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1、中国电子学会 云计算专家委员会云计算白皮书2010年4月21日目 录前言1一、云计算的兴起31.1从图灵计算到网络计算31.2社会与经济发展催生云计算41.3云计算的若干雏形51.3.1邮件服务51.3.2搜索服务51.3.3网上开店51.3.4网络相册51.3.5维基百科5二、云计算的任务62.1服务计算62.1.1计算资源以服务形式提供62.1.2服务按需即取62.1.3云计算服务的“生态循环”72.2变粒度计算72.2.1信息资源及其需求是多粒度的72.2.2服务是多粒度和变粒度的72.2.3适应多粒度和可变粒度的编程模式82.2.4多粒度和可变粒度的资源管理和动态扩展82.3软计算82
2、.3.1基于自然语言理解的计算形式82.3.2语构、语义和语境理解92.3.3多媒体信息理解102.4不确定性计算102.4.1计算任务描述的不确定性102.4.2计算数据的不确定性102.4.3计算方法和结果的不确定性112.4.4计算结果评价的不确定性112.5人参与的计算112.5.1 人机交互112.5.2 机人交互122.5.3 人人交互122.5.4 群体智能12三、云计算平台的构建143.1 从一个绕口令谈起143.2 云计算平台的基本要素143.3 搭建云计算平台的关键技术143.4 典型云计算平台的构建163.4.1 电子邮箱服务平台的构建163.4.2 搜索服务平台的构建1
3、63.4.3 视频服务平台的构建163.4.4 计算能力服务平台的构建16四、云计算热点分析174.1 云计算与网格计算差别在哪里？174.2 云计算中心就是超算中心吗？174.3云存储与传统网络存储有什么不同？174.4 人们对云安全的要求是什么？184.5 实现云计算的标准化工作重点在哪里？184.5.1对云计算标准的理解184.5.2 服务的互操作标准19五、云计算对信息产业的影响及云计算的价值205.1云计算对信息产业的影响205.1.1 信息产业面临重新洗牌205.1.2软件产业结构面临调整205.1.3软件生产组织方式面临变革205.1.4端设备产业加速变革215.2云计算的价值2
4、15.2.1互联网成为感知、认知的工具215.2.2云计算是物联网的基石215.2.3云计算促进绿色计算215.2.4 网络智能加速人类文明的进步22六、云计算在中国236.1云计算科研实践246.2云计算商业实践246.3软件作为服务的实践246.4 平台作为服务的实践246.5 基础设施作为服务的实践246.6 云计算的教育培训实践24前言任何划时代的技术本身都有着强烈的时代印记，云计算（Cloud Computing）也不例外。18世纪中叶，以蒸汽机的发明和广泛应用为标志的第一次技术革命，突破了自然动力的局限性，实现了大生产和机械化，开启了人类工业文明时代；19世纪30年代以电力技术为标
5、志的第二次技术革命，使人类社会进入了电气时代；20世纪40年代以来，以电子、通信、计算机和网络技术为标志的第三次技术革命，又将我们带入信息时代。第一台电子计算机的成功研制、个人电脑的诞生以及互联网的出现，极大地推动着人类社会网络化、信息化的进程。而云计算作为一种将计算变为人们梦寐以求的公用设施的一种技术手段和实现模式，无疑将对经济、社会产生深刻影响，加速人类社会整体步入到全球化、知识化、智慧化的新时代。云计算是信息技术发展和信息社会需求到达一定阶段的必然结果。一方面，微电子技术、图灵计算模式、冯诺依曼计算机、光通信和移动通信技术，以及网络科学的快速发展，为人类社会迈向信息社会奠定了科学技术基础
6、；而另外一方面，无论何时、何地、何人、何物，人类社会期待实现互联互通、知识共享、协同工作的新需求，加速了信息社会的进程。在这一进程中，迫切需要普惠、可靠、低成本、高效能的技术手段和实现模式，催生了云计算。关于云计算的定义，众说纷纭。中国电子学会云计算专家委员会认为，云计算是一种基于互联网的、大众参与的计算模式，其计算资源（计算能力、存储能力、交互能力）是动态、可伸缩、且被虚拟化的，以服务的方式提供。这种新型的计算资源组织、分配和使用模式，有利于合理配置计算资源并提高其利用率，促进节能减排，实现绿色计算。云计算作为一种技术手段和实现模式，使得计算资源成为向大众提供服务的社会基础设施，将对信息技术
