知识产权与互联网/云计算

云计算逻辑图

云计算是将计算作为一项服务而不是产品来交付，其中共享资源、软件和信息作为计量服务通过网络（通常是互联网）提供给计算机和其他设备。

云计算是为提供计算、软件、数据访问和存储服务的技术的营销术语，这些服务不需要最终用户了解提供服务的系统的位置和配置。与此概念类似的是电力网格，最终用户消耗电力而无需了解提供服务的组件设备或基础设施。

此外，它是一种基于互联网协议的 IT 服务交付模型，通常涉及动态可扩展且通常是虚拟化的资源的配置。 它是互联网提供的轻松访问远程计算站点的一个副产品和结果。 这可能以基于 Web 的工具或应用程序的形式出现，用户可以通过 Web 浏览器访问和使用这些工具或应用程序，就像这些程序安装在他们自己的计算机上一样。

云计算提供商通过互联网交付应用程序，这些应用程序可以通过 Web 浏览器以及台式机和移动应用程序访问，而业务软件和数据存储在远程位置的服务器上。在某些情况下，传统应用程序（到目前为止在瘦客户端 Windows 计算中普遍存在的业务线应用程序）通过屏幕共享技术交付，而计算资源则集中在远程数据中心位置；在其他情况下，整个业务应用程序使用基于 Web 的技术（如 AJAX）进行编码。

云计算的基础是更广泛的基础设施融合（或融合基础设施）和共享服务概念。 这种类型的数据中心环境使企业能够更快地启动和运行其应用程序，管理更轻松，维护更少，并使 IT 能够更快地调整 IT 资源（如服务器、存储和网络）以满足波动且不可预测的业务需求。

大多数云计算基础设施由通过共享数据中心提供的服务组成，这些数据中心对消费者来说是他们计算需求的单一访问点。商业产品可能需要满足服务级别协议 (SLA)，但较小的公司通常不会协商具体的条款。

云计算对企业的影响巨大，促使美国联邦政府将云计算视为重组其 IT 基础设施和降低 IT 预算的一种手段。随着顶级政府正式授权采用云计算，许多政府机构已经在网上至少拥有一个或多个云系统。

比较

云计算与以下特点共享:

• 自主计算 - 能够自我管理的计算机系统。
• 客户端-服务器模型 - 客户端-服务器计算广义上是指任何将服务提供者（服务器）和服务请求者（客户端）区分开的分布式应用程序。
• 网格计算 - “一种分布式并行计算的形式，其中一个“超级和虚拟计算机”由一组联网、松散耦合的计算机组成，这些计算机协同工作以执行非常大的任务。”
• 大型机 - 主要由大型组织用于关键应用程序的强大计算机，通常用于批量数据处理，例如人口普查、行业和消费者统计、警察和秘密情报机构、企业资源规划和金融交易处理。
• 效用计算 - 将“计算资源（如计算和存储）打包为类似于传统公用事业（如电力）的计量服务”。
• 点对点 - 分布式架构，无需中央协调，参与者同时充当资源提供者和消费者（与传统的客户端-服务器模型形成对比）。

特点

云计算具有以下主要特点:

