在今年10月份舉辦的中國國際信息通信展巾，云計算的身影可謂無處不在，而一些嶄新的云計算應(yīng)用也在展會中悄然落地。無怪乎有人驚呼，云計算時代已然來臨。

目前國內(nèi)業(yè)界對于云計算存在兩類不同的觀點，一類觀點認(rèn)為云計算這一概念炒作的成分多于實質(zhì)，另一類觀點則認(rèn)為云計算是未來信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展的戰(zhàn)略增長點。任何創(chuàng)新最終成為產(chǎn)業(yè)都要經(jīng)歷曲折發(fā)展的過程，因此這些觀點仍然需要時間來進(jìn)行檢驗。但是對云計算的認(rèn)識和其產(chǎn)業(yè)前景的判斷，不應(yīng)停留在概念的層而，而應(yīng)該回到云計算本身。云計算不是來自于實驗室的概念，而是來自于產(chǎn)業(yè)發(fā)展的內(nèi)在創(chuàng)新，其興起和發(fā)展本身就說明了它重要的現(xiàn)實意義。

何為云計算?

在早先的文檔圖示中，互聯(lián)網(wǎng)一股以一朵云來表示，云計算就是一種通過互聯(lián)網(wǎng)提供IT資源的模式，云計算、互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用與用戶的關(guān)系見圖1。按照加州大學(xué)伯克利分校的定義，云計算包含了兩個方面的含義:一方面是通過Internet提供的各類應(yīng)用服務(wù);另一方面是提供這些Internet服務(wù)的大型數(shù)據(jù)中心內(nèi)的軟硬件基礎(chǔ)設(shè)施。前者通常被稱為“軟件即服務(wù)”(Software as Services，SaaS)，這里的軟件指的是廣義上的通過軟件提供的應(yīng)用，而后者所提及的軟硬件基礎(chǔ)設(shè)施則被稱為“云”。

云計算的核心理念，就是像提供公用基礎(chǔ)設(shè)施一樣(如水、電)，提供各類IT資源——做一個簡單的比喻，如果有十萬臺計算機，分別分配給十萬個人獨自管理與使用(就如同目前的主流使用模式一樣)，那么從整體上看，這些IT資源的利用率是很低且不均衡的，而且相互之間無法共享;如果這十萬臺機器由專業(yè)的服務(wù)提供者統(tǒng)一管理起來，按照實際需求，通過網(wǎng)絡(luò)提供給用戶使用，那么由于大量的使用者對于不同IT資源類型在不同時刻的差異性需求，可以在整體上形成很高的且平衡的資源使用率。這種集中管理、網(wǎng)絡(luò)提供、按需使用、以及下文提到的“細(xì)粒度資源使用與計費”是云計算模式的主要特征。

以隨用隨付費模式(pay-as-you-go)開放給公眾使用的“云”被稱為“公有云”，與之相對的，只對特定企業(yè)或者組織開放的“云”被稱為“私有云”。本文主要探討的對象是前者。

云計算模式對于應(yīng)用用戶與提供者來說都有重要價值:從用戶角度來看，這一提供模式免去了其在本地計算機上安裝、維護(hù)、應(yīng)用的麻煩，能夠在任何時候任何地點通過網(wǎng)絡(luò)使用這些應(yīng)用，并能夠更好的與他人共享數(shù)據(jù)與合作;對應(yīng)用提供者來說，能夠集中管理軟件，大大降低了安裝、維護(hù)、升級的成本，應(yīng)用提供者不需要建立或者維護(hù)自己的數(shù)據(jù)中心，能夠按需進(jìn)行服務(wù)能力與資源的擴展，進(jìn)而可以有效降低IT固定資產(chǎn)投入與維護(hù)成本;更重要的是，當(dāng)其資源需求是一個隨著時間變化的函數(shù)時，或者存在很多不確定因素時，這一模式可以將使用者的成本風(fēng)險轉(zhuǎn)嫁到云計算服務(wù)提供商那兒。