7、本身及其应用产生深刻影响。软件工程方法、网络和端设备的资源配置、获取信息和知识的方式等等，无不因云计算而产生重要变化，改变着信息产业现有业态，催生新型的产业和服务。云计算带给社会计算资源利用率的提高和计算资源获得的便利性，推动以互联网为基础的传感网和物联网的迅速发展，将更加有效地提升人类精准地感知世界、认识世界的能力，影响着经济发展和社会进步。在过去三年里，云计算核心技术及其应用得到了各国政府、科研机构、业界厂商的高度重视。欧美等发达国家政府把云计算视为发展、升级信息产业，促进信息社会发展的重要契机，跨国电子信息企业也把云计算作为未来技术创新的重要方向，并不惜投入巨资进行研发，力图取得主导权和
8、竞争优势。我国也迫切需要掌握和发展云计算的核心技术，推动云计算的应用。中国电子学会在2008年11月及时成立了中国电子学会云计算专家委员会。专委会组织了国内主要大学、科研院所以及云计算领域主流厂商的专家多次讨论了云计算，撰写了这本云计算白皮书，以期这个在过去三年中被业界广泛关注和讨论的话题能引起更多人的关注。由于我们掌握的信息不够全面，认识水平有限，再加上云计算的相关技术和概念也在不断发展变化，其中的观点和认识可能存在错误，希望广大读者批评指正。一、云计算的兴起1.1从图灵计算到网络计算云计算实际是在电子、通信、计算机与网络技术的共同作用下，从图灵计算逐渐向网络计算演化的一个必然阶段。相对于摩
9、尔速度带来的微电子产业的高速发展，是通信带宽的更快增长。通信网络的本质是交互。图灵机模型没有考虑交互在计算中的作用，而今天网络中的交换、路由设备成为计算不可或缺的重要组成部分。交互式计算技术深刻地改变了信息时代的人类生活。1989年，以超链接、超文本传输协议为代表的万维网，将互联网的应用推广到普通大众用户。其后的Web2.0则是信息社会发展的一个历史性阶段，即由单向的信息传递发展成一个多向沟通的社会网络体系，交互、分享、参与、群体智能、分众分类、长尾效应等是这一阶段的特点，代表了互联网的社会化和个性化趋向。在40多年的时间里，软件工程发生了从面向过程、面向对象、面向构件、面向领域等变化，积累了
10、许多有成效的工程化方法和大量的可重用资源，云计算正是在这些长期积累的基础上产生的技术进步。互联网不会等于一台虚拟的图灵机模型，传统的基于图灵机的计算理论框架已不能有效地针对互联网计算。新兴的网络科学恰逢其时地推动了互联网的基础理论框架的发展。互联网这一技术网络正是一个典型的复杂网络，它的发展是一个逐渐演化的过程，不存在顶层设计。虽然在互联网发展史的任一时刻，都有协议和规范来定义它的架构，可是这一架构从来没有完整的规划。正因为这种演化特征，给互联网的发展带来了勃勃生机，显示了互联网适应（甚至激励）技术和应用转变的巨大能力。1.2社会与经济发展催生云计算当今，人类已经进入了以信息和信息技术来精确调
11、控物质和能量的网络时代，云计算的广泛应用一方面将更好地满足信息社会中人的高层次需求，另一方面也通过技术进步提高各种生产要素的利用率，适应经济持续健康地发展的需求。（1）互联网的发展刺激了大众对信息需求的欲望只有信息需求才有信息服务，两者相辅相成。网络技术的进步不断加深着互联网的渗透程度，互联网应用领域不断扩大，用户规模快速增长，影响力持续增强。大众信息需求需要云计算这样更强劲有力的技术手段。（2）用户信息需求的激增又刺激了互联网更先进的计算为满足用户层出不穷的个性化需求，必须采用云计算这样更灵活、更具适应性的网络计算模式。（3）人作为生命体自身的感知和认知能力并没有急剧增长，迫切需要新技术实现
