雲計算的發展史

I、雲計算發展曆程大事記

衆所周知，雲計算被視為科技界的下一次革命，它将帶來工作方式和商業模式的根本性改變。追根溯源，雲計算與并行計算、分布式計算和網格計算不無關系，更是虛拟化、效用計算、SaaS、SOA 等技術混合演進的結果。那麼，幾十年來，雲計算是怎樣一步步演變過來的呢？本文總結回顧了雲計算發展曆程中的點滴事件：

1959 年6 月，ChristopherStrachey 發表虛拟化論文，虛拟化是今天雲計算基礎架構的基石。

1961 年，JohnMcCarthy 提出計算力和通過公用事業銷售計算機應用的思想。

1962 年，J.C.R.Licklider 提出“星際計算機網絡”設想。

1965 年美國電話公司WesternUnion 一位高管提出建立信息公用事業的設想。

1984 年，Sun 公司的聯合創始人JohnGage 說出了“網絡就是計算機”的名言，用于描述分布式計算技術帶來的新世界，今天的雲計算正在将這一理念變成現實。

1996 年，網格計算Globus 開源網格平台起步。

1997 年，南加州大學教授RamnathK.Chellappa 提出雲計算的第一個學術定義“，認為計算的邊界可以不是技術局限，而是經濟合理性。

1998 年，VMware（威睿公司）成立并首次引入X86 的虛拟技術。

1999 年，MarcAndreessen 創建LoudCloud，是第一個商業化的IaaS 平台。

1999 年，salesforce.com 公司成立，宣布”軟件終結“革命開始。

2000 年，SaaS 興起。

2004 年，Web2.0 會議舉行，Web2.0 成為技術流行詞，互聯網發展進入新階段。

2004 年，Google 發布MapReduce 論文。Hadoop 就是Google 集群系統的一個開源項目總稱，主要由HDFS、MapReduce 和Hbase 組成，其中HDFS是GoogleFileSystem（GFS）的開源實現；MapReduce 是GoogleMapReduce 的開源實現；HBase 是GoogleBigTable 的開源實現。

2004 年，DougCutting 和MikeCafarella 實現了Hadoop 分布式文件系統（HDFS）和Map-Reduce，Hadoop 并成為了非常優秀的分布式系統基礎架構。

2005 年，Amazon 宣布AmazonWebServices 雲計算平台。

2006 年，Amazon 相繼推出在線存儲服務S3 和彈性計算雲EC2 等雲服務。

2006 年，Sun 推出基于雲計算理論的”BlackBox“計劃。

2007 年，Google 與IBM 在大學開設雲計算課程。

2007 年3 月，戴爾成立數據中心解決方案部門，先後為全球5 大雲計算平台中的三個（包括WindowsAzure、Facebook 和Ask.com）提供雲基礎架構。

2007 年7 月，亞馬遜公司推出了簡單隊列服務（SimpleQueueService，SQS），這項服務使托管主機可以存儲計算機之間發送的消息。

2007 年11 月，IBM 首次發布雲計算商業解決方案，推出”藍雲“（BlueCloud）計劃。

2008 年1 月，Salesforce.com 推出了随需應變平台DevForce,Force.com 平台是世界上第一個平台即服務的應用。

2008 年2 月，EMC 中國研發集團雲架構和服務部正式成立，該部門結合雲基礎架構部、Mozy 和Pi 兩家公司共同形成EMC 雲戰略體系。

2008 年2 月，IBM 宣布在中國無錫太湖新城科教産業園為中國的軟件公司建立第一個雲計算中心。

2008 年4 月，GoogleAppEngine 發布。

2008 年中，Gartner 發布報告，認為雲計算代表了計算的方向。

2008 年5 月，Sun 在2008JavaOne 開發者大會上宣布推出”Hydrazine“計劃。

2008 年6 月，EMC 公司中國研發中心啟動”道裡“可信基礎架構聯合研究項目。

2008 年6 月，IBM 宣布成立IBM 大中華區雲計算中心。

2008 年7 月，HP、Intel 和Yahoo 聯合創建雲計算試驗台OpenCirrus。

2008 年8 月3 日，美國專利商标局（以下簡稱”SPTO“）網站信息顯示，戴爾正在申請”雲計算“（CloudComputing）商标，此舉旨在加強對這一未來可能重塑技術架構的術語的控制權。戴爾在申請文件中稱，雲計算是”在數據中心和巨型規模的計算環境中，為他人提供計算機硬件定制制造“。

