中保天和

物联网的平台来源：日期：[2017-04-13]

本书系统地阐述了云计算的理念、架构、对产业的影响以及具体应用，深入分析了云计算即将带来的深刻变革，并结合国内当前物联网的实际应用，在原版的基础上新增了关于物联网和云计算的思考和相关实践，对于物联网与云计算的关系做了较为全面的介绍，并分享了作者们在实施云计算“落地”过程的第一手宝贵经验。

本书清晰、详实的内容对于身处 IT 大变革浪潮中的技术人员、管理者以及关注技术发展的各个群体都具有极为实用的参考价值。

图书在版编目（CIP）数据

智慧的云计算：物联网的平台 / 朱近之主编；IBM 云计算中心编著. —2 版. —北京：电子工业出版社，2011.4

ISBN 978-7-121-12910-0

Ⅰ. ①智… Ⅱ. ①朱… ②I… Ⅲ. ①计算机网络 Ⅳ. ①TP393 中国版本图书馆 CIP 数据核字（2011）第 019765 号

策划编辑：刘皎

责任编辑：许艳印刷：

三河市鑫金马印装有限公司

装订：

出版发行：电子工业出版社

北京市海淀区万寿路 173 信箱邮编 100036

开本：720×1000 1/16 印张：24 字数：323 千字印次：2011 年 4 月第 1 次印刷

印数：4100 册定价：69.00 元

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在过去的几年中，云计算、物联网和智慧地球等颇具前瞻性的概念，在某种程度上打破了我们原来对电信技术及其应用的固有看法。人们正摆脱自建信息系统的惯常模式，逐步认识到硬件也好，平台也好，软件也好，都可以以云计算的服务租用模式实现，并进一步拓展到商业智能和社会智能，信息技术已经上升为让整个物理世界更加智能的智慧地球的新阶段。

将计算变为人们梦寐以求的公用设施，云计算无疑将给信息技术本身及其应用产生深刻的影响。图灵机时代的软件工程方法，后台和终端的资源平衡，前端设备的变迁等等无不因互联网环境下的云计算而产生深刻变化，更为重要的是，云计算带给社会的是获得信息资源的便利性以及利用率的提高。可以想象，云计算将使软件变成更具吸引力、更加易用的服务；人们在开发互联网创新服务时，不再需要一开始就花费巨大投资来部署服务所需的硬件资源和聘用大量技术人员……

正因为云计算带来的潜在价值和无限想象空间，近年来关于云计算的讨论风起云涌。这一方面说明云计算在技术和模式上带来新思路，人们有兴趣通过讨论去学习和认知它，另外一方面也反映出云计算某些方面的不成熟之处，大家借讨论交流求得共识。中国电子学会在 2008 年成立的云计算专家委员会集

中了来自国内、国外学术界和产业界云计算方面的专家，先后组织过 6 次有关讨论，对认识云计算起到了重要的推动作用。

《智慧的云计算》是作者近几年在云计算技术探讨和实践经验的基础上，结合了国内外云计算最新发展，经过多方努力写作而成。该书对云计算的基本概念、技术特征、国外应用现状等进行了较为深入的剖析，梳理了云计算、物联网与智慧地球的关系，对大家非常关心的云计算安全问题作了较好的探讨，并分析了云计算标准以及开源策略对于推动云计算发展的重要意义。IBM 在云计算的商业实践方面也有着丰富的经验，本书介绍了很多云计算应用案例及其商业价值，独具特色的内容对于广大非技术工作者来说，也有着很好的参考价值。

云计算的一大特色就是开放性和交互性，这种特色应该被业界坚持下去。云计算中的各种技术目前都不存在绝对意义上的垄断，只有成熟和不成熟的差别，这对国内的广大用户来说，是一个很好的自主创新机会。利用业界已有成果，不断进行创新，实现新颖的云计算服务，值得我们期待。

IBM 是云计算的积极倡导者，也是智慧地球的率先提出者，《智慧的云计算》应是 IBM 对这些问题基本观点和看法的反映。与此同时，该书主要作者朱近之女士也是中国电子学会云计算专家委员会委员，其中的部分内容也来自于专委会对云计算的认识。

希望广大读者在阅读了这部书后，积极参与到云计算相关的科学研究和商业实践中，让云计算事业在中国蓬勃发展。

李德毅

中国工程院院士中国电子学会云计算专家委员会主任委员

当许多人还在懵懂于“云计算”这个名词，为云计算是否智慧而争论的时候，中化集团已经搭建起了企业云计算平台，并且应用于企业商业计算，云计算已经成为实实在在的系统，让我们体验到了具体的价值。时下云计算之所以变得如此热门，来源于市场宣传的众说纷“云”，更因为人们寄予技术创新能够带来切实的价值这样的期盼。作为一个云计算技术的实践者，云计算系统的应用者，我非常愿意和大家分享使用云计算的真切感受。

本书的作者们多数都在项目组里和我共同工作过，他们直接参与了中化集团云计算项目的实施工作，从前期需求调研到后来的架构设计、系统部署、上线运行，通过和中化团队的紧密合作，确保了项目的圆满成功，为中化集团带来了预期的收益。在本书中，这些建设者分享了云计算在中化实施的真实体会，我相信这些宝贵经验将为大家思考云计算的应用提供一些启迪。

千里之行，始于足下。以亲身的经历和大家共勉：云计算不是虚无缥缈的，其实施也不是一蹴而就的，可以从一个点开始，循序渐进，逐步推广，发挥出商业价值。“停止空谈”，尽早加入到云计算实践中来，不仅能够帮助我们迅速获得项目回报，还能让我们在整个产业中处于一种领先的地位，这对于中国的企业显得尤为重要，也是技术创新为中国企业带来的一次机会。事实证明通过建

设云计算模式的信息系统，可以充分发挥信息化的价值，更加动态地支撑企业各项业务信息应用，从而达到提升企业竞争力的目标，使国内企业能够在信息化方面赶上甚至超过国际领先水平。云计算并不是一项的产品或者技术，而是需要和企业特定需求进行结合。在这个结合的过程中，企业可以充分发挥自己的创新能力，进行自主创新，为整个产业带来更大的价值。

