- 云計算概論:基礎、技術、商務、應用(第二版)
- 湯兵勇
- 8697字
- 2020-02-26 13:38:22
1.5 云計算的全球影響
目前,云計算的快速發展已經和正在給全球帶來巨大影響,主要體現在以下幾方面。
①云計算深遠地影響了IT產業的架構活動運行模式。高性能計算機、高端的處理器、服務器及存儲器市場將被大量低成本、低能耗、高性價比的云計算硬件市場所擠占;傳統的互聯網信息中心將被成本低一個數量級的云計算數據中心所取代;多數軟件將以服務形式呈現,在“云”里運行;呼叫中心、網絡會議中心、智能監控中心、數據交換中心、視頻監控中心和銷售管理中心將趨向集中于云計算設施以大幅提高性價比。云計算與網格計算融為一體,實現云計算平臺之間的互操作和資源共享,實現緊耦合高性能科學計算與松耦合高吞吐量商業計算的融合,使互聯網上的主要計算設施融為一個有機整體。
②云計算意味著大變革,其價值在于轉變業務模式和商業模式。以呼叫中心為例,傳統呼叫中心強調本地資源,通過流程化、標準化和規模化,核心解決呼叫中心的服務效率問題。而基于云計算的呼叫中心不僅解決效率問題,更強調效果,其核心價值在于整合地域資源、外包資源、專家資源、產業鏈上下游資源甚至移動終端資源等多種企業的經營資源,隨時隨地為客戶服務。這些服務已經超出了傳統呼叫中心的范疇,這正是基于云計算的大商業應用。
③云計算最大的魅力并不在于技術本身,而在于它可以為企業創造出更大的發展機遇。云計算既有技術屬性,又有商業屬性,它的最大價值并不僅僅是節省了大量的社會資源,而是創造了更多新的經濟增長點。云計算不僅可以為大數據的存儲、處理提供云服務平臺,還可以通過計算的力量全面分析數據,輸出有實際價值的信息,全面幫助人們提升工作和生活效率,為企業和社會公共服務。根據麥肯錫公布的數據估算,到2025年,新型顛覆性技術將對全球經濟的價值貢獻均超過15萬億美元,其中云計算在1.7萬億~6.2萬億美元之間,可令生產力提高15%~20%。
1.5.1 各國政府紛紛重視云計算的發展
世界各國,尤其是發達國家,都將云計算作為搶占未來信息化制高點的重要途徑和戰略制高點。為推進云計算的發展,世界各國紛紛制定了戰略、政策、規范,鼓勵和支持技術創業、培育云計算市場。
1.5.1.1 美國
作為云計算的發源地,目前在全球范圍來看,美國是云計算市場發展最快、規模最大的國家。
美國歷屆政府始終都將促進IT技術創新和產業發展作為基本國策。近些年,美國政府制定了一系列關于云計算的扶植政策,主要體現在以下幾個方面:統一戰略計劃、明確云計算產品服務標準;加強基礎設施建設,制定標準、鼓勵創新;加大政府采購,積極培育市場;構建云計算生態系統,推動產業鏈協調發展。
2009年9月,美國政府宣布了一項長期的云計算政策。在2009年年底,美國國防部與惠普達成合作,幫助美國國防部建立龐大的云計算基礎設施。白宮更是在2010年預算申請文件中將云計算列為促進美國政府技術基礎設施的重要技術。
2011年2月8日,聯邦首席信息官(CIO)頒布了聯邦政府云戰略(Federal Cloud Computing Strategy)。該戰略旨在解決美國聯邦政府電子政務基礎設施使用率低、資源需求分散、系統重復建設嚴重、工程建設難于管理以及建設周期過長等問題,以提高政府的公信力。美國聯邦政府認為云計算可以優化政府服務的提供方式,改善上述問題。在資源有限的情況下,通過云計算技術能夠極大地幫助政府機構快速提供高度可靠的創新服務。
2011年美國聯邦政府首席信息官維韋克·孔德勞(Vivek Kundra)簽署發布《聯邦云計算策略》白皮書,包括云計算定義、云計算轉移IT基本構架、云計算改變公共信息部門等方面內容。此外,白皮書還指出了云計算遷移過程中的決策步驟,分別是選擇遷入云服務、有效部署云服務以及管理服務而不是管理資產。