2008 年9 月Google 公司推出GoogleChrome 浏覽器，将浏覽器徹底融入雲計算時代。

2008 年9 月，甲骨文和亞馬遜AWS 合作，用戶可在雲中部署甲骨文軟件、在雲中備份甲骨文數據庫。

2008 年9 月，思傑公布雲計算戰略，并發布新的思傑雲中心（CitrixCloudCenter，C3）産品系列。

2008 年10 月，微軟發布其公共雲計算平台——WindowsAzurePlatform，由此拉開了微軟的雲計算大幕。

2008 年12 月，Gartner 披露十大數據中心突破性技術，虛拟化和雲計算上榜。

2008 年，亞馬遜、Google 和Flexiscale 的雲服務相繼發生宕機故障，引發業界對雲計算安全的讨論。

2009 年，思科先後發布統一計算系統（UCS）、雲計算服務平台，并與EMC、Vmware建立虛拟計算環境聯盟。

2009 年1 月，阿裡軟件在江蘇南京建立首個”電子商務雲計算中心“。

2009 年4 月，VMware 推出業界首款雲操作系統VMwarevSphere4。

2009 年7 月Google 宣布将推出ChromeOS 操作系統。

2009 年7 月，中國首個企業雲計算平台誕生（中化企業雲計算平台）。

2009 年9 月，VMware 啟動vCloud 計劃構建全新雲服務。

2009 年11 月，中國移動雲計算平台”大雲“計劃啟動。

2010 年1 月，HP 和微軟聯合提供完整的雲計算解決方案。

2010 年1 月，IBM 與松下達成迄今為止全球最大的雲計算交易。

2010 年1 月，Microsoft 正式發布MicrosoftAzure 雲平台服務。

2010 年4 月，英特爾在IDF 上提出互聯計算，圖謀用X86 架構統一嵌入式、物聯網和雲計算領域。

2010 年，微軟宣布其90%員工将從事雲計算及相關工作。

2010 年4 月，戴爾推出源于DCS 部門設計的PowerEdgeC 系列雲計算服務器及相關服務。

II、 步入雲計算

2007 年以來，雲計算成為IT 領域最令人關注的話題之一，也是當前大型企業、互聯網的IT 建設正在考慮和投入的重要領域。雲計算的提出，引發了新的技術變革和新的IT 服務模式。但是對大多數而言人，雲還是一種還不确切的定義，什麼是雲，為什麼需要雲？

1、為什麼需要雲計算？

企業的IT 建設過程，以當前的基準來衡量，主要有三個階段，如圖1 所示。

圖1 企業IT 向雲計算演進路線圖

第一個階段：大集中過程。

這一過程将企業分散的數據資源、IT 資源進行了物理集中，形成了規模化的數據中心基礎設施。在數據集中過程中，不斷實施數據和業務的整合，大多數企業的數據中心基本完成了自身的标準化，使得既有業務的擴展和新業務的部署能夠規劃、可控，并以企業标準進行IT 業務的實施，解決了數據業務分散時期的混亂無序問題。在這一階段中，很多企業在數據集中後期也開始了容災建設，特别是在雪災、大地震之後，企業的容災中心建設普遍受到重視，以金融為熱點行業幾乎開展了全行業的容災建設熱潮，并且金融行業的大部分容災建設的級别都非常高，面向應用級容災（數據零丢失為目标）。總的來說，第一階段過程解決了企業IT 分散管理和容災的問題。

