1.云计算的基本概念

1.1 云计算与网格计算

“云计算”的概念最早是由Google 公司提出的，该公司构建了一套专属的云计算平台为网页搜索应用提供服务,现在已经逐步扩展到其他应用程序，例如Gmail等。一些研究认为，云计算包含互联网上的应用服务及在数据中心提供这些服务的软硬件设施[1]。在云计算的环境之下，一切都是服务，软件是服务，平台是云平台的服务，基础架构是云架构的服务，提供运营的服务。但正如计算机网络从早期的Arpanet发展到后来的Internet一样，云计算也是有其技术来源的，其概念来自于网格计算。

网格计算是一种互联网时代的新型计算模式，其思路来自于电网。用户在使用电力的时候，只需插上插头就可获得充足的电力供应，无需考虑后端供电设备的位置及能力。网格计算的目标就是要利用互联网把分散在不同地理位置的计算机组织成一个虚拟的超级计算机，实现用户一点接入即能享受充足而强大的计算能力。早期比较成功的网格计算项目包括著名的寻找外星人计划SETI@home等，但是由于缺乏企业界的支持，更多依赖于参与者的自觉性，无法提供可赢利的业务模式，目前的应用范围只限于科研机构内部以及特殊高性能计算领域。

1.2 云计算的实质及应用领域

云计算虽然来自于网格计算，但是与网格计算还是存在一定的区别。网格是一种资源共享模型，是以计算为中心的，其根本思想是把数据调度到分散的数据节点上进行分布式运算；而云计算是一种消费者-生产者模型，是以数据为中心的，根本思想是把计算任务调度到分散的计算节点上进行分布式运算。所以，网格计算更倾向于一个P2P即点对点的架构，而云计算则是一个机群的概念。

云计算之所以能够得到Google等大型企业的青睐，根本原因在于其适合于海量存储与高速运算的领域。现有的云计算应用例如网络检索服务、天文信息分析、DNA分析、病毒库等都符合海量存储及高性能运算这两点要求。从以上的分析可以看出，云计算与网格计算的共同点都是构建大量的节点进行后端运算，但是云计算的计算节点上需要存储大量的数据，也就是需要提供一个具备相当规模的数据中心。这样的数据中心，大型企业早已拥有，但是普遍都存在规模过大，集中度过高以及扩展性灵活性差等问题。云计算的实质还是一种互联网分布式计算，只是计算的节点可能是大量性能略差的普通机器，对比小型机等高端设备的建设投资和维护成本，云计算无疑是企业压缩IT成本的一个优秀方案。

2.移动互联网时代的云计算应用模式

2.1运营商应用云计算的切入点

移动互联网是一个全国性的、以宽带IP为技术核心的，可同时提供话音、传真、数据、图像、多媒体等高品质电信服务的新一代开放的电信基础网络。目前移动互联网应用大致可归为手机DIY、资讯服务、沟通服务和娱乐几大类。这些应用大多都存在着个性化不足、交互性差等问题。例如手机报业务，客户基本上只能无条件接收SP发送的任何消息，还无法实现按需定购。

从信息学的角度来说，移动互联网给用户提供的服务，是满足客户需求的相关信息的包装与组合，换言之，是从海量数据中在可控的时间内为客户提取出其需要的信息集合。3G时代的移动互联网业务，必然要向用户提供个性化、内容关联和交互作业的应用。其业务范围将涵盖信息、娱乐、旅游和个人信息管理等领域，这是运营商应用云计算的一个良好切入点。

此外，对于运营商来说，移动互联网的建设并不只是个别业务系统的事情，只有充分提升了整体IT及运维能力，才能全方位地支撑移动互联网业务的发展，其中包括了计费系统、网管系统、核心网系统等诸多关键系统。通过构建企业私有云，能达到提升服务能力、控制成本、增加灵活性和可扩展性的目的。

2.2 应用模式

2.2.1利用云计算提升基础能力

当前运营商的IT 支撑系统中，各系统之间是相对独立的，但是随着移动互联网业务的不断发展，对系统的整体性、协作性以及集中化要求日益迫切。运营商拥有大规模数据中心和海量的客户数据，完全可以通过构建私有云并提供IaaS服务的方式解决这方面的问题，整合内部资源，提供虚拟的服务器、存储和网络，实现众多业务系统的IT 资源统筹建设、管理和运维。通过构建私有云，从企业整体运营方向角度出发进行建设，既在组织和流程上，又在系统架构上实现跨部门的融合；同时因为云的共享性，业务流能够穿透各系统的边界，实现安全高效的数据和资源共享。

