云计算作为以数据和处理能力为中心的密集型计算模式，融合了多项ICT技术，是传统技术“平滑演进”的产物。本文简单介绍了云计算技术的一些关键技术，并详细描写了云计算技术全球的发展现状和我们国家发展现状的一个比较，并且从用户认知、标准、迁移以及安全几个方面描述了云计算技术发展中遇到的问题，并对云计算技术的关键技术进行了未来发展趋势的预测，最后从总体预测了未来的发展。预测的结果表明，云计算的安全问题将会得到更多关注，分布式存储与并行计算还将不断的发展与提升。

1、云计算技术相关介绍

在信息时代，计算机频繁更新，CPU的处理技术也不断的精进，计算机的处理速度也越来越快。云计算是一种以数据和处理能力为中心的密集型计算模式，是分布式计算、效用计算、负载均衡、并行计算、网络存储、热备份冗杂和虚拟化等计算机技术混合演进并跃升的结果，是基于互联网相关服务的增加、使用和交付模式，云计算可以将虚拟的资源通过互联网提给每一个有需求的客户，从而实现拓展数据处理，为人们的学习与办公带来了便利。

1.1 云计算虚拟化技术

虚拟化是云计算最重要的核心技术之一，它为云计算服务提供基础架构层面的支撑，是ICT服务快速走向云计算的最主要驱动力。通过虚拟化技术应用，改变计算机硬件资源，对硬件资源的操控管理方式优化，提高资源操控协调质量，增强系统的弹性和灵活性，实现物理资源的集中管理和使用。虚拟化技术是能够实现一台服务器虚拟成几个独立的小服务器，服务于多个用户，使管理更加方便与快捷，充分发挥资源的利用;还可以将多个服务器相连，形成一个大的服务器，并且在同个网络中保持多个操作系统独立同步运行完成特定功能，让计算机的效率大大提高。

1.2 编程模式

从本质上讲，云计算是一个多用户、多任务、支持并发处理的系统。通过网络把云计算中的资源高效、简捷、快速地输送给用户，同时保证低成本和良好的用户体验。为了满足这些需求，云计算广泛采用分布式并行编程模式。MapReduce编程模式是当前主流的云计算并行式编程模式，它将任务自动分成多个子任务，通过Map和Reduce两部实现任务在大规模计算节点中的调度与分配。

1.3 分布式数据存储技术

为了保证数据的高可靠性和高可用性，云计算采用了分布式存储技术。这种模式不仅摆脱了硬件设备的限制，同时能够快速响应用户需求的变化。分布式存储主要有分布式文件存储和分布式数据存储。在当前的云计算领域比较流行的两种云计算分布式存储系统是Google的GFS和Hadoop开发的HDFS。

Hadoop主要是用于大数据分析处理,吞吐量较大，主要采取并行处理的工作方式,能够有效降低运行成本,用户使用更加便捷。在数据集相对庞大的应用程序中能同时对多个数据副本进行维护,能够对失败的程序操作快速反应并及时再操作,有效解决了大数据并行计算、存储以及管理等问题。

HDFS作为一种分布式文件存储系统,具有的容错性和大吞吐量的特点,能够对系统文件中的数据流进行读取,在大数据处理中,其常常被用于不同平台之间实现数据迁移的载体,这也就使得大数据集的应用更加方便、快捷。

2、云计算的发展

2.1 全球云计算的发展现状

2019年全球云计算（Iaas/Paas/Saas）市场规模达到2720亿美元，预计到2023年增加至6233亿美元，19-23年CAGR18%；市场份额方面，18Q4亚马逊AWS占比35%，超出了第2-5名市场参与者的总和。全球云计算产业虽处于发展初期，市场规模不大，但将会引导传统IT产业向社会化服务转型，未来发展空间十分广阔。

国际主要IT企业都将云计算作为公司未来主要战略方向，与云计算相关的合作和并购十分活跃。近年来，大型IT企业面向云计算制定战略并调整内部组织机构，以适应未来的发展方向。早在2008年，包括思科、惠普、戴尔、EMC等在内的主要国际.IT企业就成立了专门的部门推动云计算技术和市场进展，并相继发布了云计算战略。

