如今，云計算服務是企業最先進的技術，市場還將繼續加速變化，各個云計算提供商之間的競爭繼續升溫。云計算后端具有非常龐大、可靠的云計算中心，對于云計算使用者來說，在付出少量成本的前提下，即可獲得較高的用戶體驗。

當前，在“互聯網+”時代背景下，云計算已然成為數字經濟時代下的基礎設備，中國加快實施大數據戰略，大數據生態系統的日益完善為云計算發展奠定了重要基礎，云計算也催化出大數據在應用領域的“井噴”。

1. 云計算概念及特征

1.1 云計算的定義

云計算是目前業內的熱點概念，它以開放的標準和服務為基礎，以互聯網為中心，提供安全、快速、便捷的數據存儲和網絡計算服務，讓互聯網這片“云”上的各種計算機共同組成數個龐大的數據中心及計算中心。它可以被看成是網格計算和虛擬化技術的融合：即利用網格分布式計算處理的能力，將IT資源構筑成一個資源池，再加上成熟的服務器虛擬化、存儲虛擬化技術，以便用戶可以實時地監控和調配資源。

云計算更多的是指，通過千萬臺互聯的電腦和服務器進行大量數據運算，為搜索引擎、金融行業建模、醫藥模擬等應用提供資源和超級計算能力[1]。例如某用戶想要建設一個網站，只需要租用運營商提供的虛擬服務器就可以了，網站壓力過大時，可以瞬間請求更多的資源，壓力變小時，可以將多余的資源釋放。云計算方便了用戶對計算資源的獲取和管理，從而降低成本。[2]

綜上，云計算的含義有兩個方面。它一方面描述了一種方便的基礎設施，用來構造應用程序，其地位相當于PC機上的操作系統；另外一方面則描述了建立在這種基礎設施之上的云計算應用。一個計算云是虛擬化的計算資源池，用來容納各種不同的工作模式，并且這些工作模式可以通過快速部署的方式部署到物理設施上。由于使用了分布式的計算技術，云計算能夠將計算擴展到更多的計算資源，以及使用冗余的資源進行容錯處理。

1.2 云計算的特征

從上述云計算的定義可以看出，云計算后端具有非常龐大、可靠的云計算中心，對于云計算使用者來說，在付出少量成本的前提下，即可獲得較高的用戶體驗。更加具體地來說，云計算具有以下6大特征：

• 以互聯網為中心。云計算平臺運營商以互聯網為中心，將存儲和運算能力分布在網絡所連接的各個節點之中，從而弱化終端的計算能力，使互聯網的計算架構由“服務器＋客戶端”向“云服務平臺＋客戶端”演進。這意味著互聯網的重大變革，互聯網的功能將更為強大，甚至引發現有的企業信息化一般模式的改變。[3]
• 靈活性。使用戶能夠快速和廉價地利用技術基礎設施資源。服務的實現機制對用戶透明，用戶無需了解云計算的具體機制，就可以獲得需要的服務。由于能夠使用網絡瀏覽器接人系統，于是用戶可以從任何位置，利用正在使用的設備，如個人電腦或者移動電話，通過互聯網訪問他們所需的信息，獲得他們所需的服務。
• 經濟性。成本大大降低，資本開支將轉換為業務支出。云計算的基礎設施通常是所提供的第三方，這使得用戶不需要為了一次性或非經常性的計算任務購買昂貴的設備。以計算量為計費標準，也減少了客戶對設備知識的要求。
• 可靠性。云計算系統由大量商用計算機組成機群向用戶提供數據處理服務，利用多種硬件和軟件冗余機制，這使得它適合于業務連續性和災難恢復。云計算的安全由于中央集權的數據管理而提高，這是因為供應商能夠把資源用于進行安全審計和解決安全問題，而一般的客戶能力或者資金有限。[4]
• 可擴展性。現在大部分的軟件和硬件都對虛擬化有一定支持，各種仃資源，軟件、硬件都虛擬化放在云計算平臺中統一管理，通過動態的擴展虛擬化的層次達到對以上應用進行擴展的目的。
• 可持續性。由于計算機及相關的基礎設施是主要的消費能源，供應商出于各方面考慮，都會是通過提高資源利用率，建設更有效的系統，從而降低整體能耗。