用IT術(shù)語來講， “云計算”提供了一種“彈性”的IT資源使用模式——按需進(jìn)行動態(tài)地、快速地資源部署(provision)、配置(configuration)，重新配置(reconfigure)以及取消(deprovision)。從使用“云計算”的互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用提供者來看， “云計算”具有如下特點:

第一，可以按照需求能提供近乎無限量的IT資源， “云計算”提供者往往擁有超大規(guī)模的數(shù)據(jù)中心(擁有數(shù)萬臺、數(shù)十萬臺服務(wù)器甚至更多)，并通過大規(guī)模系統(tǒng)軟件(包括系統(tǒng)虛擬化軟件、分布式文件系統(tǒng)、分布式存儲等)將其有效的管理起來，在用戶提出資源擴展需求時能夠滿足其請求。

第二，可以按照需求快速的部署IT資源。用戶可以盡量降低其在先期IT基礎(chǔ)設(shè)施上的投入，轉(zhuǎn)而通過“云計算”模式獲得所需的資源。對于那些處于起步階段的公司而言，因其前景存在著不確定性，這種快速按需擴展的模式尤其適合。

第三，可以對按需提供的IT資源進(jìn)行細(xì)粒度的使用計費。用戶可以按照使用的處理器時間(可以以小時計)、存儲容量與時間(按天或者月)、網(wǎng)絡(luò)傳輸量等來進(jìn)行付費。而一旦這些資源不被使用，就會被“云計算”提供者回收。

云計算——技術(shù)創(chuàng)新v.s.應(yīng)用模式創(chuàng)新

從技術(shù)上看，云計算實現(xiàn)了對計算機領(lǐng)域相對成熟的各類技術(shù)的整合，包含了虛擬化技術(shù)、大規(guī)模分布式文件系統(tǒng)、大規(guī)模分布式存儲、海量數(shù)據(jù)處理，以及高速發(fā)展的互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)建設(shè)等技術(shù)要素。因此“云計算”的基礎(chǔ)并不是計算機單一技術(shù)的創(chuàng)新，我們不能只是簡單地將之界定為技術(shù)創(chuàng)新，其實質(zhì)是一種應(yīng)用模式的創(chuàng)新。實際上，IT業(yè)發(fā)展到今天，應(yīng)用模式或者說商業(yè)模式的創(chuàng)新已經(jīng)成為行業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵推動力。

互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用模式的轉(zhuǎn)變?yōu)椤霸朴嬎恪钡娘w速發(fā)展提供了應(yīng)用基礎(chǔ)——與以前的應(yīng)用模式相比，目前的互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用呈現(xiàn)“少接觸、低利潤、弱承諾”的特點，從而帶來了更多的應(yīng)用種類與可能性。

以網(wǎng)絡(luò)支付為例，在web1.0時代，進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)支付無論對于服務(wù)提供者還是使用者而言，部需要較高的門檻:一般只能通過信用卡進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)支付，這對于個人服務(wù)者或者小型互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)提供商而言，是較為不便的。而在web 2.0時代，隨著支付寶(相應(yīng)的，國外有PayPal等)等的興起，其提供了網(wǎng)上轉(zhuǎn)賬、網(wǎng)上支付、在線銷售收款等網(wǎng)絡(luò)銀行相關(guān)的服務(wù)，使得普通用戶也可以在互聯(lián)網(wǎng)上即時支付和收取交易款項，在款項支付過程中買賣雙方可以避免直接接觸，從而大大降低了交易成本，提高了效率。

另一個應(yīng)用實例是互聯(lián)網(wǎng)廣告——同前流行的Google AdSense廣告服務(wù)讓一般使用者可自行注冊受播廣告，定期結(jié)清廣告收入，不需與廣告公司當(dāng)面聯(lián)絡(luò)、結(jié)賬。這使得Ooogle AdSense大受一般非營利個人小站歡迎，搶占了大量以往DoubleClick(傳統(tǒng)型的互聯(lián)網(wǎng)廣告公司，后被Google收購)無法進(jìn)入的個人小站市場。