中国中化集团信息技术部总经理

我们高兴地看到云计算在短短的时间里被人们所接受，并得到了迅猛发展，越来越多的企业、政府、学校、医疗等机构投入到云计算实践中，同时也涌现了很多“开发测试云”、“分析云”、“物联网云”，甚至颠覆传统数据中心模式的

“云计算中心”等云计算应用及解决方案。未来将证明云计算是 IT 发展的必然趋势，信息技术将因此发生重大的变革，对企业的商业运营、人们的工作方式甚至人类的生活形态产生深远的影响。

希望有更多的读者从《智慧的云计算》一书的第 2 版中受益，并投入到这场令人兴奋的云计算浪潮中。

云计算：从理想到现实

任何划时代的技术本身都有强烈的时代印记，云计算（Cloud Computing）也不例外。18 世纪中期，蒸汽机的发明和广泛应用作为人类历史上的第一次

技术革命，使机械化和大生产成为可能，开创了全新的工业文明；19 世纪 30 年代以电力技术为标志的第二次技术革命使人类社会进入了电气时代；20 世纪 40 年代以来，以电子技术、计算机、信息网络技术为标志的第三次技术革命，又将我们带入电子信息时代。第一台电子计算机的成功研制、个人电脑的诞生以及互联网的出现，极大地推动了人类社会网络化、信息化的进程。而云计算这种将信息服务变为人们梦寐以求的公用设施的技术手段和商业模式，无疑将对经济发展和社会进步产生深刻影响，加速人类社会整体步入全球化、知识化、智慧化的新时代。

像任何其他重大技术变革一样，云计算从理想到现实都是一个进程。决定这一进程的因素很多，一方面新观念、新模式需要时间和实践的检验，另一方面云计算技术和产业的自身发展和成熟需要过程，再者各类应用需求迫切与否

也是推动云计算从理想到现实的重要因素。从全球来看，云计算的相关概念和技术已经有很多应用案例，很多企业和机构已经部分或全部应用云计算技术来部署自己的信息系统并提供相关服务；在我国，企业和政府部门的信息技术主管对云计算高度关注，已经在将其技术和模式付诸于实践。尽管云计算在信息化建设过程中还没有系统地全部展开，但从一些小规模、局部的云计算实践中，其优势和价值已经显现。

最大限度地利用计算、交互、存储乃至应用等 IT 资源，以最少投入获得最优产出，让最终用户更方便地获取各类信息服务，实现普惠、绿色、高效、专业的信息服务，正是云计算能够带来的好处。云计算提供的灵活计算能力和高效海量数据管理分析方法，云计算环境下信息基础设施能更好地适应用户规模和需求的变化，普通用户也有机会用到最强大的计算资源等等，都将在云计算的应用实践中得以展现。

在中国电子学会云计算专家委员会举办的各类研讨会上，我同本书的主编朱近之女士就云计算有关方面进行过多次深入交流，也曾阅读过其第一版《智慧的云计算》。此次再版增加了颇多内容，并结合了作者们在技术管理和实践方面的经验，总结了 IBM 在云计算领域内的最新认识和前瞻性的解决方案。更为难得的是，作者显然做了很多努力来避免这本书成为一部枯燥的技术类著作，尽量减少理论和技术方面的大量描述，强化了案例分析、应用场景、云计算安全、标准化等目前云计算领域的热点问题和实用性话题。总之，对于很多想了解云计算、应用云计算的人而言，此书或许有着不错的借鉴意义。

正如电的普遍应用靠各类电器及用电设备驱动一样，丰富的信息服务与应用将加快云计算的发展与成熟。希望广大读者积极加入到云计算实践中，共同推动云计算从理想到现实的进程。

林润华

中国电子学会副秘书长

VIII

中国电子学会云计算专家委员会秘书长

作者自

返璞归真

——求云之本性，赴云之实践

在过去的三年半里，我们身处对于云计算的摸索及实践的螺旋式发展中，与广大中国的本土客户及合作伙伴共同为扩大云计算的实际应用范围而努力。在这个过程中，云计算在中国快速升温，公众逐步认同云计算理念，我和团队感受颇深。在政府的创新实践领导、技术提供商以及行业先行者的共同努力下， 2010 年云计算在 IT 市场上异军突起，上升为本年度最具战略意义的 IT 理念之第一。回想起 2007 年 8 月，我回国带领团队开始在中国建立 IBM 大中华区云

计算中心时，在百度中搜索“云计算”，只能找到不超过 40 个的搜索结果。三年

半之后的今天，这个数字已经达到了 3860 万。在万众瞩目之下，市场分析师

和权威媒体已经预测：在未来的 5 年内，绝大多数公司将采纳云计算。今天，认识并应用云计算已经成为企业和政府把握市场脉搏的必修课。

从古至今，任何热门话题都不可避免地会遭遇混淆和误解。如今，当一些新的 IT 服务以云计算的形式被提供出来时，也有另一些旧的产品被贴上“云计算”的标签重新包装，以新瓶装旧酒的方式推向市场。这种现象的产生有很多原因：一方面是大家缺乏对云计算的统一认识和深刻理解，认为使用了某个云计算相关的技术就是实现了云计算，却并未再进一步延伸至云计算的更深层次，忽视了云计算更高的价值，云计算在业务模式上的创新优势并没有被充分

认识到；另一方面，云计算尚处于发展阶段，市场上还存在很多空白地带，在这些地带缺乏现成的、可借鉴的经验，导致了任意的发挥。

于是，疑问声迭起：言必称“云、” 万事皆“云”的时代，云计算的意义何在？

若是用户之前已在使用所谓的“云”，那么今天的云计算又能带来什么新价值？使用云和不使用云有什么区别吗？在这种混乱状况下，原本对云计算抱有高度期望的用户感到迷茫和困惑，对云计算本身产生了怀疑，云计算产业链的发展也因此受到了影响。

是否是时候用一种“返璞归真”的态度，回头审视“云”的本质，重新思考发展云计算的本意呢？如何才能从这些先进的技术中获得切实的利益，使我们的生活和工作更有价值，更加便捷？