2014年,美國國家標準與技術研究所(NIST)發布了《美國政府云計算技術路線圖》,該路線圖聚焦戰略和戰術目標,充分利用了政府、工業界、學術界以及標準開發組織等各界的優勢和資源,以支持聯邦政府加速發展云計算的想法。
最終版的《美國政府云計算技術路線圖》文件包含了卷一和卷二兩個部分。卷一《美國政府機構進一步發展云計算的高優先級需求》主要介紹了路線圖的目標與關注范圍。該文件涉及五項優先需求,即安全性、互操作性、可移植性和可訪問性,并列出了聯邦政府發展云計算技術所必須的10項需求,包括開發國際標準、安全解決方案以及明確一致的云服務類別。每一項需求都列出了“優先行動計劃”清單,并規定了目標完成時間。該文件還提到了未來計劃、合作以及云計算工作如何與其他信息技術發展計劃和國家計劃相適應。卷二《對云計算使用者的有用信息》描述了一個概念模型——NIST云計算參考架構和分類,并指出了美國政府云計算的目標業務和技術使用案例。卷二也確定了適用于云模型的現存互操作性、可移植性和安全性標準,以及說明了高優先級需求差距,這些差距需要新的或修改的標準、指導文件或技術加以彌補。文件同時指出了采用云計算的安全挑戰。
此外,美國在不同政府級別上設立了多個云計算管理機構,共同處理聯邦政府云計算事務。如聯邦首席信息官(CIO)委員會下設云計算執行委員會(ESC),負責聯邦云計算計劃(FCCI)的制定及管理;總務管理局(GSA)設立了聯邦云計算項目管理辦公室(PMO),為ESC提供云計算技術和管理支撐,監管和支持FCCI的執行,并定期向聯邦CIO匯報。為支持云計算發展和基礎設施建設,美國還采取了稅收優惠及資金補助等多種財稅支持政策。
美國是云計算發展領先的國家,產業實力較強,因此政府對云計算行業本身沒有特殊的監管機制,與互聯網業務同等對待。但是在云計算實際應用到垂直行業時就設有較高門檻,比如政府行業使用云計算需要通過FedRAMP認證,需通過第三方認證并經過多部門聯合委員會的審定等。云服務供應商通過獲得FedRAMP證書即可認為安全達到政府要求。聯邦機構和云服務供應商都需滿足FedRAMP的安全控制基線,包含低、中、高三套基線控制集,為不同級別的系統推薦了不同強度的安全控制集(包括管理、技術和運行)。
在完成商業及公共云遷移計劃過程中,聯邦政府同步采取了相關降低云計算風險的措施,如建立云計算加速器、制定NIST云計算標準、加速數據中心整合、鼓勵多元化組織參與政府云計算戰略等,制定云計算《風險管理框架》,確保在控制的廣度、深度與云計算發展風險之間找到平衡點,讓云產業鏈條中的各方能夠協調開展工作。
從美國云計算未來的發展看,白宮力圖將云計算作為一種面向未來的主流商業模式進行打造,通過改變政府對IT服務的認識出發,從IT作為一種生產資源的投資轉向一種可以實施定制的商品及服務,用新思維統合部門之間的管理資源,制定完整的云戰略路線圖,發揮效率優先、靈活應對、鼓勵創新等手段,重點關注安全、服務、市場特征、政府支持度以及IT的生命周期,協助企業開發云計算商業案例庫,同時提出了聯邦數據中心整合決議(FDCCI),整合聯邦政府分散的數據中心環境,加速云計算商業及公共應用的步伐。
1.5.1.2 德國
2010年10月,德國聯邦經濟和技術部發布《云計算行動計劃》,旨在“大力發展云計算,支持云計算在德國中小企業的應用,消除云計算應用中遇到的技術、組織和法律問題”。目前因受聯邦體制的局限,德國政府部門的IT服務參差不齊,缺乏標準化和統一管理,存在IT服務質量不均衡等問題。該行動計劃的發展目標是主要支持中小企業用戶和供應商,州政府、鄉鎮政府以及法律機關和團體,以增強他們的競爭力,提供基于互聯網的新型服務,開發前景廣闊的商業領域,并將通過各種項目和信息產品,為用戶和供應商提供示范與支持,為他們指明發展方向,提高他們對云計算的認可程度和信任度。
