智慧財產權與網際網路/雲計算

雲計算邏輯圖

雲計算是將計算作為一項服務而不是產品來交付，其中共享資源、軟體和資訊作為計量服務透過網路（通常是網際網路）提供給計算機和其他裝置。

雲計算是為提供計算、軟體、資料訪問和儲存服務的技術的營銷術語，這些服務不需要終端使用者瞭解提供服務的系統的位置和配置。與此概念類似的是電力網格，終端使用者消耗電力而無需瞭解提供服務的元件裝置或基礎設施。

此外，它是一種基於網際網路協議的 IT 服務交付模型，通常涉及動態可擴充套件且通常是虛擬化的資源的配置。 它是網際網路提供的輕鬆訪問遠端計算站點的一個副產品和結果。 這可能以基於 Web 的工具或應用程式的形式出現，使用者可以透過 Web 瀏覽器訪問和使用這些工具或應用程式，就像這些程式安裝在他們自己的計算機上一樣。

雲計算提供商透過網際網路交付應用程式，這些應用程式可以透過 Web 瀏覽器以及桌上型電腦和移動應用程式訪問，而業務軟體和資料儲存在遠端位置的伺服器上。在某些情況下，傳統應用程式（到目前為止在瘦客戶端 Windows 計算中普遍存在的業務線應用程式）透過螢幕共享技術交付，而計算資源則集中在遠端資料中心位置；在其他情況下，整個業務應用程式使用基於 Web 的技術（如 AJAX）進行編碼。

雲計算的基礎是更廣泛的基礎設施融合（或融合基礎設施）和共享服務概念。 這種型別的資料中心環境使企業能夠更快地啟動和執行其應用程式，管理更輕鬆，維護更少，並使 IT 能夠更快地調整 IT 資源（如伺服器、儲存和網路）以滿足波動且不可預測的業務需求。

大多數雲計算基礎設施由透過共享資料中心提供的服務組成，這些資料中心對消費者來說是他們計算需求的單一訪問點。商業產品可能需要滿足服務級別協議 (SLA)，但較小的公司通常不會協商具體的條款。

雲計算對企業的影響巨大，促使美國聯邦政府將雲計算視為重組其 IT 基礎設施和降低 IT 預算的一種手段。隨著頂級政府正式授權採用雲計算，許多政府機構已經在網上至少擁有一個或多個雲系統。

比較

雲計算與以下特點共享:

• 自主計算 - 能夠自我管理的計算機系統。
• 客戶端-伺服器模型 - 客戶端-伺服器計算廣義上是指任何將服務提供者（伺服器）和服務請求者（客戶端）區分開的分散式應用程式。
• 網格計算 - “一種分散式平行計算的形式，其中一個“超級和虛擬計算機”由一組聯網、鬆散耦合的計算機組成，這些計算機協同工作以執行非常大的任務。”
• 大型機 - 主要由大型組織用於關鍵應用程式的強大計算機，通常用於批次資料處理，例如人口普查、行業和消費者統計、警察和秘密情報機構、企業資源規劃和金融交易處理。
• 效用計算 - 將“計算資源（如計算和儲存）打包為類似於傳統公用事業（如電力）的計量服務”。
• 點對點 - 分散式架構，無需中央協調，參與者同時充當資源提供者和消費者（與傳統的客戶端-伺服器模型形成對比）。

特點

雲計算具有以下主要特點:

