雲計算——提供強大而安全的“計算力”

多年來，我國高度重視新一代資訊産業發展。國務院發佈《關於促進雲計算創新發展培育資訊産業新業態的意見》，工信部制訂雲計算“十三五”規劃，科技部部署國家重點研發計劃“雲計算與大數據”重點專項等，為雲計算的發展提供頂層設計。

其實，雲計算並非一個全新概念，其發展歷史可以追溯到1956年虛擬化技術的正式提出。我國雲計算發展大致經歷三個階段：2010年以前是準備階段； 2011年到2013年是穩步成長階段；2014年至今，中國雲計算産業進入高速發展階段。當前，雲計算正從新業態轉變為常規業態，並且與傳統行業深度融合發展。據中國信通院統計，全球雲計算市場規模總體呈穩定增長態勢，未來幾年市場平均增長率在20%左右。預計到2022年，全球市場規模將超過2700億美元，我國雲計算市場規模將達到1731億元人民幣。

四大技術做支撐

雲計算究竟是一項什麼樣的技術？

通過高速網路，雲計算將大量獨立的計算單元相連，提供可擴展的高性能計算能力。它的主要特點是：資源虛擬化、服務按需化、接入泛在化、部署可擴展、使用可計費。

簡單説，就是用戶的計算需求不必在本地電腦上實現，而是只要把計算需求交給“雲平臺”，“雲平臺”把巨量數據分解成無數個小任務，分發給眾多伺服器，最後匯總出計算結果，返回給用戶。打個比方，吃魚不必自己造船、結網、出海、烹飪，只需跟飯店下訂單即可，飯店自會準時上菜，這個飯店會同時服務眾多顧客。隨著用戶越來越多，程式越來越複雜，對計算能力和安全性的要求也越來越高。在不斷提升的需求推動下，雲計算技術不斷升級，應用也越來越普及。

雲計算主要由數據存取處理、資源分配共用、系統安全保障和服務靈活應用等四個功能區組成。這四大功能區由四大技術支撐：數據中心技術、軟體定義技術、雲安全技術、移動雲計算技術。

數據中心主要是硬體設備，負責對數據進行組織、處理、存儲、傳輸等。根據用戶在數據中心扮演的角色，可具體分為平臺提供商、服務提供商、終端用戶三類。其中，平臺提供商為數據中心提供軟硬體基礎設施（比如阿裏雲）；服務提供商提供各種網站和手機APP等應用軟體；終端用戶則是數據中心服務的主要對象，我們常見的社交通信軟體如微信、微網志的使用者，就是終端用戶。

軟體定義技術的核心是“資源虛擬化”和“功能可編程”，主要任務是給硬體“派活兒”，並負責組織、協調、統籌。這就好比有一台性能很好的伺服器，通過資源虛擬化實現“分身”，承擔起好幾臺伺服器的工作，從而保障雲計算的基本需求。通過這些技術，軟體定義能夠支援計算資源池無限擴展，解決存儲分配不均問題，提高雲平臺的網路吞吐量。

把數據交給“雲”來處理，會不會造成洩露？雲計算越普及，資訊安全問題越緊迫。資訊安全的重點是加密和隱私保護，網路安全的關鍵是防範非法訪問與惡意代碼，雲安全的核心則是共用技術的安全利用。具體來説，雲安全技術大致包括數據安全、訪問控制與身份認證、共用技術問題、系統安全漏洞、內部人員威脅等。由於雲安全複雜、多變，雲服務商應承擔起更多安全責任，不斷推進雲計算安全生態的構建與完善。

過去10年，相信人們有一個共同感受：手機越來越智慧、越來越無處不在。很多過去只能在電腦、電視上進行的辦公、娛樂活動，現在都可以通過手機來完成，而且部分功能在手機上更加得心應手。這背後重要的技術支撐之一，就是移動雲計算技術。在雲計算的四大支柱技術中，這一技術距離普通百姓最近：它將雲計算的計算、存儲優勢應用到移動端，從而突破移動端的資源限制，改善用戶體驗。

