云计算面临的机会和挑战

时间：2023-03-13 05:08:01 | 来源：电子商务

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内容摘要

数字世界中的几乎所有东西都以某种方式连接到云 - 除非它出于安全原因专门存储在本地存储中。随着科技巨头和初创公司找到组织流程和预发数据的新方法，云计算将成为我们生活中越来越不可或缺的一部分。在接下来的10 - 15年中，我们可以预计云计算会迅速发展，并且变得如此无处不在，我们称之为“云”的概念将被简单地称为“计算”。云计算领先功能是网络上所有必需软件的可用性。

本文重点介绍了五个云属性和三个服务交付模型。还讨论了四种基本的部署模式公有云，私有云，混合云和社区云。云计算的未来将很可能代表基于云计算的软件产品和内部计算的组合，以创建混合IT解决方案，以平衡与云相关的可扩展性和灵活性以及私有数据中心的安全和控制。云的真正未来将是轻松访问和使用云中的任何数据和服务。本白皮书将讨论云计算的优势和弱点，并解决其未来的挑战。

绪论

简而言之，云计算就是使用通过网络作为服务提供的计算资源（硬件和软件）。这意味着通过Internet存储和访问数据和程序，而不是计算机的硬盘。云只是互联网的一个隐喻。

云计算 -官方定义：一种模型，可以方便地按需访问网络上的可配置计算资源（例如，网络，服务器，存储，应用程序和服务）的共享池，这些资源可以通过小型管理工作或服务提供商快速配置和发布交互“通常被称为软件即服务（SaaS），用户可以在线访问应用软件和数据库。云计算旨在支持许多商业工作负载，例如事务处理，搜索，数据库和数据密集型计算。由于这些商业应用程序集中托管，更新可以在用户不必重新安装新软件的情况下发布。用户通常通过网络浏览器访问基于云的应用程序，而商业软件和用户数据存储在远程位置的服务器上。

表1传统计算与云计算的比较：

传统计算云计算手动调配自动调配固定容量弹性容量根据性能付费根据使用付费设备和运营成本运营成本系统管理员管理API管理

图1云层结构图 图2云计算时间线

云计算是一个范例，专注于通过可扩展的节点网络共享数据和计算。计算节点包括最终用户计算机，数据中心和云服务。云根据需求增强协作性，敏捷性，可扩展性，可用性，适应波动的能力，加速开发工作，并通过优化和高效的计算提供降低成本的潜力。表-1描述了传统计算和云计算之间的比较。

云计算已经在短短几年内大幅改变了企业界，现在即将在科学和工程应用中扮演重要角色。云计算反映了企业通过互联网提供软件和服务的最新趋势。 Gartner预测，到2016年，大部分新的IT支出将用于云计算平台和应用程序，到2017年底，近一半的大型企业将部署云。公共IT云服务的全球支出预计将超过1070亿美元2017年，根据国际数据公司（IDC）2013年的预测。在2013-2017年预测期间，公共IT云服务估计复合年增长率（CAGR）为23.5％，是IT的五倍整个行业。

云计算的时间表

三十年来，带宽，处理和开源网络的发展使云成为了必需品。这个时间表说明了云的历史以及它对未来意味着什么。

云计算如何工作

云计算是指通过网络连接（如互联网）共享软件，资源和信息的概念。在云结构中，云服务器可以保存最终用户的信息，数据，并且可以为服务应用程序提供服务，同时减少客户端计算机上存储空间的需求。终端用户可以自由访问信息，无论哪里都可以获得互联网连接。

云计算的重点远离本地计算机。这不是关于在家中或移动中使用的机器，而是关于数英里之外的计算机上发生的情况的更多信息。无需将信息存储在PC，智能手机或平板电脑上，您的数据可以远程保存。然后它将被提供给任何能够读取它的设备。

