第四次工业革命•云计算

                                                                  2019-12-18   青野云麓

云计算（cloud computing）是分布式计算的一种，指的是通过网络“云”将巨大的数据计算处理程序分解成无数个小程序，然后，通过多部服务器组成的系统进行处理和分析这些小程序得到结果并返回给用户。云计算早期，简单地说，就是简单的分布式计算，解决任务分发，并进行计算结果的合并。因而，云计算又称为网格计算。通过这项技术，可以在很短的时间内（几秒种）完成对数以万计的数据的处理，从而达到强大的网络服务。

云计算进化史

在 19 世纪末期，如果你告诉那些自备发电设备的厂家以后可以不用自己发电，大型集中供电的公用电厂通过无所不在的电网就可以充分满足各种厂家的用电需求，人们一定会以为你在痴人说梦。然后到 20 世纪初，绝大多数公司就改用由公共电网发出的电来驱动自家的机器设备，与此同时，电力还开始走进那些置办不起发电设备或买不起小型中央电厂昂贵电力的百姓家，从而无意中为家用电器的勃兴提供了舞台。

那些没有预计到公用电网出现的公司纷纷陷入了困境，这既包括那些靠生产小型发电设备发了大财的设备生产厂家，也包括一度靠小型中央电厂、区域电网和照明设备垄断市场的电力巨头爱迪生。

大约从十年前开始，在电力领域发生过的故事又开始在 IT 领域上演。由单个公司生产和运营的私人计算机系统，被中央数据处理工厂通过互联网提供的云计算服务所代替，计算机应用正在变成一项公共事业。如此一来，越来越多的公司不再花大钱购买电脑和软件，而选择通过网络来进行信息处理和数据存储，一如当年厂家们放弃购买和维护自由发电设备。那些像 Google 和亚马逊等那样能够提供云计算服务的公司就像当年的公用电力公司一样，必然能占得先机，在一段时间内打败微软和甲骨文等那些沉迷于向私有计算机系统提供软硬件设备的供应商和服务商，直至后者能迎头赶上云计算革命。

不仅仅是公司对于自身信息部门的观念发生了改变。近年来，人们长期以来持有的对电脑的观念也已经发生了巨大的转变，虽然大部分人在家里或上班时仍然依赖个人电脑（毕竟智能手机更多仍被视为休闲娱乐设备），但人们利用个人电脑的方式已与以往非常不同，我们不再依赖电脑硬盘中的数据和软件，而是更多利用公共互联网传来的数据和软件。人们的电脑正在变成这样一种终端，其力量和作用不是主要来自电脑里的内容，而是主要来自电脑连上的互联网——尤其是连入互联网的其他电脑。更极端一点的说法是，整个互联网和所有联网的电脑组成了一个巨大的电脑。

其实早在互联网出现之前，人们就已意识到，从理论上讲，电脑运算的能力和电力一样，可以在大规模公用“电厂”中生产，并通过网络传输到各地。就运营而言，这种中央“发电机”会比分散的私人数据中心更有效率。1961 年，当电脑科学家刚刚开始思考如何让电脑对话时，网络互联领域专家约翰•麦卡锡就预言：“未来电脑运算有可能成为一项公共事业，就像电话系统已成为一项公共事业一样。”

每当网络互联领域出现了新的发展，就会有一批人试图把电脑公用运算搞成一笔大生意。在大型机时代，就有公司在分时运算的基础上将中央电脑租给其他企业使用，使后者能通过电话线与中央电脑直接连接。在 1970 年代，一些像自动数据处理公司那样的企业，已开始在有偿基础上向社会提供某些例行的运算服务，比如工资数据处理。

当蒂姆•伯纳斯-李在 1990 年创立万维网时，用一个巨大的公共在线数据存储器来取代一切私人的线上线下数据存储器似乎已近在咫尺，而一大批应用服务提供商，也冀望通过互联网向企业传输软件。