當(dāng)然，應(yīng)用模式的快速發(fā)展會反過來推動相關(guān)技術(shù)的進(jìn)步。上述這些應(yīng)用模式的變化，促進(jìn)了大量以用戶為中心的、強調(diào)信息共享與互動的互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)的產(chǎn)生，形成了“云計算”模式得以快速發(fā)展的基礎(chǔ)。正是從這個意義上講，云計算的出現(xiàn)與發(fā)展標(biāo)志著IT業(yè)進(jìn)入了應(yīng)用模式創(chuàng)新時代。

云計算的先導(dǎo)者——亞馬遜

可能出乎多數(shù)人的意料，云計算不像很多IT創(chuàng)新那樣、是一個來源于實驗室的概念。云計算最初的成功應(yīng)用來自于大型互聯(lián)網(wǎng)B2C公司亞馬遜，實際上亞馬遜也是最早提出這一概念的廠商。

亞馬遜的管理人員發(fā)現(xiàn)，只有在圣誕節(jié)以及復(fù)活節(jié)等購物旺季前后，其擁有的大型數(shù)據(jù)中心的IT設(shè)備使用率才能達(dá)到70%左右。為了應(yīng)付這些短暫的交易峰值時刻，亞馬遜不得不購買與維護(hù)大量的IT設(shè)備，但是其平時的利用率只有10—20%。這當(dāng)然是個很不劃算的事情。因此亞馬遜開始尋求運用自身在大型數(shù)據(jù)中心管理上的技術(shù)和經(jīng)驗優(yōu)勢，將這些平時空閑的IT資源作為一種打包產(chǎn)品賣出去為其他企業(yè)提供服務(wù)，從而使得閑置的IT設(shè)備創(chuàng)造價值。這就是亞馬遜推出云計算服務(wù)的初衷。

亞馬遜云計算服務(wù)成熟的標(biāo)志是其在2006年推出的簡單存儲服務(wù)(Simple Storage Service，簡稱S3)和彈性計算云(Elastic ComputeCloud，簡稱EC2)。前者為用戶提供了通過互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲的服務(wù);這種存儲服務(wù)以類似租金的形式進(jìn)行服務(wù)費用收取，目前每個月每G字節(jié)存儲需要0，1 5美元，同時用戶還需要為相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)流量進(jìn)行付費。后者則是用戶通過互聯(lián)網(wǎng)，向亞馬遜租用其計算能力;計算能力以虛擬機形式提供給用戶，并按使用小時收費，根據(jù)計算能力強弱的不同大致是0.085美元/小時到2美元/小時不等。瑞銀投資咨詢公司最新公布的報告顯示，預(yù)計2010年亞馬遜公司50%以上的收入將來自云計算。

目前，亞馬遜的EC2平臺已經(jīng)成為許多互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用提供商的IT基礎(chǔ)設(shè)施，其中較著名的兩個是www.dropbox.com與www.twitter.com。前者為用戶提供大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)存儲的同步服務(wù)。而后者就是著名的微博客應(yīng)用提供商，使得用戶能夠在網(wǎng)站上發(fā)表少量的消息數(shù)據(jù)，現(xiàn)在已經(jīng)成為一個非常流行的網(wǎng)絡(luò)信息發(fā)布平臺。

這兩個網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用之所以能夠取得如此快的發(fā)展速度，一個重要的原因就是構(gòu)建在EC2平臺之上。通過EC2平臺，這兩個網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用能夠在不購買新硬件的情況下，迅速進(jìn)行規(guī)模擴張，從而滿足用戶日益增長的需求。與之形成鮮明對比的是，傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用提供商在進(jìn)行擴展的時候，往往需要經(jīng)過非常繁瑣的程序，例如購買硬件，租用機房，租用帶寬等，所消耗的時間非常長。而通過EC2平臺，只需要幾個小時就能夠租用到規(guī)模非常龐大的計算資源，從而能夠迅速擴張自己的業(yè)務(wù)平臺，在規(guī)模增長的同時也能夠節(jié)約費用。