通常情况下，大多数云计算都是通过网络浏览器进行的，但还有其他方式，包括专门为电脑，平板电脑和智能手机制作的应用程序。这些充当云服务的接入点。它们也意味着你并不总是需要在你的机器上安装专用软件。好处是可以访问数据并从任何机器上完成。

它不同于传统的计算，因为不需要便携式存储介质。随着云计算，程序和数据正在通过互联网进行管理和提供，并提供了许多可能性。

五种必要的云特征

许多特征定义了云数据，应用程序服务和基础架构。云计算的共同特点是大规模，虚拟化，低成本软件，弹性计算，地理分布，服务导向，高级安全。根据NIST定义，我们将重点介绍云的五个基本属性：

1. 根据需要进行调整：消费者可以自动单方面提供计算能力，而无需与每个服务提供商进行人工交互。这些服务是完全自动化的，用户从实施中被分离出来。其他功能几乎实时交付（秒或分钟），并通过自助式Web界面访问服务

2. 网络访问不受限制：功能可通过网络访问，并通过标准机制访问，以促进异构瘦客户端或厚客户端平台（例如手机，笔记本电脑和PDA）的使用。这些服务可以在任何地方使用互联网连接。他们有开放标准和API，几乎总是IP，HTTP和REST。

3. 用于大量的资源池：在云计算中资源来自公共池。提供商的计算资源汇集起来，可以使用多租户模式为多个消费者提供服务。存在位置独立感，因为客户通常对所提供的资源的确切位置没有控制或知识，但可能能够在较高抽象层次（例如，国家，州或数据中心）指定位置， 。根据消费者需求动态分配和重新分配不同的物理和虚拟资源。共同的资源建立了规模经济，共同的基础设施高效运转。资源包括存储，处理，内存，网络带宽和虚拟机。无论组织使用哪种云提供商和架构，开放式云将使他们能够轻松与其他团队合作，即使其他团队选择不同的提供商和架构。

4. 可以提供测量服务：所有云服务都被测量。其结果是一种效用计算模型，类似于传统公用事业的传统计算模型，如天然气和电力 - 您支付您将使用的东西！云系统通过在适合服务类型（例如，存储，处理，带宽和活动用户帐户）的某种抽象级别上利用计量功能，自动控制和优化所使用的资源。它将提供可分析和可预测的计算平台。用户只支付使用的服务，并且可以随时取消服务。

5. 灵活的可扩展空间：在某些情况下，能够快速和弹性地提供功能，以便快速扩展并快速发布以快速扩展。对于消费者来说，可用于提供支持的功能通常看起来像是无限制，可以随时以任意数量购买。云资源在用户和动态分配的附加资源之间进行动态分配，并在需要时进行释放。它是完全自动化的。云提供商提供了镜像解决方案，以最大限度地减少发生灾难时的停机时间。这种弹性可以为企业在意外事件中提供所需的可持续性。

云计算是一个通用术语，用于描述通过互联网发生的一类新的基于网络的计算，基本上来自效能计算（一种集成和集成的集成和网络化硬件，软件和互联网基础设施（称为平台））的一个步骤，利用互联网进行通信和运输，为客户提供硬件，软件和网络服务。这些平台通过提供非常简单的图形界面或API（应用程序编程接口），从用户和应用程序中隐藏了底层基础架构的复杂性和细节。此外，该平台还提供随时随地的随需服务。它的独特之处在于支付使用和按需使用的弹性，在容量和功能上向上和向下缩放。硬件和软件服务面向普通公众，企业，公司和企业市场。云计算是一个涵盖了基于Internet的开发和服务的术语。

云计算是一种模式，可以实现对可配置计算资源（例如，网络，服务器，存储，应用程序和服务）的共享池的按需网络访问，这些资源可以用最少的管理工作量或服务提供商进行快速配置和发布 相互作用。 云计算客户不拥有物理基础设施。 当云计算用户只向他们使用的服务提供商付款时，他们就避免了硬件，软件和服务的资本支出（CapEx）。 低共享基础架构和成本，低管理开销以及即时访问广泛的应用程序是云的主要优势。

