管理科学前沿——云计算1.云计算概念和分类1.1云计算概念云计算的概念仍未得到一致认可。
一种说法是：云计算(Cloud Computing)是分布式处理(Distributed Computing)、并行处理(Parallel Computing)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。
云计算的基本原理是，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更与互联网相似。
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。
通俗的理解是，“云”是存储于互联网服务器集群上的资源，它包括硬件资源（服务器、存储器、CPU等）和软件资源（应用软件、集成开发环境等），本地计算机只需要通过互联网发送一个需求信息，远端就会有成千上万的计算机为用户提供需要的资源并将结果返回到本地计算机；即，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，用户（企业或个人）数据的运行将更与互联网相似。
这使得用户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。
这样，本地计算机几乎不需要做什么，所有的处理由云计算提供商提供的集群来完成。
在云计算环境下，由于用户直接面对的不再是复杂的硬件和软件，而是最终的服务，因此使用观念会发生彻底变化：从“购买产品”转变到“购买服务”。
用户不需要拥有看得见、摸得着的硬件设施，也不需要为机房支付设备供电、空调制冷、专人维护等费用，并且不需要等待漫长的供货周期、项目实施等冗长的时间，只需支付相应费用，即可得到所需服务。
1.2云计算分类(一)云计算可以按照多种维护方式分类。
常见的分类维度包括：按照运营和使用者来分类计算服务的运营和使用对象的不同，云计算可以分为公有云、私有云和混合云。
公有云是指企业使用其他单位运营的云计算服务；私有云是企业自己运营并使用云计算服务；混合云是指在企业的云服务中，同时具有内部云服务和外部云服务。
目前，Amazon对外提供大量的公有云服务；Facebook、Yahoo、Google、Baidu、Tencent、淘宝等互联网公司均在积极构建企业内部的私有云系统，以降低企业运营成本；国内外的电信运营商如中国移动、中国电信和中国联通等在对外提供公有云服务的同时也在企业内部积极尝试实施私有云，这种情况即为混合云。
(二)按照提供的服务类型分类按照提供的服务类型，云计算可以分为基础架构即服务(Infrastructure as a Service , IaaS)、平台即服务(Platform as a Service, PaaS)和软件即服务(Software as a Service, SaaS)。
其中，IaaS是指以服务的形式提供虚拟基础资源；PaaS是指提供应用服务引擎，如互联网应用编程接口和运行平台等，用户基于该应用服务引擎，可以构建该类应用；SaaS是指用户通过Internet来按需租用软件。
图1 按服务类型分类的云计算1）IaaS（Infrastructure as a Service）：基础资源作为服务的模式。
云计算服务商以服务的形式提供虚拟硬件资源，如虚拟主机、存储、网络、数据库管理等资源，用户无需购买服务器、网络设备、存储设备等，只需通过互联网租赁即可搭建自己的应用系统。
目前IaaS是云计算的主要服务类型，Amazon最早推出虚拟化主机托管(EC2)、对象存储(S3)和结构化数据存储(SimpleDB和RDB)的服务，IBM紧跟其后，推出蓝云计划，并在中国无锡建立了云计算中心，电信运营商也开始逐步涉足云计算服务，如AT&T、Verizon相继推出IaaS的云计算服务。
国内电信运营商中，中国移动也推出BigCloud大云计划，并开发了BC-EC弹性计算服务。
2)PaaS（Platform as a Service）：平台作为服务的模式。
服务提供商提供应用服务引擎，如互联网应用编程接口和运行平台等，开发者基于该应用服务引擎进行应用开发和构建，利用服务提供商的资源向最终用户提供服务。
GoogleAppEngine是Google于2008年初发布的一个PaaS服务，基于其提供的应用开发接口用户可以利用Python和Java语言来构建Web服务，并在GoogleAppEngine上托管该Web服务，系统根据用户使用的资源量（如使用的存储空间、网络流量、CPU时间等）来按需计费。
其他系统，如BaiduAppEngine、SinaAppEngine、等均提供类似的服务和商务模式。
3)SaaS（Software as a Service）：软件即服务的模式。
用户通过Internet(如浏览器)来使用软件，用户不必购买软件，只要按需租用软件。
SaaS是一种广泛的面向应用的互联网服务模式，如GoogleDocs是较早推出的SaaS 云计算服务，软Office的在线办公软件，可以处理和搜索文档、表格、幻灯片，并可以设置共享权限通过网络和他人分享。
同时，SaaS在CRM和ERP方面也有相当多的服务提供商，如和Oracle CRM on Demand等。
1.3云计算的几大形式1.SAAS(软件即服务)这种类型的云计算通过浏览器把程序传给成千上万的用户。
