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云计算发展现状及趋势研究
发布日期:2023-08-08 阅读次数:

  摘 要:云计算近年来在越来越多的场合被广泛运用,同各行业逐渐走向深度融合,不仅方便了人们的工作和生活,也引发了人们对云计算的高度关注和热烈讨论,给我们带来的机遇和挑战也是全面的。文章通过阐述云计算的基本概念,分析云计算的特点,国内外云计算的发展现状,以及云计算存在的问题,并对未来云计算的发展趋势作了展望

  21世纪初期,崛起的Web2.0让网络迎来了新的发展高峰。网站或者业务系统所需要处理的业务量快速增长,例如视频在线或者照片共享网站需要为用户储存和处理大量的数据。这类系统所面临的重要问题是,如何在用户数量快速增长的情况下快速扩展原有系统,随着移动终端的智能化、移动宽带网络的普及,将有越来越多的移动设备进入互联网,这意味着与移动终端相关的IT系统会承受更多的负载,而对于提供数据服务的企业来讲,IT系统需要处理更多的业务量。

  由于资源的有限性,其电力成本、空间成本、各种设施的维护成本快速上升,直接导致数据中心的成本上升,这就面临着如何有效地、更少地利用资源解决更多的问题。同时,随着高速网络连接的衍生,芯片和磁盘驱动器产品在功能增强的同时,价格也在变得更加低廉拥有大量计算机的数据中心,也具备了快速为大量用户处理复杂问题的能力。技术上,分布式计算的日益成熟和应用,特别是网格计算的发展通过Internet把分散在各处的硬件、软件、信息资源连接成为一个巨大的整体,使得人们能够利用地理上分散于各处的资源,完成大规模的、复杂的计算和数据处理的任务。

  数据存储的快速增长产生了以GFS(Google File System),SAN(Storage AreaNemork)为代表的高性能存储技术。服务器整合需求的不断升温,推动了xen等虚拟化技术的进步,还有Web2.0的实现、Saas(Sofhare as a Senrice)观念的快速普及、多核技术的广泛应用等,所有这些技术为产生更强大的计算能力和服务提供了可能H1。随着对计算能力、资源利用效率、资源集中化的迫切需求,云计算应运而生。

  对于云计算的认识,仍在持续的变化之中,从不同的角度出发,对云计算的理解会有些许偏差。但是云计算最基本的概念是相通的,为了便于理解,我们可以把它拆分成3个步骤:(1)通过网络将大量的需要处理的程序自动地拆分成无数个较小的子程序。(2)交由多部服务器组成的庞大系统搜寻分析。(3)将分析的结果回传给用户。这样处理能使用户按照需要获取计算力、存储空间和信息服务等,并且能提高资源的利用率。

  从目前的研究现状上看,云计算系统具有以下几个外部特征。(1)超大规模。云具有相当大的规模,大型互联网企业能拥有几十万台服务器,全球最大的搜索引擎谷歌公司甚至拥有一百多万台服务器,云能让客户拥有前所未有的计算能力。(2)虚拟化。云计算虚拟化是指应用在云中某处运行,但用户无需了解,只需要一部终端就可以通过网络服务实现需要的一切。(3)按需服务。云是一个庞大的资源池,用户可以按需购买,云可以像硭、电、煤气这些生活用品一样按需计费。(4)可伸缩性。云的规模可以动态伸缩,在一定限度内变动,以适应应用和用户规模增长的变化。(5)服务可度量。云计算资源的优化和控制能力都具备可度量的特征。

  随着云计算的发展,互联网的功能越来越强大,用户可以通过云计算在互联网上处理庞大的数据和获取所需的信息。从云计算的发展现状来看,未来云计算的发展会向构建大规模的能够与应用程序密切结合的底层基础设施的方向发展。另外,不断创建新的云计算应用程序、为用户提供更多更完善的互联网服务也可作为云计算的一个发展方向。

  当前,虽然世界云计算正在蓬勃发展,但是比如安全问题等关键技术还在不断完善,产品和服务还在持续创新。然而,全球云计算市场规模正在不断扩大,2016年全球云服务市场规模金额为2 094.8亿美元,2017年全球云服务市场规模为2 441.6亿美元,较上年同期增长了16.6%。有关专家估计,在未来几年全球云计算服务市场仍将保持在15%左右的增长率平稳增长。