三种服务交付模式

云计算从传统的外包模式演变而来。在这种模式中，必要的服务由专门从事该领域的组织提供。签约组织选择提供服务的具体期限。许多中小型企业不是外包其信息系统，而是与专家签订合同来管理他们的信息系统。无论哪种情况，信息系统都在第三方的控制之下。云计算对企业的主要吸引力在于能够在几小时或几天内拥有全功能的计算系统，具体取决于所选系统的复杂程度。云计算平台提供所有选项，如所需的硬件类型，服务类型，所需的应用程序以及存储量等，供客户选择和启动其系统。客户通过互联网访问系统。云客户需要更高级别的保护来与云进行通信，可以选择由Internet服务提供商（ISP）提供的虚拟专用网络（VPN）连接。 ISP连接速度决定了它们与云服务的通信速度。诸如10Mbps或更高的速度对于许多个人和企业而言是相当实惠的，因此通过他们的互联网服务访问云计算服务将不会造成成本过高。

今天，云计算服务有多种服务类型和部署模式。最常见的三类服务类型是软件即服务（SaaS），平台即服务（PaaS）和基础架构即服务（IaaS）。

图3云计算的体系结构 图4云的模型

1. 软件即服务（SaaS）：SaaS是一种软件交付方法，为基于Web的服务提供远程授权的多租户对软件及其功能的访问。软件即服务（SaaS）是一种软件分发模式，其中应用程序由供应商或服务提供商托管，并通过网络（通常是因特网）向客户提供。在这个模型中，为客户提供了一个完整的应用程序，作为需求服务。服务的单个实例在云上运行，并为多个最终用户提供服务。在客户方面，不需要在服务器或软件许可证上进行前期投资，而对于提供商来说，由于只需要托管和维护单个应用程序，所以降低了成本。消费者不管理或控制包括网络，服务器，操作系统和存储在内的无风险云基础架构。今天，SaaS由诸如Google，Salesforce，Microsoft和Zoho等公司提供，用于Google Apps，Salesforce，Nivio，Caspio和http://Learn.com等应用程序。

2. 平台即服务（Paas）：在PaaS中，消费者可以使用供应商支持的编程工具创建自定义应用程序，并将其部署到供应商的云基础架构中。在这里，一层软件或开发环境被封装并作为一项服务提供，在这种服务上可以构建其他更高级别的服务。客户可以自由构建自己的应用程序，这些应用程序在供应商的基础架构上运行。消费者可以控制已部署的应用程序和可能的应用程序托管环境配置为了满足应用程序的可管理性和可伸缩性要求，PaaS提供商提供了预定义的操作系统和应用程序服务器组合，例如LAMP平台（Linux，Apache，MySql和PHP），受限J2EE，Windows Azure

Ruby等Google的App Engine，http://Force.com等都是一些流行的PaaS示例。

3. 基础架构即服务（Iaas）：IaaS通过网络提供基本的存储和计算功能作为标准化服务。 将服务器，存储系统，网络设备，数据中心空间等集中起来，可用于处理工作负载。 消费者能够部署和运行任意软件，其中可以包括操作系统和应用程序。 消费者不管理或控制底层云基础架构，但可以控制操作系统，存储，部署的应用程序以及对选定网络组件（例如主机防火墙）的可能有限控制。 一些常见的例子是亚马逊EC2，GoGrid，iland，Rackspace云服务器和ReliaCloud。

在第一个IaaS层中，物理资源通常通过机器虚拟化作为服务提供。该层主要用于运行HPC Cloud环境。在第二个PaaS层中，软件开发平台作为服务提供，用于在集成环境中部署和维护应用程序。在第三个SaaS层中，软件应用程序作为服务交付，而不是购买许可证以在本地安装;用户分划为使用特定应用程序的服务。

