云计算的关键技术及发展现状
姓名：李云迪 学号：2320130001 北京大学
摘要：云计算从最早的提出概念到现今各大云服务提供商的研发，
实际只在短短几年时间。目前，最简单的云计算技术在网络服务中已经
随处可见，例如搜索引擎、网络邮箱等，使用者只要输入简单指令即能
得到大量自己所需的信息。但是，从一种新的业务模式的发展周期来看，
尤其是从我国的情况来看，目前的云计算还只能算是初步发展阶段。本
文主要对云计算技术的应用特点、发展现状、利处与弊端以及对云计算
的应用存在的主要问题进行了探讨分析，最后是关于云计算的挑战及其
展望。
关键词：云计算；云服务提供商；云计算应用；技术发展
1、云计算的定义
计算机的应用模式大体经历了以大型机为主体的集中式架构、以pc
机为主体的c/s分布式计算的架构、以虚拟化技术为核心面向服务的体
系结构（soa）以及基于web2.0应用特征的新型的架构。云计算发展的
时代背景是计算机的应用模式、技术架构及实现特征的演变。
“云计算”概念由google提出，一如其名，这是一个美妙的网络应
用模式。在云计算时代，人们可以抛弃u盘等移动设备，只要进入google
docs页面，新建一个文档，编辑其内容，然后直接把文档的url分享给
朋友或上司，他们就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。
云计算的定义众多，目前广为认同的一点是，云计算是网格计算、
分布式处理、和并行处理的发展，或者说是这些计算机科学概念的商业
实现。云计算是一种资源交付和使用模式，用户通过网络即可获得应用
所需的资源（硬件、软件、平台）。云计算将计算从客户终端集中到“云
端”，作为应用通过互联网提供给用户，计算通过分布式计算等技术由
多台计算机共同完成。用户只需要关心应用的功能，而不必去关心应用
的实现方式，所有应用的实现和维护由其提供商完成，用户只要根据自
己的需要选择相应的应用即可。云计算是一种计算的方式，而不是一个
工具、平台或者架构。
2、云计算的原理
云计算的基本原理是，通过把计算分布在大量的分布式计算机上，
而不是本地计算机或远程服务器中，企业数据中心的运行将更相似于互
联网。这使得企业能够将资源切换到需要的应用上，根据需求访问存储
系统和计算机。云计算就是把普通的服务器或者个人计算机连接起来，
以获得超级计算机或者叫高可用性和高性能计算机的功能，可是成本却
更低。
云计算是全新的基于互联网的超级计算理念和模式。实现云计算的
具体基础设施需要结合多种技术，需要软件实现对硬件资源的虚拟化管
理和调度，即把存储于个人电脑、移动电话和其他设备上的大量信息和
处理器资源集中在一起，协同工作。
3、云计算的核心技术
云计算系统运用了很多的技术，其中最关键的技术包括数据管理技
术、编程模型、数据存储技术、云计算平台管理技术、虚拟化技术等。
3.1 编程模型
mapreduce是google开发的java、python、c++编程模型，它是一
种高效的任务调度模型和简化的分布式编程模型，主要用于大规模数据
集（大于1tb）的并行运算。严格的编程模型会使云计算环境下的编程
变得很简单。mapreduce模式的思想是把需要执行的问题分解成map(映
射)和reduce(化简)的方式，先通过map程序将数据切割成不相关的部
分，然后分配给大量计算机处理，达到分布式运算的效果，再通过reduce
程序将结果汇整并且输出。
3.2 海量数据分布存储技术
云计算系统由大量服务器组成，同时还为大量用户进行服务，所以
云计算系统采用的是分布式存储的方式来存储数据，用冗余存储的方式
来保证数据的可靠性。hadoop团队开发的gfs的开源实现hdfs和google
的gfs是云计算系统中广泛使用的数据存储系统。
3.3 虚拟化技术
通过虚拟化技术可以把软件应用与底层硬件相隔离，它包括将单个
资源划分成多个虚拟资源的裂分模式，也包括将多个资源整合成一个虚
拟资源的聚合模式。虚拟化技术根据其对象可分成网络虚拟化、计算虚
拟化、存储虚拟化等等，计算虚拟化又分为桌面虚拟化、系统级虚拟化
和应用级虚拟化。
3.4 云计算平台管理技术
云计算的资源规模庞大，服务器数量很多并且都分布在不同的地
点，同时运行着几百种应用，如何有效的管理这些服务器，保证整个系
统提供不间断的服务则是个巨大的挑战。
4、我国云计算产业发展现状
我国云计算服务市场处于起步阶段，云计算技术与设备已经具备一
