云计算蓝皮书(2015-2016)(txt+pdf+epub+mobi电子书下载)

作者：鲍永伟,方兴东

出版社：电子工业出版社

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云计算蓝皮书(2015-2016)试读：

2016年10月13日，在杭州的云栖大会上，杭州市政府公布了一项近乎疯狂的计划：为杭州这个城市安装一个人工智能中枢——杭州城市数据大脑！城市数据大脑可以对整个城市进行全局实时分析，自动调配公共资源，发现城市运行中的问题等。当时会上有位专家做了演讲并提出：城市大脑工作的第一步是将交通、能源、供水等基础设施全部数据化，连接散落在城市各个单元的数据资源，打通“神经网络”……这是专家的看法，但当您真正读完本书后，也许会认为这位专家所言并不确切。

城市数据大脑内核采用人工智能技术，但智能技术再好，如果没有一个强大的智能运算平台支撑，也达不到真正智能的程度。这不依赖于技术本身，而依赖于为人工智能技术提供的计算环境、资源环境、存储环境和软件服务环境等。这个环境就是云计算！作为城市数据大脑，不仅需要实时动态云计算资源的提供、平台云服务的均衡、数据大脑中各种数据云服务的互通，还需要从城市各方面的目前状况、发展的维度规划一个城市的大脑云，打造一个合适的云计算平台，支持城市数据大脑的业务不断发展、不断基于数据深度学习，最终才能越来越智能化，这才是工作的第一步。

这几年，“云计算”这个词正在被“大数据”、“人工智能”、“深度学习”、“DT”（Data Technology）等刷屏，它越来越变成背后默默的重要支撑者。有人提到云计算，首先认为有安全的问题，在阅读本书后，你会发现云计算安全问题已经不是首要问题了。在中国经济新常态的背景下，随着“互联网+”战略及“中国制造2025”的不断推进，各行业转型升级的迫切性不断提升，云计算已经在默不作声中与各领域的融合不断加深，不仅在市场上没有被真正“刷屏”，反而更加脚踏实地、触手可及。

2015年，美国和北美地区是云计算的先行者，云计算仍占据市场主导地位，美国云计算市场占据全球56.5%的市场份额，增速达19.4%，未来仍将以超过15%的速度快速增长；欧洲是云计算市场的重要组成部分，以英国、德国、法国等为代表的西欧国家占据了21%的市场份额；亚洲云计算市场全球占比为12%，以中国、印度为代表的新兴国家云计算高速增长。在我国，云计算各大厂商纷纷利用其优势，加快云计算市场布局的步伐，2016年的云计算市场已形成三足鼎立之势——全球IT巨头（亚马逊、IBM、微软、SAP等）、我国互联网巨头（百度、阿里、腾讯等）和电信运营商（中国电信、中国移动、中国联通）。亚马逊、微软、IBM、SAP等全球IT巨头与我国IDC厂商建立战略联盟，利用其技术优势及市场影响力，布局我国云计算市场，占据一席之地；BAT等我国互联网巨头，在充分发挥其互联网资源优势的基础上，采用低价战略，向企业级市场渗透；基于强大的带宽、IDC、政企客户资源、技术和运营实力，移动、电信、联通三大电信运营商先后推出“大云”、“天翼云”、“沃云”品牌，强势进入我国云计算市场，在基础数据中心建设方面已领先于IT巨头和互联网巨头。云计算能够让企业不必在信息技术设备和软件上大量投资，低成本按需使用强大的信息资源，同时通过云服务方式提供更便捷、快速的服务，为大众创业、万众创新提供了坚实的基础平台，能够有效降低创新、创业门槛。

回首最近几年，智慧城市领域的战略性部署陆续出台，各省市纷纷将智慧城市建设作为重要战略任务，大力发展政务云、城市云、教育云、医疗云等，而放眼未来，发展智慧城市仍将作为我国的重要国家战略。随着工业4.0、“中国制造2025”、工业互联网等概念的兴起，面向工业领域的“工业云”正在迎来迅速发展阶段。“中国制造2025”最终目标是实现云计算、大数据、互联网与传统制造业的深度融合。云计算作为我国信息化的重要形态，构建超大体量的云生态系统，助推垂直行业的云服务发展，是2016年云计算发展的新历程！希望本书能在云计算的大潮中为读者提供一个专业的视角，把握云计算的脉搏前行！

编者于2009年开始研究云计算，作为泰昌云平台的创始人和技术CTO，虽然拥有云计算技术经验，但编写的这本书不是专业技术图书，同时受到个人的视角限制，有些错误可能在所难免，恳请读者批判斧正，可以发送邮件baoyongwei@163. com进行反馈，不胜感谢！同时为了保持蓝皮书的权威性、专业性，编者引用的资料尽量采用权威的数据，并注明出处，如需延伸阅读或交流，也可以进一步通过邮件联系。谢谢！

同时，对本书编写过程中朋友的大力支持表示感谢，尤其是京东云的产品负责人杜宇甫和首都在线的客户总监周媛的撰稿支持！感谢交通部科学研究院赵正松博士的大力支持！感谢全球网马杰、张爱琴等的支持！谢谢！鲍永伟2016年10月19日前　言

云计算作为信息技术服务的一种计算供应及消费的方式，目前已经成为物联网、大数据等新业务下的必备支撑平台。“No Software、No Hardware”作为云计算的使命之一，已经对传统IT产业从硬件到软件产生了强烈冲击。这一切都令IT产业生态发生了变化，CPU芯片及网卡的虚拟化技术、手机端ARM虚拟化实验室、网卡和显卡等云端技术、云计算虚拟数据中心、云计算平台服务等应运而生，云计算产业生态圈正在形成！

本书由互联网实验室、全球网牵头启动，结合云计算行业发展的最新信息，展开深刻的发展论述和行业趋势分析；洞察云计算产业的发展特点、核心价值与未来走向，通过云计算的业务实践及国内外云产品的分析思考、云计算的业务模式，进行深入、全面、系统的梳理与解读，为云计算行业相关人员决策提供权威的参考资料。