• 賦權終端使用者使用計算資源，將這些資源的配置置於他們自己的控制之下，而不是集中式 IT 服務（例如）的控制之下
• 敏捷性隨著使用者重新配置技術基礎設施資源的能力而提高。
• 應用程式程式設計介面（API）可訪問軟體，使機器能夠與雲軟體互動，就像使用者介面促進人與計算機互動一樣。雲計算系統通常使用REST基於的 API。
• 成本 被認為降低了，在公共雲交付模式中，資本支出 轉化為 運營支出。 這據說可以降低 進入壁壘，因為基礎設施通常由第三方提供，不需要為一次性或不經常性的密集計算任務購買。效用計算 的定價非常細緻，有基於使用量的選項，並且實施（內部）所需的 IT 技能更少。
• 裝置 和位置獨立性 使使用者能夠使用 Web 瀏覽器訪問系統，無論他們身在何處或使用什麼裝置（例如 PC、手機）。由於基礎設施位於場外（通常由第三方提供）並透過網際網路訪問，使用者可以從任何地方連線。
• 多租戶 使得能夠在大量使用者之間共享資源和成本，從而允許
  • 集中化 在成本較低的位置的基礎設施（如房地產、電力等）。
  • 峰值負載能力 提高（使用者不需要為可能的最高負載級別進行工程設計）。
  • 利用率和效率 提高，因為系統通常只利用了 10-20%。
• 可靠性 如果使用多個冗餘站點，則可靠性會提高，這使得設計良好的雲計算適用於 業務連續性 和 災難恢復。
• 可擴充套件性 和彈性透過動態（按需）配置 以細粒度、自助服務的方式接近即時地提供資源，而無需使用者為峰值負載進行工程設計。
• 效能 受到監控，並使用 Web 服務 作為系統介面構建一致且松耦合的體系結構。
• 安全 可能會由於資料集中化、安全資源增加等原因而得到改善，但人們仍然會擔心對某些敏感資料的控制權丟失以及儲存核心的缺乏安全性。 安全性通常與其他傳統系統一樣好或更好，部分原因是提供商能夠投入資源來解決許多客戶負擔不起的安全問題。 但是，當資料分佈在更廣的區域或更多裝置上，以及在由不相關使用者共享的多租戶系統中，安全性的複雜性大大增加。此外，使用者訪問安全 審計日誌 可能會很困難甚至不可能。私有云安裝在一定程度上是由使用者希望保留對基礎設施的控制權並避免失去對資訊安全的控制權所驅動的。
• 維護 雲計算應用程式更輕鬆，因為它們不需要安裝在每個使用者的計算機上。

歷史

“雲”一詞用作網際網路的隱喻，基於過去用於表示電話網路的雲圖， 後來在計算機網路圖中用來描繪網際網路，作為其所代表的底層基礎設施的 抽象。

雲計算是 虛擬化、面向服務的體系結構、自主 和效用計算廣泛採用的自然演變。細節對終端使用者來說是抽象的，他們不再需要專業知識或控制支援他們的“雲端”技術基礎設施。雲計算的底層概念可以追溯到 20 世紀 60 年代，當時 約翰·麥卡錫 認為“計算可能有一天會像 公用事業 一樣進行組織”。道格拉斯·帕克希爾 在 1966 年的著作《計算機公用事業的挑戰》中徹底探討了雲計算的幾乎所有現代特徵（彈性配置、作為效用提供、線上、無限供應的錯覺）、與電力行業的比較以及使用公共、私有、政府和社群形式。 其他學者表明，雲計算的根源可以追溯到 20 世紀 50 年代，當時科學家 赫伯特·格羅施（格羅施定律 的作者）假設全世界將由大約 15 個大型資料中心驅動的啞終端操作。

“雲”一詞借鑑了 電話，因為電信公司（直到 20 世紀 90 年代，他們主要提供專用的點對點資料線路）開始提供 虛擬專用網路 (VPN) 服務，服務質量相當，但成本要低得多。透過根據需要切換流量以平衡利用率，他們能夠更有效地利用其整體網路頻寬。雲符號用於表示提供商責任與使用者責任之間的分界點。雲計算將此邊界擴充套件到涵蓋伺服器以及網路基礎設施。

在 網際網路泡沫 之後，亞馬遜 在雲計算的發展中發揮了關鍵作用，他們對自己的 資料中心 進行了現代化改造，這些資料中心與大多數計算機網路一樣，在任何時候都只利用了 10% 的容量，只是為了為偶爾的峰值留出空間。亞馬遜發現新的雲架構帶來了重大的內部效率提升，小型、快速移動的“兩披薩團隊”能夠更快、更輕鬆地新增新功能，因此他們啟動了新的產品開發工作，為外部客戶提供雲計算，並在 2006 年以 效用計算 的方式推出了 亞馬遜網路服務 (AWS)。

2008 年初，桉樹 成為第一個開源的、與 AWS API 相容的平臺，用於部署私有云。2008 年初，OpenNebula 在 RESERVOIR 歐洲委員會資助的專案中得到增強，成為第一個用於部署私有云和混合雲以及雲聯盟的開源軟體。 同年，在 IRMOS 歐洲委員會資助專案的框架內，努力集中在為基於雲的基礎設施提供 QoS 保證（即時互動式應用程式所需），從而產生了一個即時雲環境。 到 2008 年年中，Gartner 發現雲計算“有可能重塑 IT 服務消費者、IT 服務使用者和 IT 服務銷售者之間的關係”，並觀察到“[組]織正在從公司擁有的硬體和軟體資產轉向按使用付費的服務模式”，因此“預計向雲計算的轉變……將在某些領域導致 IT 產品的急劇增長，而在其他領域則導致顯著減少”。