12、对信息的加工随着互联网向物联网、移动互联网的扩展，网络将连接更多的人和物，信息-物理-社会系统（CPS）会进一步融合，信息总量会呈几何级数爆炸式增长。通过云计算，人的感知能力和认知能力将真正进入网络，挣脱了时间和距离的束缚，得到极大的延伸。互联网也真正成为人与人之间沟通不可或缺的装备，使得人与人之间、人与社会之间沟通质量和效率得到极大的提升。（4）信息服务必然走向社会化、集约化和专门化社会化、集约化和专门化是社会化生产的必然结果，随着社会和经济的发展，大众用户更全面的、个性化的、深层次的信息需求，需要通过云计算来提供更专业化的服务。云计算使得互联网信息服务和物质、能量的工业化生产一样，走社会化
13、、集约化和专门化的道路，从而降低全社会经济的总体运维成本，推动社会向“服务型”和“资源节约型”发展。1.3云计算的若干雏形1.3.1邮件服务WebMail使用网页浏览器在互联网上来阅读或发送电子邮件、拥有海量的用户、整合多种服务等已具有鲜明的云计算特点。1.3.2搜索服务在应对海量信息处理和海量用户需求的挑战过程中，搜索引擎服务提供商在技术上和商业模式上都积累了大量宝贵的经验，从而成为云计算领域的先行者。1.3.3网上开店人们从对网络购物的新奇到自己尝试在网上开店，渐渐信任与习惯网络交易这种形式，也为基于互联网的云计算服务培养了用户习惯和群众基础。1.3.4网络相册网络相册（E-file Se
14、rvices Photo）很好地解决了与朋友、家人们一起在网站、社区、讨论区分享照片的问题。随着网络相册的前端影像终端和后台存储、处理、交流等服务完美结合，将形成针对图像服务的云计算平台。1.3.5维基百科维基百科的实质是一种网络化的群体智能。基于互联网的多向交互性，维基百科为人们提供了一个巨大的群体智能的实现环境，也成为对云计算的大众参与特征的最好诠释。二、云计算的任务云计算作为一种基于互联网的、大众参与的、以服务方式提供的新型计算模式，其计算资源是动态、可伸缩、且被虚拟化的。大量复杂的计算任务，如服务计算、变粒度计算、软计算、不确定计算以及人参与的计算是云计算所面临的任务。完成这些任务需要
15、解决一系列的挑战性问题，诸如如何提供便利的计算服务、如何应对计算过程中的适应性和不确定性问题、如何理解复杂信息的语义并完成智能交互、以及如何在大众参与情况下进行人网交互计算。要解决这些问题，要求更加灵活、高效地组织、分配和使用计算资源，如计算能力、存储能力和交互能力。本章讨论了云计算面临的任务，以及完成这些任务过程中的挑战性问题与相应对策。2.1服务计算服务计算的核心思想是，在互联网中，将服务作为向大众用户所提供的基本单位，通过匹配用户需求与服务本身的功能，对服务资源池中合适的服务进行重用、组合、验证，构成能随着大众需求而即时应变的松耦合的网络应用。云计算首要的任务就是实现服务计算，进而促进软
16、件业乃至整个IT行业的发展。2.1.1计算资源以服务形式提供信息资源也可以同其他生产和生活资源一样，采用服务的方式提供。信息基础设施公用化之后产生的将是以“云”为载体集中供给的信息资源功能的云服务。从用户所接触的计算环境来讲，“一切皆为服务”。2.1.2服务按需即取服务及其组合能够形成不同粒度的云滴为终端用户提供个性化服务。网络信息服务采用的是一种需求驱动、用户主导、按需即取的方式，此时用户和信息资源服务的提供者之间是一种即用即付、用完即散的关系。2.1.3云计算服务的“生态循环”互联网上各种信息服务资源的生态循环可用水循环来比喻，通过互联网的生态循环过程（如需求、蒸发、凝结、聚集和降水等）来
17、反复地提高云计算下的尽力而为服务的质量。整个互联网生态形成了“服务提供方通过云数据中心实现服务的发布，再合作实现资源的柔性汇聚和演化，最终汇聚的资源为用户方便地感知和应用”的过程。2.2变粒度计算随着服务的社会化、集约化和专门化，为了满足个性化和多元化的服务需求，越来越需要变粒度计算。人在思维过程中可以处理不同粒度的信息，并且能在不同信息粒度之间灵活跳跃。变粒度计算是云计算需要面临的任务，云计算处理的对象、采用的手段以及提供的服务是变粒度的，可以更好地模拟人的思维过程，在不同分辨率或尺度上对数据、信息和知识进行加工处理。2.2.1信息资源及其需求是多粒度的大规模的信息处理和信息服务的过程中，信
