云计算概论:基础、技术、商务、应用(第二版)
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1.5 云计算的全球影响

目前,云计算的快速发展已经和正在给全球带来巨大影响,主要体现在以下几方面。

①云计算深远地影响了IT产业的架构活动运行模式。高性能计算机、高端的处理器、服务器及存储器市场将被大量低成本、低能耗、高性价比的云计算硬件市场所挤占;传统的互联网信息中心将被成本低一个数量级的云计算数据中心所取代;多数软件将以服务形式呈现,在“云”里运行;呼叫中心、网络会议中心、智能监控中心、数据交换中心、视频监控中心和销售管理中心将趋向集中于云计算设施以大幅提高性价比。云计算与网格计算融为一体,实现云计算平台之间的互操作和资源共享,实现紧耦合高性能科学计算与松耦合高吞吐量商业计算的融合,使互联网上的主要计算设施融为一个有机整体。

②云计算意味着大变革,其价值在于转变业务模式和商业模式。以呼叫中心为例,传统呼叫中心强调本地资源,通过流程化、标准化和规模化,核心解决呼叫中心的服务效率问题。而基于云计算的呼叫中心不仅解决效率问题,更强调效果,其核心价值在于整合地域资源、外包资源、专家资源、产业链上下游资源甚至移动终端资源等多种企业的经营资源,随时随地为客户服务。这些服务已经超出了传统呼叫中心的范畴,这正是基于云计算的大商业应用。

③云计算最大的魅力并不在于技术本身,而在于它可以为企业创造出更大的发展机遇。云计算既有技术属性,又有商业属性,它的最大价值并不仅仅是节省了大量的社会资源,而是创造了更多新的经济增长点。云计算不仅可以为大数据的存储、处理提供云服务平台,还可以通过计算的力量全面分析数据,输出有实际价值的信息,全面帮助人们提升工作和生活效率,为企业和社会公共服务。根据麦肯锡公布的数据估算,到2025年,新型颠覆性技术将对全球经济的价值贡献均超过15万亿美元,其中云计算在1.7万亿~6.2万亿美元之间,可令生产力提高15%~20%。

1.5.1 各国政府纷纷重视云计算的发展

世界各国,尤其是发达国家,都将云计算作为抢占未来信息化制高点的重要途径和战略制高点。为推进云计算的发展,世界各国纷纷制定了战略、政策、规范,鼓励和支持技术创业、培育云计算市场。

1.5.1.1 美国

作为云计算的发源地,目前在全球范围来看,美国是云计算市场发展最快、规模最大的国家。

美国历届政府始终都将促进IT技术创新和产业发展作为基本国策。近些年,美国政府制定了一系列关于云计算的扶植政策,主要体现在以下几个方面:统一战略计划、明确云计算产品服务标准;加强基础设施建设,制定标准、鼓励创新;加大政府采购,积极培育市场;构建云计算生态系统,推动产业链协调发展。

2009年9月,美国政府宣布了一项长期的云计算政策。在2009年年底,美国国防部与惠普达成合作,帮助美国国防部建立庞大的云计算基础设施。白宫更是在2010年预算申请文件中将云计算列为促进美国政府技术基础设施的重要技术。

2011年2月8日,联邦首席信息官(CIO)颁布了联邦政府云战略(Federal Cloud Computing Strategy)。该战略旨在解决美国联邦政府电子政务基础设施使用率低、资源需求分散、系统重复建设严重、工程建设难于管理以及建设周期过长等问题,以提高政府的公信力。美国联邦政府认为云计算可以优化政府服务的提供方式,改善上述问题。在资源有限的情况下,通过云计算技术能够极大地帮助政府机构快速提供高度可靠的创新服务。

2011年美国联邦政府首席信息官维韦克·孔德劳(Vivek Kundra)签署发布《联邦云计算策略》白皮书,包括云计算定义、云计算转移IT基本构架、云计算改变公共信息部门等方面内容。此外,白皮书还指出了云计算迁移过程中的决策步骤,分别是选择迁入云服务、有效部署云服务以及管理服务而不是管理资产。