云計算的經(jīng)濟意義

低成本、細(xì)粒度、可快速擴展的云計算資源提供模式可以有效降低使用者的IT固定資產(chǎn)投入與維護(hù)成本。在上文中已經(jīng)提到，大規(guī)模數(shù)據(jù)中心的購置與運營的單位成本都低于中小型數(shù)據(jù)中心(包括普通企業(yè)的內(nèi)部機房)，因此對于一般的互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用提供者(也即潛在的云計算服務(wù)使用者)來說，依托云計算服務(wù)提供者提供的IT基礎(chǔ)設(shè)施的代價，可能要低于建立與維護(hù)自己的IT基礎(chǔ)設(shè)施的成本。

另一個重要因素就是，云計算服務(wù)使用者可以將自身業(yè)務(wù)發(fā)展的不確定性所帶來的IT基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)方面的風(fēng)險轉(zhuǎn)嫁給云計算服務(wù)提供者。上文中提到，云計算提供了“彈性”的IT資源使用模式——可以按照用戶需求，快速的、細(xì)粒度的部署IT資源并進(jìn)行收費;而在無需使用時，可以立即取消，這對于網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用提供者而言是非常實用的。

比如，許多新興企業(yè)或者網(wǎng)絡(luò)、業(yè)務(wù)的發(fā)展前景與速度是難以預(yù)料的，過高或者過低預(yù)計其IT服務(wù)需求量都會帶來成本、運營乃至對企業(yè)未來發(fā)展的不利影響。前者會直接帶來過度的IT基礎(chǔ)設(shè)施投資，造成浪費;而后者則會使得企、Ik跟不上需求的發(fā)展，從而制約其擴張，甚至因為用戶體驗差而最終喪失用戶。一個實例就是2007年北京奧運訂票系統(tǒng)在運行半小時后，因為訪問量遠(yuǎn)高于設(shè)計預(yù)期而癱瘓，五天后才在改變售票策略的前提下重新上線。在傳統(tǒng)的IT基礎(chǔ)設(shè)施建沒思路下，這是一個兩難的問題——系統(tǒng)的業(yè)務(wù)量是很難預(yù)估準(zhǔn)確的，如果設(shè)計時預(yù)估值過高，則會造成前期固定投入的極大浪費;如果偏低，就會出現(xiàn)此類困境。

又如，有些企業(yè)因為業(yè)務(wù)需要，可能在短時間內(nèi)需要大量的IT資源來完成某個項目，而完成后又不再需要。為這些短期需求進(jìn)行IT資源的購置是不合算的， “彈性”的IT資源使用適用于此類需求。

此外，云計算數(shù)據(jù)中心通常采用的虛擬化技術(shù)對于使用者的使用成本而言也是一個有利因素。一般的互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用對于各類IT資源(包括處理器、存儲、網(wǎng)絡(luò)等)的使用是不平衡的，舉一個簡單的例子:假設(shè)某個應(yīng)用主要依賴于網(wǎng)絡(luò)帶寬，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)利用率近乎百分之一百的時候，也就是成為性能提升瓶頸的時候，處理器的利用率只有40%。如果這個應(yīng)用提供者使用的是自己的軟硬件資源，那么他的購買、維護(hù)成本就與網(wǎng)絡(luò)和處理器利用率都為100%的時候沒有差別。反之，因為云計算服務(wù)提供者采用的是細(xì)粒度的分資源類型的計費方式(按照網(wǎng)絡(luò)流量、處理器使用時間與性能等分別計費)，該應(yīng)用提供者只需為他用到的那些資源付費，這就節(jié)省了成本。而云計算提供者可以把剩余的處理器處理能力通過虛擬化技術(shù)再分配給他人，從而獲得收益。