本书主要分为如下几大部分。

第一部分 综述篇：对云计算的概念、发展趋势报告、运营模式、业务应用划分等进行综述，包括国外市场的发展状况分析和云计算应用成熟度模型，通过此篇形成清晰的云计算产业链生态圈论述。

第二部分 中国篇：介绍云计算在中国的发展现状、市场情况、国家政策环境、云计算标准化状况，通过中国云计算行业发展状况、中国云计算行业应用状况、中国云计算行业标准和云测评分析，为中国云计算行业的发展趋势提供有力的论证。

第三部分 实践篇：介绍当前国内外云计算应用的成功案例、创新技术、云产品的研发实践。汇集了国内外云计算产品，挖掘云应用产品事件，并对云应用中的数据隔离、传统应用迁移云端的实践进行论述，形成基于云的新软件思维。

第四部分 展望篇：作为中国云计算行业的前景展望、发展趋势的论述篇，本篇主要进一步分析及论述“No Software、No Hardware”的必然趋势、“云+大数据”的结合、移动云计算、垂直行业的云应用、云安全等的应用前景和传统应用云迁移的展望。

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二维码：第一部分综述篇本篇将从云计算的概念发展、构成模式开始，结合诸多国际著名机构的云计算市场的统计数据及预测，打开2020年2410亿美元（来自美国Forrester Research公司的报告）的云计算规模市场，勾勒云计算跨国产业链生态圈的发展趋势，展现云计算产业的国际重要地位。美国云计算产业从2005年开始发展至今，其产业链已经日趋成熟，步入了大众普及阶段。美国一直将云计算技术和产业定位为维持国家核心竞争力的重要手段之一，在制定的一系列云计算政策中，明确指出加大政府采购，积极培育市场。通过强制政府采购和指定技术架构来推进云计算技术进步和产业落地发展。例如，美国军队（空军、海军）和司法部、农业部、教育部等部门都已应用了云计算服务。云计算资源体系服务（IaaS）的安全性、可靠性得到广泛认可与接纳，越来越多的开发者选择在更灵活、便捷的云平台服务（PaaS）上进行应用开发，包括Dropbox、Evernote、Office 365在内的高质量云应用被开发出来，其云协作的便利性得到了个人消费者的认可。目前美国云计算服务对象已经由企业扩展至社会大众，整个产业已形成完整的价值链与生态环境。欧盟委员会早在2012年9月就启动了“释放欧洲云计算潜力”的产业战略计划，包括筛选和精简众多技术标准、为云计算服务制定安全和公平的标准规范等，同时明确市场政策，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高性价比的在线管理服务。2016年4月19日，欧盟委员会正式启动欧盟云计算行动计划（2016—2020年），总预算67亿欧元，在此行动计划发布的同时，欧盟委员会还制定了欧盟基于云计算服务和世界级大数据基础设施的发展蓝图，致力于确保欧盟大数据导向技术及产业发展的世界领先水平。——云计算产业先导国（美国与欧盟）的国际重要地位的总结第一章　云计算相关概念发展与产业链的形成一、云计算相关概念近期发展情况“云计算”这个词在2007年和2008年是网络名词的热点（如图1-1所示）。云计算的发展与成熟，意味着软件、硬件、计算能力也可以作为一种商品进行流通，就像煤气、水电一样取用方便、费用低廉。2009年1月24日，美国的Jeremy Geelan在《云计算杂志》发表的“21位专家定义云计算”中，提及云计算概念竟然有21种定义，而维基百科（Wikipedia）2008年到2015年的云计算定义虽没有这么多，但几乎每年也在更新[1]。云计算经历了数年的发展，已经不再像前几年那样“热”，产业界对云计算的关注也已经被大数据、物联网、可穿戴等新的概念所超越，但这些并不意味着云计算本身影响力的削弱，而是因为云计算已经成为ICT （Information Communication Technology，简称ICT，信息通信技术）和服务领域的基础，正如Gartner报告所示，云计算已经脱离了炒作概念期，正在进入发展的稳定上升期，如图1-2所示。图1-1　云计算搜索趋势来源：谷歌趋势图1-2　云计算发展曲线图来源：Gartner 2014

云计算是一种新兴的IT产业商业模型，在资源使用方面可简单表述为“动态分配的计算机系统资源池”，软件、硬件、数据和信息服务等都可以在云计算这个平台上租赁使用，用户不需要了解底层的支撑架构，不需要维护或购买相应的软、硬件。作为信息技术资源与服务的一种计算供应及消费的方式，有人认为云计算是“新瓶装旧酒”的代名词而已，所谓的“旧酒”指的是科学计算、网格计算和效用计算等（如图1-3所示），其组合、混合成云计算概念，但实际上云计算是虚拟化（Virtualization）、效用计算（UtilityComputing）、网格计算（GridComputing）、IaaS（基础设施即服务）、PaaS（平台即服务）和SaaS（软件即服务）等混合演进并跃升的结果。云计算具有超大规模、虚拟化资源、高可靠性、通用性、高可扩展性、按需服务和廉价等特点。图1-3　云计算的混合演进二、云计算国际标准定义及相关特征

目前，云计算的定义以ISO/IEC JTC1和ITU-T组成的联合工作组制定的国际标准ISO/IEC17788《云计算词汇与概述》（Information technology–Cloud Computing –Overview and vocabulary）DIS版的定义为主。具体参考http：//www.iso.org/iso/ home/news_index/news_archive/news.htm?refid=Ref1897。其定义为：云计算是一种将可伸缩、弹性、共享的物理和虚拟资源池以按需自服务的方式供应和管理，并提供网络访问的模式。云计算模式由关键特征、云计算角色和活动、云能力类型和云服务分类、云部署模型、云计算共同关注点组成。《云计算词汇与概述》中对云计算的关键特征进行了具体规定。这些关键特征一方面可以帮助理解云计算的内涵和外延，另一方面可以作为区别云计算和其他各类计算模式的依据。（一）云计算的关键特征