• 赋权最终用户使用计算资源，将这些资源的配置置于他们自己的控制之下，而不是集中式 IT 服务（例如）的控制之下
• 敏捷性随着用户重新配置技术基础设施资源的能力而提高。
• 应用程序编程接口（API）可访问软件，使机器能够与云软件交互，就像用户界面促进人与计算机交互一样。云计算系统通常使用REST基于的 API。
• 成本 被认为降低了，在公共云交付模式中，资本支出 转化为 运营支出。 这据说可以降低 进入壁垒，因为基础设施通常由第三方提供，不需要为一次性或不经常性的密集计算任务购买。效用计算 的定价非常细致，有基于使用量的选项，并且实施（内部）所需的 IT 技能更少。
• 设备 和位置独立性 使用户能够使用 Web 浏览器访问系统，无论他们身在何处或使用什么设备（例如 PC、手机）。由于基础设施位于场外（通常由第三方提供）并通过互联网访问，用户可以从任何地方连接。
• 多租户 使得能够在大量用户之间共享资源和成本，从而允许
  • 集中化 在成本较低的位置的基础设施（如房地产、电力等）。
  • 峰值负载能力 提高（用户不需要为可能的最高负载级别进行工程设计）。
  • 利用率和效率 提高，因为系统通常只利用了 10-20%。
• 可靠性 如果使用多个冗余站点，则可靠性会提高，这使得设计良好的云计算适用于 业务连续性 和 灾难恢复。
• 可扩展性 和弹性通过动态（按需）配置 以细粒度、自助服务的方式接近实时地提供资源，而无需用户为峰值负载进行工程设计。
• 性能 受到监控，并使用 Web 服务 作为系统接口构建一致且松耦合的体系结构。
• 安全 可能会由于数据集中化、安全资源增加等原因而得到改善，但人们仍然会担心对某些敏感数据的控制权丢失以及存储内核的缺乏安全性。 安全性通常与其他传统系统一样好或更好，部分原因是提供商能够投入资源来解决许多客户负担不起的安全问题。 但是，当数据分布在更广的区域或更多设备上，以及在由不相关用户共享的多租户系统中，安全性的复杂性大大增加。此外，用户访问安全 审计日志 可能会很困难甚至不可能。私有云安装在一定程度上是由用户希望保留对基础设施的控制权并避免失去对信息安全的控制权所驱动的。
• 维护 云计算应用程序更轻松，因为它们不需要安装在每个用户的计算机上。

历史

“云”一词用作互联网的隐喻，基于过去用于表示电话网络的云图， 后来在计算机网络图中用来描绘互联网，作为其所代表的底层基础设施的 抽象。

云计算是 虚拟化、面向服务的体系结构、自主 和效用计算广泛采用的自然演变。细节对最终用户来说是抽象的，他们不再需要专业知识或控制支持他们的“云端”技术基础设施。云计算的底层概念可以追溯到 20 世纪 60 年代，当时 约翰·麦卡锡 认为“计算可能有一天会像 公用事业 一样进行组织”。道格拉斯·帕克希尔 在 1966 年的著作《计算机公用事业的挑战》中彻底探讨了云计算的几乎所有现代特征（弹性配置、作为效用提供、在线、无限供应的错觉）、与电力行业的比较以及使用公共、私有、政府和社区形式。 其他学者表明，云计算的根源可以追溯到 20 世纪 50 年代，当时科学家 赫伯特·格罗施（格罗施定律 的作者）假设全世界将由大约 15 个大型数据中心驱动的哑终端操作。

“云”一词借鉴了 电话，因为电信公司（直到 20 世纪 90 年代，他们主要提供专用的点对点数据线路）开始提供 虚拟专用网络 (VPN) 服务，服务质量相当，但成本要低得多。通过根据需要切换流量以平衡利用率，他们能够更有效地利用其整体网络带宽。云符号用于表示提供商责任与用户责任之间的分界点。云计算将此边界扩展到涵盖服务器以及网络基础设施。

在 互联网泡沫 之后，亚马逊 在云计算的发展中发挥了关键作用，他们对自己的 数据中心 进行了现代化改造，这些数据中心与大多数计算机网络一样，在任何时候都只利用了 10% 的容量，只是为了为偶尔的峰值留出空间。亚马逊发现新的云架构带来了重大的内部效率提升，小型、快速移动的“两披萨团队”能够更快、更轻松地添加新功能，因此他们启动了新的产品开发工作，为外部客户提供云计算，并在 2006 年以 效用计算 的方式推出了 亚马逊网络服务 (AWS)。

2008 年初，桉树 成为第一个开源的、与 AWS API 兼容的平台，用于部署私有云。2008 年初，OpenNebula 在 RESERVOIR 欧洲委员会资助的项目中得到增强，成为第一个用于部署私有云和混合云以及云联盟的开源软件。 同年，在 IRMOS 欧洲委员会资助项目的框架内，努力集中在为基于云的基础设施提供 QoS 保证（实时交互式应用程序所需），从而产生了一个实时云环境。 到 2008 年年中，Gartner 发现云计算“有可能重塑 IT 服务消费者、IT 服务使用者和 IT 服务销售者之间的关系”，并观察到“[组]织正在从公司拥有的硬件和软件资产转向按使用付费的服务模式”，因此“预计向云计算的转变……将在某些领域导致 IT 产品的急剧增长，而在其他领域则导致显著减少”。