云計算提供商的盈利模式

規(guī)模經(jīng)濟是云計算服務(wù)提供商賴以生存的經(jīng)濟基礎(chǔ)。在云計算模式下，大規(guī)模數(shù)據(jù)中心的集中采購能帶來軟硬件、電力、以及場地建設(shè)等方面的成本降低。從統(tǒng)計學(xué)的角度來看，大量的使用者對于不同類型IT資源在不同時刻的差異性需求，可以在整體上形成很高的且平衡的資源使用率。高使用率也即意味著相對成本的降低。具體而言，云計算服務(wù)提供者往往通過虛擬化技術(shù)將數(shù)據(jù)中心內(nèi)的一臺服務(wù)器分為多個可同時運行的虛擬實例(Virtual Instance，也被稱為虛擬機)，各個實例共享底層的同一套硬件資源，并被分配各不同的服務(wù)使用者。比方說，使用者A與B分別被分配了物理服務(wù)器X上的虛擬機Ax與Bx，因為A與B的業(yè)務(wù)類型不同，前者的業(yè)務(wù)主要集中在白天而后者晚上的處理量比較大，或者A的業(yè)務(wù)更多的依賴處理器的計算能力而B的磁盤讀寫量很大。這樣，雖然兩者被分配了同一臺服務(wù)器，但是因為業(yè)務(wù)類型的差異，都不會感到自身的業(yè)務(wù)處理能力受到影響，且物理服務(wù)器的利用率將顯著提高。明顯的，使用者的數(shù)量與類型越多，數(shù)據(jù)中心規(guī)模越大，就越容易實現(xiàn)這種平衡。

當(dāng)然，部署與運營大型數(shù)據(jù)中心投資巨大。但是21世紀(jì)初Web服務(wù)的驚人增長，使得許多大型互聯(lián)網(wǎng)公司，包括亞馬遜、谷歌、微軟等，已經(jīng)具備了投資云計算的資金和技術(shù)實力。并且，這些公司開發(fā)了相應(yīng)的軟件基礎(chǔ)設(shè)施來管理這些大規(guī)模數(shù)據(jù)中心的IT資源，并建立了專業(yè)的數(shù)據(jù)中心安全方案。

總結(jié)起來，成為一個成功“云計算”提供者的必要條件是擁有大規(guī)模的數(shù)據(jù)中心、配套的軟件基礎(chǔ)設(shè)施、運營方案和專業(yè)人員。除此之外，還有很多其他的重要影響因素，包括:

1)保持低成本優(yōu)勢。以亞馬遜為例，每個小時每虛擬機收費8.5美分看起來并不高。據(jù)估計，大規(guī)模數(shù)據(jù)中心購買硬件、網(wǎng)絡(luò)帶寬等的價格要明顯低于中型(數(shù)百或數(shù)千臺電腦)數(shù)據(jù)中心的購買價格;此外，軟件開發(fā)和部署的固定費用可以分?jǐn)偟礁嗟姆?wù)器上。只有足夠大的數(shù)據(jù)中心才可以利用其規(guī)模效應(yīng)提供遠(yuǎn)低于中等規(guī)模中心的報價，并賺取豐厚利潤。另外，云計算大型數(shù)據(jù)中心的選址也很有意思——Google在北卡羅萊納州的數(shù)據(jù)中心以及在俄勒岡的數(shù)據(jù)中心都位于水庫邊上，那里的電費非常便宜，水庫的水又可以引導(dǎo)到數(shù)據(jù)中心的冷卻塔，就把冷卻的問題也解決了。

2)充分利用現(xiàn)有投資。在現(xiàn)有數(shù)據(jù)中心的基礎(chǔ)設(shè)施上提供云計算的成本是較低的。事實上，根據(jù)亞馬遜首席技術(shù)官的說法，許多亞馬遜提供的云計算網(wǎng)絡(luò)服務(wù)技術(shù)，最初是應(yīng)用于其內(nèi)部業(yè)務(wù)發(fā)展的。

3)現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的平穩(wěn)過渡。大型互聯(lián)網(wǎng)公司原先就擁有大量的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用服務(wù)，因此他們有動力建立自己的云計算解決方案，從而完成傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用到基于云計算應(yīng)用的平穩(wěn)過渡。