層

一旦在多臺計算機之間建立了網際網路協議連線，就可以在以下任意一層中共享服務。

客戶端

雲客戶端 由 計算機硬體 和/或 計算機軟體 組成，它依賴於雲計算進行應用程式交付，並且本質上如果沒有云計算就毫無用處。例如，某些電腦（例如 Chromebook）、手機（例如 谷歌 Nexus 系列）和其他裝置，作業系統（例如 谷歌 Chrome OS）和 瀏覽器。

應用程式

雲應用程式服務或“軟體即服務 (SaaS)” 透過網際網路提供軟體服務，消除了在客戶自己的電腦上安裝和執行應用程式的需要，簡化了維護和支援。

一個 雲應用程式 是作為服務提供的軟體。它包括以下內容：一組相互關聯的任務，這些任務的定義以及包含執行時任務動態資訊的配置檔案。雲任務提供計算、儲存、通訊和管理功能。任務可以克隆到多個虛擬機器中，並透過應用程式程式設計介面 (API) 訪問。雲應用程式是一種 效用計算，可以根據工作負載需求進行擴充套件和縮減。雲應用程式的定價模式基於不同的計算和儲存使用情況以及租戶指標 。

使雲應用程式與其他應用程式不同的特點是它的 彈性。雲應用程式具有擴充套件和縮減的能力。這可以透過在執行時將任務克隆到多個 虛擬機器 中來實現，以滿足不斷變化的工作需求。配置資料是在執行時確定雲應用程式動態方面的關鍵要素。無需停止正在執行的應用程式或重新部署它即可修改或更改此檔案中的資訊 。

SOA 是一個描述任何型別 服務 的總稱。雲應用程式是一種服務。雲應用程式 元模型 是符合 SOA 元模型的 SOA 模型。這使得雲應用程式成為 SOA 應用程式。但是，SOA 應用程式不一定是雲應用程式。雲應用程式是一種在特定環境（即雲計算環境 (平臺））下執行的 SOA 應用程式。這種環境的特點是水平 可擴充套件性、快速配置、易於訪問和靈活的價格。雖然 SOA 是一種解決業務流程管理的業務模型，但云架構解決了許多環境特定的技術細節，使其更像是一種技術模型 。

平臺

雲平臺服務，也稱為 平臺即服務 (PaaS)，提供 計算平臺 和/或 解決方案堆疊 作為一項服務，通常使用雲基礎設施並支援雲應用程式。 它簡化了應用程式的部署，無需購買和管理底層硬體和軟體層所需的成本和複雜性。 雲計算正在成為我們行業的一項重大變革，而這一變革中最重要的部分之一是雲平臺的轉變。平臺讓開發者編寫可以在雲中執行的特定應用程式，甚至使用雲提供的服務。平臺有不同的名稱，包括按需平臺或 Cloud 9。無論命名如何，它們在開發方面都具有巨大潛力，當開發團隊為雲建立應用程式時，每個團隊都必須構建自己的雲平臺。

基礎設施

雲基礎設施服務，也稱為“基礎設施即服務”(IaaS)，提供計算機基礎設施 - 通常是 平臺虛擬化 環境 - 作為一項服務，以及原始 (塊) 儲存和網路。客戶無需購買伺服器、軟體、資料中心空間或網路裝置，而是將這些資源作為完全外包的服務購買。供應商通常以效用計算的方式對這些服務收費；所消耗的資源量（因此成本）通常反映活動水平。

伺服器

伺服器層由 計算機硬體 和/或 計算機軟體 產品組成，這些產品專為提供雲服務而設計，包括多核處理器、特定於雲的作業系統和組合產品。

部署模型

雲計算型別

公有云

公有云是基於標準雲計算模型的雲，其中服務提供商透過網際網路向公眾提供資源，例如應用程式和儲存。公有云服務可能是免費的，也可能是按使用量付費的模型。 雲計算如今不再是秘密，企業在虛擬世界中運營業務並節省大量基礎設施成本方面充分利用了雲計算，而這些成本在沒有云計算的情況下會更加昂貴。