云对用户和应用程序是透明的，它们可以以多种方式构建，如品牌产品，专有开源，硬件或软件，或者只是现成的PC。一般来说，它们建立在PC服务器和现成组件以及与内部应用程序和/或系统软件相结合的开源软件的集群上。如前所述，SaaS是一种软件部署模式，其中应用程序作为向互联网上的客户提供的服务托管。 Saas减轻了软件维护/支持的负担，但用户放弃了对软件版本和要求的控制。

图5云服务交付模型

图6云计算服务层

云部署模型

云计算被定义为“一种模式，可以随时随地访问共享的可配置计算资源池，并以最少的管理工作或服务提供商交互快速配置和发布。根据云的可访问性限制和部署模式，云可以分为三类。云集成商可以为确定每个组织的正确云路径发挥重要作用。这些模型是：

1.公有云2.私有云和3.混合云

公有云由第三方拥有和运营，并以一种即付即用的方式提供给普通公众用户，无论其来源或隶属关系如何。公共云（异地和远程）描述云计算，资源通过互联网按需自助服务，通过Web应用程序/ Web服务，开放API，从第三方提供商在效用计算基础上的账单。所有定制者共享相同的基础设施池，配置有限，安全保护和可用性差异。公有云的优势之一在于它们可能比企业云更大，因此可以根据需要无缝扩展。

私有云的使用仅限于组织的成员，员工和值得信赖的合作伙伴。在采用公共云计划之前，私有云环境通常是企业迈出的第一步。企业已经发现了将共享服务整合到从主数据中心部署的虚拟化硬件以为本地和远程用户提供服务的好处。私有云有两种变化：

内部部署私有云：内部部署私有云（也称为内部云）托管在自己的数据中心内。该模型提供了更加标准化的流程和保护，但在大小和可扩展性方面受到限制。 IT部门还需要为物理资源承担资金和运营成本。这最适合需要对基础架构和安全性进行全面控制和可配置性的应用。

外部托管的私有云：这种类型的私有云由外部托管的云提供商提供，其中提供商促进专有云环境并充分保证隐私。这最适合那些由于共享物理资源而不喜欢公共云的企业。

混合云环境由现场（场内）和场外（公共云）的部分计算资源组成，即它们结合了公共和私有云模式。通过集成公共云服务，用户可以利用云解决方案来实现特定功能，这些功能的成本太高，无法在虚拟服务器灾难恢复，备份和测试/开发环境等前提下进行维护。

还定义了一个社区云，当几个具有相似需求的组织共享共同的基础架构时就形成了这个云。成本分摊的用户数量比公共云少，但不止一个租户。混合云可以以无缝方式使用私有云和公共云。在典型的公共云场景中，第三方供应商向各种客户提供诸如计算，存储，网络，虚拟化和应用程序等服务。在私有云环境中，内部IT资源用于为其内部用户和客户提供服务。企业正在采用公共云服务，通过利用云的弹性可伸缩性和面向市场的成本核算功能来节省资本支出和运营成本。尽管如此，公共云计算也引发了对数据安全，管理，数据传输，性能和控制水平的担忧。云计算应用涉及多个领域，包括商业，技术，政府，医疗保健，智能电网，智能交通网络，生命科学，灾难管理，自动化，数据分析以及消费者和社交网络。随着云服务的出现，用于创建，部署和交付这些应用程序的各种模型。

