天云科技云计算白皮书目录1 概述31.1云计算的概念3 1.2云计算的特点4 1.3云计算的分类5 1.4云计算实现机制6 1.5云计算发展现状82 云计算应用方向与实例102.1基础设施租用10 2.2海量数据管理12 2.3在线软件服务12 2.4云安全应用143 云计算优势分析173.1性价比优势17 3.2应用优势20 3.3可靠性优势20 3.4安全性优势214 云计算发展趋势224.1云计算的历史定位22 4.2云计算与3G和物联网25 4.3云计算与网格融合发展255 云计算演进策略285.1云计算带来的变革285.1.1 机遇285.1.2 挑战29 5.2政府部门的演进策略31 5.3运营商的演进策略33 5.4典型行业的演进策略345.4.1 能源行业355.4.2 服务行业355.4.3 教育行业365.4.4 医疗行业376 天云科技与云计算386.1 我们的使命396.2 我们的团队396.3 服务和产品396.4 推动形成云产业链401 概述“云计算”这个词汇是Google CEO埃里克·施密特于2006年8月9日在搜索引擎战略会议上的演讲中首次提到。

2007年第3季度，这个词汇开始引起广泛关注，随后公众对这个词的搜索量呈爆炸式增长。

一时间，众说纷芸，有人称之为炒作，有人猛烈抨击，有人迅速转型，有人大声叫好。

经过短短的几年发展，云计算已经形成了雷霆万钧的势能和横扫千军的动能。

Google、Amazon、IBM与微软等互联网与IT巨头纷纷把云计算作为自己未来的核心战略。

更重要的是在硅谷近百家新型云计算创新企业正在兴起，业务范围涉及从硬件、软件到应用的各个领域；这些企业创新的势头及其目标定位颇像三十年前个人计算机及十五年前互联网刚刚出现的时候，具有创新精神的小公司迅速而大量涌现，这些公司在刚成立时便立志从技术、服务、商业模式等方面挑战与颠覆现有的IT产业格局。

1.1 云计算的概念然而，对于到底什么是云计算，至少可以找到100种解释，目前还没有公认的定义。

本白皮书给出一种参考定义：云计算是一种商业计算模型，它将计算任务分布在大量计算机构成的资源池上，使用户能够按需获取计算力、存储空间和信息服务。

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，通常是一些大型服务器集群，包括计算服务器、存储服务器和宽带资源等。

云计算将计算资源集中起来，并通过专门软件实现自动管理，无需人为参与。

用户可以动态申请部分资源，支持各种应用程序的运转，无需为烦琐的细节而烦恼，能够更加专注于自己的业务，有利于提高效率、降低成本和技术创新。

云计算的核心理念是资源池，这与早在2002年刘鹏教授提出的网格计算池（Computing Pool）的概念非常相似。

网格计算池将计算和存储资源虚拟成为一个可以任意组合分配的集合，池的规模可以动态扩展，分配给用户的处理能力可以动态回收重用。

这种模式能够大大提高资源的利用率，提升平台的服务质量。

之所以称为“云”，是因为它在某些方面具有现实中云的特征：云一般都较大；云的规模可以动态伸缩，它的边界是模糊的；云在空中飘忽不定，无法也无需确定它的具体位置，但它确实存在于某处。

之所以称为“云”，还因为云计算的鼻祖之一亚马逊公司将大家曾经称为网格计算的东西，取了一个新名称“弹性计算云”（Elastic Computing Cloud），并取得了商业上的成功。

云计算是并行计算（Parallel Computing）、分布式计算（Distributed Computing）和网格计算（Grid Computing）的发展，或者说是这些计算科学概念的商业实现。

云计算是虚拟化（Virtualization）、效用计算（Utility Computing）、将基础设施作为服务IaaS （Infrastructure as a Service）、将平台作为服务PaaS（Platform as a Service）和将软件作为服务SaaS（Software as a Service）等概念混合演进并跃升的结果。

计算机的核心是解决信息与知识的存储、处理和传播问题。

它的第一阶段是以IBM 为代表的主机时代，最主要的特点是信息被中央主机所控制，用户需要获取信息时，要通过特定的终端连接到主机。

七十年代末个人计算机的革命改变了这一结构。

个人计算机可以把个人的信息存放在自己的计算机，使每个人成为“自己知识的主人”。

这场个人计算机革命极大地推动了社会进步，知识普及的同时也打破了IBM的垄断，产生出微软、Intel、Apple等一代企业巨头，并使美国牢固地占领了这个技术制高点，极大地提高了世界经济的效率。

互联网的出现使得个人计算机可以通过网络连接起来，更为彻底的改变了信息和知识的传播方式，极大提高了信息和知识传布的效率。

技术变革演变至此，个人计算机的发展仍然面临一个很大问题，就是每台计算机的功能与能力利用很不充分，信息不能充分和高效共享，操作复杂，成本居高不下。

随着网络尤其是宽带网络的发展，以及“虚拟化软件”技术的实现，人们意识到“网络即是计算机”，我们可以把计算能力、存储能力再一次集中起来，放在“网络”中去。

当我们需要的时候，就通过网络拿下来，不需要时就放在网络上面。

这种无所不在的计算能力，被人们形象地称为“云”。

从主机的集中到个人计算机的分散，乃至新的一次集中，计算机的发展似乎也在遵循着“否定之否定”的钟摆定理。

这次新的集中的结果将使每个“计算终端”的计算能力更强，计算成本更便宜——所谓“书本一样的价格，超级计算机一样的能力”。

有人将这种模式比喻为从单台发电机供电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、水和电一样，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。

