企业云计算应用研究

本期主题

企业云计算应用研究

第一章 云计算的概念及分类

1.1 云计算的由来

上世纪90 年代，虚拟化的概念已从虚拟服务器扩展到更高层次的抽象：首先是虚拟平台，而后又是虚拟应用程序。公用计算将集群作为虚拟平台，采用可计量的业务模型进行计算。开始流行的 SaaS将虚拟化提升到了应用程序的层次，它使用的业务模型不是按消耗的资源收费，而是根据向用户提供的应用程序的价值收费。这种类型服务通过浏览器把程序传给成千上万的用户。在用户看来，这样会省去服务器的固定硬件投入和软件授权开支；从供应商角度来看，这样只要维持程序就够了，能减少成本，Salesforce.com是迄今为止这类服务最为出名的公司，Google Apps 和Zoho Office 也是服务商提供的类似服务。云计算的概念直接源自公用计算和SaaS概念。“云”的优势在于其基础架构管理，日益成熟的虚拟技术为这种管理提供了强大的技术支持，使“云”能够通过自动部署、重新构建映像、重新均衡工作负载、监控并系统地处理变更请求，以便管理并更好地利用底层资源。

云计算是一种新兴的商业计算模型。它将计算任务分布在大量计算机构成的资源池上，使各种应用系统能够根据需要获取计算能力、存储空间和各种软件服务。云计算的鼻祖之一亚马逊公司曾经将网格计算取了一个新名称“弹性计算云”（EC2），并取得了商业上的成功。云计算被视为“革命性的计算模型”，因为它使得超级计算能力通过互联网自由流通成为可能。

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图 1 云计算的演进

云计算其实并不是革命性的新发展，而是数据管理技术不断演进的结果。在上世纪末，分布式处理、并行处理和网格计算就已相当成熟，它们是云计算发展的技术基础。

上世纪80 年代末，开始出现应用大量系统来解决单一问题（通常是科学问题）的情况，这就是网格计算的概念，这一概念又与云计算的关系最为密切。网格计算的关注重点是将工作负载移到所需的计算资源所在位置的能力，大多数情况下，这种位置都是远程的，而且持续可用。通常，网格是服务器集群，大型任务可拆分为多个小型任务，以便在这些服务器上并行运行。从这个角度来看，我们实际上可将网格视为只是一台虚拟服务器。网格还要求应用程序符合网格软件的接口标准。

公共计算和SaaS（软件即服务）可以看作是早期云计算提供服务的两种形式。现在云计算不只包括这两种形式，还包括网络服务、平台即服务以及MSP（管理服务提供商）等其他形式。

1.2 云计算定义

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维基百科（Wikipedia.com）定义云计算为一种基于互联网的计算新方式，通过互联网上异构、自治的服务为个人和企业用户提供按需即取的计算服务。云计算的资源是动态易扩展而且虚拟化的，通过互联网提供，终端用户不需要了解“云”中基础设施的细节，不必具有相应的专业知识，也无需直接进行控制，只须关注自己真正需要什么样的资源以及如何通过网络来得到相应的服务。

百度定义云计算（Cloud Computing）是网格计算（Grid Computing）、分布式计算（Distributed Computing）、并行计算（Parallel Computing）、效用计算（Utility Com puting）、网络存储（Network Storage Technologies）、虚拟化（Virtualization）、负载均衡（Load Balance）等传统计算机技术和网络技术发展融合的产物。它旨在通过网络把多个成本相对较低的计算实体整合成一个具有强大计算能力的完美系统，并借助SaaS、PaaS、IaaS、MSP等先进的商业模式把这强大的计算能力分布到终端用户手中。云计算的一个核心理念就是通过不断提高“云”的处理能力，进而减少用户终端的处理负担，最终使用户终端简化成一个单纯的输入输出设备，并能按需享受“云”的强大计算处理能力！云计算的核心思想，是将大量用网络连接的计算资源统一管理和调度，构成一个计算资源池向用户按需服务，这与我国著名云计算专家刘鹏教授早在2003年就提出的“网格计算池”是完全一致的。

IBM认为，云计算是一种计算风格，其基础是用公有或私有网络实现服务、软件及处理能力的交付。云计算也是一种实现基础设施共享的方式，云计算的使用者看到的只有服务本身，而不用关心相关基础设施的具体实现。

