2.2.4 云計算

1 云計算基本概念

云計算，是一種將計算資源變成按需可用的公共資源的計算模式。美國國家標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)研究院對云計算的定義是，云計算是一種能夠通過網(wǎng)絡(luò)以便利的、按需付費的方式獲取計算資源（包括網(wǎng)絡(luò)、服務(wù)器、存儲、應(yīng)用和服務(wù)）并提高其可用性的模式，這些資源來自一個共享的、可配置的資源池，并能以最省力和無人干預(yù)的方式獲取和釋放。

云計算和計算機“虛擬化”技術(shù)相關(guān)，可以將計算資源虛擬成各類服務(wù)資源，按需配置和分發(fā)。云計算服務(wù)分成基礎(chǔ)設(shè)施即服務(wù)（IaaS）、平臺即服務(wù)（PaaS）和軟件即服務(wù)（SaaS）三類。

基礎(chǔ)設(shè)施即服務(wù)（Infrastructure as a Service，IaaS），就是將計算資源、存儲資源、網(wǎng)絡(luò)資源等計算機基礎(chǔ)資源作為一種虛擬化資源，供用戶按需使用。例如，網(wǎng)絡(luò)虛擬服務(wù)器資源，就是將計算資源（CPU數(shù)）、存儲資源（內(nèi)存和硬盤）、網(wǎng)絡(luò)資源（帶寬）打包成一臺虛擬服務(wù)器，供用戶租賃。云計算的一個特點就是彈性可擴展，當(dāng)用戶由于業(yè)務(wù)需要擴展CPU、存儲或網(wǎng)絡(luò)資源時，可以通過申請并訂購更高級的服務(wù)合同來無縫地升級虛擬服務(wù)器，而虛擬服務(wù)器上的軟件部署不用更改和移植。

平臺即服務(wù)（Platform as a Service，PaaS），是將平臺資源作為可以訂購的服務(wù)資源，供用戶使用。平臺資源一般是指具有一定基礎(chǔ)功能的高級軟件資源，例如，Web服務(wù)器就是一個通用的信息發(fā)布平臺；數(shù)據(jù)庫服務(wù)也可以作為一個平臺，可以稱為數(shù)據(jù)庫即服務(wù)（Database as a Service，DaaS）。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺就提供了很多專門的平臺服務(wù)資源，例如，設(shè)備接入平臺、數(shù)據(jù)分析平臺等。平臺服務(wù)可以讓用戶專注于自己的專門應(yīng)用開發(fā)，一些基本的、底層的功能可以讓平臺服務(wù)商去完成。

軟件即服務(wù)（Software as a Service，SaaS）將軟件作為一種可以訂閱的服務(wù)提供給用戶。SaaS相對來說更多地為最終用戶所使用，如果說IaaS、PaaS更多的是toB（商用）應(yīng)用，SaaS則包含更多的toC（零售）應(yīng)用。例如，微軟推出的Office 365就是一個SaaS，用戶可以租賃Office應(yīng)用以及相應(yīng)的網(wǎng)盤功能，在任何一臺計算機或移動終端上進行辦公應(yīng)用。SaaS還包括ERP（企業(yè)資源計劃）、CRM（客戶關(guān)系管理）、MES（制造執(zhí)行系統(tǒng)）等商業(yè)、工業(yè)軟件的應(yīng)用，可以降低企業(yè)部署成本，提高軟件的可用性。

云計算離不開云平臺。包括IaaS，其一般是通過Internet網(wǎng)絡(luò)提供相應(yīng)的服務(wù)。根據(jù)云平臺的擁有權(quán)，可以分成公有云、私有云和混合云。私有云是指用戶自己部署的云平臺，一般供企業(yè)集團內(nèi)部使用，而公有云是指專門的云服務(wù)提供商部署的云平臺，企業(yè)和個人可以從該平臺上租賃不同的資源，完成自己的業(yè)務(wù)。

2 云計算與數(shù)字孿生

基于數(shù)字孿生的智能系統(tǒng)中存在著海量、大規(guī)模、多源異構(gòu)的基礎(chǔ)靜態(tài)數(shù)據(jù)、動態(tài)實時運行數(shù)據(jù)、服務(wù)系統(tǒng)產(chǎn)生的優(yōu)化數(shù)據(jù)、歷史可追溯/可回放數(shù)據(jù)等，對系統(tǒng)的算力提出了較高的要求，簡單地通過堆疊系統(tǒng)硬件來實現(xiàn)算力的擴展往往不能滿足實際的性能需求。云計算是基于互聯(lián)網(wǎng)的分布式計算、并行計算、網(wǎng)格計算等的進一步發(fā)展，由于其合理高效且易于大范圍部署、可大批量處理等優(yōu)勢，而逐漸運用在數(shù)字孿生的各個場景中。此外，基于云計算提供的云服務(wù)能實現(xiàn)數(shù)據(jù)的集中化處理、存儲與共享，便于數(shù)字孿生系統(tǒng)中的上下游供應(yīng)商的高效協(xié)同合作，實現(xiàn)系統(tǒng)數(shù)據(jù)的全方位透明化管理。云平臺也是開展數(shù)字孿生應(yīng)用的基礎(chǔ)平臺。