18、息的多粒度问题被凸显出来。如大规模搜索引擎服务，每天都在爬取整个互联网的网页，在这些数百亿量级的页面里，既有像公司主页这样粗粒度的信息，也有像BBS或者论坛这样细粒度的页面。而将其索引，更是需要有多粒度的计算，才能方便用户的查询。也只有做到了对网页资源的多粒度/可变粒度处理，才能做到智能化的搜索体验。2.2.2服务是多粒度和变粒度的在云计算环境下，针对不同的客户端及不同的服务需求，如何调整合适的Web服务粒度，形成多粒度/可变粒度计算，使得Web服务可以通过远程进行访问是一个重要研究课题。2.2.3适应多粒度和可变粒度的编程模式与过往那些固定粒度的编程模式不同，为了适应互联网应用的需求，人们必
19、须尝试分布式的并行计算的编程模式。为了从云计算平台管理和计算的处理机制上满足这种分布式的多粒度和可变粒度的并行计算的需求，产生了很多并行化策略，但归根结底是要在编程中使得计算能够实现分布和并行。基于Hadoop的拆分-聚合（Map-Reduce）编程模式就是这种最具代表性的编程模式。Map-Reduce正是把分布式的业务逻辑从这些复杂的细节中抽象出来，使得没有或者很少并行开发经验的程序员也能进行并行应用程序的开发。2.2.4多粒度和可变粒度的资源管理和动态扩展云计算必须是一种能处理日益变化的多粒度/可变粒度计算问题、且易于扩展和自动部署的计算系统。云计算正是通过自己的分布式并行化的自动调度和部
20、署机制部分实现了这样的需求。 “云”的规模可以动态伸缩，满足应用和用户规模增长的需要。应对难以准确预测的访问流量，云计算平台能够提供足够的弹性，随着流量的变化而增减计算能力和存储空间。2.3软计算区别于传统的数值计算、精确计算等“硬计算”，软计算完成在特定语境条件下，根据上下文关系和语法，形成对语构和语义的理解，在计算机的历史上曾被称为词计算（Computing with Words）或者软计算（Soft Computing）。云计算针对互联网计算环境，将承担着人类个体与群体之间相互沟通的重要任务，用于实现词计算和软计算。2.3.1基于自然语言理解的计算形式常见的基于自然语言理解的计算形式包括
21、词计算、基于自然语言的语义计算、大规模内容计算和语音计算等。这些计算形式提出和发展的形式和背景不尽相同，既有重叠，更有侧重，也常相互使用，并且在“云计算”发展的形势下呈现出多方融合的趋势。（1）词计算在云计算环境中，词计算的运用范围可以浸透于智能交互和控制领域。为了有效地利用信息，还需要在硬件和软件之后，建立环境感知的计算部件体系，而词计算可能会发展成为有效开发、综合利用各专门领域“环境感知计算部件”的一种解析且可计算的通用工具。（2）基于自然语言的语义计算自然语言的语义计算难点主要包括自然语言句子中存在大量的歧义。常见的词义消歧方法有规则方法、统计方法和词典方法等。云计算在这类计算中将发挥其
22、分布式并行计算能力，起到独到的作用。（3）大规模内容计算 “云计算”环境中的大规模内容计算技术的发展具有两种明显的趋势：一种是个性化趋势，即从与用户的交互中挖掘出用户的兴趣从而更好地为不同用户提供量身定体的服务；另一种是融合化趋势。包括数据挖掘、机器学习、统计推断、模式识别等学科研究领域的技术广泛地引入到大规模内容计算，推动了大规模内容计算的发展。（4）语音计算一些云计算的先行企业已认识到语音计算的商业价值。Webex公司在网络视频会议服务方面已取得巨大的成功，通过全球9个网络运营中心每天运营着22万场网络会议。语音计算研究成果可以丰富人网交互的方式和“云”服务的类型。2.3.2语构、语义和语
23、境理解语言的丰富性使得很难用统一的语言适用于复杂的“云计算”交互环境。因此要在理解语言的构成、构成语言的符号意义、语言使用环境理解的角度考虑语言的设计、选择和使用问题。2.3.3多媒体信息理解（1）图形图像理解图像数据本身存在含糊性，图像理解中的信息获取、知识表述以及目标识别等都存在信息的不确定问题。此外，通过利用多源信息，可以形成多形式信息互补，获得对同一事物或目标更客观、更本质的认识。（2）流媒体理解流媒体理解主要存在的难点包括流媒体理解所需处理的数据量大、依据用户需求的理解标准不同、自动提取流媒体特征并自动生成语义信息难度较大、人的心理和记忆状态差异性大等问题。在这个过程中云计算已经开始