赛迪信息认为云计算是一种基于大量网络资源的计算模式（定义），是服务的交付和使用模式，通过网络以按需、易扩展的方式获得所需的服务。它具有以下特征：

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➢ 为用户提供按需服务

➢ 共享资源、软件、数据

➢ 采取灵活的计价和收费模式

➢ 提供强大的运算能力

➢ 整合低成本资源、提高资源利用率、降低空置浪费

“云”中的资源在使用者看来是可以无限扩展的，并且可以随时获取，按需使用。云计算主要包括：基础设施即服务（IaaS）、平台即服务（PaaS）、软件即服务（SaaS）、“云安全”和虚拟化应用等内容。云计算的定义中有4个关键要素。

（1）硬件、平台、软件和服务都属于资源，通过互联网以服务的方式提供给用户，在云计算中，资源已经不限定在诸如处理器、网络带宽等物理范畴，而是扩展到了软件平台、Web服务和应用程序的软件范畴。

（2）资源可以根据需要进行动态扩展和配置。云计算可以根据访问用户的多少，增减相应的IT资源（包括CPU、存储、带宽和中间件应用等），使得IT资源的规模可以动态伸缩，满足应用和用户规模变化的需要。

（3）资源在物理上以分布式的共享方式存在，但最终在逻辑上以整体的形式呈现。对于这种分布式的理解包括两个方面：一方面，计算密集型应用需要并行计算来实现，此类的分布式系统往往是在同一个数据中心中实现，并且有较大的规模，但是地域相对集中。另一方面，就是地域上的分布式。

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（4）用户按需使用云中的资源，按实际使用量付费，而不需要管理它们。即付即用的方式已广泛应用于存储和网络带宽中，虚拟程度的不同导致了计算能力的差异。

1.3 云计算的分类

云计算可以从两个方面来分类，一是从服务的三种模式来分，二是从部署的四种方式来分。

1.3.1按服务模式分类

按照服务模式，可以将云计算分为基础设施即服务、平台即服务、软件即服务三种类型：

（1）基础设施即服务：是网络上提供虚拟存储的一种服务方式，可以根据实际存储容量来支付费用。IaaS把厂商的由多台服务器组成的“云端”基础设施作为计量服务提供给客户。它将内存、I/O设备、存储和计算能力整合成一个虚拟的资源池为整个业界提供所需要的存储资源和虚拟化服务器等服务。

IaaS的优点是用户只需低成本硬件，按需租用相应计算能力和存储能力，大大降低了用户在硬件上的开销。

（2）平台即服务：把开发环境作为一种服务来提供。这是一种分布式平台服务，厂商提供开发环境、服务器平台、硬件资源等服务给用户，用户在其平台基础上定制开发自己的应用程序并通过其服务器和互联网传递给其他用户。PaaS能够给企业或个人提供研发的中间件平台。

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（3）软件即服务：SaaS服务提供商将应用软件统一部署在自己的服务器上，用户根据需求通过互联网向厂商订购应用软件服务，服务提供商根据用户所定软件的数量、时间的长短等因素收费，并且通过浏览器向客户提供软件的模式。这种服务模式的优势是，由服务提供商维护和管理软件、提供软件运行的硬件设施，用户只需拥有能够接入互联网的终端，即可随时随地使用软件。

图 2 云计算分类

1.3.2按部署方式分类

➢ 公共云：这种类型的云服务通常遍布整个因特网，能够服务于几乎不限数量的、拥有相同基础架构的客户。

➢ 私有云：这种类型的云针对单个机构特别定制，例如一些金融机构或政府机构。一般来说，这类机构都会采用一些虚拟化操作系统和网络技术，因此能够降低使用服务器和网络设备的数量，或者至少能够使这些设备的管理更加清晰。

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➢ 社区云：这类云专为一系列互不相连的、严格界定的机构而设立，提到这种云，我们想到供应链或是多个政府机构的联合体这类比较好的使用实例。

➢ 混合云：这种云表现为以上多种云配置的组合，数个云以某种方式整合在一起，为一些商业计划提供支持。有时用户可能需要用一套单独的证书访问多个云，有时数据可能需要再多个云之间流动，或者某个私有云的应用可能需要临时使用公共云的资源。