該行動計劃包括4個行動領域:利用云計算開拓市場空間和潛力;建立安全可靠的法律框架和標準;為方便開展國際合作建立統一的云計算服務標準和框架;借助使用指南、網絡、教育等各種渠道提供指導信息,為人們指明云計算發展方向。
德國聯邦政府在2010年11月發布的《德國ICT發展戰略:數字德國2015》中,明確提出,聯邦政府將加速發展和引進云計算解決方案。政府和企業應當及早從云計算發展過程中獲益。新的云計算行動方案將著力解決現有的挑戰與問題。重點包括開發和創新市場潛力;建立有利于創新的框架條件(安全性和法律框架條件,標準,認證);參與推動云計算國際發展;提供入門指導等。德國相關的行業協會正在研究和推行云計算相關的安全和服務等認證工作。
德國聯邦經濟和技術部于2011年9月進一步啟動了為期3年的“可信云計算”研究工程,由德國政府投入5000萬歐元,企業自籌5000萬歐元,共包含14個項目,其中云計算核心技術相關項目5個,產業相關4個,醫療領域3個,公共部門相關2個。
2015年5月,德國信息技術、通訊和新媒體協會(BITKOM)的報告顯示,70%的ICT企業已經在使用云服務。德國各行業平均使用率為44%,其中汽車制造行業云計算使用率增長10%,達到66%,其后依次為運輸業(65%)、銀行業(65%)、保險業(64%)、化學與醫藥行業(62%)。
此外,德國政府還發布了《云計算服務提供商安全建議》白皮書,規定了對公共部門云計算信息安全級別的要求。
2015年8月德國政府出臺了“Bundescloud”草案,要求為公共事業提供云服務的供應商云必須簽訂保密協議,只能在德國境內進行數據處理。德國政府甚至暗示有意將這一規則擴大至私營企業。
1.5.1.3 韓國
在韓國,廣播通信委員會于2009年12月底公布了《云計算全面振興計劃》,韓國政府決定在2014年之前向云計算領域投入約6441億韓元促進云計算的發展。
韓國擬通過政府部門先行投資及政企合作等方式,將韓國云計算市場擴大到現有的4倍,達到2.5萬億韓元,同時還要將世界市場占有率提高到10%。韓國知識經濟部、通信委員會、行政安全部等聯合公布了《政府發展云計算綜合規劃》,在四大領域、十大課題方面共投入6000億韓元,主要包括“公共部門率先構建”“構建民間云服務基礎平臺”“云技術開發”“營造發展環境”。韓國還積極爭取云計算標準的主導權,韓國電子通信研究院服務融合標準研究組人員已獲任國際電聯IPTV焦點組下屬FGCloud標準組的副主席,韓國KT公司主管人事也獲任FGSmart標準組的副主席。
2012年7月韓國出臺《云計算發展與用戶保護法》(提案),將云計算納入增值服務進行管理,政府部門委托韓國云服務協會(KCSA)對云服務進行認證。同時要求在韓國提供云計算服務的企業必須向政府提交一份報告,以作為提供服務的條件之一。
2013年韓國設立“未來創造科學部”(MSIP)作為云計算主管部門,并開始在政府綜合計算機中心內引入云系統,成立大型云檢測中心,用以支持難以進行大規模投資的中小型云計算相關企業。
2014年,韓國政府為刺激云服務市場,廢除了政府部門云服務采購限制政策,允許公共服務部門采購由私企提供的云計算服務。預計到2017年,至少15%的韓國公共服務部門將使用由私企提供的云計算服務。
1.5.1.4 歐盟
與美國大刀闊斧的推進不同,由于數據安全和隱私性要求嚴格,歐洲在云計算方面的態度推進相對謹慎。在云計算方面,歐洲更希望先做好基礎研究工作,然后再進行推廣應用。