图7虚拟机结构示意图

云计算中的虚拟化：虚拟化是“创建虚拟（而不是实际）版本的东西，例如服务器，台式机，存储设备，操作系统或网络资源。虚拟化提供了许多好处，包括降低成本，有效利用资源，更好的可访问性和最小化风险等。被称为管理程序的软件有助于访问虚拟机和主机或服务器。管理程序充当硬件和虚拟环境之间的链接，并分配硬件资源，例如CPU使用率，不同虚拟环境之间的内存分配。虚拟机管理程序可以模拟多个相互隔离的虚拟硬件平台，从而允许虚拟机在相同的基础物理主机上运行Linux和Windows Server操作系统。虚拟化通过减少对物理硬件系统的需求来限制成本。虚拟化可轻松将您的硬件外包出去，并消除与其运营相关的任何能源成本。虚拟化可通过各种可用的技术实现，并且也是开放源代码。最好的虚拟化体验和性能由XEN或KVM或OpenVZ提供。

虚拟机技术允许多台虚拟机在单台物理机上运行虚拟机的主要优势是：

1. 它可以运行物理硬件不可用的操作系统，

2. 更容易创建新机器，备份机器等，

3. 使用“干净”安装的操作系统和软件进行软件测试，

4. 模拟比实际可用的更多的机器，

5. 在一台主机上分时轻载系统，

6. 调试问题（暂停和恢复问题机器），

7. 轻松迁移虚拟机（需要关闭或不需要关闭）。

8. 运行遗留系统！

云计算使得依赖系统基础设施的公司和应用程序能够基础设施更少。通过使用“基于使用和按需付费”的云基础架构，我们所有人都可以节省资金和运营投资！

客户可以将他们的数据放在平台上，而不是在他们自己的桌面PC上和/或在他们自己的服务器上。他们可以将他们的应用程序放在云上，并使用云中的服务器来执行处理和数据操作等。

一些大型网络公司现在正在利用这样一个事实，即他们拥有可以被其他人利用的数据存储容量，这使得远程存储的数据可以暂时缓存在台式计算机，手机或其他联网设备上。 亚马逊的弹性计算云（EC2）和简单存储解决方案（S3）是着名的例子，Mechanical Turk和Unlimited Storage。

机遇与挑战云计算

云的使用提供了许多机会。它使服务能够在不了解其基础架构的情况下使用。云计算使用规模经济，因为它可能降低创业公司的支出成本，因为他们不再需要购买他们自己的软件或服务器，成本可以通过按需定价。供应商和服务提供商通过建立持续的收入来索偿成本。数据和服务远程存储，但可从“任何地点”访问。

尽管采用云计算有很多好处，但采用还存在一些重大障碍。其中最重要的一点是，云计算的使用意味着对其他公司的依赖，这可能会限制灵活性和创新，因为其他公司可能会成为可能垄断市场的更大的互联网公司，如谷歌和IBM。有些人认为，超级计算机的这种使用是回到大型机计算PC反应的时代。安全性可能被证明是一个大问题，因为它仍然不清楚外部数据的安全性如何，并且在使用这些服务时数据的所有权并不总是很清楚。

云计算的优势

1. 降低计算机成本降低资本成本：降低IT运营成本，不存在硬件或软件安装或维护，优化IT基础架构。由于云用户无需投资信息技术基础设施，购买硬件或购买软件许可证，其优势包括低前期成本，快速投资回报，快速部署，定制化，灵活使用以及可使使用新的创新。由于应用程序在云中运行，而不是在桌面PC上运行，因此您的桌面PC不需要传统桌面软件所需的处理能力或硬盘空间。当您使用基于网络的应用程序时，您的PC可以更便宜，硬盘更小，内存更少，处理器效率更高。实际上，在这种情况下，您的PC甚至不需要CD或DVD驱动器，因为不需要加载软件程序，也不需要保存任何文档文件。

2. 改进的性能：由于很少有大型程序占用计算机的内存，所以您会看到更好的性能，从你的电脑中获得。云计算系统中的计算机启动并运行得更快，因为它们的程序和进程加载到内存中的次数更少。

3. 降低软件成本：您可以免费购买大部分免费软件，而无需购买昂贵的软件应用程序。如今的大多数云计算应用程序，例如Google Docs套件。它比支付类似的商业软件要好，而且单单可能是切换到云应用程序的理由。

