，云计算在虚拟化、数据存储、数据管理、编程模式等方面具有自身独特的技术。云计算的关键技术包括以下几个方向： – 虚拟机技术虚拟机，即服务器虚拟化是云计算底层架构的重要基石.在服务器虚拟化中,虚拟化软件需要实现对硬件的抽象,资源的分配、调度和管理，虚拟机与宿主操作系统及多个虚拟机间的隔离等功能，目前典型的实现（基本成为事实标准)有Citrix Xen、VMware ESX Server 和Microsoft Hype-V等。 – 数据存储技术云计算系统需要同时满足大量用户的需求，并行地为大量用户提供服务。因此,云计算的数据存储技术必须具有分布式、高吞吐率和高传输率的特点。目前数据存储技术主要有Google的GFS(Google File System，非开源)以及HDFS（Hadoop Distributed File System，开源），目前这两种技术已经成为事实标准。 – 数据管理技术云计算的特点是对海量的数据存储、读取后进行大量的分析，如何提高数据的更新速率以及进一步提高随机读速率是未来的数据管理技术必须解决的问题。云计算的数据管理技术最著名的是谷歌的BigTable数据管理技术，同时Hadoop开发团队正在开发类似BigTable的开源数据管理模块. – 分布式编程与计算为了使用户能更轻松的享受云计算带来的服务，让用户能利用该编程模型编写简单的程序来实现特定的目的,云计算上的编程模型必须十分简单。必须保证后台复杂的并行执行和任务调度向用户和编程人员透明。当前各IT厂商提出的“云”计划的编程工具均基于Map—Reduce的编程模型。 – 虚拟资源的管理与调度云计算区别于单机虚拟化技术的重要特征是通过整合物理资源形成资源池，并通过资源管理层（管理中间件)实现对资源池中虚拟资源的调度.云计算的资源管理需要负责资源管理、任务管理、用户管理和安全管理等工作，实现节点故障的屏蔽，资源状况监视,用户任务调度，用户身份管理等多重功能. – 云计算的业务接口为了方便用户业务由传统IT系统向云计算环境的迁移，云计算应对用户提供统一的业务接口.业务接口的统一不仅方便用户业务向云端的迁移，也会使用户业务在云与云之间的迁移更加容易。在云计算时代，SOA架构和以Web Service为特征的业务模式仍是业务发展的主要路线。 – 云计算相关的安全技术云计算模式带来一系列的安全问题，包括用户隐私的保护、用户数据的备份、云计算基础设施的防护等，这些问题都需要更强的技术手段,乃至法律手段去解决。三、云计算产业现状云计算作为一种新的商业平台，带来了新的信息服务模式，从初期的质疑到现在的广泛认可，云计算迅速发展,产业链正在逐渐形成.云计算的发展一方面是市场的推动，从基础设施提供商，平台服务提供商到云计算应用提供商，众多的公司参与其中；另一方面则是各国政府的大力支持，尤其是云计算的发源地美国，将云计算作为次债危机后拉动经济复苏的重要技术。（1）各国政府积极推进云计算 – 美国 2009年9月，美国联邦CIO委员会宣布了联邦政府的云计算发展计划。美国联邦云计算发展计划分为3个要点： ² 开通联邦apps。gov官方网站,整合商业、社交媒体与云端IT服务 ² 建立联邦云计算的示范工程，资助众多试点项目，包括中央认证、目标架构与安全、隐私以及采购相关内容 ² 联邦大规模采购云计算服务 – 日本日本内务部和通信监管机构计划建立一个名为“Kasumigaseki Cloud”大规模的云计算基础设施，以支持所有政府运作所需的信息系统。该机场设施建设计划将在2015年完工，目标是将政府的所有IT系统到一个单一的云基础设施，从而提高运营效率和降低成本. – 韩国韩国广播通信委员会、知识经济部、行政安全部去年公布了《搞活云计算综合计划》。计划在2014年之前向云计算（Cloud Computing）领域投资6146亿韩元（36亿人民币),争取使韩国云计算市场的规模扩大为目前的四倍,达到2.5万亿韩元。同时还树立了将韩国相关企业的全球市场占有率提高至10％的目标。 – 英国英国由政府CIO发布了数字英国报告，呼吁政府部门建立统一的政府云G—Cloud，从云计算的易扩展、快速提供和灵活定价的好处中受益。（2）国际IT巨头引领云计算产业云计算的技术和商业前景已使资金、人才与创新更加聚集。公开宣布进入或支持云计算技术开发的业界巨头包括微软、谷歌、IBM、Amazon、Netsuite、NetApp、Adobe等，几乎涉及所有的一线IT企业.