2. 云計算發展現狀及關鍵技術

1959年，克里斯托弗·斯特雷奇首次提出了虛擬化的概念，隨后虛擬化技術不斷發展使得其已經成為目前云計算底層基礎設備的技術支撐，在此之后的幾十年發展中，在1999年，Marc Andreessen創建的第一個商業化IaaS平臺：Loud Cloud。隨即2006年8月，Google CEO埃里克在搜索引擎大會首次提出“云計算”的概念。到2020年，通過十四年的發展，云計算已經從一個概念成長為龐大的產業，有許多公司活躍的身影。如今，云計算服務是企業最先進的技術，市場還將繼續加速變化，各個云計算提供商之間的競爭繼續升溫。

2.1.1 工業界對云計算的研究與應用情況

云計算最早起源于工業界，工業界對于云計算的研究都是圍繞產業化和提高效益來展開的，目的是促進產業發展和使自己身在未來的競爭中占據有利的地位。

Goole公司是云計算的先驅者，在其搜索引擎進行了最早的應用，還引導大學生“云”系統的編程開發；隨即IBM在2007年11月推出的藍云（bule cloud）計算平臺，為客戶帶來即買即用的云計算平臺；亞馬遜也于2007年推出的名為“彈性計算機云”（Elastic Compute Cloud，EC2）的收費服務，當然其他IT巨頭自然不敢落后，微軟大力發展window Live在線服務和數據訊處以及網絡軟件“Live Mesh”；2008年，雅虎、惠普、意特爾聯合宣布將建立全球性的開源云計算研究測試床，稱之為Open Cirrus等等這些都算是早期云計算發展的見證[5-6]。

而隨著云計算的快速興起與各大國家、企業的重視，全球企業開始廣泛使用云計算，從全球市場來看，已經形成了“3A”的產品格局。亞馬遜的AWS以全球40%的全球市場份額占據全球市場份額占據龍頭之位，緊隨其后的是微軟的Azure，阿里云憑借126%的增速躋身全球第三。近幾年，亞馬遜網絡服務（AWS）推出了其桌面即服務（DaaS）WorkSpaces，進一步擴展其云生態系統[7]；微軟在2013年也推出Cloud OS云操作系統，包括Windows Server 2012 R2、System Center 2012 R2、Windows Azure Pack在內的一系列企業級云計算產品及服務[8]；甲骨文公司也計劃布局已從云管理組件轉到Oracle、Solaris等虛擬系統服務[9]。除此之外在國內云計算的發展也取得了顯著成就，以阿里云為代表位列首位，百度等企業緊隨其后。

這些應用都是個隨著云計算的發展而創造的一種不同于以往的全新商業模式，在該模式下用戶不在需要關心如何根據自己的業務需求來購買服務器、軟件和解決方案，只需要根據自己的需求，通過互聯網來購買自己需要的計算處理資源即可。

2.1.2 學術界對云計算的研究

隨著大數據、5G時代的到來，物聯網的興起，人們需要對這些數據進行合理高效的利用和發掘其中的信息[14]。學術界認為云計算有海量數據存儲，將服務器、軟件等資源虛擬化等特點，所以云計算的興起為這些數據提供了重要的支持與保障。

云計算如何處理大數據的大規模任務[18]、云計算將資源放在云端如何保證計算機網絡存儲的安全[19]、云計算標準化問題、云層計算中心計算機性能、云計算的應用研究、設計、算法等領域是學術界密切關注的熱點。云計算為社會帶來了巨大的優勢和廣闊的前景、同時云計算的發展也存在不少的挑戰與隱憂，其中安全問題和隱私問題成為學術界擔憂的首要問題。