云计算的关键特征如下。（1）广泛的网络接入。可通过网络，采用标准机制访问物理和虚拟资源的特性。这里的标准机制有助于通过异构用户平台使用资源。这个关键特性强调云计算使用户更方便地访问物理和虚拟资源：用户可以从任何网络覆盖的地方，使用各种客户端设备，包括移动电话、平板电脑、笔记本电脑和工作站访问资源。（2）可计量的服务。通过可计量的服务交付使得服务的使用情况可监控、控制、汇报和计费的特性。通过该特性，可优化并验证已交付的云服务。这个关键特性强调用户只需对使用的资源付费。从用户的角度看，云计算为用户带来了价值，将用户从低效率和低资产利用率的业务模式转变到高效率模式。（3）多租户。通过对物理或虚拟资源的分配，保证多个租户及他们的计算和数据彼此隔离和不可访问的特性。在典型的多租户环境下，组成租户的一组云服务用户同时也属于一个云服务用户组织。在某些情况下，尤其在公有云和社区云部署模型下，一组云服务用户由来自不同用户的用户组成。一个云服务用户组织和一个云服务提供者之间也可能存在多个不同的租赁关系。这些不同的租赁关系代表云服务用户组织内的不同小组。（4）按需自服务。云服务用户能根据需要自动配置计算能力的特性，或通过与云服务提供者的最少交互配置计算能力的特性。这个关键特性强调云计算为用户降低了时间成本和操作成本，因为该特性赋予了用户无需额外的人工交互就能够在需要的时候做需要做的事情的能力。（5）快速的弹性和可扩展性。物理或虚拟资源能够快速、弹性，有时是自动化的供应，以达到快速增减资源目的的特性。对云服务用户来说，可供应的物理或虚拟资源无限多，可在任何时间购买任何数量的资源，购买量仅受服务协议的限制。这个关键特性强调云计算用户无需再为资源量和容量规划担心。对用户来说，如果需要新资源，新资源就能立刻、自动地获得。资源本身是无限的，资源的供应只受服务协议的限制。（6）资源池化。将云服务提供者的物理或虚拟资源进行集成，以便服务于一个或多个云服务用户的特性。这个关键特性强调云服务提供者既能支持多租户，又通过抽象对用户屏蔽了处理复杂性。对用户来说，他们仅知道服务在正常工作，但是通常并不知道资源是如何提供或分布的。资源池化将原本属于用户的部分工作，例如维护工作，移交给了提供者。需要指出的是，即使存在一定的抽象级别，用户仍然能够在某个更高的抽象级别指定资源位置。（二）云能力类型[2]

云能力类型是根据资源的使用情况，对为云服务用户提供云服务的功能进行的分类。有三类不同的云能力类型：应用能力类型、基础设施能力类型和平台能力类型。这三类能力类型有不同的关注点，相互之间的功能交叉最少。这些云能力类型不应与云服务类别混淆。（1）应用能力类型。云服务用户能使用云服务提供者的应用的一类云能力类型。（2）基础设施能力类型。云服务用户能配置和使用计算、存储和网络资源的一类云能力类型。（3）平台能力类型。云服务用户能使用云服务提供者支持的编程语言和执行环境，部署、管理和运行用户创建或用户获取的应用的一类云能力类型。（三）云服务类别

云服务类别是拥有相同质量集的一组云服务。一种云服务类别可对应一种或多种云能力类型。

典型的云服务类别包括以下几种。（1）通信即服务（CaaS）。为云服务用户提供实时交互与协作能力的一种云服务类别。（2）计算即服务（CompaaS）。为云服务用户提供部署和运行软件所需的配置和使用计算资源能力的一种云服务类别。（3）数据存储即服务（DSaaS）。为云服务用户提供配置和使用数据存储相关能力的一种云服务类别。（4）基础设施即服务（IaaS）。为云服务用户提供云能力类型中的基础设施能力类型的一种云服务类别。（5）网络即服务（NaaS）。为云服务用户提供传输连接和相关网络能力的一种云服务类别。（6）平台即服务（PaaS）。为云服务用户提供云能力类型中的平台能力类型的一种云服务类别。（7）软件即服务（SaaS）。为云服务用户提供云能力类型中的应用能力类型的一种云服务类别。三、云计算标准定义相关分析（一）云计算典型特征

云计算特征中最典型的三个关键词是弹性（Elasticity）、服务和可计量，这也是曾经有人将云计算定义为基于互联网的SOA（Service Oreniet Architect，面向服务的架构）的原因之一。

1.特征关键词：弹性

弹性包括弹性资源和弹性计算。弹性资源建立在云计算虚拟化技术的资源池上，该资源池不是硬件资源，而是将物理硬件资源转换为虚拟的CPU单元、存储单元和内存单元等虚拟资源，而虚拟化作为弹性资源的关键资源管理技术，将计算机的各种实体资源如服务器、网络、内存及存储等，予以抽象、转换出资源池，使用户可通过配置更好的方式来应用这些资源，从而形成云计算基础设施体系。

虚拟化根据对象可以分成存储虚拟化、计算虚拟化和网络虚拟化等。计算虚拟化可以分为操作系统级别的虚拟化和应用程序级别的虚拟化等。硬件虚拟化也是虚拟化中必不可少的技术支撑。弹性计算应用在虚拟化资源调度、网络负载、最近路径存储、动态服务和资源提前预警等方面。例如，通过云服务器监控，根据访问流量、负荷自动横向扩展或减少服务器的资源，为业务提供最大支撑，为能源提供最大节省。

2.特征关键词：服务

弹性资源与弹性计算可以以服务方式提供应用接口，最典型的三种服务如下。

基础设施即服务（IaaS）：消费者使用“基础计算资源”，如处理能力、存储空间、网络组件或中间件。消费者能掌控操作系统、存储空间、已部署的应用程序及网络组件（如防火墙、负载平衡器等），但并不掌控云基础架构。大数据对海量数据存储和计算的需求也带动了IaaS的迅速发展。