這種型別的雲計算模型，服務提供商將他們的計算資源線上提供給公眾。它允許使用者訪問雲上的各種重要資源，例如：軟體、應用程式或儲存資料。使用公有云的主要優勢之一是，使用者免除了在自己的計算機器上執行某些重要任務的負擔，否則他們無法擺脫這些任務，這些任務包括：資源的安裝、配置和儲存。

與公有云計算相關的服務可以以以下方式利用：免費或按使用量付費。

社群雲

社群雲在來自特定社群的多個組織之間共享基礎設施，這些組織具有共同的關注點（安全性、合規性、司法管轄區等），無論是內部管理還是第三方管理，無論是內部託管還是外部託管。成本分攤在比公有云更少的使用者身上（但比私有云更多），因此只實現了一些雲計算的優勢。

混合雲

混合雲由兩個或多個雲（私有云、社群雲或公有云）組成，這些雲保持獨立，但相互繫結，從而提供多種部署模式的優勢。它也可以被定義為多個以某種方式連線的雲系統，允許程式和資料從一個部署系統輕鬆地移動到另一個部署系統。 當我們談論混合雲架構時，首先想到的是什麼？是某種比公有云或私有云更好的雲形式，還是兩者結合？你選擇第二種嗎？如果是，你就已經領會了它的核心。混合雲是公有云和私有云的結合。簡單來說，如果公有云供應商與私有云平臺關聯，或者反之，則混合雲就可以運作。

私有云

私有云是專門為單個組織運營的基礎設施，無論是在內部管理還是由第三方管理，以及在內部或外部託管。

它們一直受到批評，因為使用者“仍然必須購買、構建和管理它們”，因此不能從更少的人工管理中獲益， 本質上“缺乏使雲計算如此迷人的經濟模型”。

架構

雲計算架構示例

雲架構， 用於提供雲計算的系統架構，通常涉及多個雲元件透過松耦合機制（例如訊息佇列）相互通訊。

互聯雲

互聯雲 是一個相互連線的全球“雲中之雲” 以及它所基於的網際網路“網路之網”的擴充套件。

雲工程

雲工程是工程學科在雲計算中的應用。它為商業化、標準化和治理等高階問題提供了一種系統化方法，用於構思、開發、運營和維護雲計算系統。它是一種多學科方法，包含來自系統、軟體、|網路、效能、資訊、安全、平臺、風險和質量工程等不同領域的貢獻。

問題

隱私

雲模型一直受到隱私倡導者的批評，因為託管雲服務的公司更容易控制，因此可以合法或非法地隨意監控使用者和主機公司之間儲存的通訊和資料。例如，NSA與AT&T和Verizon合作的秘密專案，記錄了美國公民之間超過1000萬個電話，這使得隱私倡導者感到擔憂，並且賦予電信公司更大的權力來監控使用者活動。 儘管已經努力（例如美歐“安全港”協議）來“協調”法律環境，但像亞馬遜這樣的供應商仍然透過部署本地基礎設施並允許客戶選擇“可用區”來迎合主要市場（通常是美國和歐盟）。 雲計算主要存在隱私問題，因為服務提供商隨時都可以訪問雲中的資料。他們可能會意外或故意地更改或甚至刪除某些資訊。

合規性

為了獲得與美國FISMA、HIPAA和SOX等法規的合規性，歐盟的資料保護指令以及信用卡行業的PCI DSS，使用者可能需要採用通常更昂貴且可能限制優勢的社群或混合部署模式。這就是谷歌能夠“管理並滿足超出FISMA的額外政府政策要求” 以及Rackspace Cloud或QubeSpace能夠聲稱符合PCI標準的原因。

許多提供商還獲得了SAS 70 II型認證，但這一點受到批評，因為審計師和被審計方確定的目標和標準集通常沒有公開，而且差異很大。 提供商通常會在保密協議下，應要求提供此資訊。

與在歐盟外部建立的雲提供商簽訂合同的歐盟客戶必須遵守歐盟關於個人資料出口的規定。

法律

正如人們對全球計算格局的任何革命性變化所預期的那樣，會出現某些法律問題；從商標侵權、安全問題到共享專有資料資源等所有問題。

開源

開源軟體為許多雲計算實現奠定了基礎，一個突出的例子是Hadoop框架。 2007年11月，自由軟體基金會發布了Affero通用公共許可證，這是GPLv3的一個版本，旨在消除與旨在透過網路執行的自由軟體相關的感知的法律漏洞。