4. 即时软件更新：云计算的另一个优势是您不再需要选择陈旧的软件和较高的升级成本。当应用程序基于Web时，下次登录到云时会自动更新。当您访问基于Web的应用程序时，无需付费或下载升级即可获得最新版本。

5. 改进文档格式兼容性：您不必担心在计算机上创建的文档与其他用户的应用程序或操作系统兼容。当每个人都在云中共享文档和应用程序时，潜在的格式不兼容。

6. 无限存储容量：云计算提供几乎无限的存储空间。与云中可用的数百个Pbytes相比，您的计算机当前的1 T字节硬盘驱动器很小。

7. 提高数据可靠性：与桌面计算不同，在桌面计算中，如果硬盘崩溃并销毁所有有价值的数据，计算机在云中崩溃不应影响数据的存储。如果您的个人计算机崩溃，您的所有数据仍然在云中，仍然可以访问。在一个个人桌面PC用户定期备份数据的世界里，云计算是一个数据安全的计算平台！

8. 通用文档访问：这不是云计算的问题，因为您不会随身携带文档。相反，他们留在云中，只要有电脑和互联网连接，您就可以访问他们。无论您身在何处，立即可以立即获得文档

9. 最新版本的可用性：当您在家编辑文档时，该编辑版本是您在工作中访问文档时看到的内容。只要您连接了云，云就会始终托管文档的最新版本，您不会遇到过时的版本。

10. 更轻松的团队协作：共享文档直接导致更好的协作。许多用户这样做是因为它是云计算的重要优势，并且多个用户可以在文档和项目上轻松协作。

11. 设备独立性：由于用户未连接到单台计算机或网络，因此计算机，应用程序和文档的更改将通过云进行跟踪。如果他转移到便携式设备上，他的应用程序和文档仍然可用。

云计算的缺点

•需要连接互联网：如果无法连接到互联网，则无法进行云计算。既然你使用互联网连接你的应用程序和文件，如果你没有互联网连接，你甚至不能访问任何东西，甚至你自己的文件。死亡的互联网连接意味着没有工作，并且在互联网连接很少或本质上不可靠的领域，这可能是一个破坏交易的行为。

•低速连接不能很好地工作：类似地，低速互联网连接（例如拨号服务所发现的连接）使云计算充满痛苦，而且往往是不可能的。与大型文档一样，基于Web的应用程序需要大量带宽下载。

•功能可能有限：这种情况必然会发生变化，但如今许多基于Web的应用程序不像基于桌面的应用程序那样功能全面。例如，您可以使用Microsoft Power-Point进行更多操作，而不是使用Google Presentation的基于Web的产品。

•速度可能很慢：即使连接速度很快，基于Web的应用程序有时可能比在台式PC上访问类似的软件程序要慢。从接口到当前文档的所有程序必须从计算机来回发送到云中的计算机。如果云服务器恰好在那个时候备份，或者如果互联网的发展缓慢，那么您将无法从桌面应用程序中获得即时的访问权限。

•存储的数据可能不安全：通过云计算，您的所有数据都存储在云中。问题是云有多安全？未经授权的用户可以访问您的机密数据吗？

•存储的数据可能丢失：理论上，存储在云中的数据是安全的，可以在多台机器上复制。但是，如果数据丢失的可能性很小，则您没有物理或本地备份。简而言之，如果云让你失望，依靠云就会使你处于风险之中。

•HPC系统：不清楚您可以运行使用MPI / OpenMP的计算密集型HPC应用程序！调度对于这种类型的应用程序非常重要，因为您希望所有VM都位于同一位置以最大限度地减少通信延迟！

•一般问题：每个云系统使用不同的协议，并且不同的API可能无法在基于云的系统之间运行应用程序。亚马逊已经创建了自己的数据库系统（不是SQL 92）和工作流系统（许多流行的工作流系统），所以你的正常应用程序将不得不适应在这些平台上执行。还有一些与政策和访问有关的问题，就好像您的数据存储在国外，而您的政策遵守了哪些政策？如果远程服务器出现故障会发生什么？你将如何访问文件？有一些用户被锁定在帐户外并且无法访问数据。