平台即服务（PaaS）：消费者使用主机操作应用程序。消费者掌控运作应用程序的环境（也拥有主机部分掌控权），但并不掌控操作系统、硬件或运作的网络基础架构。平台通常是应用程序基础架构，有人称做未来互联网的“操作系统”。

软件即服务（SaaS）：消费者使用应用程序，但并不掌控操作系统、硬件或运作的网络基础架构。它是一种服务观念的基础，软件服务供应商以租赁的概念为客户提供服务，而非购买，比较常见的模式是提供一组账号密码。传统软件产业以售卖复制品为主要商业模式，而SaaS服务采用Web技术和SOA架构，通过互联网向用户提供多租户、可定制的应用能力，大大缩短了软件产业的渠道链条，使软件提供商从软件产品的生产者转变为应用服务的运营者。

云计算服务模块结构和整体的关系如图1-4所示。首先，各种硬件作为底层虚拟化的物理资源，由各个硬件厂商提供硬件虚拟化支撑；其次，虚拟化技术软件将不同硬件形成的不同虚拟资源为用户提供包含用户要求的操作系统、中间件、数据库等虚拟环境，用户在此环境中部署自己的多租户云应用。真正多租户的SaaS化的云应用要有数据隔离，例如不能让不同公司的数据存储在一个数据库表中。根据隔离的级别不同，有不同的SaaS成熟度模型（参见第四章第五节）。图1-4　云计算服务模块结构、关系

IaaS服务由于投入巨大、技术门槛极高，且对运维能力具有非常专业和丰富的经验要求，在国内外都只有实力厂商才会涉足进行搭建与经营。IaaS提供给消费者的服务是对所有设施的利用，包括处理、存储、网络和其他基本的计算资源，用户能够部署和运行任意软件，包括操作系统和应用程序。消费者不管理或控制任何云计算基础设施，但能控制操作系统的选择、储存空间、部署的应用，也有可能获得有限制的网络组件（例如防火墙、负载均衡器等）的控制。例如，Amazon AWS、阿里云和泰昌TCloud。

PaaS构建在IaaS之上，在基础架构之外还提供了业务软件的运行环境，PaaS面向的用户是没有能力或者不愿意维护一个完整运行环境的开发人员和企事业单位。通过PaaS服务，他们可以从烦琐的环境搭建中抽身出来，将更多的精力投入到业务软件的开发中。同IaaS相比，PaaS提供的服务更加丰富，因为软件本身呈现出百花齐放的状态，而且PaaS可以基于IaaS服务搭建，初期的硬件投入较小，所以PaaS服务提供商的数量和种类也较IaaS更多，比较著名的互联网PaaS有Google App Engine、Microsoft Azure和Sina的SAE等。

SaaS是最成熟、知名度最高的云计算服务类型，在云计算真正变得火热之前，软件即服务本身已经非常流行了。SaaS的目标是将一切业务运行的后台环境放入云端，通过一个瘦客户端——通常是Web浏览器——向最终用户直接提供服务。最终用户按需向云端请求服务，而本地无需维护任何基础架构和软件运行环境。SaaS与PaaS的区别是，使用SaaS的不是软件开发人员，而是软件的最终用户，一个PaaS用户如果通过Web方式向外分发其服务，则其提供的就是SaaS服务。

当前，公有云服务的商用化主要侧重于IaaS服务，即由云服务提供商基于虚拟化技术，建立云基础设施，通过互联网面向企业和公众用户提供计算、存储和网络等资源方面的收费服务。

3.特征关键词：可计量

按照美国国家标准与技术研究院（NIST）的定义：“云计算是一种按使用量付费的模式，这种模式提供可用的、便捷的、按需的网络访问，进入可配置的计算资源共享池（资源包括网络、服务器、存储、应用软件和服务），这些资源能够被快速提供，只需投入很少的管理工作，或与服务供应商进行很少的交互。”云计算的服务要可计量，计量的方式基于服务水平协议（SLA-Service Level Agreement），可以采取按需付费（on-demand）和租赁费用等方式。

云计算可计量包括两个方面：一方面是云计算服务商要对自己提供的服务有精确的计量，产生业务收入；另外一方面就是使用云计算的用户要知道自己在使用何种资源，以及如何产生服务费用，可以有更细化的计费方式，例如在SaaS层面按照次数来计量某个软件的使用费用、在PaaS层面按照提供的Windows Server 或Linux Server来计量费用，以及在IaaS层面按照虚拟机的CPU数量、内存数量及存储空间等来计费。按照云计算的部署方式，计量计费的方式也不一样。

当前主流的计费方式有两种：基于使用时间的计费方式和基于资源的计费方式。基于使用时间的计费方式又可以分为单一价格和按时长计费两种方式。对于基于资源的计费，其衡量维度主要是：应用的上行（in）/下行（out）流量、外部请求响应次数、执行请求所花费的CPU时间、临时和永久数据存储所占用的存储空间、内部服务API调用次数等。也可认为，任何应用使用或消耗的云的资源，只要可以被准确的量化，就可以作为一种维度来计量。在实践中，计量通常既可以用单位时间内资源使用的多少来衡量，如每天多少字节流量，也可以用累积的总使用量来衡量，如数据所占用的存储空间的字节大小。在计量的基础上，选取若干合适的维度组合，制定相应的计费策略，就能够进行计费。（二）云部署模型：公有云、私有云、社区云和混合云

云计算按照国际标准定义部署模式可以分为公有云、私有云、社区云和混合云，不同的部署模式对基础架构提出了不同的要求。这种划分也可以基于互联网向企业外部用户提供服务的不同方式来理解。