然而这一切并没有迅速发生，最大的障碍出现在网线上：能够取代你硬盘中软件的复杂软件，要求拥有迅速转移大量数据的能力，这在传统低速的拨号上网时代是做不到的。运行复杂软件会使电话线的运载能力迅速超负荷，或对调制解调器造成损坏，个人电脑会因此停机。

但即便如此，早期的互联网依然提供了云计算的雏形。万维网有着一系列强大的技术作为支撑，尤其是那些用于描述和传送数据的软件。这些技术使所有接入互联网的计算机都变成信息处理机，人们很容易就能与他人分享信息和软件编码，并从很多网站和数据库同时接收信息。人们不仅能在互联网上“阅读”，还能在互联网上“书写”，一如人们阅读自己个人硬盘上的内容并写入内容一样，万维网即将变成万维电脑。

光纤电缆和光纤互联网的出现，解决了数据传输的瓶颈，网络空间的重要性终于压倒了电脑内存的重要性。光纤互联网对电脑应用所起的作用，恰如交流电系统对电所起的作用，它使设备所处的位置对用户不再重要。既然数据可以光速在互联网上传输，就能够为远方的用户提供电脑的全部运算能力。运行人们所用软件的服务器电脑可能位于身边的数据中心，也可能位于国家某处的数据中心。

此外，光纤互联网还扮演了当年使不同发电设备并网发电的旋转变流器的作用，令根本不同的、互不兼容的电脑像一个单一的系统般一起工作。通过为数据传输和“翻译”提供通用媒介，光纤互联网刺激中央电脑运算工厂的形成，这种中央工厂可同时为几万或几百万客户服务。许多小公司已经使用在 Google 公司数据中心上运行的软件，来满足自己大部分的日常运算需求。

不少新兴公司开始抢这块蛋糕：几乎每一个传统的需要安装在电脑上的商业软件，都有与之类似的服务在互联网上提供。其他公司则采取了一种不同的做法，它们不经销软件，反而把硬件本身当做一种服务出售，它们建立了大型数据中心，让客户通过联网直接加以利用，每位客户都可自由选择想要运行的软件以及想要存储的数据。更激进的公用运算服务则试图完全取代个人电脑：人们利用个人电脑所做的一切，从文件存储到运行软件，都可以通过电脑运算网络实现。

除了光纤互联网强大的传输功能外，虚拟化技术能力的增强对公用运算的发展提供了不可或缺的助力。所谓虚拟化是指用软件来模拟硬件，而虚拟化能力的提高，离不开电脑芯片效能爆炸性增长，以前运行一台或两台虚拟电脑就会使主计算机电脑的速度大大减慢，但如今普通的微处理器已变得非常强大，可以同时运行许多台虚拟电脑。

由于计算机系统的所有部件，从微处理器、存储驱动器，到联网设备（如路由器、防火墙和符合均衡器）都是以数字方式运行的，所以它们既可以被软件代替，也可以实现虚拟化。对于曾费力地将各种软硬件组装成商业应用系统的人来说，这一切听起来像是天方夜谭，但它正在迅速地变成现实。网络（即互联网）确实成了人们的电脑，过去装在电脑机箱里的各个单独部件——存储信息的硬盘、处理信息的微型芯片、操控信息的软件——现在已经可以分散在世界各地，通过互联网集成， 并供每一个人分享。

随着云计算服务趋向成熟，每个人都能便捷地使用网上丰富的软件服务，利用无限制的在线存储，通过手机、电视等多种不同装置上网和分享数据，个人电脑或许会在不久的将来成为古董，提醒人们曾有过一个奇特的时代：所有人都被迫担任业余的电脑技术人员。

而从长期来看，公司信息技术部门不可能有幸存的机会，一旦企业运算的大部分任务都移出了自由数据中心并进入“云”中，它就没有可以运算的任务，企业甚至是雇员个人将能直接控制信息的处理，而不必依靠一大批技术专家。他们必须另谋生路，一如当年那些负责运行和维系公司自备发电设施的工程师们。