普及云计算服务

在主要云提供商方面，2017年有三大顶级竞争者亚马逊网络服务，微软和谷歌保持前三名。这些公共云公司将大量计算机，存储和网络租赁给那些不希望花费更多资金来运行自己的数据中心的商业客户。

亚马逊网络服务今年预计将带来140亿美元的收入，迄今仍是最大的玩家。亚马逊网络服务（AWS）的市场份额保持在IaaS和PaaS领域的大约40％ - 比未来三家公司（微软，谷歌和IBM）的总和还要多。

微软为小型企业提供最实惠的云服务。多年来，微软仍然是许多在自己的数据中心运行微软软件的企业的首选云。 2017年微软Azure的收入将近30亿美元。

互联网搜索和广告巨头谷歌在谷歌云平台上投入了大量资金，并改进了销售方式，以吸引大型企业的企业客户以及倾向于云计算的初创企业。

随着云计算将计算和软件转变为商品服务，换句话说，一切都是服务，它不仅导致技术革命，而且也导致商业革命。各种类型的服务（基础设施即服务，平台即服务，软件即服务，业务流程即服务）的洞察和影响必须重新审视。

大多数云服务都是为了提供标准化的商品硬件，开源系统软件，应用软件和数据库而设立的。云服务器通常是带有X86 CPU的集群，以及千兆位以太网互连结构。由于大多数商业工作负载不需要在互连网络结构上进行数据移动，因此这是一种具有成本效益的方法。一些高端云服务器开始使用高性能In-finiband互连网络结构。

大多数商业云使用商品网络和存储设备，这些设备适合有效地托管松散耦合的科学应用，这些应用通常需要大量的计算，而且数据要求不高，而且任务间的通信不频繁。一些研究表明，云计算是运行松散耦合的科学应用程序和工作流程应用程序的可行平台，松散耦合的并行应用程序由一系列通过数据和控制依赖性链接的计算任务组成。

但是，如果安全和隐私问题未得到充分解决，实际采用云技术可能会受到严重阻碍。由于云是一个开放的平台，它可能受到内部人士和外部人士的恶意攻击;保护云中数据安全和隐私的需求成为一个关键问题。虽然密码学方面的最新进展（如完全同态加密和安全多方计算）很有前景，但仍需要做更多工作来将理论技术转化为可在云中高效实施的实际解决方案。

云计算的商业潜力得到了几位市场研究分析师的认可。预计到2020年，全球云服务支出将达到约1万亿美元。为实现这一潜力，需要解决几个技术，业务，安全和应用导向的挑战。

云中的安全问题

数据安全是一个值得审查的关键因素。企业不愿意向供应商购买商业数据安全保证。他们害怕将数据丢失到消费者的竞争和数据机密性上。云安全概念要求全面了解网络，基础设施和信息所面临的威胁。云中的数据通常驻留在共享环境中，但数据所有者应完全控制谁有权使用数据以及他们获得访问权后可以使用哪些数据。信息安全是云环境中值得关注的领域。安全是指系统能够防止设计使用之外的恶意或意外行为，并防止泄露或丢失信息。云应用程序暴露在互联网之外的受信任的本地边界之外，通常向公众开放，并可能为不信任的用户提供服务。应用程序的设计和部署必须能够保护它们免受恶意攻击，限制只能访问已批准的用户，并保护敏感数据。图4描述了包括供应商锁定问题在内的挑战。供应商锁定问题是客户依赖（即锁定）单一的云供应商技术实现并且未来不会轻易转移到不同供应商的情况，而没有实质性成本，法律约束或技术不兼容性[21-24]。在云模型中，服务提供商负责维护数据安全，企业将不得不依赖他们。