開放標準

大多數雲提供商都提供 API，這些 API 通常有很好的文件記錄（通常在知識共享許可證下），但也具有其獨特的實現方式，因此無法互操作。一些供應商採用了其他供應商的 API，並且有許多正在開發的開放標準，旨在實現互操作性和可移植性。

安全

隨著雲計算越來越流行，人們開始關注這種新模式帶來的安全問題。傳統保護機制的有效性和效率正在被重新考慮，因為這種創新部署模型的特性與傳統架構有很大不同。

雲計算服務的相對安全性是一個有爭議的問題，這可能會延緩其採用。 阻礙採用雲計算的原因很大程度上是由於私營和公共部門對基於安全的服務的外部管理感到不安。正是雲計算服務的本質，無論是私有還是公共，都促進了對提供的服務的外部管理。這極大地激勵了雲計算服務提供商優先構建和維護強大的安全服務管理。 安全問題已分為敏感資料訪問、資料隔離、隱私、漏洞利用、恢復、問責制、惡意內部人員、管理控制檯安全、帳戶控制和多租戶問題。各種雲安全問題的解決方案各不相同，從加密（特別是公鑰基礎設施 (PKI)）到使用多個雲提供商、標準化 API 以及改進虛擬機器支援和法律支援。

可持續性

雖然雲計算通常被認為是“綠色計算”的一種形式，但目前還沒有公開的研究來證實這一假設。 伺服器的選址會影響雲計算的環境影響。在氣候有利於自然冷卻和可再生電力易於獲得的地區，環境影響將更加溫和。（“傳統”資料中心也是如此。）因此，芬蘭等條件優越的國家、瑞典和瑞士 正在努力吸引雲計算資料中心。雲計算中的能源效率可以來自能源感知排程和伺服器整合。 然而，在資料中心分佈在不同能源來源（包括可再生能源）上的分散式雲的情況下，能源消耗減少上的微小折衷可能會導致高碳排放量的減少。

濫用

與私人物品購買的硬體一樣，偽裝成合法客戶的破解者可以購買雲計算服務以達到不良目的。這包括使用購買的服務進行密碼破解和發動攻擊。 在 2009 年，一個銀行木馬非法使用流行的亞馬遜服務作為命令和控制通道，向感染了惡意軟體的個人電腦釋出軟體更新和惡意指令。

研究

許多大學、供應商和政府機構正在投資雲計算領域的研究：

• 2007 年 10 月，學術雲計算計劃 (ACCI) 被宣佈為一項多大學專案，旨在提高學生的技術知識以應對雲計算帶來的挑戰。

• 2009 年 4 月，聖安德魯斯雲計算聯合實驗室啟動，專注於雲計算這一重要新領域的研究。StACC 在英國獨一無二，旨在成為雲計算研究和教學的國際卓越中心，並將為有興趣使用基於雲服務的企業提供建議和資訊

• 2010 年 12 月，TrustCloud 研究專案 由惠普實驗室新加坡啟動，旨在透過偵查、以資料為中心的途徑解決雲計算的透明度和問責制問題，這些途徑被封裝在一個五層 TrustCloud 框架中。該團隊確定了在雲中監控資料生命週期和傳輸的必要性 ，從而解決關鍵的雲計算安全問題，例如雲資料洩露、雲問責制和跨國雲中的跨國資料傳輸。

• 2011 年 7 月，高效能計算雲 (HPCCLoud) 專案啟動，旨在找出在雲環境中執行科學應用程式時提高效能的可能性 - 開發了 HPCCLoud 效能分析工具包，該工具包由 CIM 回國專家計劃資助 - 在 Shajulin Benedict 教授的協調下。

• 2011 年 6 月，電信行業協會發布了一份雲計算白皮書，分析了雲服務與傳統美國電信標準之間的整合挑戰和機遇。

外部連結

• NIST 對雲的定義 來自美國商務部國家標準與技術研究院
• 雲計算的未來
• 甲骨文執行長 Larry Edison 對“雲計算”這一營銷“潮流”不以為然
• 雲計算縱覽
• 每日雲計算新聞
• 雲託管