私有云对后续的系统建设也大有好处，现有系统日益庞大，建设时各自独立规划，设备复用程度低，资源浪费严重。特别是服务器、数据库软件和网络设备等资源，几乎每套系统都需要重复购置且不断升级，建设周期长，既加大了建设成本，也增加了维护成本和难度。采用内部云计算平台能够改变烟囱式建设模式的弊端，降低系统建设周期，大幅度降低企业成本。

2.2.2向客户提供付费的云计算服务

随着信息技术的不断发展，用户的需求也在不断变化，传统的电信引擎短信、彩信、下载等业务能力引擎已经不能满足用户的需求，这就需要运营商紧贴用户的新需求，打造定位、支付、终端信息等适应移动互联网发展的全新能力引擎。

云计算为移动互联网提供了从手持终端到数据中心的一种良好的沟通架构。不同于个人电脑的Windows操作系统独占大多数市场份额，手持终端目前操作系统众多，包括Symbian、Android、RIM、Windows Mobile等，型号及功能也是参差不齐，个性化现象普遍。通过构建云计算平台，把计算交给“云”，手持终端简化为浏览器、Widget甚至语音交互这类的简单应用，对于移动互联网的使用体验和业务推广是大有好处的。Tim O’Reilly认为“将来是属于那些能对人或者其他传感器提供实时响应的服务”。这种服务是非常适合云的，因为他们不仅要求高可用性，而且通常需要大型数据中心妥善存储大量数据。

客户使用手持设备，所希望获取的是大量实用或新奇有趣的应用。苹果的iphone手机之所以销售火爆，一个重要的原因也是因为其AppStore提供了大量的应用，这些应用从下载到安装乃至使用都给用户带来了独特的体验。因此，云计算服务需要从多个角度考虑满足客户的需求，正如上文所述，除了传统的手机DIY、资讯服务、沟通服务和娱乐等服务以外，必须尽可能多地向用户提供个性化、内容关联和交互性强的应用。

2.2.3提供按需付费租用基础设施的服务

在构建了能满足内外部应用需求的云之后，运营商可以进一步扩展业务范围，成为云服务的提供商，为客户提供可购买的高质量的计算能力及存储服务。个人可户可以通过特定应用界面在一定时间内获得超大容量的网络存储空间（类似纳米盘等网络硬盘服务），这对于本身存储容量有限的手持终端而言是非常有吸引力的。高级计算能力的需求，在短期内对普通用户的吸引力可能不大，需要进一步考虑其业务切入点。对于企业或集团用户，可提供托管云服务，通过虚拟化、自动化等云计算关键技术，智能、动态地调配各种资源（如计算、存储、带宽、硬件、软件等）。具备按需采购、快速部署、弹性容量、高可用性、低成本的特点，客户可直接使用，无须采购和管理硬件设备。可服务于中小企业、中小网站、软件开发园区和软件开发商、网络游戏公司等,可以让他们在可控的成本范围内获得比原IDC托管方式更佳的性能以及更大的存储空间。

3.移动互联网云计算安全性

云计算是一种基于互联网络的新型计算模式，网络安全问题是不能不考虑的。一些观点认为，相信建立同现有的各类内部IT环境同样安全的云计算环境是不存在任何根本问题的，灵活的运用加密存储、虚拟局域网、网络中间件（例如防火墙、包过滤）等技术就能迅速的解决当前已经碰到的一些问题。另一种观点则认为，云计算穿透了多个系统的边界，使得安全域的划分和管理产生了极大的困难，某个黑客一旦攻入了云的内部，那么几乎就是不设防的状态了。如果在云的外端设置多重严密的防护措施，那么云计算的服务质量恐怕无法保障。