第二個階段：實施虛拟化的過程。

在數據集中與容災實現之後，随着企業的快速發展，數據中心IT 基礎設施擴張很快，但是系統建設成本高、周期長，即使是标準化的業務模塊建設（哪怕是系統的複制性建設），軟硬件采購成本、調試運行成本與業務實現周期并沒有顯著下降。标準化并沒有給系統帶來靈活性，集中的大規模IT 基礎設施出現了大量系統利用率不足的問題，不同的系統運行在獨占的硬件資源中，效率低下而數據中心的能耗、空間問題逐步突顯出來。因此，以降低成本、提升IT 運行靈活性、提升資源利用率為目的的虛拟化開始在數據中心進行部署。虛拟化屏蔽了不同物理設備的異構性，将基于标準化接口的物理資源虛拟化成邏輯上也完全标準化和一緻化的邏輯計算資源（虛拟機）和邏輯存儲空間。虛拟化可以将多台物理服務器整合成單台，每台服務器上運行多種應用的虛拟機，實現物理服務器資源利用率的提升，由于虛拟化環境可以實現計算與存儲資源的邏輯化變更，特别是虛拟機的克隆，使得數據中心IT 實施的靈活性大幅提升，業務部署周期可用數月縮小到一天以内。虛拟化後，應用以VM 為單元部署運行，數據中心服務器數量可大為減少且計算能效提升，使得數據中心的能耗與空間問題得到控制。

總的來說，第二階段過程提升了企業IT 架構的靈活性，數據中心資源利用率有效提高，運行成本降低。

第三個階段：雲計算階段。

對企業而言，數據中心的各種系統（包括軟硬件與基礎設施）是一大筆資源投入。新系統（特别是硬件）在建成後一般經曆3-5 年即面臨逐步老化與更換，而軟件技術則不斷面臨升級的壓力。另一方面，IT 的投入難以匹配業務的需求，即使虛拟化後，也難以解決不斷增加的業務對資源的變化需求，在一定時期内擴展性總是有所限制。于是企業IT 産生新的期望藍圖：IT 資源能夠彈性擴展、按需服務，将服務作為IT 的核心，提升業務敏捷性，進一步大幅降低成本。因此，面向服務的IT 需求開始演化到雲計算架構上。雲計算架構可以由企業自己構建，也可采用第三方雲設施，但基本趨勢是企業将逐步采取租用IT 資源的方式來實現業務需要，如同水力、電力資源一樣，計算、存儲、網絡将成為企業IT 運行的一種被使用的資源，無需自己建設，可按需獲得。從企業角度，雲計算解決了IT 資源的動态需求和最終成本問題，使得IT 部門可以專注于服務的提供和業務運營。

這三個階段中，大集中與容災是面向數據中心物理組件和業務模塊，虛拟化是面向數據中心的計算與存儲資源，雲計算最終面向IT 服務。這樣一個演進過程，表現出IT 運營模式的逐步改變，而雲計算則最終根本改變了傳統IT 的服務結構，它剝離了IT 系統中與企業核心業務無關的因素(如IT 基礎設施)，将IT 與核心業務完全融合，使企業IT 服務能力與自身業務的變化相适應。在技術變革不斷發生的過程中，網絡逐步從基本互聯網功能轉換到WEB 服務時代(典型的WEB2.0 時代)，IT 也由企業網絡互通性轉換到提供信息架構全面支撐企業核心業務。技術驅動力也為雲計算提供了實現的客觀條件，如圖2 所示，在關鍵領域雲計算技術已經就緒：

圖2 雲計算的技術基礎

标準化：公共技術的長期發展，使得基礎組件的标準化非常完善，硬件層面的互通已經沒有阻礙（即使是非常封閉的大型機目前也開始支持對外直接出IP 接口），大規模運營的雲計算能夠極大降低單位建設成本。

虛拟化與自動化：虛拟化技術不斷縱深發展，IT 資源已經可以通過自動化的架構提供全局動态調度能力，自動化提升了IT 架構的伸縮性和擴展性。

并行/分布式架構：大規模的計算與數據處理系統已經在分布式、并行處理的架構上得到廣泛應用，計算密集、數據密集、大型數據文件系統成為雲計算的實現基礎，從而要求整個基礎架構具有更高的彈性與擴展性。

