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1、云计算技术发展特点分析2016年云计算技术发展特点分析 (一)全球云计算技术发展热点1.容器技术助力云计算发展Docker技术快速迭代。2014年1月Docker1.0版本正式发布，它的前身是DotCloud的一个开源项目。利用Linux和核心工具支撑容器之间的隔离。Docker迭代速度非常快，2015年11月Docker正式发布1.9版本，该版本包含了正式用于产品的swarm和多宿主机互联功能，为Docker引擎添加了新的卷管理系统，并修改了compose使其更好的支持多种环境。2015年11月DockerEurope2015在西班牙巴塞罗那召开，Docker公司宣布了对Docker平台中容

2、器安全方面的三大改进，即支持利用Yubikey进行硬件签名、对DockerHub中镜像进行安全扫描和支持用户名字空间。最近一项调查显示，69%的公司将会在下一年的生产环境中使用容器。容器逐步成为主流云计算技术之一。2014 年OpenStack社区决定开始支持容器和第三方容器支持者，创造一个多种技术混合的多元环境，Openstack将相关技术命名为“容器编辑引擎”。VMware已经宣布将支持容器，强调采用虚拟机作为介质部署容器可对容器安全性和管理控制进行补充。Redhat将Docker集成到自己的操作系统RHEL中以KVM承载Docker，并推出了RHEL7AtomicHOST容器虚拟化系统，

3、Atomic定义了Redhat认证的Docker宿主、容器元、容器开发包等，瞄准了原本安全堪忧的Docker，从整体架构的各个层面进行可信认证。2014年秋亚马逊正式推出了弹性容器服务，在AWS客户启动容器后，ECS将负责扩展容器，提高了云移植性并降低了成本。容器技术推动自动化运维。运维自动化的最关键部分是运行环境的定义。Docker帮助开发者很简单的实现开发环境和生产环境一致，意味着目录、路径、配置文件、储存用户名密码的方式、访问权限、域名等种种细节的一致和差异处理的标准化，Docker可以简单的实现不同机器上的环境标准化。2.更加高效的Unikernel技术引发关注根据x86架构，无论是传

4、统的虚拟机还是最近兴起的容器(Container)技术，用户应用仍然运行在“用户态”，对硬件的访问和操作仍然需要借助运行在“内核态”的操作系统来进行，这样应用对硬件资源的访问就需要经过用户态到内核态之间的上下文切换，从而损失了一定的性能。最近几年，以LibOS为基础的Unikernel技术受到了一定的重视。Unikernel将应用及其依赖的运行时环境全部运行在“内核态”，即全部在X86CPU的特权模式(Ring0)下运行，完全摒弃了传统意义上的操作系统，对硬件的访问完全由Hyperisor层实现。其优势在于：(1)更好的安全性：与传统操作系统相比攻击界面更小，受到攻击的可能性随之减小。(2)更

5、小的体积：由于不需要完整操作系统的支撑，Unikernel实例的大小仅为传统VM的4%左右。(3)更短的启动时间：没有操作系统装载的过程，启动时间更短。Unikernel也有其劣势，由于其为上层应用的定制化程度较高，因此难以像传统操作系统一样用于通用的应用目的。目前Unikernel仍处在研究阶段，主要的项目包括ClickOS、Clive、MirageOS等，商业化应用为时尚早。图：从虚拟机到Unikernel的演化3.x86在基础计算架构领域一统天下的局面或将改变x86在基础计算架构领域一统天下的局面可能在未来几年改变。云计算产生的最初动力在于使用廉价的x86计算节点构建具有强大计算、存储和

6、容错能力的高性能计算集群。x86一直是公共云和企业专有云平台的最佳甚至是唯一选择。这种情况在近几年开始改变。IBM从2013年开始投入10亿美元进行基于Power架构的Linux研发，并在同年将Power8架构开源，力图建立完整的生态系统;2014年，IBM开始提供基于Power主机的企业云解决方案。Oracle在2015年宣布向云计算全面转型，并在全球建立了18个数据中心提供公共云服务，其中大量采用了基于SPARC芯片的服务器。ARM由于其低功耗、低成本的特点也成为构建基础云计算平台的新选择，Dell、HP、微软、亚马逊等公司都投入大量资金进行ARM服务器的开发，以替代云平台中的x86服务器

7、。未来几年，云计算基础设施领域可能出现x86、ARM、Power、SPARC等多种架构竞逐的局面，其成败将深刻影响全球IT 产业格局。4.云计算与物联网(IoT)技术的结合成为新的技术与业务发展方向随着“工业4.0”、“工业互联网”等新概念的出现，以物联网(IoT)技术为基础，连接生产现场的各类传感器、执行器，进行大量数据采集并实时或离线分析，实现运行监控、预测维护、制造协同等成为制造、交通、医疗、能源等多个行业新的技术趋势。对IoT海量数据进行分析需要庞大的计算能力，这成为云计算与IoT相互结合的最大动力。2015年以来，来自IT、互联网和制造业的巨头纷纷发布其面向IoT场景的云计算服务。2