  在全世界云计算地区分布上,美国和欧洲发达国家占据了全球云服务市场份额的2/3。其中,互联网行业比较发达的美国是云服务市场的起源地,占全球云服务市场的半壁江山,份额高达50%;然后是西欧,本着欧洲共同体的优势占全球云服务市场的1/4,具体份额为23.5%;而日本本身网络基础环境有很大优势,市场份额占了4.5%;我国人口基数比较庞大,互联网增速显著,占全球云服务市场的4%,但近几年都一直处于上升之势,还有很大的发展空间。

  美国是云计算概念的发源地,早在2003年,美国就已经开始对云计算技术开展研发工作。美国具有全世界领先的互联网企业,如微软,IBM,谷歌,亚马逊,甲骨文等,这些云服务企业用户数均己达十万级别,占领了全球大部分云服务市场。云服务既可降低互联网创业创期的成本,还可以帮助这些初创企业形成可持续的创新商业模式,在很大程度上也有利于企业控制运营风险。

  近几年,了解到云计算将会给企业带来很大的发展机遇,给用户提供更便捷的服务,也看到随之会带来巨大经济社会效益的潜力,各国都非常重视推动云计算的发展,纷纷出台相关政策鼓励并且规范云计算的发展,甚至政府带头应用云服务。作为占领全球第二大云服务市场的欧盟,在推动云计算发展时首先致力于建设规范的云计算标准,移除欧盟成员国彼此之间在数据保护、信息安全上的政策阻碍,打造真正的共同体,驱动云计算的创新和增长。

  日本也高度重视信息技术的发展,相继拟定多项信息发展战略,推动信息技术的应用普及。日本本身的互联网产业一直处在世界前列,IT发展程度仅次于美国,国民经济对互联网产业依赖程度很高,所以日本主要采用政策引导,政府投资和个人资本相互结合的方法推动云计算的发展。目前,日本的中央直属机关、医疗、教育等传统行业都在应用云计算。但是,遗憾的是日本目前并没有处于领先地位的云计算服务企业。

  近年来,我国政府高度重视云计算产业的发展和应用,发布一系列政策鼓励规范云计算的发展。2012年9月,科技部发布的《中国云科技发展十二五专项规划》,对于我国云计算的发展具有十分重要的意义,大大促进了用户和企业对云计算的认可度。2016年我国云服务市场规模持续增长,超过500亿元,达到516.6亿元。相比去年,行业规模同比增长31.9%,继续保持高速增长水平,我国云计算已然从前期的起步阶段进入实质性发展新阶段。虽然我国政府部门注重创造云计算发展的良好政策环境,出台了关于促进云计算创业发展、大数据发展的行动纲领等一系列的政策文件,但是我国信息安全法律法规不完善,数据保护法缺失,并且网速慢、IP地址匮乏。云计算发展环境较为落后,制约了整个云计算技术的发展速度。

  我国云计算比较有代表性的企业和项目有阿里巴巴的阿里云,百度推出的云OS,浪潮的云海OSV3.0,中国电信的天翼云以及华为的FusionCloud云战略等,这些企业大力进行云计算相关项目的研发,为我国云计算的进一步发展提供了非常有力的支撑。当前,我国政府、交通、电信、教育等领域都已经紧跟世界脚步,在信息化建设过程中实践云计算,通过云服务试点示范,带动我国云计算产业发展。

  中国云计算产业即将迎来黄金发展机遇。工信部启动针对云计算的十三五规划,将重点培育龙头企业,发挥其对产业发展的辐射作用,打造云计算产业链。在政府机构大力主导信息国产化的背景下,实现国产化设备进口替代已成为保障信息安全的必经之路,尤其是在棱镜门、黑客攻击等频频发生的信息安全事件之后,对于国产设备的可管可控以及信息安全的切实需求一再提升,国产化设备进口替代的进程也大大提速。相信随着云计算十三五规划的进一步落地,未来信息设备国产化的步伐有望进一步加快,云计算行业有望迎来爆发式增长。

  2014年全球公有云市场规模为720亿美元,预计到2020年将达到1910亿美元,年复合增长率为18%,这一增速是一般技术市场的4至5倍。而据工信部电信研究院《2014年云计算白皮书》显示,目前我国公有云服务市场仍处于低总量、高增长的产业发展初期。2013年我国公有云服务市场规模约为47.6亿元,远高于全球平均水平。如今,在全球云计算市场,美国份额最大,占比60%,欧洲居次,占比25%,中国市场占比不到3%,但发展速度惊人,每年的市场增长接近40%。工信部启动的十三五纲要,将云计算列为重点发展的战略性产业,规划指出:2014年我国云计算产业的发展思路和工作重点是:培育龙头企业,打造完整的产业链;鼓励有实力的大型企业兼并重组、集中资源;发挥龙头企业对产业发展的带动辐射作用,打造云计算产业链。