24、起到非常重要的作用。2.4不确定性计算云计算必然面临网络上大量数据、服务等资源不断变化的问题，这就需要在计算任务描述、数据采集、计算方法选取、计算结果评价的等环节中都要考虑不确定性的计算来适应这种变化。2.4.1计算任务描述的不确定性由于互联网上的大众用户所具有的常识知识和背景知识本身具有不确定性，用户对计算任务的描述具有个性化、多样化的特点，导致整个计算过程在最初的任务描述中存在不确定性。云计算不排斥个性化和多样化任务的描述，而致力于通过按需服务来完成多样化的任务。2.4.2计算数据的不确定性云计算需要对多模态、异构的数据进行不确定性处理。这些数据可能具有海量、不完全、有噪声、模糊和随机等特
25、点。对于数据采集步骤来说，原始数据可以是结构化的，如关系数据库中的数据，也可以是半结构化的，如文本、图形、图像数据，甚至是分布在网络上的异构型数据。考虑到不同用户的需求差异性，收集哪些数据用于计算具有不确定性。即使对于同一个用户而言，选择数据时也会具有很大的随机性或试探性。2.4.3计算方法和结果的不确定性选择合适的并行化策略和算法变得非常重要，扩展数据计算算法处理大规模数据的能力，并提高运行速度和执行效率，已经成了一个不可忽视的问题。不确定性还存在于云计算服务交互与协同过程中。云计算结果具有不确定性，我们以搜索为例来说明这个问题。再以数据挖掘为例，根据挖掘任务，设计、选择并实现有效的数据挖掘
26、算法是数据挖掘过程中一个关键步骤。一般来说，大多数的数据挖掘算法都是基于机器学习、模式识别和统计学等领域中的方法，分别从不同角度进行知识或模式的抽取，当用户不清楚感兴趣的知识性质时，选择哪种挖掘算法具有随机性。2.4.4计算结果评价的不确定性我们仍以数据挖掘为例，说明计算结果评价的不确定性。数据挖掘的最终目的是向用户提供新颖的、潜在有用的知识和模式，如何让用户快速、准确地理解和评估所获得的知识显然是非常重要的。2.5人参与的计算在云计算环境中，每个人既是信息服务的消费者，也是信息服务的提供者。按照人与云交互的发起主动性，大致可将云计算中人参与的计算活动分为人机交互、机人交互、以及人人交互等方式
27、。2.5.1 人机交互人机交互主要是由人向“云”发起一个任务需求，“云”响应并提供相应的服务，以交互形式辅助用户完成任务。（1）信息检索（2）在线问答系统（3）在线专家系统（4）数字互动媒体2.5.2 机人交互机人交互主要是由“云”向人主动发起一个任务需求，人响应“云”的服务，以交互形式辅助“云”完成任务。（1）信息推荐（2）人力计算2.5.3 人人交互人人交互主要是由人通过“云”电子信息介质完成某项任务，表现为直接的人机交互或机人交互，实际为人与人之间的社会性交互。（1）人群计算（2）大众分类（3）社会计算以云计算为代表的互联计算环境，可以构成一种虚实混合的人工社会环境。云计算中人参与的计算
28、思路可以为发展社会计算提供新的技术途径；社会计算的理念可以促进提高“云计算”中人参与的计算的应用层次和水平。2.5.4 群体智能人作为计算资源与电子计算资源共同纳入“云”对计算能力整合范畴，将以人机共生的形态存在，共同演化，形成一种网络群体智能，维持一种人网混合、虚实结合的人工社区环境。人参与的计算丰富了“云计算”的服务能力，有可能帮助获取开放环境中的复杂问题。由于云计算的计算资源组织、分配和使用模式以及提供方式有利于合理配置计算资源并提高其利用率，所以完成上述复杂、多样的计算任务是有可能的，并且已在信息检索、数据挖掘、自然语言翻译等方面展开了卓有成效的实践。当然，正如本章开头所讲的云计算“水