8、015年3月，微软发布了“AzureIoT”服务，其可以与Windows10IoT操作系统结合，将现场数据发送至Azure平台进行进一步分析。制造业巨头GE在2015年8月发布了“PredixCloud”平台，可以通过内置在发动机、发电机等产品上的“PredixMachine”将现场数据发送至Predix平台，用户可以利用开放的PaaS环境开发APP应用对数据进行分析。亚马逊在2015年10月的AWS峰会上发布了“AWSIoT”服务，可以通过连接生产、生活中的各类设备，并利用AWS上已有的各类云服务进行数据的存储与分析。与IoT在技术和业务模式上的结合不仅将成为云计算向各垂直行业渗透的重要切入

9、点，而且也将成为未来10-20年ICT技术的重要热点。(二)我国云计算领域技术亮点1.我国云计算核心技术自主研发能力增强根据2015年7月份可信云大会发布数据显示，目前通过认证的37个云主机服务，采用开源和自研的虚拟化方案占比80.7%，采用开源和自研的虚拟化管理软件占比61%，开源和自研所占比重较2015年1月份数据提升近15%。图：我国公共云服务虚拟化方案及虚拟化管理方案2.在云计算基础技术领域突破不断我国云服务厂商自主研发免重启热补丁技术。漏洞修补一直是影响云服务连续性的棘手问题，2015年3月，XEN的漏洞修补造成了亚马逊AWS、IBM SoftLayer、Linode及 Racksp

10、ace多家云服务商的大面积主机重启。我国云服务厂商自主研发免重启热补丁技术，比如UCloud自主研发的热补丁技术，可实现免重启修复所有内核代码，并将热修复过程业务中断时间控制在10ms内，这项技术在UCloud云平台已经运行超过一年，通过热补丁修复了近20个内核故障，累计进行了约5万台次的热补丁修复，理论上避免了相应次数的服务器重启。Docker技术在我国云计算领域逐步从实验阶段走向应用阶段。雪球的SRE团队借助Docker对整个公司的服务进行了统一的标准化工作，在2015年上半年已经把开发测试、预发布、灰度、生产环境的所有无状态服务都迁移到Docker容器中。蘑菇街采用Openstack+N

11、ovadocker+Docker的架构;蚂蚁金融云是蚂蚁金服推出的针对金融行业的云计算服务，旨在将蚂蚁金服的大型分布式交易系统中间件技术以PaaS的方式提供给相应客户，在整个PaaS产品中，蚂蚁金服通过基于Docker的CaaS层来为上层提供计算存储网络资源，以提高资源的利用率和交付速度。腾讯游戏从2014年开始接触Docker，经过一年的调研、测试、系统设计和开发，2014年底整个系统开始上线运行，现在个平台总共使用700多台物理机，3000多个Docker容器，总体运行良好;大众点评在2014年7月基于Docker搭建私有云平台，目前平台承担了大部分的线上业务，实例数2800个左右，Doc

12、ker物理集群300多台。云计算技术发展的六大趋势云计算技术发展的六大趋势：数据中心向整合化和绿色节能方向发展，虚拟化技术向软硬协同方向发展，大规模分布式存储技术进入创新高峰期，分布式计算技术不断完善和提升，安全与隐私将获得更多关注，SLA细化服务质量监控实时化。1.虚拟化技术向软硬协同方向发展按照IDC的研究，2005年之前是虚拟化技术发展的第一阶段，称之为虚拟化1.0，从2005年到2010年时虚拟化发展的第二阶段，称之为虚拟化2.0，目前已经进入虚拟化2.5阶段，虚拟化3.0阶段在不久也将会到来。根据Gartner的预测，到2016年中国70%的X86企业服务器将实现虚拟化。ArsTec

13、hnica网站上刊出的一篇文章评论到，当前的虚拟化市场当中，VMware是老大，微软Hyper-V老二，思杰Xen第三，红帽和甲骨文在争夺第四把交椅。随着服务器等硬件技术和相关软件技术的进步、软件应用环境的逐步发展成熟以及应用要求不断提高，虚拟化由于具有提高资源利用率、节能环保、可进行大规模数据整合等特点成为一项具有战略意义的新技术。首先，随着各大厂商纷纷进军虚拟化领域，开源虚拟化将不断成熟。Gartner也指出，虽然目前开源虚拟化的市场还比较小，但到2014年底其市场份额将翻番，而且未来也会快速增长。其次，随着虚拟化技术的发展，软硬协同的虚拟化将加快发展。在这方面，内存的虚拟化已初显端倪。第