  2014年中国云计算市场规模达到1100亿元,已经成为千亿级市场。我国云计算将结束发展培育期,步入快速成长的新阶段,技术创新步伐不断加快,产业结构不断优化,市场需求空间不断扩大,产业规模快速增长,新的产业格局正在形成。同时,一些新现象正引起人们的关注,包括国内市场竞争带来产业格局变革、开源技术受到企业广泛关注、移动互联网等新型业态与云计算深度融合的趋势更加明显,城市云建设将迅速发展。正是因为云计算,中国的IT企业才更有可能弯道超车。一方面,全球巨头在云计算上,并没太多领先于本土企业的技术,或者说,相比于传统架构下的难以逾越的技术鸿沟,在云计算架构下,技术差距已经大大缩小,如阿里云、紫光云机、天成云机等,其关键性能指标已经基本接近国际顶级水平,甚至部分指标领先国际水平。另一方面,云技术带来了商业模式的变革,从海外来看,Amazon、Salesforce、Google等新兴巨头已经借力云技术超越IBM、SAP、Microsoft传统软件巨头,这给国产厂商带来极大的启示。

  据中国产业调研网发布的2015-2020年中国云计算行业发展现状调研与发展趋势分析报告显示,在产业规模快速增长的同时,我国云计算产业结构也在不断优化,产业链将呈现软化趋势。2013年,我国进军公共云服务领域的企业进一步增多。腾讯继阿里和百度之后,正式进入开发者云市场;华为旗下云服务业务正式商用;中国电信和中国联通正式推出名为天翼云和沃云的云计算品牌,推出云存储等面向用户的全系列产品;苏宁电器拟将公司名称变更为苏宁云商集团股份有限公司,以便更好地向云服务模式转型。2014年,进军公共云服务领域的云计算企业数量将进一步增多,服务种类将进一步丰富,面向中小企业的IaaS服务和SaaS服务,以及地理、交通、金融等领域的个人应用将快速发展,使得服务环节在云计算产业链中的比重持续增大。总体来看,2014年我国云计算将从发展培育期步入快速成长期,地方政府云计算建设进入攻坚阶段,产业规模持续增长,产业结构呈现软化趋势,新的产业格局正在形成。同时,我国企业应做好市场激烈竞争的准备,积极创新商业模式与关键技术,应对国外巨头加速进入国内市场的竞争。

  虽然云计算处在快速的发展当中,但从起步、研发、应用、推广等各个环节上来说,在中国的发展时间都比较晚,因此还面临着以下四大方面的问题: 一、云数据中心部署结构不够合理,资源利用率较低。在规模结构方面,中国大规模数据中心比例偏低,大型数据中心发展规模甚至不足国外某一互联网公司总量,目前还没有实现集约化、规模化的建设。 二、云服务能力亟待提高,配套资源匮乏。国内云计算服务能力与美国等发达国家相比仍然有较大差距,公共云计算服务业的规模相对较小,业务也比较单一,配套环境建设落后。 三、信息安全法律法规和监管体系不够健全。在与云计算安全相关的数据及隐私保护、安全管理等方面,中国云计算产业生态有着较大缺失。 四、云人才缺口,缺乏成熟商业模式

  在云计算技术的发展趋势方面,Google 公司认为对云计算的应用意味着未来是数据跟着用户走。 用户如果买了一台新的计算机,不用担心数据的拷贝或新应用软件的安装,只需要有浏览器就能拥有需要的一切环境、内容和信息。这还不止是在电脑上,未来用手机、电视、可视电话以及其他设备也可以接触这样的信息。未来应用软件将全部移植到云端,经过浏览器可以得到所有网上的内容,也可以做今天需要应用软件做的内容。 如今,Google 做的一些软件已不用担心储存缺失,因为它们都储存在云端服务器里面。