云計算發(fā)展的未來前景

在我國，云計算發(fā)展也非常迅猛。2008年5月10日，IBM在中國無錫太湖新城科教產(chǎn)業(yè)園建立的中國第一個云計算中心投入運營。中國移動研究院做云計算的探索起步較早，在2007年3月確定“大云”研究方向后，中國移動在2010年5月正式發(fā)布了“大云計劃”1.0版本，利用開源Hadoop系統(tǒng)搭建起云計算的研究環(huán)境。據(jù)最新發(fā)布的《中國云計算調(diào)研報告》顯示，88%的受訪企業(yè)都表示有興趣探索、試驗或使用云計算技術(shù)和云服務(wù)。預(yù)計2010年中國云計算市場的增長速度將超過60%。隨著云計算在中國市場的認(rèn)知度和認(rèn)可度逐步提升，各地方政府在不斷加大本地的云計算平臺的投入和建設(shè)，各運營商和互聯(lián)網(wǎng)公司也在進(jìn)行云計算的研發(fā)和業(yè)務(wù)試點，國外各大IT服務(wù)商更是紛紛明確提供了云計算業(yè)務(wù)的中國發(fā)展戰(zhàn)略，云計算和互聯(lián)網(wǎng)的移動化已經(jīng)普遍被視為是未來信息產(chǎn)業(yè)的發(fā)展方向。

云計算時代的迅速來臨，其動因不僅是前文所分析的經(jīng)濟價值。它之所以在當(dāng)前成為焦點，而不是過去或者將來，還有一個非常關(guān)鍵的原因，即云計算對于低碳節(jié)能的意義十分重大。資料顯示，美國數(shù)據(jù)中心的耗電量，2006年占到美國全年總耗電量的1.5%，且增長非?？?，大概到2011年要翻一番。2007年，歐洲數(shù)據(jù)中心的耗電量比2006年增長了13%。從中國情況看，數(shù)據(jù)中心和IT產(chǎn)品的耗電量增長也非常迅速——據(jù)預(yù)測:從2007年到2012年期間，年增長率將達(dá)到88%左右。2007年IT產(chǎn)品總的耗電量已經(jīng)超過300億度電，大概是三峽電站年發(fā)電量的一半左右。相形之下，發(fā)達(dá)國家的大型數(shù)據(jù)中心的能源利用率較高，國內(nèi)的則相對落后。評估大中型數(shù)據(jù)中心能源利用率的重要參數(shù)是空調(diào)等輔助設(shè)備上的能耗與服務(wù)器等計算設(shè)備能耗的比值，國內(nèi)目前普遍在l左右，也就是在服務(wù)器等計算設(shè)備上耗l度電，在空調(diào)等輔助設(shè)備上也要消耗1度電。而Google公司在這方面做的最好，其部分?jǐn)?shù)據(jù)中心的能效比達(dá)到了0.2。云計算的這種以公共服務(wù)形式提供IT資源的模式對于提高IT資源的能源利用效率是有利的——一個大型的集中管理的云計算數(shù)據(jù)中心的能源效率要高于分散的小型數(shù)據(jù)中心，或者說，其更具備提高的潛力。因此，大力發(fā)展云計算，打造“綠色”計算中心，對于提高我國信息技術(shù)業(yè)的能源利用水平是十分有利的。云計算無疑是低碳節(jié)能時代的又一利器，其增長潛力十分可觀。

當(dāng)然，云計算的未來發(fā)展也面臨許多現(xiàn)實困難，其中一個突出的問題就是軟件使用許可模式的轉(zhuǎn)變。目前的軟件許可證模式往往限制軟件只能在指定的計算機上運行。用戶需要支付軟件購買費用，很多情況下還要支付以后每年的維護(hù)升級費用。因為該模式不適用于云計算，許多云計算提供商不得不依賴開源軟件提供“軟件即服務(wù)”應(yīng)用模式。為適應(yīng)云計算，商用軟件可能需要改變他們的使用許可模式——目前，微軟與亞馬遜合作推出了軟件的隨用隨付費模式，為EC2的用戶提供Windows Server操作系統(tǒng)與SQL Server數(shù)據(jù)庫軟件，即用戶按使用這些軟件的時間來收費，具體價格比使用開源軟件的貴了約5美分(按小時計)。