各公司依据自己传统的技术领域和市场策略都提出了自己的云计算架构，从各个方向进军云计算。表 1主要云计算厂商技术比较企业技术特性核心技术企业服务开源程度微软整合其所用软件及数据服务大型应用软件开发技术 Azure平台不开源 Google 储存及运算水平扩充能力 MapReduce，BigTable，GFS Google App；Engine，应用代管服务不开源 IBM 整合其所有软件及硬件服务网格技术，分布式存储，动态负载虚拟资源池提供，企业云计算整合方案不开源 Oracle 软硬件弹性虚拟平台 Orackle的数据存储技术,Sun开源技术 EC2上的Oracle数据库,OracleVM，Sun xVM 部分开源(Sun) Amazon 弹性虚拟平台虚拟化技术Xen EC2、S3，SimpleDB、SQS，开源 Saleforce 弹性可定制商务软件应用平台整合技术 Force。com 不开源 EMC 信息存储系统及虚拟化技术 Vmware的虚拟化技术，一流存储技术 Atoms云存储系统,私有云解决方案不开源 (3）我国云计算业务尚处在孕育期我国的云计算产业由于技术储备不足，相关人才不够成熟,市场也有待培育,目前还处于学术层面的研究以及试商用层面，云计算业务的大规模部署尚需时日。但政府及产业界等方面对云计算都表现出极大的热情，从不同的角度对云计算的技术研究、业务部署和产业推进给予支持。 – 各地政府支持云平台建设北京市计算中心与Platform软件公司共建联合实验室，推进“北京云"的建设。该公共云计算平台定位于工业计算,以IaaS和SaaS两种方式，为政府单位和广大中小企业提供最新的硬件和软件设施、虚拟原型制作、可视化技术、网络技术、数据挖掘等，增强工业企业的产品研发能力. 随着黄河三角洲逐步上升为国家开发战略，山东省东营市政府与IBM一起筹建黄河三角洲云计算中心，主要建设内容包括:云计算基础资源平台、软件公共技术及测试管理服务平台、外包人才实训平台和企业创新服务平台等，未来还可提供电子政务、数字化城市、公共医疗、企业OA服务等应用服务。广东东莞和佛山以政府为主导搭建本地化的公益性云计算平台。东莞松山湖的项目是国内首个具有自主产权的云计算平台，有意向使用该平台的企业就有三千多家，该平台建成后预计年产出将达到18亿元至30亿元。江苏省无锡市联手IBM创建了世界第一个商业云计算中心,在无锡云计算中心二期建设规划中，IBM将帮助无锡加强云计算中心基础设施建设，重点搭建商务云平台、开发云平台和政务云平台三大云计算服务平台。 – 企业“试水”云计算市场世纪互联是中国最早的ISP/IDC服务商之一，是目前中国规模最大的电信中立互联网基础设施服务提供商。CloudEx是世纪互联于2009年年初推出的中国首家商用云计算服务平台。目前其云计算产品线有三个：为客户提供计算能力租用服务的CloudEx弹性计算服务；为客户提供按需租用存储的CloudEx云存储服务；实现了终端融合和固移融合的CloudEx云备份服务. 阿里集团拥有庞大的服务器资源、庞大的用户群和充裕的资金，阿里提出的商业云,将其所占领的庞大的商务资源融合进了云中。阿里的电子商务云计算中心与其他云计算中心的最大区别是它不仅为用户提供存储、网络，以及计算资源租用服务，还提供适合国内用户的各种电子商务服务。阿里下一步的计划是继续开放更多的核心数据和业务接口给第三方调用，同时将国内一些优秀提供商的服务能力整合到云计算平台。金蝶中间件公司推出了Apusic云计算平台,为大型企业和政府部门提供专用云的解决方案，通过云计算中间件平台，为云计算提供落地的务实价值.金蝶已经成为国际云计算标准化组织the Open Group的白金会员和董事会成员。在电信运营商方面,中国移动率先迈出了向云计算发展的一步，推出了名为“BigCloud—大云"平台,BigCloud是基于开源技术建造的实验性云计算平台，这一平台带有明显的试水作用，未来中国移动在云计算方面向哪个方向推进目前还不明确。四、云计算的标准化情况（1）群雄并起，开放标准和事实标准并存云计算的概念提出到现在不过两三年的时间,一些产业巨头的技术和产品在云计算领域占据了垄断地位,如Google的DFS、Map—Reduce技术，VMware的虚拟机等，相对于业界其他提供同类产品的厂商或者使用其产品的用户来说,这些技术和产品已经成为事实上的标准. 