1.公有云（Public Cloud）

基于互联网向企业外部用户提供服务是公有云的主要特征。公有云服务可通过网络及第三方服务供应商开放应用给用户使用，例如Amazon的AWS、Google App Engine和Salesforce等。公有云并不表示用户数据可供任何人查看，公有云需要对用户实施严格的访问控制机制，确保不同租赁客户（简称租户）的数据被安全隔离，主要特征为基于互联网获取使用服务，既有弹性，又有大规模的共享经济性。它一般由云服务运营商搭建，是面向公众的云计算类型，通过互联网向公众提供服务，任何人都可以申请、使用公有云资源。公有云的受众规模不局限于一地，一旦发布，全世界的人都可以通过网络申请使用。因此，公有云的规模一般很大，对可靠性、安全性的要求也很高，其基础架构的组成往往也比较复杂。

2.私有云（Private Cloud）

公有云具有一些局限性，如互联网接入带宽、数据存储在互联网运营商端等问题，这使得私有云成为一些大企业的选择。私有云拥有公有云的弹性与服务提供的特点，将数据、程序、网络等都在组织内部管理，不会受到网络带宽、外部安全疑虑和法规的限制。但私有云规模有限，当有突然大的并发量访问需要资源动态提升时，很难快速、有效地扩展。私有云的建设、运营和使用都在某个组织或企业内部完成，其服务的对象被限制在组织内部，对外没有公开接口。一个企业的软件开发部门是最有可能部署私有云的场景之一，私有云不对组织外部的用户提供服务，但是私有云的设计、部署与维护可以交由组织外部的第三方完成，也就是说，企业在建设自己的私有云系统时，可以充分利用外部咨询公司和系统集成商的能力。

3.社区云（Community Cloud）

社区云是近几年新提出的为某些特定组织提供私有云服务的一种特殊方式。社区云由有特定安全要求、共同宗旨的组织共同使用云数据及云应用程序，而其他的不同组织或机构不能访问其任何数据及应用。例如，在美国有一个HIPAA （Health Insurance Portability and Accountability Act）社区云专门为医院及诊所提供服务。社区云是为有共同目标、利益的用户群体提供服务的云计算类型。社区云的用户可能来自不同的组织或企业，社区云向这些用户提供特定的服务，满足他们的共同需求。社区云虽然也面向公众提供服务，但与公有云的区别在于，社区云的目的性更强，社区云的发起者往往是有着共同目的和利益的机构，所以社区云的规模往往也比公有云小。

4.混合云（Hybrid Cloud）

顾名思义，混合云就是两种或两种以上云计算的综合。混合云可以是公有云与私有云的混合，也可以是私有云和社区云的混合，是结合公有云和私有云，将企业非关键信息以公有云方式提供服务，并在公有云上处理，同时在私有云内部掌控企业关键服务及数据。这样的分离将公有云及私有云的优点进行了结合。混合云架构中有一个统一的接口或管理平台，不同的云计算模式通过这个结构以一致的方式向最终用户提供服务。混合云同公有云、私有云和社区云相比，具有更大的灵活性和可扩展性，企业在部署云计算时常常面临瞬息万变的需求，混合云在应对需求的快速变化时有无可比拟的优势。四、云计算产业链的形成

随着云计算国际标准定义出台及Iaas、Paas、Saas等划分，云计算在科研、医学、网络安全、图形图像和互联网等层面的应用越来越多，如表1-1所示。对计算机硬件、网络等的要求逐渐转变成对云计算资源的要求，对计算及信息交互的要求变为对云计算服务的要求，逐渐形成了从云计算硬件到云计算相关软件产品、云计算相关软件研发到云计算服务部署发布、集成、运营，再进一步促进云计算硬件购买、软件集成等的云计算全生命周期产业链。表1-1　云计算应用领域

通过分析整个产业价值链的各种活动，云计算从应用层、表示层到IT基础设施及硬件层都发生了巨大的变化，如图1-5所示。原来的硬件厂商、OEM厂商等都在往SaaS、PaaS、IaaS、云主机上转变，BMC、RedHat等都将自己的系统应用软件转换成了云端化的软件，而这些在用户端都可以快速使用，最终形成了从IT基础架构体系到系统软件、应用软件、前端设备的全生命周期价值链。图1-5　云计算产业价值链来源：思科IBSG

这种价值链从目前国际的云计算领域布局看，主要有十大关键环节：整体云建设方案咨询商、基础设备提供商、云平台软件商、云计算系统集成商、传统软件开发商、云服务提供商（包括IaaS、PaaS和SaaS等云服务）、云应用开发商、网络运营商、终端供应商、云安全审计第三方服务商（独立评估云安全的组织机构）和信息系统运营商。其中，整体云建设方案咨询商是整个云建设的策划师，决定了选择什么样的云平台软件商、集成商等，即使这个咨询商由业务的信息化部门担当，也是要有这个关键环节；在云建设整体完毕后，用户可以通过终端（包括普通计算机、瘦客户机等）上传统软件开发商提供的软件访问SaaS应用和DaaS应用，这些应用由云应用开发商开发，由信息系统运营商运营，由PaaS云服务提供商提供平台支撑服务，由IaaS云服务提供商提供虚拟资源服务，而IaaS又是借助基础设备提供商的设备虚拟化而来。总体情况如图1-6所示。图1-6　国际云计算产业链结构

1.整体云建设方案咨询商

整体云建设方案咨询商是云计算市场中的云建设的咨询服务商。对于建设云计算中心或者采用云计算信息化方案，整个工程巨大或者涉及非常复杂的遗留系统，需要找专业的云计算建设咨询公司建立整体建设的方案或者对整个云平台过程进行监理。云平台软件商为推广本公司的云计算软件，将整体云建设锁定到自己的软件服务中，并不能算做此类环节供应商。云建设方案咨询商能够根据用户的要求，以商业价值为第一位提供各种软件服务的组合方案。

2.基础设备提供商

基础设备提供商是云计算市场中的基础设备的供应商。传统的ICT软、硬件设备供应商大部分都在向这个角色过渡。众多的服务器、存储硬件、数据库、安全软件等产品厂商及网络设备厂商都希望在云计算市场中占有更大的市场份额。同时，芯片制造商和嵌入式设备制造商也有机会在云计算市场中扮演重要角色，都希望通过云计算平台将自己的产品推广到云计算商业服务中去，为各类企业提供服务，并将其IT环境锁定在自己的设备上。基础设备提供商主要有：

