第12卷第5期2010年10月北京邮电大学学报(社会科学版)Journal o f Be iji ng U n i versity o f P osts and T eleco mm un i ca tions (Soc i a l Sc i ences Ed ition)V ol 112,N o 15O ct 12010收稿日期:2010-07-15作者简介:董晓霞(1972)),女,河北博野人,北京邮电大学图书馆高级工程师,博士研究生,研究方向为图书馆联盟、数字图书馆、管理工程。
云计算研究综述及未来发展董晓霞1,2,吕廷杰2(11北京邮电大学图书馆,北京 100876;21北京邮电大学经济管理学院,北京 100876)摘 要:作为一种新型的计算范式,云计算已经成为近两年研究的热点,其目标是为用户动态地提供可靠的、可定制的、服务质量(Q oS)保证的IT 计算环境服务。
研究综述从定义、服务层次、计费方式及未来发展等方面对云计算进行了分析,旨在为科学地评估云计算的运营和使用提供一定的参考。
关键词:云计算;效用计算;规模经济;服务层次;计费方式中图分类号:T P39314 文献标识码:A 文章编号:1008-7729(2010)05-0076-06早在50年前,John M cCart h y 就提出了/或许有一天计算可以成为公共服务0的设想[1]。
计算技术和网络技术的发展,尤其是近两年出现的云计算的技术和理念,正逐步将John M c C arthy 的设想演变为现实。
作为按需付费的一种新型的商业模式,云计算将基础设施、平台以及软件作为服务通过I nter net 提供给用户;用户使用云计算服务时,不必配置昂贵的基础设施和复杂的软件系统,也不需要关心数据存储的位置。
尽管目前学术界以及工业界普遍认为云计算具有变革互联网服务的潜在能力,但是工商界对于云计算的接受程度还远在人们的预期之外。
例如,将传统的I T 管理模式过渡到基于云计算的管理模式,对于一个企业来说依然是一个很大的挑战。
本文对云计算的定义、服务层次、计费方式及其面临的机遇和挑战等几个方面的问题进行了分析,希望能够明晰云计算的认识,为科学地评估云计算服务的运营和使用提供一定的参考。
一、云计算的定义自2007年I B M 正式提出云计算的概念以来,许多专家、研究组织以及相关厂家从不同的研究视角给出了云计算的定义,目前关于云计算的定义已有上百种。
维基百科的定义:云计算是通过I nter net 提供动态的、易扩展的、虚拟化的计算资源的一种计算方式,用户不需了解/云0中基础设施的细节,不必具有相应的专业知识,也无需进行直接地控制。
[2]伯克利云计算白皮书的定义:云计算包括互联网上各种服务形式的应用以及应用所依托的数据中心的软硬件设施。
应用服务即SaaS(so ft w are as a serv i c e ,软件即服务),而数据中心的软硬件设施即所谓的云。
通过量入为出的方式提供给公众的云称为公共云,如Am azon S3(si m p le storage ser v ice)、Google App Engine 和M icr osoftA zure 等,而不对公众开放的组织内部数据中心的云称为私有云。
[3]Foster et al [4]对云计算的定义:规模经济驱动的大型的分布式计算范式,通过I nter net 向外部用户提供抽象的、虚拟的、动态可扩展的以及可管理的计算能力服务、存储服务以及平台服务。
Buyyaa et al [5]认为:云是包括大量互相联系的虚拟机的并行分布系统,基于服务水平协议(SL A,service leve l ag ree m ent),一个或者多个虚拟机可作为统一的计算资源动态地提供和展示。
Lu is et a l [6]认为:云是一个易于利用和访问的大型的虚拟资源池,可根据变化的负载规模对资源池中的资源进行动态地配置,资源以按次计费的方式被使用,基础设备提供商通过SL A 保证其服务质量。
刘鹏[7]认为:云计算是一种商业计算模型,它将计算任务分布在大量的计算机构成的资源池上,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,是一些可以自我维护和管理的虚拟计算资源,通常是一些大型的服务器集群,包括计算服务器、存储服务器和宽带资源等。
陈康等[8]认为:云计算一词用来同时描述一个系统平台或者一种类型的应用程序。
云计算平台可按需进行动态地部署、配置以及取消服务等。
在云计算平台中的服务器可以是物理的,也可以是虚拟的。
云计算应用是一种可以通过I nter net 访问的可扩展的应用程序,云应用使用大规模的数据中心以及功能强大的服务器来运行网络应用程序和网络服务。
任何一个用户通过核实的互联网接入设备以及一个标准的浏览器都能够访问一个云计算应用程序。
L i n et al [9]认为:云计算对于应用和I T 用户来说,即/I T 即服务0,计算能力、存储以及应用等服务通过I nternet 从数据中心传递给用户;对于Internet 应用开发者来说,即基于Internet 的软件开发平台;对于基础设施提供商和管理者来说,即通过I P 网络连接的分布式数据中心的基础设施。