层

一旦在多台计算机之间建立了互联网协议连接，就可以在以下任意一层中共享服务。

客户端

云客户端 由 计算机硬件 和/或 计算机软件 组成，它依赖于云计算进行应用程序交付，并且本质上如果没有云计算就毫无用处。例如，某些电脑（例如 Chromebook）、手机（例如 谷歌 Nexus 系列）和其他设备，操作系统（例如 谷歌 Chrome OS）和 浏览器。

应用程序

云应用程序服务或“软件即服务 (SaaS)” 通过互联网提供软件服务，消除了在客户自己的电脑上安装和运行应用程序的需要，简化了维护和支持。

一个 云应用程序 是作为服务提供的软件。它包括以下内容：一组相互关联的任务，这些任务的定义以及包含运行时任务动态信息的配置文件。云任务提供计算、存储、通信和管理功能。任务可以克隆到多个虚拟机中，并通过应用程序编程接口 (API) 访问。云应用程序是一种 效用计算，可以根据工作负载需求进行扩展和缩减。云应用程序的定价模式基于不同的计算和存储使用情况以及租户指标 。

使云应用程序与其他应用程序不同的特点是它的 弹性。云应用程序具有扩展和缩减的能力。这可以通过在运行时将任务克隆到多个 虚拟机 中来实现，以满足不断变化的工作需求。配置数据是在运行时确定云应用程序动态方面的关键要素。无需停止正在运行的应用程序或重新部署它即可修改或更改此文件中的信息 。

SOA 是一个描述任何类型 服务 的总称。云应用程序是一种服务。云应用程序 元模型 是符合 SOA 元模型的 SOA 模型。这使得云应用程序成为 SOA 应用程序。但是，SOA 应用程序不一定是云应用程序。云应用程序是一种在特定环境（即云计算环境 (平台））下运行的 SOA 应用程序。这种环境的特点是水平 可扩展性、快速配置、易于访问和灵活的价格。虽然 SOA 是一种解决业务流程管理的业务模型，但云架构解决了许多环境特定的技术细节，使其更像是一种技术模型 。

平台

云平台服务，也称为 平台即服务 (PaaS)，提供 计算平台 和/或 解决方案堆栈 作为一项服务，通常使用云基础设施并支持云应用程序。 它简化了应用程序的部署，无需购买和管理底层硬件和软件层所需的成本和复杂性。 云计算正在成为我们行业的一项重大变革，而这一变革中最重要的部分之一是云平台的转变。平台让开发者编写可以在云中运行的特定应用程序，甚至使用云提供的服务。平台有不同的名称，包括按需平台或 Cloud 9。无论命名如何，它们在开发方面都具有巨大潜力，当开发团队为云创建应用程序时，每个团队都必须构建自己的云平台。

基础设施

云基础设施服务，也称为“基础设施即服务”(IaaS)，提供计算机基础设施 - 通常是 平台虚拟化 环境 - 作为一项服务，以及原始 (块) 存储和网络。客户无需购买服务器、软件、数据中心空间或网络设备，而是将这些资源作为完全外包的服务购买。供应商通常以效用计算的方式对这些服务收费；所消耗的资源量（因此成本）通常反映活动水平。

服务器

服务器层由 计算机硬件 和/或 计算机软件 产品组成，这些产品专为提供云服务而设计，包括多核处理器、特定于云的操作系统和组合产品。

部署模型

云计算类型

公有云

公有云是基于标准云计算模型的云，其中服务提供商通过互联网向公众提供资源，例如应用程序和存储。公有云服务可能是免费的，也可能是按使用量付费的模型。 云计算如今不再是秘密，企业在虚拟世界中运营业务并节省大量基础设施成本方面充分利用了云计算，而这些成本在没有云计算的情况下会更加昂贵。