不斷升級更“好用”

隨著網際網路快速發展，用戶量不斷增加、業務類型層出不窮。這期間，像“雙11”購物節這樣難以準確預估業務負載和技術需求的典型狀況時有發生，對現有雲計算技術體系形成挑戰。在萬物互聯時代，如何為用戶提供更為靈活、便捷的資訊服務？如何為服務承載方提供更簡單、可定制、可管理的技術架構？新問題、新需求層出不窮，無不在推動雲計算技術迭代。

經過這些年發展，雲計算掌握了哪些“新本領”？雲計算的技術前沿主要有混合雲技術、超融合技術、邊緣計算技術等。

超融合技術是為解決傳統存儲設備容量、性能與計算能力不匹配的問題研發出來的。超融合架構是指同一套單元設備不僅具備計算、網路、存儲等計算資源和技術，而且還包括暫存加速、重復數據刪除、線上數據壓縮等存儲相關技術。通俗地説，原來構建一個數據中心需要單獨購買一批伺服器、一批交換機、一批存儲及相關軟體，現在僅需購買同構化的一批超融合一體機就可以了：通過網路可實現模組化的無縫橫向擴展，形成統一的資源池。

邊緣計算這一新型計算模型有助於解決中心能力不足、網路延遲長、傳輸能耗大、隱私保護差等問題。舉兩個生活中的例子：我們常用的視頻會議和雲存儲，就是邊緣計算技術的産物。今天，視頻會議已經是許多人的工作常態。視頻會議中，語音延遲、視頻品質不佳、螢幕共用凍結的情況並不罕見。廣泛使用的雲存儲（如百度雲），也時而出現速度慢，甚至無法訪問的情況。邊緣計算技術可以有效緩解這些問題。

應用廣泛接地氣

只有應用得好，才能實現雲計算的技術價值。當前，雲計算正通過資訊産業市場，深度融入我們的日常工作和生活。政務雲、金融雲、工業網際網路與工業雲等技術，不僅為我們帶來極大便利，也為我國經濟發展注入活力。

電子政務雲由政府部門主導、專業資訊化企業實施。電子政務雲利用雲計算技術，對政府電子政務系統的管理和服務進行精簡、優化、整合，同時為政府部門提供基礎設施、支撐軟體、應用服務、資訊資源、運作保障和資訊安全等雲服務。

金融雲在保障金融機構資訊安全、監管合規、數據隔離等要求的同時，為金融企業處理突發業務需求、部署業務快速上線、實現業務創新改革提供有力支援。我們生活中經常使用的支付工具，如支付寶和微信支付，就是典型的金融雲服務。

工業雲通過網路將彈性的、可共用的資源提供給製造企業，根據用戶需求提供優質、及時、低成本服務，實現製造需求和社會化製造資源的高質高效對接。工業雲還可以面向中小企業提供其自身難以單獨開發的雲主機租賃服務和智慧辦公系統。相比于傳統雲計算，工業雲可促進工業資源和業務能力的共用和供需對接，提供針對研發設計、生産製造、行銷服務、經營管理等多個製造業環節的應用服務。

如今，雲計算已成為關係國計民生的重要行業，並以各種應用形式走入尋常百姓家。可以預見，隨著佈局“新基建”進程逐漸深入，以雲計算為代表的數字技術産業發展潛力巨大，將成為我國轉變經濟發展方式、實現數字經濟高品質發展的重要著力點之一。

（作者為北京理工大學教授）

推薦讀物：

1.《雲計算導論》：李伯虎主編；機械工業出版社出版。

2.《雲計算工程》：陳國良、明仲主編；人民郵電出版社出版。

3.《雲計算：概念、技術與架構》：〔美〕托馬斯·埃爾等著，龔奕利等譯；機械工業出版社出版。