第二章 云计算应用现状与趋势

2.1云计算应用发展现状

云计算应用最早在国外产生，到目前为止，Google、微软、亚马逊等较有实力的软件公司都推出了自己的云计算方案并实际商用；IBM，CISCO等传统的设备制造商也分别推出了相关商用产品；与此同时，作为运营商的英国BT，美国AT&T和Verizon等公司也推出了商用产品，致力于为商企客户在线套件服务和为政企客户提供新型按需解决方案等。

国内，无锡市政府与IBM开展了一系列的云计算项目合作，并在无锡实现了全球首个商业云计算中心的落地；实现三大云计算服务平台：商务云、开发云、政府云,其中商务云将为长三角地区的众多中小型企业提供定制电子商务平台，提升企业核心竞争力；开发云提供的世界一流软件开发、测试平台及培训咨询服务以提高无锡整体服务外包水平为目标；而政府云则更多用于为无锡各级政府单位提供一站式电子政务服务

广东、北京、山东等省市也在加快云计算及其相关服务的建设与运营。广东东莞、南海先后启动云计算项目，东莞政府部门投资2亿元建立云计算平台。2009年，北京市与Platform软件(北京)公司签署协议推进“北京云”的建设，主要提供工业计算，比如产品

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设计的仿真计算。山东东营按照“高效生态经济区” 和“智慧城市”的建设战略，在其经济开发区建设“黄河三角洲”云计算平台，通过云计算搭建政府办公信息平台，逐步完成电子政务、公共医疗、数字化城市等应用服务部署，协助构建智慧城市与和谐社会。

云计算技术已经在中国电信、中国化工等中央企业得到成功应用。其中，中国中化集团公司第一朵企业“云”的落地，标志着中国企业在云计算应用有了实质性的突破。目前中国中化集团公司的ERP完全运行在“云”上运行。通过云计算技术，中化集团70多人的IT团队支持起集团全球的业务运作、建立了一个全球集中统一的运行管理体系，IT架构有力匹配着遍布全球200多家分支机构的运作。在中化集团全球统一的IT基础设施上，包括服务器、网络、ERP等应用系统等全部集中连到北京总部，由总部实现对业务、财务、风险等各方面的集中管控，优化了整个中化集团的业务流程。

2.2技术应用发展趋势

目前国际上云计算应用主要分为私有云、公共云、混合云三大类，在云计算技术发展应用的不同阶段，三种云方式起到了不同的作用。根据对国内外大量云计算技术应用案例研究，云计算技术发展路线见下图所示：

图 3 云计算技术发展路线

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第一阶段，以私有云应用为主体，以“公共平台”方式，实现用户单位内部硬件资源、技术平台资源以及数据资源的最大化共享

在现阶段，国内云应用主要还是以“私有云”应用为主体，主要解决用户单位在长期信息化建设中出现的“数据孤岛、基础设施分散”应用问题，以“IaaS、PaaS”为代表的云应用技术正成为了用户单位内部IT资源整合的重要“武器”，通过构建基于IaaS平台的企业数据中心，逐步消减原来的分散基础设施应用部署，在统一的数据中心之中进行集中部署运行，这样大大的降低了用户单位原来分散基础设施运维的费用开销包括：设备维护成本、人员成本、场地租用成本等。例如：中国化工集团在集团总部搭建了基于IaaS的数据中心平台后，通过实际一年来的运行应用，逐渐体现出云应用的优势，主要体现在：集中应用后有效降低基础设施能耗、集中运维降低单机宕机概率、提高了数据中心运维人员素质等方面。在IaaS平台应用基础上，先后建立起以SOA架构为基础的PaaS平台，在此平台上，对原有分散应用、条块分割的应用系统加以整合，统一部署在PaaS平台上，实现底层技术开发方式、数据编码方式、用户权限管理方面的高度统一集中。例如：中国五矿集团搭建以EAI集成为PaaS平台基础，实现了多个系统的有效整合应用，实现了集

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团内部各类应用系统的互联互通以及数据资源的统一管理、发掘利用。

第二阶段，以公有云应用为主体，以“按需定制、按量计费”的服务方式，降低IT运营成本，提高业务系统应用效率

随着国内信息化公共基础设施（主要是公共宽带网络基础设施）的日益完善、ISP（网络运营商）相关在线系统产品的不断成熟，以公有云为主体应用时代即将到来，原来的基础设施、信息系统将更多的以“租赁服务”的方式出现，在公有云模式下，企业在信息化建设与IT运营中，可以选择ISP提供的基础设施服务、在线系统平台服务，而不需要企业进行自建或独立购买。这对于信息化建设与运维资金投入较少的中小型企业有很大的应用意义。同时，ISP也将成为社会化IT基础资源的提供者，构建与开发不同类型的适合不同用户的“服务产品”，包括：服务器资源云服务、公用存储云服务、在线SaaS系统平台（包括：在线ERP系统、在线CRM系统等）、在线定制化信息内容服务云（产业运行信息监测云、企业竞争情报云）等。