随着时间的推移，云计算作为未来互联网业务的重要提供模式，逐渐成为ICT行业的共识，一些新兴的联盟和论坛成为云计算标准制定的主力，一些厂商,如思科、惠普、IBM、英特尔、微软、VMware、亚马逊和谷歌等交叉参与到了多个组织，期望将事实标准或者事实产品推广成为行业的开放标准.这些技术联盟和开放论坛关注于云计算业务的互操作、安全、应用场景、资源管理等多个方面。传统国际标准化组织如ITU—T、ISO、IEEE、IETF等由于组织架构、成员类型等各种原因,虽然在云计算标准方面涉足较晚，但也已经开始介入对云计算标准的研究，研究的重点包括云计算整体的产业链，业务模型和参考模型等。表 2主要云计算标准组织的领域分析研究领域标准组织安全 ITU、IEEE、NIST、CSA、OASIS、The Open Group 互操作 ITU、IEEE、CSA、The Open Group、DMTF、OCC 概念及架构 IEEE、ITU、NIST、IETF、SNIA 应用场景 NIST、ARTS 业务需求 ITU、ISO 商业模式 ISO、The Open Group 网络存储 OGF、SNIA 网络资源管理 SNIA、DMTF 服务质量及SLA ITU 实验平台 OCC 身份管理 OASIS （2）安全、业务的可移植性和云的互操作性是标准化的重点在云计算发展面临的挑战中，安全和隐私被排在了首位。云安全被认为是决定云计算生存的关键问题。云计算涉及三个层面的安全问题：云计算用户的数据和应用安全;云计算服务平台自身的安全；云计算资源的滥用.这些安全问题实际上在传统的信息系统和互联网服务中也存在，只不过云计算业务高弹性、大规模、分布化的特性使这些安全问题变得更加突出。同时云计算的资源访问透明和加密传输通道等特性给信息监管带来了挑战，使得对信息发布和传输途径的定位跟踪变得异常困难.目前众多标准组织和产业联盟都将标准化的重点放在了安全领域，实现云平台与业务安全的标准化是云计算业务，尤其是公有云业务能够获得广泛接受的重要基础. 虽然几大IT巨头在云计算技术和业务方面取得了一定的垄断地位,但从长远角度来看，业务的可移植性、云平台的互操作性乃是推动云计算产业发展的重要保证。云计算使用者常常希望能够灵活的创建新的数据和应用,并能够方便的实现转移,而不论基础设施由谁提供(不论是公共云、企业防火墙内的私有云、传统的IT环境、还是前述几种情况的组合)。因此云供应商需要支持标准的互操作接口,使云计算使用者可以将任何云提供商的能力纳入其解决方案。如果没有标准，收回在云中运转的系统或者更换云服务提供商就会受限。因此业务可移植性和平台互操作性是目前标准化的重点.如DMTF，OGF,NIST组织等都着重关注这方面的内容。五、我国发展云计算业务的建议 – 支持云计算技术，尤其是自有知识产权技术的研究支持企业、高校、科研机构进行云计算相关技术研究,建立云计算研发和实验平台.推动包括国家标准、行业标准、企业标准在内的各类云计算标准的制订,并积极参与国际云计算标准化进程.支持基于云计算的各类创新型业务的开发和推广。 – 以基础电信企业为核心,整合云计算基础资源云计算业务的发展是建立大规模资源池的基础上的，这些资源不仅包括了计算、存储资源，也包括了高速宽带网络.从国际云计算的先进企业来看,无不以超大规模的系统资源为基础,google在全球建立了近40个数据中心,服务器超过100万台，并有专用的传输网络用来连接各地的数据中心，近期甚至在参与海缆的建设.纵观国内，电信运营商既拥有65％以上的IDC市场份额，又拥有最大规模的传输网络,这些都为未来建立大规模共有云平台奠定了基础。 – 扶持云计算产业的发展从财政、税收、政策等多方面支持云计算产业，尤其是IDC行业的整合和技术改造；支持宽带网络和大容量骨干传输网络建设，为云计算提供基础资源保障；推动中小企业的信息化进程，并鼓励中小企业采用云计算服务,发掘云计算市场潜力。 – 加强云计算行业监管制订并严格执行云计算业务提供者的准入制度，对业务提供者的基础资源情况、运维能力、安全资质、信用水平等各方面提出严格要求。对国有企事业单位,尤其是政府部门使用云计算业务要进行严格监管,防止涉密信息在云计算平台中的扩散。 – 建立健全法律法规体系对云计算时代信息服务行业的特点制订和完善法律体系,对网络隐私和商业秘密作清晰界定，积极借鉴欧美等发达国家经验，结合行业自律和政府立法的方式来实施个人隐私和数据保护。同时利用法律的力量规范市场行为,避免垄断和恶性竞争。

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