· 服务器制造商；

· 储存设备制造商；

· 芯片制造商；

· 嵌入式设备制造商；

· 网络设备制造。

3.云平台软件商

云平台软件商提供云计算平台实现所需的相关技术及软件，研发和销售云计算平台产品。

4.云计算系统集成商

云计算系统集成商将软硬件设施相连接，按云计算平台建设的解决方案提供系统集成服务。云计算系统集成商分为云硬件系统集成商和云软件系统集成商。与传统的硬件系统集成商和软件系统集成商的区别在于，云计算系统集成商面对的用户群为云计算系统运营商，企业的核心竞争力更多来自对云计算平台系统的掌控能力，而非传统的终端用户应用的能力。大型的系统集成商和一些有云计算平台服务开发背景的软件供应商在这个角色上更有优势。

5.传统软件开发商

传统软件开发商为用户开发传统软件，部署到云端或客户端，包括迁移遗留系统到云端，以及提供传统应用软件在云端的解决方案。

6.云服务提供商

通过云计算支撑软件生成资源池，实现资源动态调配，为云应用软件开发商和用户提供及时、稳定、安全、顺畅的各种基础资源服务。提供灵活的、通用的、可扩展的云计算平台服务，满足用户的个性化需要，同时也为云应用服务提供商提供云服务，提供的服务包括基础设施即服务（IaaS）、平台即服务（PaaS）和软件即服务（SaaS）。云服务提供商对资金、技术等方面都有较高要求，同时，服务提供商需要具备IDC、ISP等相关资质，工信部已经对IDC和ISP的牌照开放了申请。

7.云应用开发商

为用户提供丰富的、个性化的各类应用，这是云计算服务的最上层，也是获利最丰厚、话语权最高的提供商。它分为通用应用软件开发商和行业应用软件开发商，不是购买软件许可或按项目收费的方式，而是业务分成、软件租赁的盈利模式，传统的软件开发商几乎都正在向这个角色过渡，传统业务积累的行业经验仍将在云应用开发中发挥重要的作用。

8.网络运营商

网络运营商为云计算服务到达最终用户提供了接入手段。网络运营商提供的带宽能力将直接影响用户的体验和满意度。网络运营商是云计算服务的一个通道。

9.终端供应商

根据云计算服务提供商的业务需要，提供定制或非定制的移动或PC、云终端等多种类型的终端，满足用户获取服务的需求及商业发展的需求。

10.信息系统运营商

信息系统运营商负责云计算信息化应用系统的运营、维护、策划和营销。

11.云安全审计第三方服务商（独立评估云安全的组织机构）

按照国际云计算的安全标准，要从第三方的角度对安全进行审计，这在国外已经有专门的机构来做云安全的评定。例如，国际ISACA组织提供基于国际标准的ITAF章节2200及4000的审计程序，审计的目标包括云计算提供商的内部控制与安全的评估、用户组织内部及与云服务提供商的内部控制缺陷、服务质量审计等。目前，在我国工信部下面开展的云测评就属于此类第三方审计。

需要说明的是，同一家企业在云产业链中可能会扮演不同的角色，考虑云计算产业特点加入最适合自己的云计算产业链中的关键一环而不是参与多种环节，突出自己的核心竞争力非常重要。

11类角色构成了云计算产业链的主要构成部分，上游的芯片厂商如英特尔公司顺应云计算的发展，积极推出运算速度更快、功率消耗更低的芯片；中游的厂商不断改善用户体验，进行云计算软件产品的研发；下游的云计算厂商则在商业模式上进一步权衡收益、ROI，并在反复权衡风险与收益的过程中不断地改良云计算服务品质。

11类角色在国际上通过产业联盟形成了强强联合的更强角色，EMC、思科和VMware结成VCE联盟，推出产品Vblock，融合了EMC的管理软件、思科的网络交换设备和VMware的虚拟化优势，集三家所长于一身，提供了完美的IT服务，三家公司也从中收益颇多。为了对抗VCE联盟，NetApp、思科和VMware也组成了联盟，并且推出了FlexPod产品，以对抗VCE联盟的Vblock。

其实，从联盟组成上来看，貌似主要是EMC和NetApp两家公司的竞争。竞争的根本，无非是IT基础架构的竞争，只是基础架构过于庞大，需要多家公司合力完成，联盟应运而生。

除了大厂商结成联盟以外，小厂商和用户的各种联盟纷纷成立，一方面是为了优势互补，促进自身的发展，另一方面也有利于建设完整的生态链，促进整个行业的发展。而形成联盟的行业也各不相同，存储、云计算、数据中心，更好地促进了行业发展。

单从创新性来讲，云计算产业链的创新性是指数级递增的，对于云计算硬件提供环节创新性相对稳定，如硬件虚拟化中的基于ARM（嵌入式硬件架构）芯片的虚拟化、基于操作系统的Android虚拟化和X86的应用程序虚拟化（在操作系统和应用程序间创建虚拟环境，跨平台虚拟化），虚拟化硬件模拟器允许针对特定CPU或者操作系统的软件不做修改就能运行在其他平台上，例如Wine。而云计算软件即服务平台的创新性就更活跃了，如桌面虚拟化，在本地计算机显示和操作远程计算机，在远程计算机执行程序和储存信息；再如，数据库虚拟化等方面也带动了产业极大发展，基于容器技术创新的Docker促进了软件虚拟化的进一步发展（有关Docker，可参见第三部分的Docker创新技术），云计算多租户的创新性更加活跃，它的每个应用都可能创新出更多的增值服务。五、云服务与云应用保障体系[3]（一）政府成为云计算市场战略保障的重要支点