就像盲人摸象一般，片面的认知容易影响人们的观点。对于云计算这种革命性的理念，我们需要做的是进一步的深入研究，而不能只停留在今天已然拥有并接触到的某些部分。只有这样，云计算才能真正成为一个重要的转折点，成为 2007 年至 2010 年——这个代表 IT 与业务融合的重要时期的标志。

IBM 七年前已经在硅谷开始运行内部云，为全球十余万名员工提供服务，帮助 IBM 不同区域的员工有同等机会获得世界级的 IT 资源，及时为 IBM 全球的客户提供企业级的产品和服务。IBM 也与谷歌等合作伙伴以及包括麻省理工学院在内等知名高校开展了合作。基于这些宝贵经验，我带领 IBM 大中华区的云计算团队开始实施“蓝云计划”，目标很简单：把内部云扩展到公众领域。迭加合作伙伴的优势，IBM 得以更快、更广泛地提供应用，并更好地实现资源利用。

在过去的三年半中，从政府服务、电子商务、下一代 IDC，到高等教育、高性能计算以及金融服务，医疗和分销领域，IBM 大中华区云计算团队均已成功地验证了云计算，落实了众多的成功案例。身处于新的云环境之内，IBM 的云客户已清晰体会到云的效益，并开始从资源优化到新的商业模式的转变。毫

无疑问，同所有重大变革一样，“云”的优势需要时间和实践来验证。在不久的将来，我们应该可以看到“云”被普遍接受、云计算应用与技术得到更广泛的推广。

IBM 相信，云计算是未来发展的方向，它使各个组织真正实现业务需求和IT 能力的整合，同时减少了自然资源的浪费。我们把 IBM 大中华区云计算中心作为枢纽，与 IBM 本地的合作伙伴和客户共同促进基于云计算平台的自主创新，期待能使中国本地企业的创新能力，尤其是 IT 软实力的创新上升到新的高度。

现在，IBM 大中华区云计算中心作为一个云的专业团队，将所有的精力投入到云的具体项目上去。基于长达七年的云开发经验和三年半的云实践市场经验，我们认为云计算应具备以下九大特征，涵盖了基础架构（IaaS）、平台（PaaS）和软件层面（SaaS）。

◉ IT 能力以服务形式提供——服务的提供者与使用者分离（针对公共云，提供者和使用者是不同企业；针对私有云，提供者和使用者是不同部门），使用者无需拥有 IT 资产。

◉ 网络化访问——采用分布式架构，用户通过网络访问服务（现有大量集中式架构的 IT 服务和应用，如桌面应用）。

◉ 用户自助服务——服务使用者只需具备基本的 IT 常识，经过业务培训就可使用服务，无须经过专业的 IT 培训（现有 IT 用户需要经过专业的 IT 培训和认证），自助服务的内容包括服务的申请/订购、使用、管理、注销等。

◉ 提供开放的服务访问和管理接口——云服务提供标准化的接口供其他服务调用，方便服务开发者基于开放接口开发构建新服务（现有大量的 IT 服务并不提供集成接口，需要大量的二次开发）。

◉ 持续的服务更新与孵化——云计算提供的各种服务能力可随使用者需

XII

求的变化而不断演化，并孵化出新的能力，同时，这种改变可做到向下兼容，即保证原有使用者的持续使用（现有软件的使用模式缺乏这种持续更新的能力）。

◉ 资源聚合成池——服务的提供由一组资源支撑，资源组中的任何一个物理资源对于服务来讲应该是抽象的、可替换的（现有 IT 服务的部署与物理资源绑定）；同一份资源被不同的客户或服务共享，而非隔离的、孤立的（现有 IT 服务的运行模式多为竖井式，物理隔离）。

◉ 自动化管理与快速交付——有效降低服务的运维成本，平均每百台服务器所需的运维人员数量应小于 1 人（现有 IT 服务管理模式下，每百台服务器运维人员数量大于 5 人）；对于服务使用者的服务申请快速响应，响应时间应在分钟级（现有 IT 服务模式下，服务交付时间多为天级）。

◉ 弹性扩展——服务使用的资源规模可随业务量动态扩展，这种扩展对服务使用者和提供者是透明的，扩展过程中服务不会中断，且会保证服务质量（现有 IT 服务的扩展缺乏弹性，且多会影响服务质量）。

◉ 资源使用计量——与资源共享相关，在共享的基础上，服务提供者可通过计量去判定每个服务的实际资源消耗，用于成本核算或计费（现有 IT 服务管理模式下，缺乏对资源使用的计量）。

在以上九个特征中，前五点与云的使用模式相关，而后四点与管理模式相关。把这些特性作为衡量 IT 服务云计算成熟度的指标，就可以定量地去评价一个具体的 IT 服务是否是一个云计算的实例。IBM 大中华区云计算中心认为：如果一项服务具备了超过以上所包含的七项特性，就可以认为该服务是一个典型的云计算的应用案例。之所以这样评价，是因为每项指标都体现了一部分云计算的价值，我们不能“为做云而做云”，而是需要通过云带来价值。通过以上指标的衡量就可以很容易判断在一个特定的场景下，从云中所获得的价值有多大。如果不制定这样的指标，就很容易陷入到“为做云而做云”的怪圈中，无法享受云带来的价值，也就就违背了云计算的初衷。

XIII

只有当我们能清楚地界定一个概念并明确对其的期望时，这个概念才能真正被广泛认可，并成为一个可持续发展的趋势而真正发挥其潜力来造福社会。因此，IBM 大中华区云计算中心希望以这九个特征为指引，判断行云之路是否走对方向，切实地符合政府与企业在本土发展云计算的初衷。返璞归真，求云之本性，赴云之实践。