  微软认为云计算的下一步发展就是将这些用户通过互联网更紧密地连接起来,并向他们提供云计算服务。 微软正在创造这样一种用户体验,即从一般设备存储转移到任何时间都可以存储的模式。微软从战略上将自己未来的云计算发展方向确定为三条路线:完成企业软件组合向网络服务的转型、发布PC软件的网络版及继续建设数据中心网络。

  按照 2006 年 Sun 公司推出的基于云计算理论的黑盒子计划,规划中将来的数据中心将不会局限于拥挤、闷热的机房中,而是一个个可移动的数据中心。 它既可以为拥有上万名雇员的大型公司服务,也能为中小企业提供支持。 至于这种数据中心的最佳安放位置,在技术上可以是郊外的田野,但最好还是发电站附近,这样可以实现成本最低化。

  如上所述,微软倡导的云计算是云+端计算,终端是由操作系统加上桌面软件的方式,

  软件的计算仍旧依赖终端的处理能力。而其他云计算技术,运行、计算、存储都在云端,充分利用服务器资源,对于终端性能要求很低,可以说是超瘦终端,只需要一台能上网的设备,用户通过互联网就能实现处理文档、存储资料,因此在这里我们把能使用云应用的设备都叫云终端,而不局限于仅能运行云应用的终端。

  对于云计算技术的未来,研究人员认为它很可能彻底改变用户使用电脑的习惯,使用户从以桌面为核心使用各项应用转移到以 Web 为核心进行各种活动。 计算机也有可能退化成一个简单的终端,不用再像现在一样需要安装各种软件,同时不再为这些软件的配置和升级费心费神。而且 Web 数据集成、个人数据空间管理、数据外包服务、移动路网上的研究以及隐私问题都会成为未来云计算研究的重要组成部分。 云计算是比网格计算更高层次的一项技术,它的产业化会带来相关产品和软件开发方式和理念的调整。 首先,云计算技术需要建立能提供丰富应用服务、丰富信息资源、用户信息私密性和安全保证的云;其次,云计算技术还要求有能保证高效、安全、使用简易的瘦用户端设备;再次,云计算技术是建立在高速、稳定、低廉、基于应用的网络基础之上的,要求网络产品厂商能够提供基于应用服务保证、基于应用选择传输路径、高速、稳定的相关产品。 微软等厂家提出的云端计算(类型1),对终端是有计算能力要求的,应用软件的运行在终端上,软件需要的计算资源越高,对终端的要求也就越高。存储方面既可以存储在本地,然后同步到网络上。因此,这一类终端的发展应该朝着当前PC的发展方向走,仍旧是处理能力、存储能力、3D显示能力各方面都会继续发展,并且随着操作系统和软件的升级不断提高。当然由于云平台的存在,软件同样可以免安装,在这种情况下,这一类云终端也可以朝着便携性发展,类似笔记本。面向的客户群更多的会是个人客户和需要进行大量图形处理和占用计算资源大的企业客户。可以用这种终端看电影、玩游戏、办公。 对于第2类云计算的终端,它的基本要求就是有稳定的网络连接和基本的计算能力,必须适应不同用户群和云计算发展的要求,以下按不同客户群对相应的云终端的发展趋势进行分析。

  云计算是未来的趋势,而最终把云计算带给用户的还是通过终端,因此云终端也必须能够适应和满足云计算的要求和用户不同的应用场景需求。云计算带来了4C融合,即计算(computer)、通信(communication)、消费电子(consumereletronics)、内容(content)之间的融合;4C的融合也带动了终端之间的融合,也意味着各种便携网络设备、PC、手机、家电之间的界限越来越模糊。可以想象,手机发展到一定程度,既可以便携、通话、上网、控制家电,当外接屏幕和输入设备时,用户就可以拥有一台高清播放设备、办公电脑,而且内容方面可以和所有的终端共享。具有强大便携、移动和娱乐性和利用云计算进行办公的能力的云终端产品将会成为市场的主流。

  大学期间,XX老师教授的组织行为学就让我受益颇丰,这次论文可以得到XX老师的指导真的感到非常荣幸。本次论文从选题到完成,每一步都是在导师的悉心指导下完成的,倾注了导师的大量心血,在此,谨向导师表示崇高的敬意和由衷的感谢。也感谢XXXX学院各位老师对我的悉心教导和严格要求,让我学到了丰富的理论知识,也积攒了很多实践经,让我更加勇敢的面对以后的诸多挑战。也感谢大学中关心和帮助我的同学,特别是我的舍友们让我度过了美丽的大学时光。