在用户眼中看来，这样会省去在服务器和软件授权上的开支;从供应商角度来看，这样只需要维持一个程序就够了，这样能够减少成本。
是迄今为止这类服务最为出名的公司。
SAAS在人力资源管理程序和ERP中比较常用。
Google Apps和Zoho Office也是类似的服务2.实用计算(Utility Computing)这个主意很早就有了，但是知道最近才在、Sun、IBM和其它提供存储服务和虚拟服务器的公司中新生。
这种云计算是为IT行业创造虚拟的数据中心使得其能够把内存、I/O设备、存储和计算能力集中起来成为一个虚拟的资源池来为整个网络提供服务。
3.网络服务同SAAS关系密切，网络服务提供者们能够提供API让开发者能够开发更多基于互联网的应用，而不是提供单机程序。
4.平台即服务另一种SAAS，这种形式的云计算把开发环境作为一种服务来提供。
你可以使用中间商的设备来开发自己的程序并通过互联网和其服务器传到用户手中。
5.MSP(管理服务提供商)最古老的云计算运用之一。
这种应用更多的是面向IT行业而不是终端用户，常用于邮件病毒扫描、程序监控等等。
6.商业服务平台SAAS和MSP的混合应用，该类云计算为用户和提供商之间的互动提供了一个平台。
比如用户个人开支管理系统，能够根据用户的设置来管理其开支并协调其订购的各种服务。
7.互联网整合将互联网上提供类似服务的公司整合起来，以便用户能够更方便的比较和选择自己的服务供应商。
2.云计算结构框架实例2.1 IBM基础框架云2.1.1 IBM基础架构云概述云计算作为一种新兴的模式已经被业界讨论了相当长的一段时间，IBM公司全球副总裁迈特王博士就曾指出云计算是Web服务发展到一定阶段的必然产物。
允许用户随时随地使用任何联网设备访问他们的应用。
但是对于部署企业级的云计算，节省成本的开销、加速价值的实现以及创造竞争优势都是考虑云计算是否能适用于企业的三大诱因。
所以一部分IT企业采用私有云，这不仅保障了安全性，更突出了可靠性的特点。
而另一部分企业采用了两种模式的混合云，这样可以极大的满足企业的不同需求。
图2 IBM基础架构云云计算是用革命性的IT能力交付支持现有和新出现的工作负载，不能以单一的技术支持特性各异的工作负载。
与其他“云”厂商提供基于Web2.0单一工作负载的云方案不同，IBM基础架构云（IaaS）解决方案能够为您提供基于整合服务管理平台来搭建公有云/私有云/混合云，不仅支持web2.0（协同工作、社区），更支持包括联线交易（银行、证券…）、商业处理（ERP、CRM…）、在线分析（风险评估、策略…）、高性能运算（天气预报、基因研究…）等其他关键业务工作负载需求，支持”智慧地球”的应用。
2.1.2 基础架构云如何满足需求利用成熟的基础架构云解决方案实现持续的成本节约，例如专门针对特定工作负载优化的快捷部署云IBM CloudBurst™。
这些解决方案可帮助企业加快标准化进程，大幅度提高效率和缩短投资回报期限。
图3 IBM CloudBurst逻辑结构通过快速提供新服务或资源以及扩展现有服务，提高业务灵活性。
您的企业将从单纯的围绕IT资源进行优化，转向通过以自助服务的方式使用按需付费的虚拟资源，达到优化业务的目的。
利用客户化的云解决方案改进服务交付，以帮助企业克服特定的服务交付难题。
IBM云服务中内置的服务管理系统，可提供跨多种IT和业务服务的可视化、可控化及自动化能力。
2.2 智慧林业及自然控制理论体系结构智慧林业及自然控制理论的体系结构包括普适感知与泛在接入层、云计算层及决策分析层。
其结构如图1所示。
这3个层次将计算机世界、物理世界和人类社会组成三元世界并使之有机结合，而云计算是三元世界的神经中枢与共同主线。
云计算高效的计算模式为普适感知和智能决策提供处理能力与应用平台。
例如，对林区区域气象数据信息分析与处理，其获取的温度、湿度、风速、日照等数据量将是惊人的;同时获取的数据类型差异性较大，只有凭借云计算平台强大的计算和存储能力才能更及时准确地分析。
普适感知与泛在层主要包括无线传感器网络、卫星、认知无线电、高空摄像机、无人飞机、射频识别技术、WiFi网络等，支持软硬资源接入的各类泛在设备和智能感知设备。
该层主要实现资源的感知和识别以及信息的获取等，为智慧云计算平台的智能化计算和管理提供支持。
该层利用网络化信息资源、林业信息资源及生态信息资源，使用通信和信息技术手段感知、分析、整合整个林区或生态区的各项关键信息;更科学直观地描述森林及生态区的生态指标动态变化及其与其他外界因素的逻辑关系;进而实现对森林资源、水资源、土地资源和空气资源变化的智能响应，建立起某个区域或某个林区的智慧服务。
云技术层是智慧林业核心服务层，主要通过虚拟化技术对资源进行封装，使得资源池的计算资源、存储资源、网络资源和软件资源都以服务形式提供给使用者，实现动态管理。
PaaS 层实现对任务、资源的管理，通过映像的布置和有效调度策略实现各类资源的负载均衡使用，并通过一系列容错机制提高计算的可靠性。
智慧决策层是利用云计算平台提供的数据，通过可视化分析工具及专家库模型，实现智慧决策。
2.3 CloudSimCloudSim是一个新的,广义的和可扩展的仿真框架,允许无缝的建模、模拟和实验的新兴云计算基础架构和应用程序服务。
2.3.1云计算数据中心云计算环境中计算能力由数据中心支持，数据中心一般装有成千上万个服务器。