朱近之

IBM 大中华区云计算中心总经理

XIV

目

录

第 1 章

智慧地球上的云计算

1.1 让我们的地球变得更加智慧

1.2 云计算与物联网 4

1.3 云计算与智慧地球 6

1.3.1 物联网和互联网智能融合，构建智慧地球 7

1.3.2 云计算解决构建智慧地球的 4 大关键问题 8

1.4 回顾 2010 年云计算的发展 14

1.4.1 电信企业主导的云计算 14

1.4.2 政府主导的云计算 15

1.4.3 厂商主导的云计算 16

第 2 章云计算的前世今生——什么是云计算

2.1 无人不知的云计算

2.2 云计算的定义 23

2.3 计算模式的演进过程 27

2.3.1 主机系统与集中计算 27

2.3.2 效用计算 29

2.3.3 个人计算机与桌面计算 30

2.3.4 分布式计算 30

2.3.5 网格计算 31

2.3.6 软件即服务（SaaS） 35

2.4 云计算的出现 37

2.4.1 云计算的推动力 38

2.4.2 云计算如何走进公众视野 47

2.4.3 云计算与网格计算 50

2.5 云计算的特点和公共特征 53

2.5.1 云计算的特点 53

2.5.2 云计算的 9 大特征与成熟度模型 55

2.6 云计算的分类 59

2.6.1 根据云的部署模式和云的使用范围进行分类 59

2.6.2 针对云计算的服务层次和服务类型进行分类 61

第 3 章万木争春次第开——云计算群雄逐鹿 65

3.1 IBM公司 66

3.1.1 蓝云计划 70

3.1.2 IBM CloudBurst 71

3.1.3 IBM公共云服务支撑平台 72

3.1.4 IBM桌面云（Desktop Cloud）解决方案 73

3.1.5 Tivoli Service Automation Manager（TivSAM） 74

3.1.6 Tivoli Usage and Accounting Manager（TUAM） 75

3.1.7 WebSphere CloudBurst 76

3.1.8 WebSphere Virtual Enterprise（WVE） 77

3.1.9 DB2 pureScale 79

3.1.10 LotusLive 81

3.1.11 IBM云存储解决方案 83

3.1.12 BigInsights 87

3.1.13 CastIron 88

XVI

3.1.14 ISDM 90

3.1.15 BI云 92

3.2 亚马逊（Amazon）公司 94

3.2.1 Simple Storage Service（ S3） 94

3.2.2 Elastic Compute Cloud（EC2） 95

3.2.3 Simple Queue Service（SQS） 98

3.2.4 SimpleDB（SDB） 98

3.3 谷歌（Google）公司 99

3.3.1 Google App Engine（GAE） 99

3.3.2 Google Apps 101

3.4 微软（Microsoft）公司 102

3.4.1 Windows Azure 102

3.4.2 Microsoft Live 104

3.5 Salesforce公司 105

3.5.1 Salesforce.com CRM 106

3.5.2 Force.com 106

第 4 章祥云飞瑞万家宝——云计算的价值

108

4.1 云计算的价值概述

109

4.1.1 基础架构即服务（IaaS）的价值 110

4.1.2 平台即服务（PaaS）的价值 112

4.1.3 软件即服务（SaaS）的价值 114

4.2 公共云经济学 116

4.2.1 按使用量付费的意义 116

4.2.2 迁移到云平台的经济分析 119

4.3 私有云投资回报率（ROI）分析 120

4.3.1 私有云收益的 5 个方面 121

4.3.2 云计算客户收益和投资回报率案例 121

4.3.3 硬件回报分析 124

4.3.4 软件回报分析 125

XVII

4.3.5 自动化部署回报分析 125

4.3.6 生产率提高的回报分析 126

4.3.7 系统管理方面的回报 128

4.3.8 如何追踪记录回报率（ROI） 129

4.4 云计算引领绿色未来

130

第 5 章云应用的孵化器——平台云

132

5.1 平台云的缘起

5.2 平台云生态系统和商业价值分析

133

135

5.2.1 平台云的生态系统 135

5.2.2 平台云的运营方式 138

5.2.3 平台云的商业价值 140

5.3 平台云的体系架构分析

142

5.3.1 平台云的开发环境 143

5.3.2 平台云的运行环境 145

5.3.3 平台云的运营环境 147

5.4 平台云的技术基因

5.5 SOA的平台云

149

155

第 6 章他山之石，可以攻玉——云计算的案例分析

158

6.1 业界知名案例：亚马逊 159

6.2 中国第一个云计算中心：无锡云计算中心 162

6.2.1 背景介绍 162

6.2.2 建设方案 163

6.2.3 价值所在 165

6.2.4 发展历程 168

6.3 IBM 内部云 169

6.4 全球第一个财富 500 强企业的云数据中心：中化

XVIII

云计算中心 170

6.4.1 背景介绍 170

6.4.2 价值所在 172

6.5 中国第一个高性能计算云计算中心：北京工业大学

云计算中心 173

6.5.1 背景介绍 173

6.5.2 建设需求 175

6.5.3 价值所在 175

6.6 智慧城市：东营黄河三角洲云计算中心 177

6.6.1 背景介绍 177

6.6.2 建设需求 177

6.6.3 建设方案 179

6.6.4 价值所在 181

6.7 云计算在电信行业的应用：贵州移动云计算

增值业务平台 182

6.7.1 背景介绍 182

6.7.2 建设方案 183

6.7.3 价值所在 184

6.8 云计算在金融行业的应用：某银行云计算

开发测试平台 186

6.8.1 背景介绍 186

6.8.2 建设方案 187

6.8.3 价值所在 188

6.9 云计算在政府部门的应用：辽宁（营口）沿海产业

基地公共服务云平台 189

6.9.1 背景介绍 189

6.9.2 建设需求 190

6.9.3 价值所在 192

6.10 云计算在政府部门的应用：大连高新区公共服务

云平台 192

XIX

6.10.1 背景介绍 192

6.10.2 建设需求 193

6.10.3 价值所在 194

第 7 章开启云计算的金钥匙——实施云计算的方法论

196