第三阶段，以混合云应用为主体，以“双向结合”方式，打破公、私应用界限，实现社会IT资源的最大化共享

在未来，无论是私有云、还是公有云都不是云计算的最终应用形式，更多的云应用将界于两者之间，即以“混合云”形式存在，在混合云模式下，用户单位将从更多的方式开展信息化建设与IT运营管理，对于竞争情报系统、e-leaning系统等成熟系统产品应用可使用ISP提供SaaS平台，同时也可以将原本内部系统封装为“公有云”推向社会服务，如：企业将原本内部的电子商务平台可升级到行业内部公共电子商务云平台，企业IT部门也将从过去的信息化建设与运维职能，转变公有云平台与平台信息服务的运营商，实现成本中心向利润中心的转变。总之，在混合云模式下用户单位将彻底打破原有公、私应用界

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限，每个用户单位既可以是云服务的使用者，也可以是云服务的提供者，进而带动实现全社会IT资源的最大化共享。

2.3保障体系发展趋势

在未来，云计算在中国主要行业的广泛应用，除了云服务理念的普及以外，还需要基础保障体系的逐步完善，进而带动云计算技术与产品规范、安全应用，全面满足不同用户单位的云应用目标，快速的提高其IT应用绩效。

图 4 云计算应用中需要不断完善的保障体系

第一、在标准规范方面，构建云计算应用技术标准与管理规范，保证云计算产品规范应用

在未来，越来越多的用户单位将应用虚拟化、SOA等技术搭建自身的私有云信息平台

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或选用ISP提供的云服务产品，在此期间，急于产品实施而不考虑标准问题，将给后期的开发与运维工作带来很大的风险，易造成新技术产品盲目实施与混乱运维，因此在云计算产品应用前期，应首先做好相关的技术应用标准与产品运维管理规范，在随后的实施过程中，实施厂商与实际云服务用户严格遵循该标准开展工作，按照该规范来实施相应的管理措施，确保云计算产品方案规范实施、平稳落地。

第二、在安全防护方面，构建以云服务平台为核心安全防御技术体系，保证云应用稳定、可靠

大量云应用案例表明，云计算技术产品实施后，将带来巨大的信息安全隐患，如：PaaS平台搭建后，所有的应用在统一的平台上运行，一旦该平台发生故障或平台业务数据丢失、篡改，将有可能造成企业全部业务“停摆”，将给企业带来巨大的经济损失，因此，在未来云计算产品应用后或在云应用方案制定中，就要考虑信息安全防御体系设计与实施问题，重点在平台安全、通讯网络安全、数据安全、物理安全四个方面，同时用户单位也应制定以云平台为核心的信息安全管理体系，梳理与分析造成平台服务中断的各类风险点，并建立相应的技术管理措施，加以规避，使得云平台在高度安全的环境下正常运行。

第三、在产品方案方面，针对不同应用需求，研发实效性的产品、解决方案，确保方案快速应用、效果凸显

中国云计算产品的广泛应用与云服务产业持续健康发展，很大程度依赖于IT业内各厂商（包括：硬件产品提供商、平台实施商、云服务运营商等）能否提供实效性的技术产品与解决方案。在未来的3年里，云计算市场竞争将愈发激烈，各类云计算产品与产品解决方案将纷纷涌现，这其中，差异化的产品定位与实效性的解决方案是云计算产品成功应用的关键，从大量国外云应用成功案例来看，不同行业、不同信息化水平的用户单位对云计

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算产品与服务的需求具有较大差异性，如：金融领域用户侧重于私有云PaaS产品应用，中型制造企业侧重于公有云SaaS平台应用，连锁商业企业用户则更侧重于私有云IaaS平台应用等。