2.2 云計算關鍵技術

從各種文獻對云計算的描述可以看出，云計算以數據為中心進行密集計算，融合了多種技術。其中云計算平臺的重要技術特點是資源的分散化、虛擬化和管理的集中化[5-19]。與云計算機相關的技術至少包括以下幾個方面：

（1）虛擬化技術

虛擬技術是云計算技術的核心，可以為云計算提供系統虛擬層面的支持。實現服務器虛擬化，存儲虛擬化以及網絡虛擬化。

（2）分布式海量數據存儲

大數據時代產生的數據是海量的，而云計算的一個巨大優勢就是快速高效處理海量數據，這種技術具備高吞吐率和高傳輸率的特點，可以滿足大量用戶的需求。

（3）海量數據管理技術

為實現云計算系統對大量數據集進行處理和分析，進而向云計算用戶提供高品質的服務，云計算的數據管理技術必須要實現高效的管理大數據集。

（4）編程方式

云計算采用MapReduce編程模式，將任務自動分成多個子任務，通過Map和Reduce兩部實現任務在大規模計算節點中的調度與分配。

3. 云計算的發展趨勢與未來展望

3.1 云計算的發展趨勢

根據著名商業軟件聯盟組織BSA發布的《2018全球云計算評分報告》[20]顯示，中國云計算建設的主要短板在于自由貿易促進方面。在未來一段時期，國內有可能開展自由貿易云計算試點，對外開放云計算市場。這一舉措將會使云計算用戶擁有更多更好的市場選擇機會，同時刺激國內云計算供應商在技術、產品方面加大開發建設力度，從而有利于國內云計算在自由貿易促進方面取得良好進展。

針對全球及我國云計算市場規模的分析[21]，可以看出全球云計算市場規?？傮w呈現穩定增長狀態，我國公有云市場保持高速增長狀態，私有云市場中軟件和服務占比穩步提升。其中，阿里云、天翼云、騰訊云占IaaS市場份額前三；阿里云、騰訊云、百度云位于公有云PaaS市場前三。隨著云計算的發展，云計算服務正日益演變成為新型的信息基礎設施，全球各國政府近年來紛紛制定國家戰略和行動計劃，國際云計算政策從推動“云優先”向關注“云效能”轉變。在注重云資源使用的同時，更注重上云的效率以及運用云計算是否能達到更好IT信息化決策的需求。所以，“云效能”是未來國際關注的重點。

未來云計算技術的發展可能會改變用戶的很多習慣[22]，用戶在使用計算機時將從以桌面為核心轉向以瀏覽器為核心，計算機將可以不安裝各種軟件或者保存各種數據進行工作。因此，未來個人數據空間管理、數據繼承以及隱私安全等問題將成為發展重點。

3.2 云計算的未來展望

當前，在“互聯網+”時代背景下，云計算已然成為數字經濟時代下的基礎設備，中國加快實施大數據戰略，大數據生態系統的日益完善為云計算發展奠定了重要基礎，云計算也催化出大數據在應用領域的“井噴”。從中國與發達國家的比較發現，國內云計算硬件方面取得了較快的發展，但在與云計算軟件資源相關的關鍵領域應更好地參考國際模式，加大扶持推進力度，在自由貿易促進方面仍有較大的提高空間。

在人工智能的發展過程中，大數據可以幫助人工智能作出精準判斷，云網絡則可以保存大數據運算結果并進一步推動人工智能。因此，在整個人工智能、大數據和云計算的發展中，云計算為大數據的發展提供了堅實的基礎，而云計算和大數據的融合則為人工智能的發展提供著源源不斷的動力，同時，人工智能的持續發展又為大數據和云計算的發展帶來了更多的機遇。這三者之間交叉日漸頻繁，界限也日漸模糊，所呈現的融合發展的趨勢不可阻擋，人類也必將迎來嶄新的信息技術時代。