7.1 需求分析 198

7.1.1 云的类型选择 198

7.1.2 公共云的需求 199

7.1.3 私有云的需求 202

7.2 方案选择与设计 205

7.2.1 云计算方案参考架构 206

7.2.2 硬件选型 209

7.2.3 服务器虚拟化技术选择 211

7.2.4 服务管理平台 212

7.3 实施流程 217

7.4 云计算服务的运营 219

7.4.1 组织架构 220

7.4.2 成本核算与收费 220

7.4.3 系统运维 222

7.4.4 业务支撑系统 224

第 8 章云路漫漫，发现之旅——云计算的应用场景

229

8.1 从客户行业看云计算 230

8.1.1 电信行业 230

8.1.2 政府部门 233

8.1.3 教育科研行业 236

8.1.4 金融行业 237

8.1.5 广电行业 238

8.2 从应用场景看云计算 239

8.2.1 测试开发云 239

8.2.2 高性能计算云 242

8.2.3 企业数据中心云 245

8.2.4 云计算IDC 249

第 9 章壁垒铁骑绕龙城——云计算的安全性

253

9.1 关于云计算安全性的调查 254

9.2 云计算用户在安全领域的机会 256

9.3 云计算安全的技术手段 258

9.4 基础架构云安全框架 259

9.4.1 用户认证与授权 262

9.4.2 数据隔离 263

9.4.3 数据加密 264

9.4.4 数据保护 265

9.4.5 分级安全控制 265

9.4.6 网络隔离 266

9.4.7 灾备管理 267

9.5 采用专业的安全设备 267

9.6 云计算安全的非技术手段 268

9.6.1 企业信誉 269

9.6.2 实施安全流程及计划 269

9.6.3 云计算系统应用的安全解决方案 270

9.6.4 服务等级合约 271

第 10 章金鳞化龙云驰腾——云计算带来的变革

272

10.1 对终端用户的影响 273

10.2 企业 IT 部门的职能转变 277

10.2.1 “专业的人做专业的事”——与IT合作伙伴之间

的关系 277

XXI

10.2.2 “计费”——IT企业与企业内部业务部门之间

的关系 280

10.2.3 IT人员的职能转变 282

10.3 更加强大的开源力量：云计算背后的推动力 285

10.4 IT 企业的新身份：云服务商 287

10.5 创业型企业和个人：产业链中的亮点 291

10.6 IT 新格局形成，向第三产业的更深层次发展 295

10.6.1 以服务为交付手段的云计算适应全球IT产业

经济状况 295

10.6.2 云计算对我国的机遇 298

10.6.3 在我国推广云计算的意义 299

10.6.4 云计算的推广措施 303

第 11 章无规矩不成方圆——云计算的标准化

305

11.1 为什么要建立云计算标准 306

11.2 云计算标准化现状 307

11.2.1 国际云计算标准化现状 307

11.2.2 国内云计算标准化现状 313

11.3 云计算标准化对企业的影响与启示 315

11.4 云计算标准化的趋势 317

11.5 中国电子学会云计算专家委员会 317

第 12 章云计算的延伸——物联网

320

12.1 物联网简介 321

12.1.1 物联网的概念与架构 321

12.1.2 物联网的关键要素 322

12.1.3 研究物联网的意义 327

12.1.4 物联网的政策环境 329

XXII

12.2 物联网的应用 330

12.2.1 物联网的行业应用 331

12.2.2 物联网应用的发展趋势 333

12.2.3 物联网是实现智慧地球的重要因素 334

12.2.4 物联网应用范例 335

12.2.5 物联网在中国 337

12.3 云计算：物联网的智慧平台 338

12.3.1 物联网云的缘起 339

12.3.2 物联网云的概念与架构 341

12.3.3 物联网云的使用模式 342

12.3.4 物联网云的意义 345

12.3.5 IBM物联网云方案 346

第 13 章关于云计算的一些问答

351

13.1 关于常见问题的解答 352

13.2 对一些误解的澄清 353

附录参考文献 358

XXIII

20 世纪 90 年代末，随着网络的兴起，产生了应用软件服务提供商（Application Service Provider， ASP）。软件服务提供商负责开发、运行和维护软件的全过程，业务企业只需要通过网络租赁、使用服务和支付月租或年费的方式获得服务。到今天，这已经成为非常成熟的 IT 外包业务模式。我们可以将它视为 IT 服务模式的启蒙点。

从 2006 年起，以 SalesForce.com 的 CRM on Demand 为发端，逐渐出现了以服务为导向的

SaaS 运营模式。企业级软件开发厂商尝试改变原有的软件交付部署方式，提供通过互联网交付基于 Web 的企业应用。和原有的交付方式最大的不同是，企业应用的最终使用者不必自己再从头搭建硬件、软件和应用，也不需要维护和不断优化运行的系统，就可以根据实际需求以服务的方式即刻获得应用。这种 IT 服务模式可以帮助企业有效降低成本，快速上线业务系统以及连续获得领先的技术，所以也可以视为在经济危机的背景下服务模式的自我发展。

Springboard 发布的《SaaS 市场在中国的发展 2009—2010》的报告中，进一步阐述了 SaaS 市场的需求在未来 2～3 年将持续增长，并且增长的速度将超过其他传统的 IT 行业，包括传统的应用软件市场。规模庞大的 SaaS 需要更加灵活、优化的运行环境来支撑，就催生了以提供自动弹性伸缩企业应用运行能力的 PaaS 的出现和发展。PaaS 的出现，反过来推进了 SaaS 的发展，主要在于它能够提供企业进行定制化研发的中间件平台，同时涵盖数据库和应用服务器等。PaaS 还可以提高在 Web 平台上的资源数量，例如，可以通过远程 Web 服务使用数据即服务（Data as a Service，DaaS），还可以使用可视化的 API，甚至允许用户混合并匹配适合自己业务应用的其

他平台。用户或者厂商基于 PaaS 平台可以快速开发出自己所需要的应用和产品。同时，基于

PaaS 云计算环境开发的应用能更好地搭建基于 SOA 架构的企业应用。

不像 IaaS 的业务模式，通常以虚拟机实例的形式出售裸机能力，也不像 SaaS 的业务模式，通常以直接可以使用的软件应用的形式来出售软件应用，PaaS 更多的是面对软件开发厂商，通常提供的是平台开发和平台运行的能力，同时将软件开发厂商的应用以 SaaS 的模式交付给最终的用户。图 5-1 解释了 PaaS 在云计算中所在的层次和服务的内容。