2014年,美国国家标准与技术研究所(NIST)发布了《美国政府云计算技术路线图》,该路线图聚焦战略和战术目标,充分利用了政府、工业界、学术界以及标准开发组织等各界的优势和资源,以支持联邦政府加速发展云计算的想法。

最终版的《美国政府云计算技术路线图》文件包含了卷一和卷二两个部分。卷一《美国政府机构进一步发展云计算的高优先级需求》主要介绍了路线图的目标与关注范围。该文件涉及五项优先需求,即安全性、互操作性、可移植性和可访问性,并列出了联邦政府发展云计算技术所必须的10项需求,包括开发国际标准、安全解决方案以及明确一致的云服务类别。每一项需求都列出了“优先行动计划”清单,并规定了目标完成时间。该文件还提到了未来计划、合作以及云计算工作如何与其他信息技术发展计划和国家计划相适应。卷二《对云计算使用者的有用信息》描述了一个概念模型——NIST云计算参考架构和分类,并指出了美国政府云计算的目标业务和技术使用案例。卷二也确定了适用于云模型的现存互操作性、可移植性和安全性标准,以及说明了高优先级需求差距,这些差距需要新的或修改的标准、指导文件或技术加以弥补。文件同时指出了采用云计算的安全挑战。

此外,美国在不同政府级别上设立了多个云计算管理机构,共同处理联邦政府云计算事务。如联邦首席信息官(CIO)委员会下设云计算执行委员会(ESC),负责联邦云计算计划(FCCI)的制定及管理;总务管理局(GSA)设立了联邦云计算项目管理办公室(PMO),为ESC提供云计算技术和管理支撑,监管和支持FCCI的执行,并定期向联邦CIO汇报。为支持云计算发展和基础设施建设,美国还采取了税收优惠及资金补助等多种财税支持政策。

美国是云计算发展领先的国家,产业实力较强,因此政府对云计算行业本身没有特殊的监管机制,与互联网业务同等对待。但是在云计算实际应用到垂直行业时就设有较高门槛,比如政府行业使用云计算需要通过FedRAMP认证,需通过第三方认证并经过多部门联合委员会的审定等。云服务供应商通过获得FedRAMP证书即可认为安全达到政府要求。联邦机构和云服务供应商都需满足FedRAMP的安全控制基线,包含低、中、高三套基线控制集,为不同级别的系统推荐了不同强度的安全控制集(包括管理、技术和运行)。

在完成商业及公共云迁移计划过程中,联邦政府同步采取了相关降低云计算风险的措施,如建立云计算加速器、制定NIST云计算标准、加速数据中心整合、鼓励多元化组织参与政府云计算战略等,制定云计算《风险管理框架》,确保在控制的广度、深度与云计算发展风险之间找到平衡点,让云产业链条中的各方能够协调开展工作。

从美国云计算未来的发展看,白宫力图将云计算作为一种面向未来的主流商业模式进行打造,通过改变政府对IT服务的认识出发,从IT作为一种生产资源的投资转向一种可以实施定制的商品及服务,用新思维统合部门之间的管理资源,制定完整的云战略路线图,发挥效率优先、灵活应对、鼓励创新等手段,重点关注安全、服务、市场特征、政府支持度以及IT的生命周期,协助企业开发云计算商业案例库,同时提出了联邦数据中心整合决议(FDCCI),整合联邦政府分散的数据中心环境,加速云计算商业及公共应用的步伐。

1.5.1.2 德国

2010年10月,德国联邦经济和技术部发布《云计算行动计划》,旨在“大力发展云计算,支持云计算在德国中小企业的应用,消除云计算应用中遇到的技术、组织和法律问题”。目前因受联邦体制的局限,德国政府部门的IT服务参差不齐,缺乏标准化和统一管理,存在IT服务质量不均衡等问题。该行动计划的发展目标是主要支持中小企业用户和供应商,州政府、乡镇政府以及法律机关和团体,以增强他们的竞争力,提供基于互联网的新型服务,开发前景广阔的商业领域,并将通过各种项目和信息产品,为用户和供应商提供示范与支持,为他们指明发展方向,提高他们对云计算的认可程度和信任度。