以上对于云计算的定义各有侧重,从根本上说,云计算是以虚拟技术为核心技术,以规模经济为驱动,以I nternet 为载体,以由大量的计算资源组成的I T 资源池为支撑,按照用户需求动态地提供虚拟化的、可伸缩的I T 服务。
在云计算模式下,不同种类的I T 服务按照用户的需求规模和要求动态地构建、运营和维护,用户一般以量入为出的方式支付其利用资源的费用。
所以,云计算的使能因素主要包括三个方面的内容:¹技术因素是云计算的技术使能支撑,例如虚拟化技术、WEB210技术、编程模式、全球化的分布式存储系统、网络服务以及面向服务的体系架构[10]、计费管理等;º经济因素是云计算商业化使能的支撑,例如合理的商业模式、清晰的产业结构等;»政策因素是保证云计算服务质量和合法性的社会使能支撑,例如政府的支持政策以及各种健全的监管制度。
二、云计算的服务层次云计算的服务层次可分为基础设施层、平台层以及软件层,市场进入条件也从高到低。
目前越来越多厂商可以提供不同层次的云计算服务,部分厂商还可以同时提供设备、平台、软件等多层次的云计算服务,例如Google 既可提供云计算平台服务,又可提供云计算软件服务,如图1所示。
图1 云计算的服务层次董晓霞等:云计算研究综述及未来发展北京邮电大学学报(社会科学版)2010年第5期软件服务层)))SaaS。
SaaS的兴起要早于云计算,它是一种软件布局模型,其应用专为网络交付而设计,便于用户通过I nter net托管、部署及接入,即厂商将应用软件统一部署在自己的服务器上,客户可以根据实际需求,通过互联网向厂商定购所需的应用软件服务。
SaaS应用软件的价格通常为/全包0费用,即将通常的应用软件许可证费、软件维护费以及技术支持费统一为用户的月度租用费。
SaaS是企业利用先进技术实施信息化的最好途径,尤其有利于中小企业。
但是SaaS的发展并不尽如人意,主要原因之一是SaaS供应商更专注于软件的开发,对网络资源管理能力不足,往往会造成浪费大量资金以购买服务器和带宽等基础设施,但提供的用户负载却依然有限。
而云计算供了一种简单而高效的网络资源管理机制,可以帮助SaaS厂商为海量用户提供不可想象的巨大资源,SaaS供应商不需要再在服务器和带宽等基础设施上浪费自己的资源,专注于具体的软件开发和应用,所以在云计算的模式下,SaaS的市场进入条件相对较低。
平台服务层)))PaaS(p latfor m as a serv ice,平台即服务)。
Paas是在云基础设施之上提供抽象层次的服务,即系统运行的软件平台,例如开发平台、商业部署和应用平台等,PaaS获取硬件资源的方式对于用户来说是透明的。
PPs(platfor m prov i d ers,平台服务提供商)提供硬件、软件、操作系统、软件升级、安全以及其他应用程序托管等服务内容[11],大多数提供商限定于某种语言和集成开发环境(I D E),例如谷歌的A pp Eng i n e支持python以及相应的I D E。
由于云计算的平台服务对于用户来说屏蔽了操作系统、硬件以及存储的复杂性,所以要求提供商具备良好的开发能力和一定的资源管理能力,导致了PPs的市场进入条件比较高。
随着技术的发展、客户的积累以及客户需求的增多,部分SaaS服务提供商也逐渐开始基于SaaS提供PaaS服务,例如Sales Force的Force1co m就是基于SalesForce1Co m 的软件服务引擎,提供构建商业化应用、移动应用以及网页站点应用的开发平台。
基础设施服务层)))IaaS(infrastructure as a serv ice,基础设施即服务)。
I Ps(i n frastr ucture prov i d-ers,基础设施提供商)管理了大量的计算资源,例如存储和计算能力。
I Ps利用虚拟化技术实现了分割、动态调整资源的功能,能够为用户或者服务提供商提供指定规模的系统。
为了保证服务的可靠性, I Ps需要部署相应的软件以管理这些服务。
由于IaaS是建立在由大量的计算资源组成的I T资源池基础之上,需要大量的前期投资,所以IaaS的市场进入条件相对于PaaS来说要高。
目前大部分I Ps都已有大量计算资源的历史积累,例如Rackspace,作为全球领先的托管服务提供商,自1998年至今在全球已拥有9个数据中心,管理超过5万台服务器。
[12]三、云计算计费方式通常情况下,云计算采用量入为出的计费方式,即根据用户使用云计算服务的情况收费,类似于水、电、气的弹性收费方式。
这种计费方式依赖于规模经济,可以在降低价格的同时为提供商带来丰厚的利润[13];还可以使云计算用户节省前期投资,避免出现资源不足或闲置的情况。
当前,云计算主要采取按次和包月/年的计费方式,少量云计算服务是免费的。
按次计费是从用户每次开始使用云计算服务开始计费,直到用户退出本次服务停止计费,一般情况下会根据用户的使用情况给出其消费的清单。
例如Am azon的S3、谷歌的A pp Eng i n e、Salesforce1co m 的Fo rce1co m以及Sun的Ne t w ork1co m的基础设施服务等。
包月/年的计费方式是用户采取预付费或者后付费的方式购买一个时间段的云计算服务,适用于有长期稳定业务需求的客户。
例如Smug mug以年付费的方式提供照片存储和共享服务。