定的发展基础。我国云计算服务市场总体规模较小，但追赶势头明显。
据Gartner估计，2011年我国在全球约900亿美元的云计算服务市场中
所占份额不到3%，但年增速达到40%，预期未来我国与国外在云计算方
面的差距将逐渐缩小。
大型互联网企业是目前国内主要的云计算服务提供商，业务形式以
IaaS+PaaS形式的开放平台服务为主，其中IaaS服务相对较为成熟，
PaaS服务初具雏形。我国大型互联网企业开发了云主机、云存储、开放
数据库等基础IT资源服务，以及网站云、游戏云等一站式托管服务。
一些互联网公司自主推出了PaaS云平台，并向企业和开发者开放，其
中数家企业的PaaS平台已经吸引了数十万的开发者入驻，通过分成方
式与开发者实现了共赢。
ICT制造商在云计算专用服务器、存储设备以及企业私有云解决方
案的技术研发上具备了相当的实力。其中，国内企业研发的云计算服务
器产品已经具备一定竞争力，在国内大型互联网公司的服务器新增采购
中，国产品牌的份额占到了50%以上，同时正在逐步进入国际市场；国
内设备制造企业的私有云解决方案已经具备千台量级物理机和百万量
级虚拟机的管理水平。
软件厂商逐渐转向云计算领域，开始提供SaaS服务，并向PaaS领
域扩展。国内SaaS软件厂商多为中小企业，业务形式多以企业CRM服
务为主。领先的国内SaaS软件厂商签约用户数已经过万。
电信运营商依托网络和数据中心的优势，主要通过IaaS服务进入
云计算市场。中国电信于2011年8月发布天翼云计算战略、品牌及解
决方案，2012年将提供云主机、云存储等IaaS服务，未来还将提供云
化的电子商务领航等SaaS服务和开放的PaaS服务平台。中国移动自
2007年起开始搭建大云（BigCloud）平台，2011年11月发布了大云1.5
版本，移动MM等业务将在未来迁移至大云平台。中国联通则自主研发
了面向个人、企业和政府用户的云计算服务“沃·云”。目前“沃·云”
业务主要以存储服务为主，实现了用户信息和文件在多个设备上的协同
功能，以及文件、资料的集中存储和安全保管。
IDC企业依托自己的机房和数据中心，将IaaS作为云服务切入点，
目前已能提供弹性计算、存储与网络资源等IaaS服务。少数IDC企业
还基于自己的传统业务，扩展到提供PaaS和SaaS服务，如应用引擎、
云邮箱等。
5、云计算的挑战和展望
云计算技术的发展面临这一系列的挑战，例如：使用云计算来完成
任务能获得哪些优势；可以实施哪些策略、做法或者立法来支持或限制
云计算的采用；如何提供有效的计算和提高存储资源的利用率；对云计
算和传输中的数据以及静止状态的数据，将有哪些独特的限制；安全需
要有哪些；提供可信还击你给都需要些什么。此外，云计算虽然给企业
和个人用户提供了创造更好的应用和服务的机会，但同时也给了黑客机
会。云计算宣告了低成本超级计算机服务的可能，一旦这些“云”被用
来进行各种攻击或者破译各类密码，将会对用户的数据安全带来极大的
危险。所以，在安全问题和危险因素被有效的控制之前，云计算不容易
得到彻底的应用和接受。
云计算未来有两个发展方向：第一个是构建与应用程序紧密结合的
大规模底层基础设施，为应用能够扩展到更大的规模提供可能；第二个
是构建新型的云计算应用程序，在网络上提供更加丰富的用户体验。第
一个发展趋势能够从现在的云计算研究状况中体现出来，而在云计算应
用程序的构造上，很多新型的社会服务型网络，如facebook等，也已
经体现了这个趋势，而在研究上则开始注重通过云计算基础平台将多个
业务融合起来。
作为一种新兴的技术，云计算可以预想未来前景的无限光明。当互
联网遇到了新的发展契机，云计算必将在不久的将来展示出强大的生命
力，推动it产业跨越式发展。
参考文献：
[1]孟宏伟,黄丽芳.云计算解析[j].硅谷,2010,(10):35-36
[2]陈全,邓倩妮.云计算及其关键技术[j].计算机应用,2009,(09).
[3]钟志水.云计算的现在和未来[j]现代计算机(专业
版),2010,(01).
[4]郭春梅,毕学尧,杨帆.云计算安全技术研究与趋势[j].信息网络
安全,2010,(04):16-17.
[5]李德毅,陈桂生,张海粟.云计算热点问题分析[j].中兴通讯技
术,2010,(04):1-5.
[6]李胜.浅谈云计算[j].电脑知识与技术,2010,(09):2140-2141