2010年初,歐盟專家小組在一份關于云計算未來的報告中,建議歐盟及其成員國為云計算的研究和技術開發提供激勵,并制定適當的管理框架促進云計算的應用,共同推動云計算服務。
歐盟委員會于2011年5月開展了云計算公眾咨詢活動,向社會各界征求有關意見和建議,咨詢重點包括數據保護及其責任、影響歐洲云計算發展的法律和技術障礙、標準化和協作方案、以及促進云計算研發的方法等。
2012年,歐盟委員會宣布啟動一項旨在進一步開發歐洲云計算潛力的戰略計劃——“釋放歐洲云計算潛力”。該云計算戰略計劃中的政策措施包括篩選眾多技術標準,使云計算用戶在互操作性、數據的便攜性和可逆性方面得到保證,到2013年確定上述領域的必要標準;支持在歐盟范圍內開展“可信賴云服務提供商”的認證計劃;為云計算服務,特別是服務的SLA制定安全和公平的標準規范;利用公共部門的購買力(占全部IT支出的20%)來建立歐盟成員國與相關企業歐洲云計算業務之間的合作伙伴關系,確立歐洲云計算市場,促使歐洲云服務提供商擴大業務范圍并提供性價比高的在線管理服務。
歐盟委員會制定的云計算戰略計劃的目標是到2020年,云計算能夠在歐洲創造250萬個新就業崗位,年均產值1600億歐元,達到歐盟國民生產總值的1%。
歐盟云計算戰略實施近4年,基本達到預期目標。在歐盟研究區(ERA)建設框架下,歐盟大型云計算基礎設施已初具規模。例如,歐盟虛擬科研基礎設施網絡體系、成員國云計算網絡體系、大型數據集處理中心、大型主題數據庫或圖書館和科研數據開放共享平臺等,包括各主要領域建立的云計算網絡體系,如歐洲核子中心(CERN)、毆空局(ESA)和歐洲南方天文臺等。
為了發展本土云計算產業,歐盟還對云計算采用強監管機制。2013年6月,歐盟議會通過了關鍵信息基礎設施(CIIP)——面向全球網絡安全的決議,其中將云計算納入了關鍵信息基礎設施(CIIP)范疇,也就意味著加大對云計算的監管力度。
在標準制定方面,歐盟制定了第七云計算框架計劃,并通過相關支持政策,為若干個云計算項目提供資金支持。
在歐盟,除了前面介紹的德國外,英國率先在2009年10月發布了《數字英國報告》,明確提出政府要建立統一的政府云。2011年11月,英國政府宣布將啟動政府云服務(G-Cloud),并投資6000萬英鎊建立公共云服務網絡。目前,英國政府機構和公共部門采購云服務主要通過該項目的在線云服務商店(CloudStore)進行。G-Cloud提供了詳細的應用清單,采購機構只需明確計劃支付的采購費用和所需的云服務應用要求并在CloudStore上選擇即可。而進入CloudStore的云服務商需要認證評估:一是必須滿足G-Cloud云服務合同框架;二是需要通過G-Cloud認證。根據ISO27001和英國政府信息標準(HMGInformation Standards No.1 & 2),G-Cloud認證共對四類云服務進行認證,包括基礎設施即服務(IaaS)、平臺即服務(PaaS)、軟件即服務(SaaS)和專家云服務(SpecialistCloud Services,SCS,提供云計算專家咨詢服務)。英國完全禁止政府信息存儲在境外,并且提出網絡連接方面的技術要求,使得境外的云平臺事實上不可能通過審查,以達到保障安全和遏制國外云服務商的目的。
1.5.1.5 日本
近幾年來,隨著云計算技術在世界范圍內風起云涌,日本政府看到了云計算對未來科技發展與社會發展的巨大影響,適時制定了一系列相關政策,推動云計算產業發展。
日本政府在2009年發布的《i——Japan戰略2015》中就要求政府建設“被稱為云計算的新的信息、知識利用環境”。為了推動云計算技術的發展與應用,日本總務省相繼設立了若干個研究會,從以下四個角度推動相關戰略的制定。