该行动计划包括4个行动领域:利用云计算开拓市场空间和潜力;建立安全可靠的法律框架和标准;为方便开展国际合作建立统一的云计算服务标准和框架;借助使用指南、网络、教育等各种渠道提供指导信息,为人们指明云计算发展方向。

德国联邦政府在2010年11月发布的《德国ICT发展战略:数字德国2015》中,明确提出,联邦政府将加速发展和引进云计算解决方案。政府和企业应当及早从云计算发展过程中获益。新的云计算行动方案将着力解决现有的挑战与问题。重点包括开发和创新市场潜力;建立有利于创新的框架条件(安全性和法律框架条件,标准,认证);参与推动云计算国际发展;提供入门指导等。德国相关的行业协会正在研究和推行云计算相关的安全和服务等认证工作。

德国联邦经济和技术部于2011年9月进一步启动了为期3年的“可信云计算”研究工程,由德国政府投入5000万欧元,企业自筹5000万欧元,共包含14个项目,其中云计算核心技术相关项目5个,产业相关4个,医疗领域3个,公共部门相关2个。

2015年5月,德国信息技术、通讯和新媒体协会(BITKOM)的报告显示,70%的ICT企业已经在使用云服务。德国各行业平均使用率为44%,其中汽车制造行业云计算使用率增长10%,达到66%,其后依次为运输业(65%)、银行业(65%)、保险业(64%)、化学与医药行业(62%)。

此外,德国政府还发布了《云计算服务提供商安全建议》白皮书,规定了对公共部门云计算信息安全级别的要求。

2015年8月德国政府出台了“Bundescloud”草案,要求为公共事业提供云服务的供应商云必须签订保密协议,只能在德国境内进行数据处理。德国政府甚至暗示有意将这一规则扩大至私营企业。

1.5.1.3 韩国

在韩国,广播通信委员会于2009年12月底公布了《云计算全面振兴计划》,韩国政府决定在2014年之前向云计算领域投入约6441亿韩元促进云计算的发展。

韩国拟通过政府部门先行投资及政企合作等方式,将韩国云计算市场扩大到现有的4倍,达到2.5万亿韩元,同时还要将世界市场占有率提高到10%。韩国知识经济部、通信委员会、行政安全部等联合公布了《政府发展云计算综合规划》,在四大领域、十大课题方面共投入6000亿韩元,主要包括“公共部门率先构建”“构建民间云服务基础平台”“云技术开发”“营造发展环境”。韩国还积极争取云计算标准的主导权,韩国电子通信研究院服务融合标准研究组人员已获任国际电联IPTV焦点组下属FGCloud标准组的副主席,韩国KT公司主管人事也获任FGSmart标准组的副主席。

2012年7月韩国出台《云计算发展与用户保护法》(提案),将云计算纳入增值服务进行管理,政府部门委托韩国云服务协会(KCSA)对云服务进行认证。同时要求在韩国提供云计算服务的企业必须向政府提交一份报告,以作为提供服务的条件之一。

2013年韩国设立“未来创造科学部”(MSIP)作为云计算主管部门,并开始在政府综合计算机中心内引入云系统,成立大型云检测中心,用以支持难以进行大规模投资的中小型云计算相关企业。

2014年,韩国政府为刺激云服务市场,废除了政府部门云服务采购限制政策,允许公共服务部门采购由私企提供的云计算服务。预计到2017年,至少15%的韩国公共服务部门将使用由私企提供的云计算服务。

1.5.1.4 欧盟

与美国大刀阔斧的推进不同,由于数据安全和隐私性要求严格,欧洲在云计算方面的态度推进相对谨慎。在云计算方面,欧洲更希望先做好基础研究工作,然后再进行推广应用。

2010年初,欧盟专家小组在一份关于云计算未来的报告中,建议欧盟及其成员国为云计算的研究和技术开发提供激励,并制定适当的管理框架促进云计算的应用,共同推动云计算服务。