在数据安全方面，包括IBM 在内支持云计算的服务商认为，现在人们对云计算中数据安全的担心是完全没有必要的，因为在云计算这个庞大的计算矩阵中，所有的数据都是处于分散的状态，像如同以前一样通过一台服务器来得到机密信息几乎不可能，而且即便攻破多台服务器，破译和还原数据的难度也非常之高。但这种说法尚未得到验证，因为目前的云中还没有太多有价值的数据值得黑客去攻破，同时云计算所提供的廉价且庞大的运算能力，本身对于暴力破解等非法活动就是一种帮助。而且，使用了云计算，就意味着企业要将自己部分或者全部的数据放置到云计算服务提供商的计算机中，这在数据安全上是存在着一定风险的。因此，对于运营商这样拥有大量关键核心数据的企业来说，选择构建私有云，即自己同时担任云计算服务提供商的架构方式，可以从管理上避免了核心业务数据放在别人手里的难题。

此外，云的可靠性也是一个需要考虑的问题，应用提供商在使用云服务后，是否能确保任何时候都能获取必须的服务？是否会面临有云无响应的困境？事实上，云计算的先行者Google和Amazon，也经常出现服务短时中断的现象。用户在使用云服务时，可能不清楚这个云的服务能力到底有多大，云服务商也无法明确地告知用户其服务能力。此外，云服务商在大量用户同时访问的时候，也可能会出现服务资源紧张的问题，这和云的规模有关。

由于云计算的发展还处于初级阶段，其安全保障的具体措施并没有形成统一规范，各厂商的观点差别很大，对此还需进一步关注。

4．应用云计算仍需解决的问题

4.1访问的效率以及服务质量

云计算的数据存储技术主要有谷歌的GFS（Google File System）和Hadoop 开发团队开发的GFS 的开源实现HDFS （Hadoop Distributed FileSystem）、GlusterFS 和FastFS，也包括其他的存储技术，如P2P 存储技术。由于云计算来自于分布式计算，因此云计算的数据存储效率并不会造成很大的问题，问题在于I/O的效率是否能够满足要求。如何改进体系结构和操作系统以获得更有效率的虚拟中断和I/O通道将是一个值得研究的问题。

在访问效率之外，云服务质量也是关注的重点。如果云的组成并不是集中于一地，而是分布在不同地域的时候，如何确保云整体的服务性能？如果云的服务质量明显下降的时候，如何定位发生问题的节点？一个功能全面的云管理系统是必须纳入早期的建设范畴内的。

另一方面的问题与手持终端本身的特性有关。手持终端的电池容量普遍有限，如果云服务不能有效地减少数据交互量，必然影响客户的正常使用时间。但是数据交互量被限制得太严格，客户的交互使用体验又会受到影响。

4.2 管理和运维模式的改变

云计算的引入，运营商的管理和运维模式必然发生改变。如果构建集中度较高的私有云，运维方式是可以参照原先的维护方式来调整的，但如果是构建公有云对外提供服务，云中的设备可能非常分散，必须要建立起一个垂直管理的维护体系，这对企业组织架构也提出了要求。公有云中甚至可能包含有第三方厂商的设备，不同厂商提供的云安全方案横跨终端与网关，应用与更新过程中有可能会出现兼容性风险，这对于管理工作也提出了新的要求。

4.3 计费方式

云服务的计费方式，可以借鉴网格计算的一些研究成果，在网格计算的早期研究中，业界普遍认为可以应用一些经济学模型进行管理并规范资源的需求。网格是一个异构的、动态的分布式环境，对资源的使用和资源的供应都是在不断的变化之中。通过引入经济学，特别是基于价格的市场机制，由价格浮动来反映资源供需情况的动态变化，通过供需均衡实现资源优化分配，能够很好地表现网格的动态特征。云计算的思想来自于网格计算，完全可以借鉴这方面的研究成果。

例如，为了保证云的高效有序以及用户对云的使用信心，可引用现实经济生活中的信用机制对用户进行信用评级。服务使用者可以根据服务的信用级别来决定是否使用某些服务；另一方面，由于信用级别高的服务将获得更多的用户需求，服务提供者必须保证自己的“诚信”。同样服务使用者也要保证自己的诚信，在协商好某个资源的价格后不能“毁约”，服务提供者可根据服务使用者的信用值决定是否接受其服务使用请求。

5.小结

云计算是企业分布式计算的革命性发展方向。在移动互联网时代，运营商除了要构建私有云实现众多业务系统的IT 资源统筹建设、管理和运维之外，更要充分利用自身的优势，成为云服务的供应商。在云计算的应用过程中，需要进一步关注效率、安全以及计费模式等方面的核心问题，使移动互联网时代的云服务更加完善。

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