这种类型的云计算模型，服务提供商将他们的计算资源在线提供给公众。它允许用户访问云上的各种重要资源，例如：软件、应用程序或存储数据。使用公有云的主要优势之一是，用户免除了在自己的计算机器上执行某些重要任务的负担，否则他们无法摆脱这些任务，这些任务包括：资源的安装、配置和存储。

与公有云计算相关的服务可以以以下方式利用：免费或按使用量付费。

社区云

社区云在来自特定社区的多个组织之间共享基础设施，这些组织具有共同的关注点（安全性、合规性、司法管辖区等），无论是内部管理还是第三方管理，无论是内部托管还是外部托管。成本分摊在比公有云更少的用户身上（但比私有云更多），因此只实现了一些云计算的优势。

混合云

混合云由两个或多个云（私有云、社区云或公有云）组成，这些云保持独立，但相互绑定，从而提供多种部署模式的优势。它也可以被定义为多个以某种方式连接的云系统，允许程序和数据从一个部署系统轻松地移动到另一个部署系统。 当我们谈论混合云架构时，首先想到的是什么？是某种比公有云或私有云更好的云形式，还是两者结合？你选择第二种吗？如果是，你就已经领会了它的核心。混合云是公有云和私有云的结合。简单来说，如果公有云供应商与私有云平台关联，或者反之，则混合云就可以运作。

私有云

私有云是专门为单个组织运营的基础设施，无论是在内部管理还是由第三方管理，以及在内部或外部托管。

它们一直受到批评，因为用户“仍然必须购买、构建和管理它们”，因此不能从更少的人工管理中获益， 本质上“缺乏使云计算如此迷人的经济模型”。

架构

云计算架构示例

云架构， 用于提供云计算的系统架构，通常涉及多个云组件通过松耦合机制（例如消息队列）相互通信。

互联云

互联云 是一个相互连接的全球“云中之云” 以及它所基于的互联网“网络之网”的扩展。

云工程

云工程是工程学科在云计算中的应用。它为商业化、标准化和治理等高级问题提供了一种系统化方法，用于构思、开发、运营和维护云计算系统。它是一种多学科方法，包含来自系统、软件、|网络、性能、信息、安全、平台、风险和质量工程等不同领域的贡献。

问题

隐私

云模型一直受到隐私倡导者的批评，因为托管云服务的公司更容易控制，因此可以合法或非法地随意监控用户和主机公司之间存储的通信和数据。例如，NSA与AT&T和Verizon合作的秘密项目，记录了美国公民之间超过1000万个电话，这使得隐私倡导者感到担忧，并且赋予电信公司更大的权力来监控用户活动。 尽管已经努力（例如美欧“安全港”协议）来“协调”法律环境，但像亚马逊这样的供应商仍然通过部署本地基础设施并允许客户选择“可用区”来迎合主要市场（通常是美国和欧盟）。 云计算主要存在隐私问题，因为服务提供商随时都可以访问云中的数据。他们可能会意外或故意地更改或甚至删除某些信息。

合规性

为了获得与美国FISMA、HIPAA和SOX等法规的合规性，欧盟的数据保护指令以及信用卡行业的PCI DSS，用户可能需要采用通常更昂贵且可能限制优势的社区或混合部署模式。这就是谷歌能够“管理并满足超出FISMA的额外政府政策要求” 以及Rackspace Cloud或QubeSpace能够声称符合PCI标准的原因。

许多提供商还获得了SAS 70 II型认证，但这一点受到批评，因为审计师和被审计方确定的目标和标准集通常没有公开，而且差异很大。 提供商通常会在保密协议下，应要求提供此信息。

与在欧盟外部建立的云提供商签订合同的欧盟客户必须遵守欧盟关于个人数据出口的规定。

法律

正如人们对全球计算格局的任何革命性变化所预期的那样，会出现某些法律问题；从商标侵权、安全问题到共享专有数据资源等所有问题。

开源

开源软件为许多云计算实现奠定了基础，一个突出的例子是Hadoop框架。 2007年11月，自由软件基金会发布了Affero通用公共许可证，这是GPLv3的一个版本，旨在消除与旨在通过网络运行的自由软件相关的感知的法律漏洞。