PaaS 降低了 SaaS 应用开发者的门槛，提高了开发的效率，充分体现出互联网的低成本、高效率、规模化应用的特性。PaaS 也会将 SaaS 模式推进一个全新的快速发展的时代。

软件即服务（Software as a Service）

平台即服务（Platform as a Service）

基础架构即服务（ Infrastructure as a Service）

图 5-1 云计算中的PaaS 层

5.2.1 平台云的生态系统

了解 PaaS 的形成历史后，还是会有一个疑问：具体来说，什么是 PaaS 呢？

PaaS 还是一个创新性的云计算服务层次，英文的名称叫做 Platform as a Service，简称为 PaaS。 PaaS 是将具体的应用运行支撑能力（传统方式是通过软件中间件提供的）以服务的方式提供给应用生命周期的参与者，可以是应用开发者也可以是应用的运维，亦或是最终的使用者。应用开发者可以采用平台云提供的开发环境直接进行快速开发；同时平台云本身提供以弹性伸缩为主要特征的应用运行能力，为应用提供具有自优化运行时的支撑。

怎样的平台云才算是成功的呢？更多的专家认为，最关键的因素是围绕平台云建立一个具有连续生命力的生态系统。

面临发展机遇，要更加积极地参与到 PaaS 的云计算市场，就需要了解平台云的生态系统。这里将从产业链生态系统的角度描述围绕平台云的整个生态系统，参考图 5-2。

应用提供商

图 5-2 云计算中 PaaS 层生态系统参与者

平台云的使用者大致可以分为应用提供商、平台管理者和平台终端用户三类基本角色。而每一种基本角色也会随着 PaaS 业务模式的成熟，派生出更多的生态角色。

1．应用提供商

我们可以想象平台云如同一个大百货商场，应用提供商提供的软件应用如同货柜上的商品。因此，平台云的应用软件提供商是整个生态系统的关键角色。他们掌握客户细分市场对平台云中软件应用的需求，并具有满足需求所必需的知识技能（比如 CRM，或者行业应用的领域知识和程序开发的技能）。平台云的应用提供商通常分为两类：一类是专门为互联网及平台云而生产软件的厂商（Net-Native）；另一类是传统软件厂商的互联网业务部门。Net-Native 厂商的软件设计和整个商务运作都是围绕平台云的，通常采用先进的互联网技术，较低的运营成本，符合平台云模式的营销渠道与手段，但他们需要时间建立客户信任的品牌。传统的软件厂商具有雄厚的实力、良好的品牌和巨大的传统软件客户群，但已有的软件应用及商务运作向平台云的转型成为摆在他们面前的巨大挑战。

软件提供商在面对比较复杂的服务应用或需求比较复杂的中等规模以上的客户时，通常需要系统集成商的帮助，进行项目咨询、培训、软件配置、数据迁移，以及企业内部系统的应用集成。

2．平台管理者

平台云的运营商提供平台云运营所需要的基础设施及管理服务，比如：724 小时的在线保证、系统灾难备份与恢复、负载均衡与设备集群管理、软件升级更新、客户服务中心（Call Center）等等。大部分软件提供商通常不具备这些核心竞争力，他们把应用托管给具有平台能力的厂商进行运营。扮演这类角色的厂商一般是 ISP、电信运营商等。

软件提供商的 Internet 软件服务虽然本身可以通过互联网随时被客户发现和使用，但同样

需要有较强的客户群、客户关系及品牌的零售商帮助进行销售。这时，大部分平台云厂商都积极发展自己的分销渠道，包括传统营销渠道（比如区域代理商），以及新的网络营销渠道。这时就派生出平台应用分销商。

3．平台终端用户

SalesForce 是领先的共有云提供厂商，其创始人 Marc Benioff 曾作出大胆的预言——“软件即将灭亡”。他的见解就是，最终用户不必购买任何硬件和软件，也没有必要建设和维护数据中心；他们只需要在云中订购自己所需要的应用即可。平台云环境的终端用户体验正是如此，终端用户通常需要与平台云服务商或者零售商签署服务合约，并按照一定的服务规则付费。当业务不再需要应用支持时，可以灵活退订和改订其他应用，做到按需付费。

随着 PaaS 的发展和成熟，云计算的参与者也会加深对整个生态系统的理解，一方面可以找到合适自己的发展策略；另一方面也会产生出新的商业模式和生态角色。

5.2.2 平台云的运营方式

如今，互联网业的竞争已不再是纯粹的技术竞争，而是越来越多地转向互联网资源的竞争。这些互联网资源包括了用户群、可检索的内容、商业信息、网络关系群体和在线服务资源等等。事实上，平台云就是为了互联网资源而生的，缺乏互联网资源的平台云是没有任何生命力的。唯有平台云上有价值的互联网资源，才是对平台开发者最大的诱惑。

当前，PaaS 技术成了各大互联网企业和阵营激烈争夺的主要战场，这场争夺战一点也不亚于当年的系统软件的争夺战。

然而，要做 PaaS 就意味着大量的资源和技术的投入。这不是一般的小企业能够承担的，或

者说小企业在做平台方面并没有什么优势。如果您是一家互联网企业的决策人，就应当清醒地认识到这一点。如果您拥有互联网资源和实力，就完全可以走 PaaS 化的发展道路，让您所拥有的资源发挥更大的价值。如果没有，则应该与各个平台云服务提供商合作，充分利用 PaaS 的Web API 功能，共享他们的互联网资源，从而实现全面的双赢。

对于拥有互联网资源的企业来说，开放互联网资源不但能最大限度地挖掘这些资源的价值，而且还能促进资源的增长。但是，一家拥有互联网资源的企业打算对外开放其资源之前，要注意下面几方面问题。

1．有自己的特色

平台云提供的服务一定要有自己的特色，切忌盲目跟风。这里所讲的特色，首先应该是业务应用方面的特色，也就是说，所开放的服务最好是其他平台所没有的，或者是弥补了应用开发中缺少的服务。当然，如果在业务应用方面没有明显特色，也应该考虑是否在平台模式上有与众不同的特色。尽管大家都是类似的应用，但如果您开放的模式有吸引人的特色，也能在竞争中占得一席之地。