欧盟委员会于2011年5月开展了云计算公众咨询活动,向社会各界征求有关意见和建议,咨询重点包括数据保护及其责任、影响欧洲云计算发展的法律和技术障碍、标准化和协作方案、以及促进云计算研发的方法等。

2012年,欧盟委员会宣布启动一项旨在进一步开发欧洲云计算潜力的战略计划——“释放欧洲云计算潜力”。该云计算战略计划中的政策措施包括筛选众多技术标准,使云计算用户在互操作性、数据的便携性和可逆性方面得到保证,到2013年确定上述领域的必要标准;支持在欧盟范围内开展“可信赖云服务提供商”的认证计划;为云计算服务,特别是服务的SLA制定安全和公平的标准规范;利用公共部门的购买力(占全部IT支出的20%)来建立欧盟成员国与相关企业欧洲云计算业务之间的合作伙伴关系,确立欧洲云计算市场,促使欧洲云服务提供商扩大业务范围并提供性价比高的在线管理服务。

欧盟委员会制定的云计算战略计划的目标是到2020年,云计算能够在欧洲创造250万个新就业岗位,年均产值1600亿欧元,达到欧盟国民生产总值的1%。

欧盟云计算战略实施近4年,基本达到预期目标。在欧盟研究区(ERA)建设框架下,欧盟大型云计算基础设施已初具规模。例如,欧盟虚拟科研基础设施网络体系、成员国云计算网络体系、大型数据集处理中心、大型主题数据库或图书馆和科研数据开放共享平台等,包括各主要领域建立的云计算网络体系,如欧洲核子中心(CERN)、殴空局(ESA)和欧洲南方天文台等。

为了发展本土云计算产业,欧盟还对云计算采用强监管机制。2013年6月,欧盟议会通过了关键信息基础设施(CIIP)——面向全球网络安全的决议,其中将云计算纳入了关键信息基础设施(CIIP)范畴,也就意味着加大对云计算的监管力度。

在标准制定方面,欧盟制定了第七云计算框架计划,并通过相关支持政策,为若干个云计算项目提供资金支持。

在欧盟,除了前面介绍的德国外,英国率先在2009年10月发布了《数字英国报告》,明确提出政府要建立统一的政府云。2011年11月,英国政府宣布将启动政府云服务(G-Cloud),并投资6000万英镑建立公共云服务网络。目前,英国政府机构和公共部门采购云服务主要通过该项目的在线云服务商店(CloudStore)进行。G-Cloud提供了详细的应用清单,采购机构只需明确计划支付的采购费用和所需的云服务应用要求并在CloudStore上选择即可。而进入CloudStore的云服务商需要认证评估:一是必须满足G-Cloud云服务合同框架;二是需要通过G-Cloud认证。根据ISO27001和英国政府信息标准(HMGInformation Standards No.1 & 2),G-Cloud认证共对四类云服务进行认证,包括基础设施即服务(IaaS)、平台即服务(PaaS)、软件即服务(SaaS)和专家云服务(SpecialistCloud Services,SCS,提供云计算专家咨询服务)。英国完全禁止政府信息存储在境外,并且提出网络连接方面的技术要求,使得境外的云平台事实上不可能通过审查,以达到保障安全和遏制国外云服务商的目的。

1.5.1.5 日本

近几年来,随着云计算技术在世界范围内风起云涌,日本政府看到了云计算对未来科技发展与社会发展的巨大影响,适时制定了一系列相关政策,推动云计算产业发展。

日本政府在2009年发布的《i——Japan战略2015》中就要求政府建设“被称为云计算的新的信息、知识利用环境”。为了推动云计算技术的发展与应用,日本总务省相继设立了若干个研究会,从以下四个角度推动相关战略的制定。