①標準化或法律法規的國際協調策略。
②核心設備數據中心的國際引導策略。
③以削減經費為目標的、政府信息系統整合構想“霞關云”(中央政府辦公平臺)。
④都道府縣、市鎮村系統一體化的自治體云(地方電子政務信息系統)。
目前總務省設立的研究會有智能云研究會、政府信息系統建設方向研究會、云計算時代數據中心應用策略研討會等。
日本將云計算定位在互聯網應用軟件和數據服務,日本產經省早已經組織企業與有關部門對云計算的實際應用開展了安全性測試。2009年日本總務省“數字日本創新計劃”中提出建立一個大規模的云計算基礎設施,促使各部委展開合作,集成和整合硬件,建立共享平臺,大大降低電子政務的開發和運營成本。日本在推動云計算服務時,發布了云計算國家策略,于2010年初設立了云計算特區,廣泛招來國內外企業構筑國內最大功能的數據庫。同時日本內務部和通信監管機構擬建立一個大規模的云計算基礎設施,用來支持所有政府運作所需資訊的科技系統。該云計算基礎設施建成后,所有政府的IT應用全部通過該平臺實現。日本經濟產業省于2010年8月發布了《云計算與日本競爭力研究》報告。報告指出,將從完善基礎設施建設、改善制度、鼓勵創新三方面推進云計算發展。報告計劃通過開創基于云計算的新服務開拓全球市場,2020年前培育出超過40萬億日元的新市場。
2015年,“霞關云”將建設完成,日本政府所有的電子政務將集中到統一的云計算基礎設施之上,以提高運營效率、降低成本。
總的來說,各國政府都把云計算作為國家戰略來進行投資發展,歸納起來采取的行動體現在以下幾個方面。
①通過政府采購和使用云計算資源和服務,激發云計算需求,擴大云計算市場規模。
②建立適應云計算發展需求的管理架構,并通過直接投資、稅收優惠等方式鼓勵云計算的技術研發。
③對云計算服務提出安全規范,提高云計算服務和產品的質量,同時提升社會對云計算的認可度。
1.5.2 中國政府的云計算行動
中國政府近年來高度重視對云計算的發展。《國家“十二五”規劃綱要》和《國務院關于加快培育和發展戰略性新興產業的決定》(簡稱“決定”)均把云計算列為重點發展的戰略性新興產業。為了配合與落實國務院的《決定》,2010年10月,國家發展和改革委員會與工業和信息化部等聯合下發《關于做好云計算服務創新發展試點示范工作的通知》,確定北京、上海、杭州、深圳和無錫五座城市先行開展云計算服務創新發展試點示范工作,具體內容如下。
①針對政府、大中小企業和個人等不同用戶需求,研究推進SaaS(軟件即服務)、PaaS(平臺即服務)和IaaS(基礎設施即服務)等服務模式創新發展。可選擇若干信息服務骨干企業作為試點企業,建設云計算中心(平臺),面向全國開展相關服務。
②以信息服務骨干企業牽頭、產學研用聯合方式,加強虛擬化技術、分布式存儲技術、海量數據管理技術等核心技術研發和產業化。
③組建全國性云計算產業聯盟,形成云計算創新發展的合力。
④加強云計算技術標準、服務標準和有關安全管理規范的研究制定。
政府云計算試點工程的落地,使得我國的云計算受到了各級政府的高度重視,紛紛制訂云計算發展計劃,并將其作為戰略性新興的重要組成部分。例如北京、上海、成都、佛山、重慶等地發布了地方云計算戰略規劃。如上海市發布“云海計劃”;北京市啟動“祥云工程”,目標是到2015年北京市在云計算服務領域形成500億元產業規模,由此帶動云計算產業鏈形成2000億元產值;成都制定了云計算應用與產業發展“十二五”規劃綱要,提出到2015年將建成云服務、基礎軟硬件設備生產和云終端產品制造三大產業集群,產業規模達到3000億元;深圳“十二五”規劃中計劃建設“智慧深圳”等。地方政府通過為當地云計算服務提供稅收、土地、資源等多方面政策支持,鼓勵發展云計算。