2．运营和控制能力

做平台云是需要较强的运营和控制能力的。运营指的是对平台云的营销和推广，以及平台的监控和维护等多方面的工作。虽然说酒香不怕巷子深，但是在互联网时代再好的东西如果不做营销和推广，也会被层出不穷的新生事物给湮没。而平台和监控与维护，更是起到保证平台云健康发展的重要作用。如果在运营和控制方面没有做好准备，贸然开发平台云就可能会出现混乱的局面，从而失去平台的真正价值。只有良好的运营和控制能力，才是保障平台云稳定运转和健康发展的根本。

3．渐进开放的策略

平台云开放要遵循渐进式的原则，而不应该急于求成。如果直接将全部的资源和服务一下子都开放出来，第三方开发者未必能全面接受和消化。而某一资源或服务接口一旦开放，就必须维持该接口的长期稳定性，如果后期对不适当的接口进行调整，必将造成大范围的影响。因此，开发平台云必须采用渐进开放的策略。成熟一批接口，再开放一批接口。其实，渐进开放也是保证平台云健康发展的基本手段。

4．维护双赢的策略

平台云始终是伴随第三方开发者的成长而成长的，因此，平台云的经营方必须与第三方开发者形成相互依赖的协作联盟。唯有这样，才能从经济利益上根本保证平台健康稳定的发展，实现双赢的目标。

平台云成功运营的关键是要能让使用平台云的第三方开发者获得好处。平台云运营的基本方法就是；一方面做好平台云的推广工作；另一方面要丰富和完善平台云的服务能力。相对来说，丰富和完善平台云的服务能力更加重要。

对于第三方软件开发者来说，使用谁家的 PaaS 服务也是需要认真考虑的问题。一般来说，一个 Web 应用可能会用到多种 PaaS 服务，不过就同类的 PaaS 服务而言，合理选择平台云提供商将在一定程度上决定所开发的应用是否能获得成功。主要可以从几个方面来考虑：

首先是商业方面的因素。你的应用是否真的要用到这些 PaaS 服务？集成这些 PaaS 服务所带来的商业价值，是否要大于为此支付的 PaaS 服务费用？因为一旦使用了某个 PaaS 服务，就意味着与该平台建立长期合作关系。慎重考虑商业方面的因素是非常重要的。

其次是该平台云是否稳定可靠。这一点是保证 Web 应用质量的根本。

最后是选择服务良好平台云。平台云所提供的文档是否充分？申请和认证是否方便？平台云是否提供了相应后台监控和管理功能？遇到问题是否能得到及时的帮助？

总之，平台云运营模式要获得成功，需要运营方和开发方通力合作。一个平台云要吸引广大开发者，就必须不断丰富和完善自身的服务能力，保障系统的可靠性和稳定性，提高服务质量。

5.2.3 平台云的商业价值

云计算作为建设下一代企业数据中心的领先技术，它在降低企业 IT 总拥有成本、业务快速部署和设备的复用方面已经得到广泛的认可。PaaS 作为中间的云计算服务层，给它的参与者带来的价值主要体现在以下几个方面：

1．平台云运营商

传统的主机租借服务在 IT 外包服务业已经非常的成熟。PaaS 运营方式可以帮助传统 IT 运营商实现业务增值。拓展传统主机的租借模式，提供应用平台运行能力的服务，实现业务增值。

PaaS 可以帮助运营商建立平台生态系统，搭建产业链，形成品牌价值。通过平台生态系统，促进产业链相关行业的协作；另一方面，通过平台聚集效应，创建平台品牌，实现运营商的纵深增值。

PaaS 还可以帮助运营商创新更多业务模式。平台云作为应用提供商和终端消费者之间的桥梁，一方面建立软件服务分销渠道，推送行业应用到最合适的目标客户；另一方面可以为终端消费者提供行业技术咨询和培训，提供以用户为中心的服务。

2．平台云应用提供商

IT 技术日新月异，技术革新也是每一个软件提供商持续面临的挑战。PaaS 提供了业界领先的应用平台运行能力，可以降低软件提供商的新技术门槛，加快业务服务开发速度。PaaS 帮助应用提供商共享行业领先技术，强化自身的技术和核心服务优势。

PaaS 实现行业内企业间和行业之间服务协作。一方面，通过行业间协作提升自身在产业链中的竞争能力；另一方面，行业间的协同还能促进和拓展自身在产业链中的业务范围。

应用提供商传统的软件销售方式，是通过软件信用授权的方式销售给最终消费者。但是，以客户为中心和以服务为目标的软件消费方式越来越被业界认可，成为未来的趋势。传统的软件升级和发布周期往往需要更长的周期，用户部署新版本的周期也会更长。而 PaaS 加快了应用提供商的开发速度，反过来应用提供商也可以更加灵活的提供软件服务。

3．平台云终端消费者

云计算为用户提供了像使用自来水一样使用 IT 能力；PaaS 帮助终端消费者以按需付费的方式订购所需要的应用服务。最终，PaaS 帮助用户改变传统业务 IT 支撑系统，降低总拥有成本，获得长期的长尾经济效益。

PaaS 聚集众多应用服务选择，终端消费者可以通过自服务方式获取。企业可以通过共享业界最新技术，根据自身业务需求灵活订购应用。当业务发生变化时，可以随时在平台中查询和订购应用；另一方面，最新的应用也可以突破传统的交付延迟以最快的速度交付给用户。

平台云拓展了基础架构云对 IT 系统的运营和维护能力，实现了基础架构层、操作系统层和中间件层的运营和维护，再通过应用提供商对应用服务的升级，可以帮助用户实现真正的“零成本”运营和维护。终端消费者可以做到仅关注业务本身，而不必再有 IT 系统的技术需求。

平台云计算环境提供给用户的不仅仅只是 IT 运算能力，而是和用户业务相关的支撑系统。所以平台云会突破基础架构云的商业价值，能够带来更多更深层次的商业价值。每个参与平台云的角色，也会不断创新出自己特有的和细分的商业价值。