从2010年起，日本、美国、英国等很多国家都开始制定云计算发展战略，在电子政务中率先引入公有云服务，促进社会和企业对云服务的了解和认同，并通过技术和经济的溢出效应推动ICT产业的整体发展。美国通过“联邦政府云战略”，每年将联邦政府原有IT支出中的四分之一（约200亿美元）采购第三方公有云服务，从2013年的统计来看，美国联邦政府的IT支出较2010年减少了57亿美元，其中云计算贡献显著。英国的“政府云计算战略”（G-Cloud）提出，计划到2015年，中央政府新增IT支出中50%用于采购公有云服务，预计可节省开支3.4亿英镑。2013年5月，澳大利亚发布“澳大利亚云计算战略”，提出使政府成为云服务使用方面的领先者。另外，韩国、德国、俄罗斯等在2010—2013年期间也提出了各自国家的云计算发展战略或行动计划。（二）云计算市场采购云服务的制度和法律环境不断完善

各国通过建立制定标准、规范合同、采购管控、评估认证等制度进一步提高云计算服务的安全水平和服务质量，保障政务应用的安全性和可靠性，也为其他国家提供了十分有益的参考。美国、日本、欧盟等发达国家和地区在数据隐私保护法的基础上，通过政府云计算战略、信息安全管理法规等文件对政府采购云服务的相关规则做出了规定。

政府采购云服务的制度体系包括建立标准、规范合同、评估认证、采购管控和管理制度等多个环节。

建立标准：美国NIST编制了标准《800-53REV3，Information Security》，英国编制了标准《HMG Information Standards No.1&2.》，以上标准对云服务的安全和服务质量等方面提出了具体要求。

规范合同：英国建议在与服务提供商的合同中包括服务器地点等与云计算环境安全相关的条款；日本规定应将云服务的安全特性、服务水平等方面的要求写入协议书。

评估认证：美国FISMA法案规定为政府提供云服务的提供商必须通过测试认证，美国医疗行业要求第三方机构对云服务提供商进行监督审查。

采购管控：英国建立政府云服务采购机制，所有的公共ICT服务的采购和续用都必须经过G-Cloud委员会的审查；日本规定云设备采购要通过信息安全委员会的安全审查。

管理制度：美国建立了较完善的政府采购云管理制度，包括开展周期性评估、SLA监控和服务质量的管理等。（三）第三方评估和认证成为保障云服务质量和安全性的必要手段

在各国为政府采购云服务所建立的制度体系中，第三方评估和认证成为保障云服务质量和安全性的必要手段。目前，美国、德国、日本、韩国等多个国家的第三方组织已开展了云计算评测活动。

2010年美国云计算管理办公室PMO的安全工作组提出FedRAMP（Federal Risk and Authorization Management Program）认证项目，进入政府采购清单目录的云服务商必须经过FedRAMP的认证。

FedRAMP认证基于NIST SP 800-53REV3标准，由美国标准研究所（NIST）负责标准的维护。目前，IaaS通过认证进入采购清单的有12家，EaaS有22家。

2012年，英国政府开通“云市场”（CloudStore）网站，启动G-Cloud认证工作，供政府部门选择、采购各类云计算服务。G-Cloud认证标准基于ISO 27001和《HMG Information Standards No.1&2.》。截至2014年年初，“云市场”上已有1200家提供商的13 000多项云服务通过了认证，可供英国的政府部门选择使用[4]。

从2008年开始，在日本信息通信部的支持下，FMMC（Foundation for Multi-Media Communications，多媒体通信基金会）开展了名为“云服务的信息披露认证体系”的公有云服务认证，ASPIC（ASP-SaaS-Cloud Consortium）作为协作单位，负责具体认证标准的制定，目前包括ASP/SaaS、IaaS/PaaS和数据中心三类认证。

ASP/SaaS认证于2008年开始启动，已认证174项服务；IaaS/PaaS认证于2010 年12月开始启动，已认证169项云服务；数据中心认证于2012年9月启动。

欧盟委员会在2012年9月发布了名为“释放欧洲云计算潜力”的报告，其中提出建立涵盖标准符合性、互操作性、数据可迁移性等内容的云服务认证体系。根据这个报告，欧盟成立了“欧洲云合作指导委员会”（The Steering Board of the European Cloud Partnership）推动相关工作。另外，ETSI和ENISA正在制定云服务数据、安全、服务等方面的标准，并于2013年开始实施“可信赖云服务供应商”认证。[1]维基百科（Wikipedia）2008年云计算的定义是：分布式计算技术的一种，是通过网络将庞大的计算处理程序自动分拆成无数个较小的子程序，再交由多部服务器所组成的庞大系统经搜寻、计算分析之后，将处理结果回传给用户。通过这项技术，网络服务提供者可以在数秒之内，达成处理数以千万计甚至亿计的信息，达到和“超级计算机”同样强大效能的网络服务。此定义将云计算与分布式计算融合到了一起。2015年的云计算的定义是：一种基于互联网的计算方式，通过这种方式，共享的软、硬件资源和信息可以按需求提供给计算机和其他设备。[2]云能力类型，从技术上说就是云提供者能够为云服务用户提供的云平台功能的能力，为了保证原文标准，在此补充。[3]本节信息来源：工业和信息化部电信研究院，Overview and Issues for Implementation of the Federal Cloud Computing Initiative: Implications for Federal Information Technology Reform Management, 2013, 4.[4]数据来源：https://www.gov.uk/how-to-use-cloudstore#cloudstore-services。第二章　2015—2016年云计算行业发展状况分析一、2015—2016年云计算行业发展情况调查数据[1]

国外著名统计咨询公司RightScale于2015年1月和2016年1月分别调查了930个来自不同行业和组织的专业人员及1060个专业技术机构，发现2015年82%的大企业（超过1000名员工，下同）用户首选多重云[2]策略（其中多重私有云策略占14%，多重公有云占13%，混合云占55%），如图2-1所示。在调查的组织中，93%（2015年）～95%（2016年）已经在IaaS上运行应用或者正在试验IaaS应用，比2014年的74%有很大增长，88%的组织正在使用公有云，2015年63%在使用私有云，2016年达到77%。13%（2015年）～17%（2016年）的企业在公有云上运行了超过1000个虚拟机（如图2-2所示），而22%（2015年）～31%（2016年）的企业在私有云上运行超过1000个虚拟机（如图2-3所示）。图2-1　大企业云策略调查来源：2015年、2016年RightScale云计算报告图2-2　大企业公有云虚机的数量来源：2015年、2016年RightScale云计算报告图2-3　大企业私有云虚机的数量来源：2016年RightScale云计算报告