北京、上海、山東、江蘇等省、市,以及深圳、杭州、成都、天津、濟南、南京等城市成立了地方云計算聯盟或協會,組織當地重點企業聯合進行云計算服務、政策等方面的探索,如北京的“中關村產業聯盟”、成都的“成都云計算產業聯盟”、深圳的“深圳市云計算產業協會”等。
許多省市開展了以云計算產業園區為主要形式的數據中心的建設。據不完全統計,截至2011年年底全國已有至少13個城市明確提出建設云計算數據中心園區的計劃,各地園區規劃總面積超過150平方千米,其中哈爾濱“中國云谷”規劃面積達到50平方千米,重慶云計算產業基地規劃面積66平方千米,鄂爾多斯“草原硅谷”規劃面積10平方千米。
目前國內云計算應用的種類如圖1-3所示。

圖1-3 國內云計算應用的種類
注:面積大小代表市場規模,且只做定性描述,不具有定量關系。資料來源:計世資訊,2010~2011年中國云計算市場研究報告
2011年,國家發展和改革委員會設立了云計算專項基金,首批下撥6.6億的云計算專項扶植資金已陸續下撥到北京、上海、深圳、杭州、無錫5個試點城市的15個示范項目,包括百度、聯想、阿里云、華數、華東電腦、華勝天成等15家牽頭企業已陸續獲得資金扶持。
此外,國際IT巨頭聯合地方政府熱衷于“政務云”和“公有云”的建設,特別是在中國國內通過強大的宣傳攻勢和多年積累的渠道關系已經取得市場上的突破,目前其主要客戶就是政府所主導的“政務云”及一些公有云平臺。北京市計算中心與Platform軟件公司共建聯合實驗室,推進“北京云”公有云計算平臺的建設;山東省東營市政府與IBM一起籌建黃河三角洲云計算中心;廣東東莞和佛山以政府為主導,與中科院合作搭建本地化的公益性云計算平臺;江蘇省無錫市聯手IBM建立商業云計算中心;成都市政府與曙光公司合作建立“成都云計算中心”等。此外,汕尾、武漢、蘇州等地各自提出了發展云計算“中心”的計劃。
臺灣地區將云計算列入四大新興智能型產業之一,計劃成立“云計算產業發展指導小組”,協助各部門推動云計算計劃,加速IT、通訊硬件制造業的轉型,使廠商硬件毛利率從平均10%提升至30%,并帶動軟件服務業的創新發展。而臺灣企業將在服務器、磁盤陣列、電源供應器、管線網絡方面重點布局。
2013年以后我國云計算產業進入快速成長階段,國內外互聯網公司、電子商務交易平臺、電信運營商紛紛競爭云計算市場。云計算產業成為產業資本和政府投資的重點方向,云計算產業集聚成為科技園區建設的新熱點。云計算相關的硬件制造、軟件開發、運營服務等領域是各路資本關注的重點。云計算產業作為戰略性新興產業的增長點,成為各科技園區關注的熱點,將引領園區產業聚集的新發展動向。云計算基礎技術的自主研發將繼續獲得政府大力支持,交通云、政務云、教育云、健康醫療云等建設成為智慧城市建設的重要環節。
2015年1月30日,國務院發布了《關于促進云計算創新發展培育信息產業新業態的意見》。《意見》指出:到2017年,云計算在重點領域的應用得到深化,產業鏈條基本健全;形成若干具有較強創新能力的公共云計算骨干服務企業;云計算系統集成能力顯著提升;云計算技術接近國際先進水平,云計算標準體系基本建立;云計算數據中心區域布局初步優化;初步建立適應云計算發展需求的信息安全監管制度和標準規范體系等;利用公共云計算服務資源開展百項云計算和大數據應用示范工程;政府自建數據中心數量減少5%以上。
到2020年,云計算應用基本普及,云計算服務能力達到國際先進水平,掌握云計算關鍵技術,形成若干具有較強國際競爭力的云計算骨干企業。云計算信息安全監管體系和法規體系健全。大數據挖掘分析能力顯著提升。云計算成為我國信息化重要形態和建設網絡強國的重要支撐,推動經濟社會各領域信息化水平大幅提高。