29、很深”，要完成上述任务任重而道远，但前景和目标是令人向往的，通过努力是可以实现的。三、云计算平台的构建3.1 从一个绕口令谈起平台即服务（PaaS）与云计算平台的区别：PaaS是一种商业服务模式，它将专用的IT系统平台，比如应用开发平台（）、电子商务平台（淘宝网），以租赁的方式提供给用户在线使用；云计算平台则是一种物理的、可伸缩的、可重配置的、可绑定的计算资源池，它具有高可靠、更强的处理能力和更大的存储空间、可平滑迁移、可弹性伸缩、对用户透明以及可统一管理和调度等特性，用以支撑各种云计算服务（包括PaaS）的实现。3.2 云计算平台的基本要素为了使云计算服务供应商从复杂繁琐的计算资源管理问题中
30、解脱出来，把他们的精力和财力集中在如何为用户提供更好的服务上面，云计算平台在设计和构建过程中将充分考虑一些基本要素，这其中包括：弹性伸缩和动态调配；资源的虚拟化和系统的透明性；支持多租赁；支持按量计费或按需使用；绿色节能。3.3 搭建云计算平台的关键技术云计算平台的实施基础是更高层次的虚拟化技术，它完成了系统架构从组件走向层级然后走向资源池的过程。它将IT系统的不同层面硬件、软件、数据、网络、存储等一一隔开，打破物理设备障碍，达到集中管理、动态调配和按需使用的目的，从而提高了系统整体的弹性和灵活性，降低了管理成本和风险，改进了应用服务的可用性和可靠性。3.3.1 跨平台的互操作性云计算平台的跨
31、平台互操作技术将帮助用户和应用通过一个共同的虚拟逻辑层接入系统，发现、使用并管理所有的系统虚拟和物理计算资源，减少因支持多种类型软硬件平台而导致的系统管理复杂度和不稳定性。3.3.2 高效、可靠的数据传输交换一个结合多种传输协议优势的高效、可靠的数据传输交换系统可以有效地控制分布在网络上的众多组件之间的数据流向，在网络不稳定的情况下保证数据通道的畅通性、信息交换的可靠性和安全性，从而成为维持云计算平台稳定正常运行的关键。3.3.3 高效的分布式事件和事务处理高效的分布式事件和事务处理机制可以在异构多环境的网络世界中保证单个节点的不同进程间及不同节点间的协同工作，从而把各地分散的计算资源用结构化
32、的方式整合在一起，从一个无序体系中构建出高可靠、高性能的具有强大处理能力的云计算平台。3.3.4 动态负载均衡和群组管理调配整合了动态负载均衡和群组管理调配机制的云计算平台能够实时地监测全系统各个节点的运行状态，收集包括故障、失效、加入、过载等重要信息，并基于这些信息，结合相应的既定策略动态地调整和均衡全系统范围内不同资源的负荷，从而很好地解决大规模系统的合理使用和有效管理问题。3.3.5 智能化的服务总线智能化的服务总线可以在云计算平台中通过定义良好的接口和契约将系统的应用和资源联系起来，然后根据需求进行分布式部署、组合和使用，使得这些应用和资源转变为可共享的标准服务，并实现服务的“即插即用
33、”。3.3.6 工作流引擎云计算平台的工作流引擎让使用者只需通过简单强大的编程框架提交需要完成的计算任务以及相关的数据，系统就可以自动安排和处理包括数据的分割、中间数据的传输分布、多机环境下的程序执行和调度以及输出数据的聚合等其他复杂工作，让用户像使用单机一样使用计算机集群来解决复杂的IT问题，轻松高效地完成工作。3.4 典型云计算平台的构建针对云计算服务模式以及所提供的实际应用的不同，其相应的云计算平台在具体的技术实现细节上也会有不同的侧重和考虑，不存在统一的解决方案。我们就几个常见服务和应用进行了云计算平台搭建的实例分析，旨在帮助说明如何快速构建灵活强大、自主可控的云计算平台，并将现有业务
34、和资源顺利、平滑地迁移到新的云架构中。3.4.1 电子邮箱服务平台的构建3.4.2 搜索服务平台的构建3.4.3 视频服务平台的构建3.4.4 计算能力服务平台的构建四、云计算热点分析4.1 云计算与网格计算差别在哪里？我们认为，云计算和网格计算是针对不同应用场景的技术。关于两者间的差异，我们从总体上将其简化地概括成：网格计算是“many for one（多为一）”，多台计算机为一个科学计算任务服务，而云计算是“one for many（一为多）”，一个云服务中心为多个互联网大众用户服务。4.2 云计算中心就是超算中心吗？超算中心服务对象主要是各个科学计算领域，如天气预报、生物信息学、核爆炸、