开放标准

大多数云提供商都提供 API，这些 API 通常有很好的文档记录（通常在知识共享许可证下），但也具有其独特的实现方式，因此无法互操作。一些供应商采用了其他供应商的 API，并且有许多正在开发的开放标准，旨在实现互操作性和可移植性。

安全

随着云计算越来越流行，人们开始关注这种新模式带来的安全问题。传统保护机制的有效性和效率正在被重新考虑，因为这种创新部署模型的特性与传统架构有很大不同。

云计算服务的相对安全性是一个有争议的问题，这可能会延缓其采用。 阻碍采用云计算的原因很大程度上是由于私营和公共部门对基于安全的服务的外部管理感到不安。正是云计算服务的本质，无论是私有还是公共，都促进了对提供的服务的外部管理。这极大地激励了云计算服务提供商优先构建和维护强大的安全服务管理。 安全问题已分为敏感数据访问、数据隔离、隐私、漏洞利用、恢复、问责制、恶意内部人员、管理控制台安全、帐户控制和多租户问题。各种云安全问题的解决方案各不相同，从加密（特别是公钥基础设施 (PKI)）到使用多个云提供商、标准化 API 以及改进虚拟机支持和法律支持。

可持续性

虽然云计算通常被认为是“绿色计算”的一种形式，但目前还没有公开的研究来证实这一假设。 服务器的选址会影响云计算的环境影响。在气候有利于自然冷却和可再生电力易于获得的地区，环境影响将更加温和。（“传统”数据中心也是如此。）因此，芬兰等条件优越的国家、瑞典和瑞士 正在努力吸引云计算数据中心。云计算中的能源效率可以来自能源感知调度和服务器整合。 然而，在数据中心分布在不同能源来源（包括可再生能源）上的分布式云的情况下，能源消耗减少上的微小折衷可能会导致高碳排放量的减少。

滥用

与私人物品购买的硬件一样，伪装成合法客户的破解者可以购买云计算服务以达到不良目的。这包括使用购买的服务进行密码破解和发动攻击。 在 2009 年，一个银行木马非法使用流行的亚马逊服务作为命令和控制通道，向感染了恶意软件的个人电脑发布软件更新和恶意指令。

研究

许多大学、供应商和政府机构正在投资云计算领域的研究：

• 2007 年 10 月，学术云计算计划 (ACCI) 被宣布为一项多大学项目，旨在提高学生的技术知识以应对云计算带来的挑战。

• 2009 年 4 月，圣安德鲁斯云计算联合实验室启动，专注于云计算这一重要新领域的研究。StACC 在英国独一无二，旨在成为云计算研究和教学的国际卓越中心，并将为有兴趣使用基于云服务的企业提供建议和信息

• 2010 年 12 月，TrustCloud 研究项目 由惠普实验室新加坡启动，旨在通过侦查、以数据为中心的途径解决云计算的透明度和问责制问题，这些途径被封装在一个五层 TrustCloud 框架中。该团队确定了在云中监控数据生命周期和传输的必要性 ，从而解决关键的云计算安全问题，例如云数据泄露、云问责制和跨国云中的跨国数据传输。

• 2011 年 7 月，高性能计算云 (HPCCLoud) 项目启动，旨在找出在云环境中运行科学应用程序时提高性能的可能性 - 开发了 HPCCLoud 性能分析工具包，该工具包由 CIM 回国专家计划资助 - 在 Shajulin Benedict 教授的协调下。

• 2011 年 6 月，电信行业协会发布了一份云计算白皮书，分析了云服务与传统美国电信标准之间的整合挑战和机遇。

外部链接

• NIST 对云的定义 来自美国商务部国家标准与技术研究院
• 云计算的未来
• 甲骨文首席执行官 Larry Edison 对“云计算”这一营销“潮流”不以为然
• 云计算纵览
• 每日云计算新闻
• 云托管