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          行業新聞

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          云計算—— 提供強大而安全的“計算力”

          作者:北京理工大學教授  來源: 人民日報  時間:2020-05-18

            多年來,我國高度重視新一代信息產業發展。國務院發布《關于促進云計算創新發展培育信息產業新業態的意見》,工信部制訂云計算“十三五”規劃,科技部部署國家重點研發計劃“云計算與大數據”重點專項等,為云計算的發展提供頂層設計。 

            其實,云計算并非一個全新概念,其發展歷史可以追溯到1956年虛擬化技術的正式提出。我國云計算發展大致經歷三個階段:2010年以前是準備階段; 2011年到2013年是穩步成長階段;2014年至今,中國云計算產業進入高速發展階段。當前,云計算正從新業態轉變為常規業態,并且與傳統行業深度融合發展。據中國信通院統計,全球云計算市場規??傮w呈穩定增長態勢,未來幾年市場平均增長率在20%左右。預計到2022年,全球市場規模將超過2700億美元,我國云計算市場規模將達到1731億元人民幣。 

            四大技術做支撐 

            云計算究竟是一項什么樣的技術? 

            通過高速網絡,云計算將大量獨立的計算單元相連,提供可擴展的高性能計算能力。它的主要特點是:資源虛擬化、服務按需化、接入泛在化、部署可擴展、使用可計費。 

            簡單說,就是用戶的計算需求不必在本地計算機上實現,而是只要把計算需求交給“云平臺”,“云平臺”把巨量數據分解成無數個小任務,分發給眾多服務器,最后匯總出計算結果,返回給用戶。打個比方,吃魚不必自己造船、結網、出海、烹飪,只需跟飯店下訂單即可,飯店自會準時上菜,這個飯店會同時服務眾多顧客。隨著用戶越來越多,程序越來越復雜,對計算能力和安全性的要求也越來越高。在不斷提升的需求推動下,云計算技術不斷升級,應用也越來越普及。 

            云計算主要由數據存取處理、資源分配共享、系統安全保障和服務靈活應用等四個功能區組成。這四大功能區由四大技術支撐:數據中心技術、軟件定義技術、云安全技術、移動云計算技術。 

            數據中心主要是硬件設備,負責對數據進行組織、處理、存儲、傳輸等。根據用戶在數據中心扮演的角色,可具體分為平臺提供商、服務提供商、終端用戶三類。其中,平臺提供商為數據中心提供軟硬件基礎設施(比如阿里云);服務提供商提供各種網站和手機APP等應用軟件;終端用戶則是數據中心服務的主要對象,我們常見的社交通信軟件如微信、微博的使用者,就是終端用戶。 

            軟件定義技術的核心是“資源虛擬化”和“功能可編程”,主要任務是給硬件“派活兒”,并負責組織、協調、統籌。這就好比有一臺性能很好的服務器,通過資源虛擬化實現“分身”,承擔起好幾臺服務器的工作,從而保障云計算的基本需求。通過這些技術,軟件定義能夠支持計算資源池無限擴展,解決存儲分配不均問題,提高云平臺的網絡吞吐量。 

            把數據交給“云”來處理,會不會造成泄露?云計算越普及,信息安全問題越緊迫。信息安全的重點是加密和隱私保護,網絡安全的關鍵是防范非法訪問與惡意代碼,云安全的核心則是共享技術的安全利用。具體來說,云安全技術大致包括數據安全、訪問控制與身份認證、共享技術問題、系統安全漏洞、內部人員威脅等。由于云安全復雜、多變,云服務商應承擔起更多安全責任,不斷推進云計算安全生態的構建與完善。 

            過去10年,相信人們有一個共同感受:手機越來越智能、越來越無處不在。很多過去只能在電腦、電視上進行的辦公、娛樂活動,現在都可以通過手機來完成,而且部分功能在手機上更加得心應手。這背后重要的技術支撐之一,就是移動云計算技術。在云計算的四大支柱技術中,這一技術距離普通百姓最近:它將云計算的計算、存儲優勢應用到移動端,從而突破移動端的資源限制,改善用戶體驗。 

            不斷升級更“好用” 

            隨著互聯網快速發展,用戶量不斷增加、業務類型層出不窮。這期間,像“雙11”購物節這樣難以準確預估業務負載和技術需求的典型狀況時有發生,對現有云計算技術體系形成挑戰。在萬物互聯時代,如何為用戶提供更為靈活、便捷的信息服務?如何為服務承載方提供更簡單、可定制、可管理的技術架構?新問題、新需求層出不窮,無不在推動云計算技術迭代。 

            經過這些年發展,云計算掌握了哪些“新本領”?云計算的技術前沿主要有混合云技術、超融合技術、邊緣計算技術等。 

            超融合技術是為解決傳統存儲設備容量、性能與計算能力不匹配的問題研發出來的。超融合架構是指同一套單元設備不僅具備計算、網絡、存儲等計算資源和技術,而且還包括緩存加速、重復數據刪除、在線數據壓縮等存儲相關技術。通俗地說,原來構建一個數據中心需要單獨購買一批服務器、一批交換機、一批存儲及相關軟件,現在僅需購買同構化的一批超融合一體機就可以了:通過網絡可實現模塊化的無縫橫向擴展,形成統一的資源池。 

            邊緣計算這一新型計算模型有助于解決中心能力不足、網絡延遲長、傳輸能耗大、隱私保護差等問題。舉兩個生活中的例子:我們常用的視頻會議和云存儲,就是邊緣計算技術的產物。今天,視頻會議已經是許多人的工作常態。視頻會議中,語音延遲、視頻質量不佳、屏幕共享凍結的情況并不罕見。廣泛使用的云存儲(如百度云),也時而出現速度慢,甚至無法訪問的情況。邊緣計算技術可以有效緩解這些問題。 

            應用廣泛接地氣 

            只有應用得好,才能實現云計算的技術價值。當前,云計算正通過信息產業市場,深度融入我們的日常工作和生活。政務云、金融云、工業互聯網與工業云等技術,不僅為我們帶來極大便利,也為我國經濟發展注入活力。 

            電子政務云由政府部門主導、專業信息化企業實施。電子政務云利用云計算技術,對政府電子政務系統的管理和服務進行精簡、優化、整合,同時為政府部門提供基礎設施、支撐軟件、應用服務、信息資源、運行保障和信息安全等云服務。 

            金融云在保障金融機構信息安全、監管合規、數據隔離等要求的同時,為金融企業處理突發業務需求、部署業務快速上線、實現業務創新改革提供有力支持。我們生活中經常使用的支付工具,如支付寶和微信支付,就是典型的金融云服務。 

            工業云通過網絡將彈性的、可共享的資源提供給制造企業,根據用戶需求提供優質、及時、低成本服務,實現制造需求和社會化制造資源的高質高效對接。工業云還可以面向中小企業提供其自身難以單獨開發的云主機租賃服務和智能辦公系統。相比于傳統云計算,工業云可促進工業資源和業務能力的共享和供需對接,提供針對研發設計、生產制造、營銷服務、經營管理等多個制造業環節的應用服務。 

            如今,云計算已成為關系國計民生的重要行業,并以各種應用形式走入尋常百姓家??梢灶A見,隨著布局“新基建”進程逐漸深入,以云計算為代表的數字技術產業發展潛力巨大,將成為我國轉變經濟發展方式、實現數字經濟高質量發展的重要著力點之一。 

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