帶寬：大規模的數據交換需要超高帶寬的支撐，網絡平台在40G/100G 能力下可具備更扁平化的結構，使得雲計算的信息交互以最短快速路徑執行。

因此，從傳統WEB 服務向雲計算服務發展已經具備技術基礎，而企業的IT 從信息架構演進到彈性的IT 服務也成為必然。

2、雲計算的定義與基本模型

雲計算的定義

目前，雲計算沒有統一的定義，這也與雲計算本身特征很相似。維基百科對雲計算的定義是：雲計算是一種基于互聯網的計算新方式，通過互聯網上異構、自治的服務為個人和企業提供按需即取的計算。由于資源是在互聯網上，而互聯網通常以雲狀圖案來表示，因此以雲來類比這種計算服務，同時雲也是對底層基礎設施的一種抽象概念。雲計算的資源是動态擴展且虛拟化的，通過互聯網提供，終端用戶不需要了解雲中基礎設施的細節，不必具有專業的雲技術知識，也無需直接進行控制，隻關注自身真正需要什麼樣的資源以及如何通過網絡來獲得相應的服務。

關于雲計算的描述，在當前具有的共同特征是：雲是一種服務，類似水電一樣，按需使用、靈活付費，使用者隻關注服務本身。H3C 的雲計算理念認為雲計算是一種新的IT 服務模式，支持大規模計算資源的虛拟化，提供按需計算、動态部署、靈活擴展能力。

圖3 給出了一個用戶使用雲計算的示意，用戶對雲資源的使用不用關注具體技術實現細節，隻需關注業務的體驗。比如當前被廣泛使用的搜狗拼音輸入法，它其實就是一種雲服務：搜狗輸入法能夠以快速簡單的方式為使用者提供需要的語境、備選的語素，使得文字的編排可以成為激發靈感的一個輔助工具；但是用戶并不關注搜狗輸入法在後台運行的數千台服務器提供的大型集群計算，這些工作都交給了ISP。

圖3 雲計算視圖

雲計算模型

對于雲計算的分類，目前比較統一的方式是從以下兩個維度進行劃分。

按服務的層次。

圖4 雲計算的服務層次

如圖4 所示，最底層是ITFoundation，嚴格來說這并不是雲計算的一層，是構成雲計算的IT 基礎設施的集合，具體表現為不同的軟硬件廠商的産品與方案。

雲計算服務的基礎層次是IaaS（InfrastructureasaService，基礎架構即服務）。在這一層面，通過虛拟化、動态化将IT 基礎資源(計算、網絡、存儲)形成資源池。資源池即是計算能力的集合，終端用戶（企業）可以通過網絡獲得自己所需要的計算資源，運行自己的業務系統，這種方式使用戶不必自己建設這些基礎設施，而隻是通過對所使用資源付費即可。

在IaaS 之上是PaaS（PlatformasaService，平台即服務）層。這一層面除了提供基礎計算能力，還具備了業務的開發運行環境，對于企業或終端用戶而言，這一層面的服務可以為業務創新提供快速低成本的環境。

最上層是SaaS(SoftasaService，軟件即服務)。SaaS 可以說在雲計算概念出現之前已經有了，而随着雲計算技術的發展而得到了更好的支撐。SaaS 的軟件是拿來即用的，不需要用戶安裝，因為SaaS 真正運行在ISP 的雲計算中心，SaaS 的軟件升級與維護也無需終端用戶參與，SaaS 是按需使用的軟件，傳統軟件買了一般是無法退貨的，而SaaS 是靈活收費的，不使用就不付費。

層次化的雲計算一般也稱為I-P-S 雲計算，各層可獨立提供雲服務，下一層的架構也可以為上一層雲計算提供支撐。仍以搜狗拼音為例，由大型服務器群、高速網絡、存儲系統等組成的IaaS 架構為内部的業務開發部門提供基礎服務，而内部業務開發系統在IaaS 上構建了PaaS，并部署運行搜狗拼音應用系統，這樣一個大型的系統對互聯網用戶而言，就是一個大規模SaaS 應用。

按雲的歸屬

圖5 雲的歸屬

如圖5 所示，主要分為公有雲、私有雲和混合雲。公有雲一般屬ISP 構建，面向公衆、企業提供公共服務，由ISP 運營；私有雲是指由企業自身構建的為内部提供雲服務；當企業既有私有雲，同時又采用公共雲計算服務，這兩種雲之間形成一種内外數據相互流動的形态，便是混合雲的模式。

3、雲計算的基礎架構要求

從本質上來說，雲計算是一種IT 模式的改變，這種變化使得IT 基礎架構的運營專業化程度不斷集中和提高從而對基礎架構層面提出更高的要求。如圖6 所示，雲計算聚焦于高性能、虛拟化、動态性、擴展性、靈活性、高安全，簡化用戶的IT 管理，提升IT 運行效率，大幅節省成本。