①标准化或法律法规的国际协调策略。

②核心设备数据中心的国际引导策略。

③以削减经费为目标的、政府信息系统整合构想“霞关云”(中央政府办公平台)。

④都道府县、市镇村系统一体化的自治体云(地方电子政务信息系统)。

目前总务省设立的研究会有智能云研究会、政府信息系统建设方向研究会、云计算时代数据中心应用策略研讨会等。

日本将云计算定位在互联网应用软件和数据服务,日本产经省早已经组织企业与有关部门对云计算的实际应用开展了安全性测试。2009年日本总务省“数字日本创新计划”中提出建立一个大规模的云计算基础设施,促使各部委展开合作,集成和整合硬件,建立共享平台,大大降低电子政务的开发和运营成本。日本在推动云计算服务时,发布了云计算国家策略,于2010年初设立了云计算特区,广泛招来国内外企业构筑国内最大功能的数据库。同时日本内务部和通信监管机构拟建立一个大规模的云计算基础设施,用来支持所有政府运作所需资讯的科技系统。该云计算基础设施建成后,所有政府的IT应用全部通过该平台实现。日本经济产业省于2010年8月发布了《云计算与日本竞争力研究》报告。报告指出,将从完善基础设施建设、改善制度、鼓励创新三方面推进云计算发展。报告计划通过开创基于云计算的新服务开拓全球市场,2020年前培育出超过40万亿日元的新市场。

2015年,“霞关云”将建设完成,日本政府所有的电子政务将集中到统一的云计算基础设施之上,以提高运营效率、降低成本。

总的来说,各国政府都把云计算作为国家战略来进行投资发展,归纳起来采取的行动体现在以下几个方面。

①通过政府采购和使用云计算资源和服务,激发云计算需求,扩大云计算市场规模。

②建立适应云计算发展需求的管理架构,并通过直接投资、税收优惠等方式鼓励云计算的技术研发。

③对云计算服务提出安全规范,提高云计算服务和产品的质量,同时提升社会对云计算的认可度。

1.5.2 中国政府的云计算行动

中国政府近年来高度重视对云计算的发展。《国家“十二五”规划纲要》和《国务院关于加快培育和发展战略性新兴产业的决定》(简称“决定”)均把云计算列为重点发展的战略性新兴产业。为了配合与落实国务院的《决定》,2010年10月,国家发展和改革委员会与工业和信息化部等联合下发《关于做好云计算服务创新发展试点示范工作的通知》,确定北京、上海、杭州、深圳和无锡五座城市先行开展云计算服务创新发展试点示范工作,具体内容如下。

①针对政府、大中小企业和个人等不同用户需求,研究推进SaaS(软件即服务)、PaaS(平台即服务)和IaaS(基础设施即服务)等服务模式创新发展。可选择若干信息服务骨干企业作为试点企业,建设云计算中心(平台),面向全国开展相关服务。

②以信息服务骨干企业牵头、产学研用联合方式,加强虚拟化技术、分布式存储技术、海量数据管理技术等核心技术研发和产业化。

③组建全国性云计算产业联盟,形成云计算创新发展的合力。

④加强云计算技术标准、服务标准和有关安全管理规范的研究制定。

政府云计算试点工程的落地,使得我国的云计算受到了各级政府的高度重视,纷纷制订云计算发展计划,并将其作为战略性新兴的重要组成部分。例如北京、上海、成都、佛山、重庆等地发布了地方云计算战略规划。如上海市发布“云海计划”;北京市启动“祥云工程”,目标是到2015年北京市在云计算服务领域形成500亿元产业规模,由此带动云计算产业链形成2000亿元产值;成都制定了云计算应用与产业发展“十二五”规划纲要,提出到2015年将建成云服务、基础软硬件设备生产和云终端产品制造三大产业集群,产业规模达到3000亿元;深圳“十二五”规划中计划建设“智慧深圳”等。地方政府通过为当地云计算服务提供税收、土地、资源等多方面政策支持,鼓励发展云计算。