12.3 云计算：物联网的智慧平台

构建智慧地球，需要物联网与互联网的智慧融合，需要“更透彻的感知，更全面的互联互通，更深入的智能化”。因此，必须有高效的、动态的、可以提供大规模可扩展计算资源能力的云计算平台作为融合的基础。云计算提供的创新型 IT 服务交付模式，不仅可以加速物联网应用的开发和交付，增加物联网与互联网之间及其内部的互联互通，还可以保证物联网应用的安全可靠运行，帮助各行业物联网应用模式的快速创新，促进物联网产业的迅速发展。

由此可见，智慧地球的实现依赖于无处不在的传感设备与网络，以及部署于云计算平台的各种物联网应用（参见图 12-5）。因此，云计算是构建物联网必不可少的智慧平台。

图 12-5 智慧地球的实现

12.3.1 物联网云的缘起

随着物联网产业的迅速发展，物联网应用的整体生态系统也面临着很多新的挑战，为物联

1．终端设备提供商

对于 RFID 和传感器等终端设备提供商而言，终端设备缺乏统一的规范体系是其面临的主要问题。由于不同厂家生产的 RFID 和传感器等终端设备标准互不兼容，无法联动，难以形成整合的解决方案，导致产品的适用面较窄，无法大规模推广应用。

2．物联网应用开发商

由于终端设备的技术标准问题，物联网应用的开发通常只能绑定某个设备厂家的终端来进行，对应用本身造成极大的限制。同时，不同行业应用之间的技术壁垒很高，使得物联网应用的领域分工较为明显。

3．服务运营商

终端设备和物联网应用的局限性使得物联网的服务运营只能针对单一或少量的应用，不仅无法通过大规模提供服务降低运营成本，也无法建立跨应用、跨行业的增值服务。

4．行业用户

物联网通常需要大量的终端设备和应用资源，物联网的行业用户难以承担终端设备和应用资源所需的初期投入，从而影响物联网业务的拓展。同时，由于物联网应用的复杂性和应用资源的限制，用户的个性化需求往往得不到满足，无法实现自己的业务构想。

图 12-6 云计算可以为物联网应用提供全方位的帮助

采用云计算可以有效解决物联网应用在不同层次所面临的问题。利用云计算所提供的动态服务交付能力以及配置、运行和管理工具，不仅能够促进物联网底层传感数据的共享和集成，同时还可以使得更多的应用可以被更容易地创建。此外，云计算还可以为大规模的物联网应用所需的分析与优化功能提供超级计算能力，使得物联网应用可以更高效地提供更可靠的服务。

12.3.2 物联网云的概念与架构

物联网云是针对物联网应用的开发、测试、交付和运营所设计的云计算方案。除了具备动态交付、弹性扩展等云计算的基本特征外，物联网云还可以为物联网的各个层次提供帮助。物联网云可以为物联网应用提供海量的计算和存储资源，以及统一的数据存储格式和数据处理及分析手段，同时，物联网云还提供应用集成的接口，可以大大简化应用的交付过程，降低交付成本，建立一个由设备提供商、应用开发商、服务运营商和行业用户构成的生态系统，推动物联网产业的发展。

如图 12-7 所示，物联网云的体系结构主要包含物联网云的硬件虚拟化框架、感知设备、物联网应用中间件以及服务管理。各部分共同构成物联网应用平台，为物联网应用的运营管理人

1．硬件虚拟化框架

硬件虚拟化框架定义了云计算平台所管理的服务器、存储设备、网络设备等物理硬件资源及相应的虚拟化方法和技术，并将上述资源以虚拟化的方式交付给用户。

2．感知设备

感知设备主要包括传感器、RFID、控制器等智能终端，以及实现终端互联互通的传感网络。感知设备通过网络接入云计算平台，并由物联网应用的中间件对其进行管理。

运营与管理人员

服务管理

自助服务门户/管理员门户物联网应用服务生命周期管理

物联网应用平台

镜像生命

周期管理

感知设备

架构管理

感知设备

事件管理

数据备份

恢复机制

物联网应用

开发运营平台

终端用户

分布式架构的数据平台管理

…… 应用许可管理

服务目录

面向服务的应用架构面向整合的信息框架

物联网应用中间件

（ RFID/传感设备接入、事件引擎、数据存储、物联网应用）

硬件虚拟化框架感知设备

虚拟资源的管理及聚合传感网络

物联网应用事件平台

用户界面

服务器虚拟化存储虚拟化网络虚拟化

IT 物理硬件资源

服务器存储设备网络设备

Ethernet/WIFI

射频网络/工业总线

智能终端

传感器 RFID 控制器

物联网应用数据平台

图 12-7 物联网云的体系架构

3．物联网应用中间件

物联网应用的中间件主要实现终端设备接入、RFID/传感器事件管理、数据存储以及物联网应用等功能，它包含一系列相关的中间件产品。

4．服务管理

服务管理主要包括物联网云的服务门户、物联网应用和服务的生命周期管理。除了对 IT 物理硬件和虚拟化资源进行管理之外，物联网云的服务管理还包括对感知设备的体系架构、事件

以及分布式架构数据平台的管理。

12.3.3 物联网云的使用模式

在物联网应用的产业链中，不同人群所面临的问题不同，对物联网云的功能需求也不相同。因此，物联网云为不同用户分别提供了相应的使用模式（如图 12-8 所示），具体包括：

图 12-8 物联网云提供了不同的使用模式

1．物联网应用的开发/测试平台

对于物联网应用的开发商而言，如何快速获得物联网应用的开发和测试环境是其提高生产效率的关键，因此，物联网云的虚拟化资源和物联网应用中间件，可以为物联网应用开发商快速提供所需的应用开发和测试环境以及应用基础平台，加速物联网应用的开发和测试周期。其使用流程如下：

（1）云计算平台的管理员定义物联网应用开发或测试环境的模板，包括其所需的虚拟机环境以及需要部署的物联网应用中间件。

（2）物联网应用开发商登录云计算平台，从物联网云的服务目录中选择所需的应用开发或测试环境。

（3）云计算平台对应用开发商所申请的开发或测试环境进行自动化部署和配置，并将环境的访问