大企业向云端迁移有巨大的空间，68%的大企业仅在云上运行不到20%的应用，多数都是虚机资源的使用，如图2-4所示。55%的大企业很大一部分关键业务并没有运行在云上，但是这些应用都已经采用了兼容云计算的架构，可以进行云迁移，如图2-5所示。图2-4　大企业应用系统中云应用占比来源：2015年RightScale云计算报告图2-5　大企业应用系统中可以做云端迁移的应用占比来源：2015年RightScale云计算报告

62%的大企业证实他们的核心IT团队是做出云端采购决定的主要力量，如图2-6所示。43%的IT团队在通过自服务门户来提供对云端服务的访问，如图2-7所示，而41%的企业正在考虑开发云门户。图2-6　云计算采购决策调查数字来源：2015年RightScale云计算报告图2-7 云计算自服务门户调查数字来源：2015年RightScale云计算报告

云计算快速部署的特性已经被用户认可，认可度从2015年的48%增长到2016年的52%，快速访问特性认可度从2015年的57%已经增长到了2016年的62%，如图2-8所示。图2-8　云计算带来的利益，2014年、2015年与2016年对比来源：2016年RightScale云计算报告

2016年云计算面对不同的云计算使用者——初期使用者和深度使用者，他们面临的首要问题是不一样的，云安全的问题已经降级，并不是首要的问题，如图2-9所示。图2-9　云计算的问题与挑战来源：2016年RightScale云计算报告

2015年66%的被访者已经采用了DevOps[3]，而这个比例在2016年已经达到了74%，如图2-10所示，而采用的大企业由2015年的71%上升到了2016年的81%，中小企业为70%，如图2-11所示。Docker[4]开始被诸多爱好者追捧，Docker在大企业中的应有已经由2015年的13%增长到29%；AWS继续领跑公有云，57%的被访者采用了AWS，如图2-12所示。Azure在企业中得到了很好的发展，已经从2014年的6%增长到2016年的17%。在大企业受访者中，有19%采用了Azure的云服务。在AWS和Azure之后，有10%的企业采用了VMware的混合云vCloud Air。图2-10　DevOps采用情况来源：2016年RightScale云计算报告图2-11　大企业采用DevOps情况来源：2016年RightScale云计算报告图2-12　公有云使用情况来源：2016年RightScale云计算报告

2016年私有云市场虽然是VMware vSphere继续领跑（如图2-13所示），有44%的企业受访者用其作为私有云（比2015年降低了9个百分点，参见2015年RightScale报告），但后来者OpenStack已经获得第二名的宝座，将VMware的vCloud产品挤到了下面，而Azure Pack在推出的第三年企业使用率已经降低为9%，私有云的使用排行也发生了变化，如图2-14所示。图2-13　私有云使用情况来源：2016年RightScale云计算报告图2-14　私有云使用排行来源：2016年RightScale云计算报告

国际著名咨询机构毕马威在2013年年末曾经做过未来18个月全球采用云计算应用的调查，70%的受访企业认为云计算提高了运营交付效率、节省了IT成本。2013年年末及2015年上半年的云应用采纳意愿如图2-15所示。图2-15　全球云计算应用调查来源：KPMG全球云计算调查二、2015年云计算行业整体市场发展数据

在全球云计算公有云市场中，亚马逊继续领跑公有云市场，自2007年上线以来，业务收入基本每年翻一番，2011年超过20亿美元，预计2018年超过200亿美元。高盛公司估计，亚马逊在2014年1月到2015年1月的12个月里已经有了40亿美元的收入，相当于IaaS和PaaS市场26%的份额。云计算基础架构和平台开支从2013年到2018年复合年增长率预计为30%（如图2-16和图2-17所示），与整个企业的IT投入数据5%相比，可见差距之多。图2-16　高盛企业传统IT花费与云计算支出统计图1

IT管理人员在2015年12个月内专注于SMAC（安全、移动设备、数据分析、云计算）领域的投入占比是：安全性应用36%，云计算31%、移动设备28%，如图2-18所示。IDC预计，2016年IT预算的11%将由传统的内部IT预算转变到云计算模式的投入。到2017年，新上线应用的35%将使用云功能。图2-17　高盛企业云计算在IaaS及PaaS市场IT支出的统计图图2-18　SMAC投入占比资料来源：2015—2017年NetworkWorld预测

IDC预测，到2018年，全球公有云费用支出将增加一倍以上，达到1275亿美元，包括827亿美元的SaaS开支、246亿美元的IaaS开支和202亿美元的PaaS开支，如图2-19所示。全球企业应用软件市场的27.8%将成为基于SaaS技术的天下，产生226亿美元到508亿美元的收入，如图2-20所示。在2016年，全球范围内的企业超过80%使用了IaaS技术，私有云计算投资呈现了较大增长。图2-19　IDC 2014年到2018年云计算服务分析预测数据图2-20　IDC全球SaaS应用分析来源：IDC 2013年服务商共享及2014—2018预测

Ovum[5]预计，到2016年年底，EMEA[6]地区为主的大企业75%将使用IaaS云计算技术。如图2-21所示提供了云计算在EMEA地区和全球的应用状况分析，按照分析到2016年年底，全球超过80%的大企业将基于云计算的基础架构（IaaS）进行工作。图2-21　Ovum预计采用云计算技术的企业占比

在2015年，超过1000名员工的大企业有52%的IT决策者计划将总体预算的42%用于增加云计算投入。2015年排名前五位的技术投入如

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