再用一个比喻来形容“云计算”。

水在人类文明发展历程中的作用非常重要。

用来存储、处理和传播信息和知识的计算机的发展历程，与人类储存、使用和管理水的历程，有很多相似之处。

在原始部落以及游牧时期，人们的生活和生产局限在靠近水源的范围，需要水的时候，要去江河湖泊里取水回来，“江河湖泊”就像“主机”。

到了个人计算机时代，如同人类的农耕时代，由于家家都有水井，人们的生活和生产获得了更多的自由和便利；“水井”很像个人计算机，自给自足，但是不能共享、大量闲置，严重浪费和低效。

等我们到了城市，有了发达的自来水网络，“水”被集中起来保质、随时、随地的提供给人们，文明因此进入了一个新阶段，就像“云计算”将以宽带网络和新一代软件与服务带领我们进入信息化新时代。

1.2 云计算的特点云计算具有以下特点：1）超大规模。

“云”具有相当的规模，Google云计算已经拥有200多万台服务器，亚马逊、IBM、微软和Yahoo等公司的“云”均拥有几十万台服务器。

“云”能赋予用户前所未有的计算能力。

2）无处不在。

云计算支持用户在任意位置、使用各种终端获取服务。

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应用运行的具体位置，只需要一台笔记本或一个PDA，就可以通过网络服务来获取各种能力超强的服务。

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更加可靠。

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，同一片“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，用户按需购买，像自来水、电和煤气那样计费。

7）极其廉价。

“云”的特殊容错措施使得可以采用极其廉价的节点来构成云；“云”的自动化管理使数据中心管理成本大幅降低；“云”的公用性和通用性使资源的利用率大幅提升；“云”设施可以建在电力资源丰富的地区，从而大幅降低能源成本。

因此“云”具有前所未有的性能价格比。

1.3 云计算的分类云计算按照服务类型大致可以分为三类：将基础设施作为服务IaaS 、将平台作为服务PaaS 和将软件作为服务SaaS ，如图1-1所示。

IaaS 将硬件设备等基础资源封装成服务供用户使用，如亚马逊云计算AWS （Amazon Web Services ）的弹性计算云EC2和简单存储服务S3。

在IaaS 环境中，用户相当于在使用裸机和磁盘，既可以让它运行Windows ，也可以让它运行Linux ，因而几乎可如：Salesforce online CRM如：Google App Engine Microsoft Windows Azure如：Amazon EC2/S3图1-1 云计算的服务类型以做任何想做的事情，但用户必须考虑如何才能让多台机器协同工作起来。

AWS 提供了在节点之间互通消息的接口简单队列服务SQS （Simple Queue Service ）。

IaaS 最大的优势在于它允许用户动态申请或释放节点，按使用量计费。

运行IaaS 的服务器规模达到几十万台之多，用户因而可以认为能够申请的资源几乎是无限的。

同时，IaaS 是由公众共享的，因而具有更高的资源使用效率。

PaaS 对资源的抽象层次更进一步，它提供用户应用程序的运行环境，典型的如Google App Engine 。

微软的云计算操作系统Microsoft Windows Azure 也可大致归入这一类。

PaaS 自身负责资源的动态扩展和容错管理，用户应用程序不必过多考虑节点间的配合问题。

但与此同时，用户的自主权降低，必须使用特定的编程环境并遵照特定的编程模型。

这有点像在高性能集群计算机里进行MPI 编程，只适用于解决某些特定的计算问题。

例如，Google App Engine只允许使用Python和Java语言、基于称为Django的Web 应用框架、调用Google App Engine SDK来开发在线应用服务。

SaaS的针对性更强，它将某些特定应用软件功能封装成服务，如Salesforce公司提供的在线客户关系管理CRM（Client Relationship Management）服务。

SaaS既不像PaaS一样提供计算或存储资源类型的服务，也不像IaaS一样提供运行用户自定义应用程序的环境，它只提供某些专门用途的服务供应用调用。

图1-2 IaaS、PaaS和SaaS之间的关系IaaS、PaaS和SaaS之间的关系如图1-2所示。

需要指出的是，随着云计算的深化发展，不同云计算解决方案之间相互渗透融合，同一种产品往往横跨两种以上类型。

例如，Amazon Web Services是以IaaS发展的，但新提供的弹性MapReduce服务模仿了Google 的MapReduce，简单数据库服务SimpleDB 模仿了Google的Bigtable，这两者属于PaaS 的范畴，而它新提供的电子商务服务FPS和DevPay以及网站访问统计服务Alexa Web服务，则属于SaaS的范畴。