14、三，网络虚拟化发展迅速。网络虚拟化可以高效地利用网络资源，具有节能成本、简化网络运维和管理、提升网络可靠性等优点。VMware和思科公司通过四年的合作，在网络虚拟化领域取得突破创新，推出了VXLAN（虚拟可扩展局域网）。VXLAN已获得多个行业领先厂商的支持。2.数据中心向整合化和绿色节能方向发展目前传统数据中心的建设正面临异构网络、静态资源、管理复杂、能耗高等方面问题，云计算数据中心与传统数据中心有所不同，它既要解决如何在短时间内快速、高效完成企业级数据中心的扩容部署问题，同时要兼顾绿色节能和高可靠性要求。高利用率、一体化、低功耗、自动化管理成为云计算数据中心建设的关注点，整合、绿色节能成为

15、云计算数据中心构建技术的发展特点。数据中心的整合首先是物理环境的整合，包括供配电和精密制冷等，主要是解决数据中心基础设施的可靠性和可用性问题。进一步的整合是构建针对基础设施的管理系统，引入自动化和智能化管理软件，提升管理运营效率。还有一种整合是存储设备、服务器等的优化、升级，以及推出更先进的服务器和存储设备。艾默生公司就提出，整合创新决胜云计算数据中心。兼顾高效和绿色节能的集装箱数据中心出现。集装箱数据中心是一种既吸收了云计算的思想，又可以让企业快速构建自有数据中心的产品。与传统数据中心相比，集装箱数据中心具有高密度、低PUE、模块化、可移动、灵活快速部署、建设运维一体化等优点，成为发展热点。

16、国外企业如谷歌、微软、英特尔等已经开始开发和部署大规模的绿色集装箱数据中心。通过服务器虚拟化、网络设备智能化等技术可以实现数据中心的局部节能，但尚不能真正实现绿色数据中心的要求，因此，以数据中心为整体目标来实现节能降耗正成为重要的发展方向，围绕数据中心节能降耗的技术将不断创新并取得突破。数据中心高温化是一个发展方向，低功耗服务器和芯片产品也是一个方向。3.分布式计算技术不断完善和提升资源调度管理被认为是云计算的核心，因为云计算不仅是将资源集中，更重要的是资源的合理调度、运营、分配、管理。云计算数据中心的突出特点，是具备大量的基础软硬件资源，实现了基础资源的规模化。但如何合理有效调度管理这些资源

17、，提高这些资源的利用率，降低单位资源的成本，是云计算平台提供商面临的难点和重点。业务/资源调度中心、副本管理技术、任务调度算法、任务容错机制等资源调度和管理技术的发展和优化，将为云计算资源调度和管理提供技术支撑。不过，正成为业界关注重点的云计算操作系统有可能使云计算资源调度管理技术走向新的道路。云计算操作系统是云计算数据中心运营系统，是指架构于服务器、存储、网络等基础硬件资源和单机操作系统、中间件、数据库等基础软件管理海量的基础硬件资源和软件资源的云平台综合管理系统，可以实现极为简化和更加高效的计算模型，以低成本实现指定服务级别、响应时间、安全策略、可用性等规范。现在云计算的商业环境对整个体系

18、的可靠性提供了更高的需求，为了支持商业化的云计算服务，分布式的系统协作和资源调度最重要的就是可靠性。未来成熟的分布式计算技术将能够支持在线服务（SaaS），自从2007年苹果iPhone进入市场开始，事情发生很大的变化，智能手机时代的到来使得Web开始走进移动终端，SaaS的风暴席卷整个互联网，在线应用成为一种时尚。分布式计算技术不断完善和提升，将支持在跨越数据中心的大型集群上执行分布式应用的框架。4.大规模分布式存储技术进入创新高峰期在云计算环境下，存储技术将主要朝着从安全性、便携性及数据访问等方向发展。分布存储的目标是利用多台服务器的存储资源来满足单台服务器不能满足的存储需求，它要求存储资

19、源能够被抽象表示和统一管理，并且能够保证数据读写操作的安全性、可靠性、性能等各方面要求。为保证高可靠性和经济性，云计算采用分布式存储的方式来存储数据，采用冗余存储的方式来保证存储数据的可靠性，以高可靠软件来弥补硬件的不可靠，从而提供廉价可靠的海量分布式存储和计算系统。在大规模分布式存储技术中，基于块设备的分布式文件系统适用于大型的、海量数据的云计算平台，它将客户数据冗余部署在大量廉价的普通存储上，通过并行和分布式计算技术，可以提供优秀的数据冗余功能。且由于采用了分布式并发数据处理技术，众多存储节点可以同时向用户提供高性能的数据存取服务，也保证数据传输的高效性。目前国外很多大学、研究机构和公司已