圖6 雲計算對基礎架構的關注點

雲計算的基礎架構主要以計算（服務器）、網絡、存儲構成，為滿足雲計算的上述要求，各基礎架構層面都有自身的要求。如圖7 所示，對于服務器，雲計算要求其支持更密集的計算能力（目前多路多核架構），完全的虛拟化能力（CPU 指令虛拟化、軟件虛拟化、橋片虛拟化、IO 虛拟化），多個IO（數據訪問與存儲）的整合—CEE 與FCOE；對于網絡，面向100G的性能成為雲計算的基本支撐平台，搭建更扁平化、高度可擴展的架構，滿足虛拟機算環境的大規模二層無環網絡、FCOE/DCE 的統一交換、L2-L7 的深度高速（10GE 級性能）安全集成；對于存儲，高速IO 将面向10G/16G，高度擴展的虛拟化海量存儲，面向統一交換IO 整

合的FCOE。

圖7 雲計算的基礎架構要求

4、構建與交付雲計算

不論使用I-P-S 的哪一層雲計算服務，企業都需要考慮是采用SP 的計算資源還是自建雲計算資源。從目前運營方式，主要可能有6 種方式，如圖8 所示。

圖8 雲計算的服務交付方式

方式一，企業所有，自行運營。這是一種典型的私有雲模式，企業自建自用，基礎資源在企業數據中心内部，運行維護也由企業自己承擔。

方式二，企業所有，運維外包。這也是私有雲，但是企業隻進行投資建設，而雲計算架構的運行維護外包給服務商(也可以是SP)，基礎資源依然在企業數據中心。

方式三，企業所有，運維外包，外部運行。由企業投資建設私有雲，但是雲計算架構位于服務商的數據中心内，企業通過網絡訪問雲資源，這是一種物理形體的托管型。

方式四，企業租賃，外部運行，資源獨占。由SP 構建雲計算基礎資源，企業隻是租用基礎資源形成自身業務的虛拟雲計算，但是相關物理資源完全由企業獨占使用，這是一種虛拟的托管型服務（數據托管）。

方式五，企業租賃，外部運行，資源共享調度。由SP 構建，多個企業同時租賃SP 的雲計算資源，資源的隔離與調度由SP 管理，企業隻關注自身業務，不同企業在雲架構内虛拟化隔離，形成一種共享的私有雲模式。

方式六，公共雲服務。由SP 為企業或個人提供面向互聯網的公共服務(如郵箱、即時通信、共享容災等)，雲架構與公共網絡連接，由SP 保證不同企業與用戶的數據安全。從更長遠的周期來看，雲的形态會不斷演化，從孤立的雲逐步發展到互聯的雲，如圖9所示。

圖9 雲的形态演變

在雲計算建設初期，發展比較快的是公共雲，第一階段企業的數據中心依然是傳統IT架構，但是面向互聯網應用的公共雲服務快速發展，不同的ISP 會構建各自的雲，這些雲之間相互孤立，為互聯網的不同用戶需求集服務(如搜索、郵件等)，企業數據中心與公共雲之間存在公網互聯（企業可能會采用公共雲服務）；

第二階段企業開始構建自己的私有雲，或租賃SP 提供的私有雲服務，這一階段是企業數據中心架構的變化，同時，企業為降低成本，采用公共雲服務的業務會增加。

第三階段，企業為進一步降低IT 成本，逐步過渡到采用SP 提供的虛拟私有雲服務(也可能直接跨過第二階段到第三階段)，存在企業内部雲與外部雲的互通，形成混合雲模式。

第四階段，由于成本差異和服務差異，企業會采用不同SP 提供的雲計算服務，因此，形成了一種不同雲之間的互聯形态，即互聯雲。

5、結束語

雲計算不僅帶來了IT 模式的變化，也将引發IT 服務的變革，企業和用戶隻需要關注數據是自己的，而對數據的計算存儲方式、效率均采用雲的服務來實現和提升，雲的供應商則将核心業務重點放在IT 架構的運營上，服務将成為下一代IT 的核心内容。

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