云的未来

到2020年，“云”的普及将会显着增长。将会有许多令人愉快的改变，其中之一应该是完全摆脱“无云”政策。基于云的类似物使用起来更好，更灵活。专家认为，所有'无云'公司都将在其工作中开始使用云服务。毕竟，到2015年底，88％的企业家将企业转移到了云端。但是，人们担心云计算的主流采用会给用户带来很多问题。许多可以在本地群集上安装并运行的新的开源系统应该能够在这些系统上运行各种应用程序。软件将与硬件分离，模块化软件将成为未来的优先事项。预计低功耗处理器将刺激云服务提供商服务价格的下滑，而数据安全性将继续优越。

IT计算机技术人员对于云计算的进展和维护有着巨大的需求。 2017年，83％的企业将云技术评为数字化转型的关键，对于任何具有云架构经验的人员以及考虑云计算职业生涯的人来说，这都是一个好消息。随着越来越多的人，机器和事物产生的数据将越来越多地在云中处理，云将继续破坏传统的IT模型。随着云采用的增加，企业正在使用它来实现更高的可扩展性，更高的性能和更快的上市时间。因此，构建，部署和安全云的技能仍将是至关重要的。而且由于公司正在接受多种云模式和多种提供商，那些在云中工作的人需要多种技能，涵盖不同的平台和服务，以帮助公司利用云获得持续的收益和竞争优势。对于功能应用开发和Oracle，SAP，SQL的支持熟练程度，需要将硬件链接到软件。为了利用数据制定战略业务决策，商业智能：将销售预测应用于库存和制造决策专业知识将是至关重要的。移动应用需要Android，iPhone，Windows Mobile技能。光纤通信工程师光纤通信为PON，CWDM，DWDM技术和IP工程师，网络安全专家，Web开发人员，社交媒体开发人员提供了最高的带宽，未来将会满足商业英特尔智能应用程序的开发和支持需求。

图8 2017年云计算世界

云计算为系统和应用程序开发人员，工程师，系统管理员和服务提供商带来了许多挑战。最重要的是有效地管理虚拟机（VM）生命周期，以提供消费者的质量期望，同时降低服务的成本交付。第二个挑战对于保护云服务提供商管理的虚拟机上的数据和计算非常敏感。保证用户的隐私和信任要求并满足云中数据托管的法律法规遵从要求也同样重要。服务定价模式和管理服务水平协议（SLA）并保证服务质量（QoS）满意度并防止或最大限度地降低SLA违规问题是一个难题。选择数据中心的位置也是一项挑战，以便数据安全性，运营成本和能源消耗符合与用户签订的SLA中的条款。

云计算可以为小型计算科学和工程（CSE）研究小组提供良好的商业模式，因为这些小组通常没有足够的人力资源和知识来管理他们研究的计算和数据基础设施的复杂性，而云计算旨在消除来自用户的复杂性，但是要对上述挑战的答案进行搜索。

结论

强大的永远在线的云实用程序的出现改变了消费者与信息技术的交互方式，实现了视频流，智能个人助理以及内容共享。企业也从云中获益，将其大部分信息技术外包给云服务。科学也没有充分利用云的优势。如果世俗的杂事自动化并外包给云，科学发现会加速吗？

云计算正在超越IT行业，各种规模的客户都可以实现真正的商业价值。云解决方案很容易获得，不需要长期合同，并且更容易根据需要进行扩展和缩减，但需要适当的规划和迁移服务以确保成功实施。公共云和私有云可以一起部署，以充分利用这两者中的最佳组合。第三方监控服务可确保客户充分利用云环境。通过仔细的计划和分析，可以实现安全合规性和监控

云计算的未来对于今天使用这种技术的公司来说是一个巨大的技术突破的机会。很快，云技术将比现在更快，更高效地开展工作。此外，加上它们的传播，我们的生活将会加速。