35、流体力学和天文计算等。云计算中心则是指互联网中为大众用户提供计算资源的服务中心，主要通过分布式的集群计算来完成。云计算中心的服务往往面向大众用户的多样化应用，包括大规模搜索、网络存储和网络商务等。服务于超算中心的高性能计算机是否也能服务于云计算中心？虚拟服务器和高性能计算机之间是什么关系？现有超算中心和云计算中心在构建上的差异主要体现在哪里？这些成为云计算技术中的热点问题。4.3云存储与传统网络存储有什么不同？云存储可以理解为互联网中超储中心所提供的面向存储的服务，其改变了传统网络存储中“隶属于主机的存储设备”的做法，把数据存储中心作为节点直接联到互联网（隶属于网络的存储节点），通过虚拟存储管
36、理，实现面向互联网大众用户的存储服务，构成个性化虚拟存储。4.4 人们对云安全的要求是什么？云计算资源共享的特性促使人们尤其关心安全问题，诸如云计算中心本身安全不安全、如何获得安全的云服务、云计算为改善安全能做出什么贡献等，都已成为云计算研究中关于安全的热点话题。我们将从传统信息安全的研究领域、信任管理成为云安全的关键以及安全作为服务向用户提供等三个方面来给出我们的理解。传统的信息安全中的信任管理在云安全中已经成为用户和云服务中心之间所面临的本质问题，人们普遍关心的云安全，实际上是云计算中的信任管理。云计算中信任的建立、维持和管理是一个复杂的社会过程，可以通过社会与技术手段相结合的方式来辅助信
37、任机制的完善。云计算本身也可以将安全作为服务提供给用户，改善信息安全。以安全作为服务（SECaaS）的形式逐渐实现安全服务的专业化、社会化，改变当前人人都在打补丁、个个都在杀病毒的状况；还可以把备份作为服务的形式，实现专门的云备份服务等。4.5 实现云计算的标准化工作重点在哪里？4.5.1对云计算标准的理解云计算面临的一个核心问题是如何制定与云计算相关的公共、开放和统一的标准规范，来指导和协调云计算基础设施的实施、实现、部署、运营和维护。如何利用开放的标准实现云（服务）-端（用户）以及云-云之间的互操作显得十分重要。云计算的出现并不会颠覆现有的标准，而是在保持其独立性的基础上，实现某种程度上的
38、兼容。4.5.2 服务的互操作标准国际标准化组织（ISO）于2009年新设了两个云计算研究组。JTC1/SC7下设的云计算中IT治理研究组ISO/IEC JTC1/SC38下设云计算研究组分布式管理任务组（Distributed Management Task Force，DMTF）成立了开放云标准孵化器研究组（Open Cloud Standards Incubator，OCSI），该研究组致力于开发与云计算有关的开放管理标准云计算安全联盟（Cloud Security Alliance ，CSA）、开放网格计算论坛（Open Grid Forum，OGF）、对象管理工作组（Object M
39、anagement Group，OMG）、存储网络行业协会（Storage Networking Industry Association，SNIA）、开放云计算联盟（Open Cloud Consortium，OCC）、云计算互操作性论坛（Cloud Computing Interoperability Forum，CCIF）等组织也在致力于建立安全、存储、测试等方面的云计算标准。在已有的云标准中，IaaS领域的成果尤为突出，包括虚拟机镜像分发、虚拟机部署和控制、云内部虚拟机之间的交流、持久化存储、安全的虚拟机配置等。目前相对比较成熟的标准有DMTF的OVF、OGF的OCCI、SNIA的CD
40、MI等。ISO/IEC JTC1 SC32制订了MFI系列标准，从模型注册、本体注册、模型映射的角度对注册信息资源的基本管理信息提供了参考，能够促进软件服务之间的互操作。 五、云计算对信息产业的影响及云计算的价值5.1云计算对信息产业的影响5.1.1 信息产业面临重新洗牌社会化（大众参与、规模化、服务方与特定的被服务方之间的依存关系减弱、协作与共享等）、集约化（同类服务、专业的提取、集中、抽象和归约等）与专门化（精细分工、满足个性化需求等）将成为云计算的基本特征，信息产业的“重新洗牌”必将来临。5.1.2软件产业结构面临调整云计算变革将软件产业变成传统工业流水线一样的高效产业软件产业将从“以产