云计算的优势与特点

云计算的可贵之处在于高灵活性、可扩展性和高性比等，与传统的网络应用模式相比，其具有如下优势与特点。

1、虚拟化技术。

必须强调的是，虚拟化突破了时间、空间的界限，是云计算最为显著的特点，虚拟化技术包括应用虚拟和资源虚拟两种。众所周知，物理平台与应用部署的环境在空间上是没有任何联系的，正是通过虚拟平台对相应终端操作完成数据备份、迁移和扩展等。 

2、动态可扩展。

云计算具有高效的运算能力，在原有服务器基础上增加云计算功能能够使计算速度迅速提高，最终实现动态扩展虚拟化的层次达到对应用进行扩展的目的。 

3、按需部署。

计算机包含了许多应用、程序软件等，不同的应用对应的数据资源库不同，所以用户运行不同的应用需要较强的计算能力对资源进行部署，而云计算平台能够根据用户的需求快速配备计算能力及资源。

4、灵活性高。

目前市场上大多数IT资源、软、硬件都支持虚拟化，比如存储网络、操作系统和开发软、硬件等。虚拟化要素统一放在云系统资源虚拟池当中进行管理，可见云计算的兼容性非常强，不仅可以兼容低配置机器、不同厂商的硬件产品，还能够外设获得更高性能计算。

5、可靠性高。

倘若服务器故障也不影响计算与应用的正常运行。因为单点服务器出现故障可以通过虚拟化技术将分布在不同物理服务器上面的应用进行恢复或利用动态扩展功能部署新的服务器进行计算。

6、性价比高。

将资源放在虚拟资源池中统一管理在一定程度上优化了物理资源，用户不再需要昂贵、存储空间大的主机，可以选择相对廉价的PC组成云，一方面减少费用，另一方面计算性能不逊于大型主机。

7、可扩展性。

用户可以利用应用软件的快速部署条件来更为简单快捷的将自身所需的已有业务以及新业务进行扩展。如，计算机云计算系统中出现设备的故障，对于用来说，无论是在计算机层面上，亦或是在具体运用上均不会受到阻碍，可以利用计算机云计算具有的动态扩展功能来对其他服务器开展有效扩展。这样一来就能够确保任务得以有序完成。在对虚拟化资源进行动态扩展的情况下，同时能够高效扩展应用，提高计算机云计算的操作水平。

云计算的安全威胁

1、云计算安全中隐私被窃取

现今，随着时代的发展，人们运用网络进行交易或购物，网上交易在云计算的虚拟环境下进行，交易双方会在网络平台上进行信息之间的沟通与交流。而网络交易存在着很大的安全隐患，不法分子可以通过云计算对网络用户的信息进行窃取，同时还可以在用户与商家进行网络交易时，来窃取用户和商家的信息，当有企图的分子在云计算的平台中窃取信息后，就会采用一些技术手段对信息进行破解，同时对信息进行分析，以此发现用户更多的隐私信息，甚至有企图的不法分子还会通过云计算来盗取用户和商家的信息。

2、云计算中资源被冒用

云计算的环境有着虚拟的特性，而用户通过云计算在网络交易时，需要在保障双方网络信息都安全时才会进行网络的操作，但是云计算中储存的信息很多，同时在云计算中的环境也比较的复杂，云计算中的数据会出现滥用的现象，这样会影响用户的信息安全，同时造成一些不法分子利用被盗用的信息进行欺骗用户亲人的行为，同时还会有一些不法分子会利用这些在云计算中盗用的信息进行违法的交易，以此造成云计算中用户的经济遭到损失，这些都是云计算信息被冒用引起的，同时这些都严重威胁了云计算的安全。

3、云计算中容易出现黑客的攻击

黑客攻击指的是利用一些非法的手段进入云计算的安全系统，给云计算的安全网络带来一定的破坏的行为，黑客入侵到云计算后，使云计算的操作带来未知性，同时造成的损失也很大，且造成的损失无法预测，所以黑客入侵给云计算带来的危害大于病毒给云计算带来的危害。此外，黑客人侵的速度远大于安全评估和安全系统的更新速度，使得当今黑客人侵到电脑后，给云计算带来巨大的损失，同时技术也无法对黑客攻击进行预防，这也是造成当今云计算不安全的问题之一。