第四、在商业模式方面，积极借鉴国外成熟经营模式，结合本土特定应用需求，持续优化云应用商业模式

目前，云计算在中国的应用尚处于“起步”阶段，适合于中国特色的云应用商业模式也在积极“探索”之中，尚没有一家厂商能够提供非常成熟的商业模式方案，相比之下，北美地区与西欧发达国家已经在云计算领域有了很多成功的应用，形成以Amazon、Azure等代表的较成熟商业模式，因此，国内IT厂商在未来云应用商业模式设计与推广实施过程中，应积极借鉴国外成熟的应用经验，同时更要结合中国本土不同行业、不同信息化水平的用户群体需求，研发具有自身服务特色的商业模式，进而缩短云计算“汉化”应用时间。

2.4重点领域应用趋势

目前，云计算在中国主要行业应用还仅仅是“冰山一角”，但随着本土化云计算技术产品、解决方案的不断成熟，云计算理念的迅速推广普及，云计算必将成为未来中国重要行业领域的主流IT应用模式，为重点行业用户的信息化建设与IT运维管理工作奠定核心基础，根据赛迪顾问对中国重要行业领域信息化建设现状与未来信息化应用需求的深入分析，同时结合国外云计算产品的大量实践应用经验研究，未来主要云计算应用在如下领域：

图 5 云计算应用主要热点应用领域

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(1) 医药医疗领域

医药企业与医疗单位一直是国内信息化水平较高的行业用户，在“新医改”政策推动下，医药企业与医疗单位将对自身信息化体系进行优化升级，以适应医改业务调整要求，在此影响下，以“云信息平台”为核心的信息化集中应用模式将逐步取代目前各系统分散为主体的应用模式，进而提高医药企业的内部信息共享能力与医疗信息公共平台的整体服务能力。

(2) 制造领域

在“后金融危机时代”，制造企业的竞争将日趋激烈，企业在不断进行产品创新、管理改进的同时，也在大力开展内部供应链优化与外部供应链整合工作，进而降低运营成本、缩短产品研发生产周期。未来云计算将在制造企业供应链信息化建设方面得到广泛应用，特别是通过对各类业务系统的有机整合，形成企业云供应链信息平台，加速企业内部“研发—采购—生产—库存—销售”信息一体化进程，进而提升制造企业竞争实力。

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(3) 金融与能源领域

金融、能源企业一直是国内信息化建设的“领军性”行业用户，在未来3年里，中石化、中保、农行、国网、南网等行业内企业信息化建设将进入“IT资源整合集成”阶段。在此期间，需要利用“云计算”模式，搭建基于IaaS的物理集成平台，对各类服务器基础设施应用进行集成，形成能够高度复用与统一管理的IT资源池，对外提供统一硬件资源服务，同时在信息系统整合方面，需要建立基于PAAS的系统整合平台，实现各异构系统间的互联互通。因此，云计算模式将成为金融、能源等大型企业信息化整合的“关键武器”。

(4) 电子政务领域

未来，云计算将助力中国各级政府机构“公共服务平台”建设，目前，各级政府机构正在积极开展“公共服务平台”的建设，努力打造“公共服务型政府”的形象，在此期间，需要通过云计算技术来构建高效运营的技术平台，其中包括：利用虚拟化技术建立公共平台服务器集群，利用PAAS技术构建公共服务系统等方面，进而实现公共服务平台内部可靠、稳定的运行，提高平台不间断服务能力。

(5) 教育科研领域

未来，云计算将为高校与科研单位提供实效化的研发平台。目前，云计算应用已经在清华大学、中科院等单位得到了初步应用，并取得了很好的应用效果，在未来，云计算将在我国高校与科研领域得到广泛普及，各大高校将根据自身研究领域与技术需求建立云计算平台，并对原来各下属研究所的服务器与存储资源加以有机整合，提供高效可复用的云计算平台，为科研与教学工作提供强大的计算机资源，进而大大提高研发工作效率。

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(6) 电信领域

在国外，Orange、O2等大型电信企业除了向社会公众提供ISP网络服务外，同时也作为“云计算”服务商，向不同行业用户提供IDC设备租赁、SAAS产品应用服务，通过这些电信企业创新性的产品增值服务，也强力的推动了国外公有云的快速发展、增长，因此，在未来，国内电信企业将成为云计算产业的主要受益者之一，从提供的各类付费性云服务产品中得到大量收入，实现电信企业利润增长，通过对不同国内行业用户需求分析与云产品服务研发、实施，打造自主品牌的云服务体系。

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