41、品带服务”向“以服务带产品”的方向发展。基于内容的信息服务业所占比重越来越大；单机的系统软件和中间件所占比重逐渐减小，软件依附于应用；嵌入式软件更加个性化、柔性化5.1.3软件生产组织方式面临变革软件生产组织方式由传统以软件提供商为主，转变成“人人是服务的使用者”、“人人是服务的提供者”；软件行业门槛、软件公司规模的变化，个人化、小型化软件生产组织方式也可能会软件频繁地被重组重用，以开源软件的生产组织方式将会 5.1.4端设备产业加速变革“云端”才是云服务呈现和交互的窗口。为了适配丰富多彩的云服务，自然需要丰富的“云端”设备。(1) PC中心化，Web逐渐变成一个大的HUB；(2) PC向PC
42、+发展，PC+包括上网本，移动终端，游戏机，娱乐机，电视，甚至我们的汽车都是终端设备；(3) PC同时向PC3发展，即计算（computing）、通信能力（communication）以及控制管理（control）三者逐渐合一。5.2云计算的价值5.2.1互联网成为感知、认知的工具只有云计算，才能在大规模用户聚集的情形下提供高可用性的服务，而其较低的服务成本又能保持其竞争优势。个人及企业用户将不需要学习客户端软件的操作，而只需通过简洁的界面和窗口，访问一下站点就可以获得服务。同时，网络化的应用软件能按需定制，收费灵活。5.2.2云计算是物联网的基石物联网与云计算的结合无疑通过对各种能力资源共享
43、、业务快速部署、人与物交互的新业务扩展、信息价值深度挖掘等多方面的促进带动整个产业链和价值链的升级与跃进，而当物联网达到一定规模时，它对云计算的依赖性将更强。5.2.3云计算促进绿色计算云计算的集中化资源整合可以有效地降低能源消耗，提高电能利用率，并减少大量端设备的用电量。5.2.4 网络智能加速人类文明的进步网络智能是人工智能与群体智能的结合产物。消费者不仅仅是在网络上消费最终产品，获取所需信息，而且通过重新创造产品、信息甚至服务而成为“生产兼消费者”，博客、维基、社会化标注等都是网络智能的典型代表六、云计算在中国随着Google、IBM、Amazon等云计算的领头羊在商业应用中取得成功，云
44、计算得到了国内外工业界、学术界乃至政府部门的热烈响应，国内越来越多的研究单位和企业也已开始从事云计算的研究、开发和商业应用。国内目前正在积极投身于云计算相关研究工作的高校和科研院所包括清华大学、北京大学、武汉大学、华中科大、北航、中科院等诸多科研单位。清华大学的云存储平台着力于构建存储云；北京大学根据已有的海量web数据处理的实际需求更加侧重于大规模数据处理的计算云；华中科大关注主机虚拟化技术，基于主机虚拟化为用户提供虚拟主机以及虚拟集群；武汉大学在面向云计算的互操作国际标准方面取得一些进展；中国科学院计算技术研究所在云计算平台Hadoop基础上开发实现了并行数据挖掘工具平台，已用于实际TB级
45、电信数据的挖掘。国内企业从事云计算相关研发和商业推广的单位包括中移动、华为、中兴、八百客、友友系统、百度、阿里巴巴、世纪互联、中国电信等诸多企业。中国移动研究院已经发布了它的云计算平台“Big Cloud 0.5”；中兴、华为等设备提供商正在研究基于云计算来提供更为廉价高效的数据处理解决方案；阿里巴巴从实际需求出发，着手打造“电子商务云计算中心”；世纪互联推出一系列包括互联网主机服务、个人及企业进行互联网云备份的数据备份服务等互联网云计算服务；中国电信也正式推出了云计算业务“e云”；联想正在研发低成本瘦云终端设备；腾讯已经将云计算的研发成果应用到QQ相册等服务中。6.1云计算科研实践6.2云计算商业实践6.3软件作为服务的实践6.4 平台作为服务的实践6.5 基础设施作为服务的实践6.6 云计算的教育培训实践