4、云计算中容易出现病毒

在云计算，大量的用户通过云计算将数据存储到其中，这时大量当云计算出现异常时，就会出现一些病毒，这些病毒的出现会导致以云计算为载体的计算机无法正常工作的现象，同时这些病毒还能进行复制，并通过一些途径进行传播，这样就会导致为云计算为载体的计算机出现死机的现象，同时，因为互联网的传播速度很快，导致云计算或计算机一旦出现病毒，就会很快地进行传播，这样会产生很大的攻击力。

解析云计算未来发展的六大趋势

目前，我们确实实现了数据的存储，以便日后进行管理或处理，但是云计算的使用正在不断演变，不再只是一个单纯的平台。维基百科表示，云计算对可配置系统资源和更高级别服务的共享池进行无处不在的访问，通常可以通过互联网以最少的管理工作快速进行配置。这个共享池的出现，不仅极大地改变了个人云存储，而且也改变了组织机构的云存储。

除了具有成本效益之外，云计算应用在企业中的其他优势包括：简化IT管理和维护、内置安全性以及易于部署的模式等。因此，企业都开始尽量充分利用它来实现业务目标。以下是战略性商业应该在2018年做好准备应对的云计算领域六大热门趋势。

一、云计算：服务模式重新定义

云计算是一种业务模式，服务提供商在定制的环境中处理客户的完整基础架构和软件需求。随着云计算的发展，云服务和解决方案也将随之增长。软件即服务（SaaS）预计到2020年将以18%的年均复合增长率增长，平台即服务（PaaS）的采用率将在2020年达到56%，而2017年为32%。2018年基础设施即服务（IaaS）的全球市场规模将达到175亿美元。

随着企业云服务的采用，云文件共享服务将会增加，而消费者云服务也将会随之增长。在云计算领域，亚马逊领先于微软、IBM、谷歌及其他技术巨头。2022年，亚马逊AWS营收将达到430亿美元。

二、混合云解决方案

2018年，云到云连接将不断增长。通过允许数据和应用程序共享，从而实现公有云和私有云融合的云计算环境被称为混合云。当前，多个云提供商都开放了平台上的APIs，以连接多个解决方案。API有助于同步多学科和跨功能的流程。

为满足业务需求，企业将连接到云解决方案，进行大量定制，并保留其内部解决方案。就控制数据流而言，内部部署是网络安全性更好的选择。

三、众包数据存储

传统的云存储不安全、速度慢且成本高，因此2018年将实现Google Drive和DropBox等众包数据存储。企业也正在使用这种类型的存储来生成更多的众包数据。例如，谷歌和亚马逊正在为大数据、数据分析和人工智能等应用提供免费的云存储，以便生成众包数据。

四、云安全漏洞

云应用越多，云安全性将变得更加脆弱，这是一个众所周知的事实。2018年全球信息安全支出预计达到930亿美元，2017年为864亿美元。在不久的将来，安全问题盛行，云计算行业将期待更多网络安全公司提出新的云安全措施。实现云安全服务的自动化、加速和集成可以重新定义云安全措施。

五、物联网（IoT）和云计算

云和物联网（IoT）是不可分割的，因为物联网需要云来运行和执行。物联网是一套完整的管理和集成的服务，允许企业大规模从全球分散的设备连接、管理和摄取物联网数据，对数据进行实时处理和分析，实施操作变更，并根据需要采取行动。亚马逊Alexa与谷歌Assistant等AI助理的炒作和越来越多的采用已经让企业看到了物联网的机会，因此云计算的使用将和物联网一起不断发展。

六、无服务器云计算

云计算的主要优势之一是按照消费模式的易于支付。在无服务器云计算中更为明显。无服务器应用将为那些专注于网络安全和恶意软件防护的企业提供即时支付型付费模式。触发式日志，数据包捕获分析和使用无服务器基础架构的流量信息将变得更加普遍，并允许中小型企业获得与大型企业一样的规模效益和灵活性，这也归功于即时支付型付费模式。