北京、上海、山东、江苏等省、市,以及深圳、杭州、成都、天津、济南、南京等城市成立了地方云计算联盟或协会,组织当地重点企业联合进行云计算服务、政策等方面的探索,如北京的“中关村产业联盟”、成都的“成都云计算产业联盟”、深圳的“深圳市云计算产业协会”等。

许多省市开展了以云计算产业园区为主要形式的数据中心的建设。据不完全统计,截至2011年年底全国已有至少13个城市明确提出建设云计算数据中心园区的计划,各地园区规划总面积超过150平方千米,其中哈尔滨“中国云谷”规划面积达到50平方千米,重庆云计算产业基地规划面积66平方千米,鄂尔多斯“草原硅谷”规划面积10平方千米。

目前国内云计算应用的种类如图1-3所示。

图1-3 国内云计算应用的种类

注:面积大小代表市场规模,且只做定性描述,不具有定量关系。资料来源:计世资讯,2010~2011年中国云计算市场研究报告

2011年,国家发展和改革委员会设立了云计算专项基金,首批下拨6.6亿的云计算专项扶植资金已陆续下拨到北京、上海、深圳、杭州、无锡5个试点城市的15个示范项目,包括百度、联想、阿里云、华数、华东电脑、华胜天成等15家牵头企业已陆续获得资金扶持。

此外,国际IT巨头联合地方政府热衷于“政务云”和“公有云”的建设,特别是在中国国内通过强大的宣传攻势和多年积累的渠道关系已经取得市场上的突破,目前其主要客户就是政府所主导的“政务云”及一些公有云平台。北京市计算中心与Platform软件公司共建联合实验室,推进“北京云”公有云计算平台的建设;山东省东营市政府与IBM一起筹建黄河三角洲云计算中心;广东东莞和佛山以政府为主导,与中科院合作搭建本地化的公益性云计算平台;江苏省无锡市联手IBM建立商业云计算中心;成都市政府与曙光公司合作建立“成都云计算中心”等。此外,汕尾、武汉、苏州等地各自提出了发展云计算“中心”的计划。

台湾地区将云计算列入四大新兴智能型产业之一,计划成立“云计算产业发展指导小组”,协助各部门推动云计算计划,加速IT、通讯硬件制造业的转型,使厂商硬件毛利率从平均10%提升至30%,并带动软件服务业的创新发展。而台湾企业将在服务器、磁盘阵列、电源供应器、管线网络方面重点布局。

2013年以后我国云计算产业进入快速成长阶段,国内外互联网公司、电子商务交易平台、电信运营商纷纷竞争云计算市场。云计算产业成为产业资本和政府投资的重点方向,云计算产业集聚成为科技园区建设的新热点。云计算相关的硬件制造、软件开发、运营服务等领域是各路资本关注的重点。云计算产业作为战略性新兴产业的增长点,成为各科技园区关注的热点,将引领园区产业聚集的新发展动向。云计算基础技术的自主研发将继续获得政府大力支持,交通云、政务云、教育云、健康医疗云等建设成为智慧城市建设的重要环节。

2015年1月30日,国务院发布了《关于促进云计算创新发展培育信息产业新业态的意见》。《意见》指出:到2017年,云计算在重点领域的应用得到深化,产业链条基本健全;形成若干具有较强创新能力的公共云计算骨干服务企业;云计算系统集成能力显著提升;云计算技术接近国际先进水平,云计算标准体系基本建立;云计算数据中心区域布局初步优化;初步建立适应云计算发展需求的信息安全监管制度和标准规范体系等;利用公共云计算服务资源开展百项云计算和大数据应用示范工程;政府自建数据中心数量减少5%以上。

到2020年,云计算应用基本普及,云计算服务能力达到国际先进水平,掌握云计算关键技术,形成若干具有较强国际竞争力的云计算骨干企业。云计算信息安全监管体系和法规体系健全。大数据挖掘分析能力显著提升。云计算成为我国信息化重要形态和建设网络强国的重要支撑,推动经济社会各领域信息化水平大幅提高。