20、经或正在着手开发分布式文件系统，已经涌现出一批著名的分布式文件系统，如PVFS、GPFS、zFS、GoogleFS、HadoopFS等，进一步更深入的研发也还在进行中。除了大规模分布式存储技术，P2P存储、数据网格、智能海量存储系统等方也是海量存储发展的趋势体现。其中，P2P存储可以看做是分布式存储的一种，是一个用于对等网络的数据存储系统，旨在提供高效率、鲁棒和负载均衡的文件存取。数据网格是有机的智能单元的组合，类似于计算网格。智能海量存储系统包括主动的数据采集、数据分析、主动调整等。云计算中存储的海量数据应用将为云计算提供新的价值高点，也必将成为云计算发展的重点方向之一。5.SLA细化服务质

21、量监控实时化要想让用户敢于将关键业务应用放在云计算平台上，粗放的服务协议显然无法让人放心，用户需要知道云计算厂商能否快速地将数据传遍全国、网络连接状况又能好到何种程度。对于激增的商业需求而言，性能的拓展是不够的，而云计算提供商能够多快地拓展性能也事关重要。用户需要能够让他们高枕无忧的服务品质协议，细化服务品质是必然趋势。云计算对计算、存储和网络的资源池化，使得对底层资源的管理越来越复杂，越来越重要，基于云计算的高效工作负载监控要在性能发生问题之前就提前发现苗头，从而防患于未然，实时的了解云计算运行详细信息将有助于交付一个更强大的云计算使用体验，也是未来发展的方向。此外，开源云计算技术进一步普及

22、应用。数据表明，目前全世界有90%以上的云计算应用部署在开源平台上。云计算对于安全、敏捷、弹性、个性化开源平台的需求以及突出的实用、价廉的特性，也决定了开源计算平台在云时代的领军位置。很多云计算前沿企业和机构如亚马逊、谷歌、Facebook都在开发部署开源云计算平台。开源云计算平台不仅减少了企业在技术基础架构上的大量前期投入，而且大大增强了云计算应用的适用性。开源云计算技术得到长足发展的同时，必将带动云计算项目更快更好落地，成为企业竞争的核心利益。为此，开源云计算技术将进一步得到重视和普及。6.安全与隐私将获得更多关注云计算作为一种新的应用模式，在形态上与传统互联网相比发生了一些变化，势必带来

23、新的安全问题，例如数据高度集中使数据泄漏风险激增、多客户端访问增加了数据被截获的风险等等。云安全技术是保障云计算服务安全性的有效手段，它要解决包括云基础设施安全、数据安全、认证和访问管理安全以及审计合规性等诸多问题。云计算本身的安全仍然要依赖于传统信息安全领域的主要技术。不过另一方面，云计算具有虚拟化、资源共享等特点，传统信息安全技术需要适应其特点采取不同的模式，或者有新的技术创新。另外，由于在云计算中用户无法准确知道数据的位置，因此云计算提供商和用户的信任问题是云计算安全要考虑的一个重点。总体来说，云计算提供商要充分结合云计算特点和用户要求，提供整体的云计算安全措施，这将驱动云计算安全技术发

24、展。适应云计算的特点和安全需求，云计算安全技术在加密技术、信任技术、安全解决方案、安全服务模式方面加快发展。此外，未来的安全趋势，势必会涉及终端及移动终端各个层面，包括各类PC、手机在内的智能终端、可穿戴设备，都有可能会面临攻击者的挑战，这样的攻击对多种设备会变得日益难以防护。解决终端安全，云安全是首先需要解决的，即从云端首先判断安全的趋势，而不是孤立的从一台终端来判断。通过云端安全的大数据分析，可以清晰发现其中存在的多种威胁趋势，从而及时拦截新木马以及防止网络入侵和攻击。隐私权保护问题虽是云计算普及过程中需要解决的一大难题，但随着云计算的发展及相关标准的成熟。相信隐私权会得到更好地保护，云计算也将像互联网上的其他应用环境一样，深刻地影响我们的生活方式。【科技评论】无处不在的云计算又多了一个兄弟雾计算【科技评论】云计算在军事信息系统中的应用探析【特邀专栏】赵文银：浮云分层商业模式与云计算虚拟企业集群【科技评论】开放式混合云：云计算的一种新方法【科技评论】云计算在军事领域的展望与应用【科技评论】云计算和物联网的美妙融合【科技评论】云计算在军事领域的展望与应用【军事文摘】决胜在云端云计算的军事应用初探【科技评论】李德毅：云计算再认识（56页PPT+云计算大会演讲实录）