近年来，IT巨头在云计算领域的并购行为尤为频繁，希望借收购补足其产品短板，提高其云解决方案和云服务能力，如IBM收购Platform，戴尔收购Forcel0，微软收购Opalis,Verizon收购Terremark等。另一方面，处于各垂直领域的企业也在寻求通过联盟或合作的方式形成新的产业集团，以实现取长补短，如由思科、EMC、威睿组成的“VCE联盟”，由法电、思科、EMC、威睿组成的“Flexible4Business联盟”等。国际上部分云服务企业已经形成了提供大规模全球化云计算服务的能力，并主导云计算的技术发展方向。云计算制造领域的软件核心技术，如分布式体系架构、虚拟资源管理等，主要被谷歌、亚马逊等企业所掌握，它们同时通过Hadoop3等云计算开源项目影响着云计算技术的发展方向。传统IT巨头利用技术优势在私有云市场上迅速占据领导地位,并利用云计算概念在全球推销其产品和解决方案。一方面，国际IT巨头重新整合已有产品和服务，迅速提供云计算解决方案，如IBM的“蓝云”平台就整合了其Tivo1i管理软件、WebSphere应用服务器、DB2数据库等多款已有产品，另一方面投入大量资金用于云计算研发。

数据中心是承载云计算服务的重要基础设施，成为云计算发展的关键之一。云计算的发展带动了全球数据中心的发展建设和资源整合步伐不断加快,近两年来全球数据中心硬件投资规模增幅超过10%，且呈加速增长趋势。大规模、高密度、绿色化、模块化成为数据中心新的发展方向。

2.2 国内云计算的发展现状

与美国等发达国家相比，我国云计算发展仍有较大空间。由于我国行业起步较晚，总体上企业机构对于云计算的投资占比不高。

2018年我国云计算整体市场规模达962.8亿元，增速39.2%。其中，公有云市场规模达到437亿元，相比2017年增长65.2%，预计2019-2022年仍将处于快速增长阶段，到2022年市场规模将达到1731亿元；私有云市场规模达525亿元，较2017年增长23.1%，预计未来几年将保持稳定增长，到2022年市场规模将达到1172亿元

同时，从服务模式来看，我国公有云市场内部也存在着企业级SaaS服务市场占比偏低的问题：2018年，国内IaaS市场成为游戏、视频、移动互联网等领域中小企业IT资源建设的首选，占据了云计算市场56.16%的份额；而由于我国SaaS服务的开放程度不够、易用性不足以及市场环境欠佳，尽管SaaS服务亦在公有云市场规模中占据了一定比例，但是其市场份额主要来自于以云存储等基础服务为主的消费级SaaS市场，企业级SaaS市场仅占SaaS服务市场规模的10%。我国企业级SaaS市场的发展缓慢也是导致了SaaS市场与其上游PaaS市场的规模仅占我国公有云市场的4成，与它们在全球公有云市场中约6成的市场规模形成了对比。

总的来说，我国云计算市场规模增长迅速，但是其体量仍与我国的经济总量并不相称：2017年，我国云计算市场的全球份额占比仅为约9%，而美国云计算四巨头亚马逊、微软、谷歌以及IBM的云计算营收达到全球市场份额的约40%，其中，仅亚马逊一家就占据全球云计算市场份额的31.50%。

这主要是由于，目前我国云计算市场用户仍以互联网原生行业，如游戏、电商、视频为主。该领域用户对云计算的接受与熟悉程度较高，且其自身特点亦适合云计算的部署方式，因此最早完成云计算架构的部署，而金融、政府、工业等对私密性、稳定性、实时性要求较高、系统迁移难度较大的行业其整体迁移时间较晚。未来，随着国家对于云计算发展的大力支持、对物联网所产生的海量大数据的存储与分析需求不断增长，以及相关云计算技术的继续更新与优化，我国云计算产业链的下游应用市场将得到持续拓展，云计算市场亦将随之不断壮大，为相关公司带来显著长大红利。

3、云计算发展存在的问题

尽管国内外云计算的发展如火如荼，但仍存在诸多问题，如用户认知不足，迁移风险、标准缺失、用户锁定、安全性及数据隐私等，其中安全、标准、数据隐私是目前最为关注的核心问题。

3.1 用户认知不足

当前，国内云计算产业并未进入爆发阶段，尚处于准备阶段。2011年，云计算产品层出不穷,越来越多的云计算提供商开始推送大量的解诀方案，但面对琳琅满目的云计算产品及应用，用户的难题也随之而来，尽管用户对于云计算的了解和认可有所提高，但提升的并不多。用户对于云计算缺乏全面的、系统性的认知，有一部分的用户甚至陷入人云亦云的模仿中，完全借鉴国外经验，忽视了具体国情，以致造成了光有云飘，不见雨下的现象，花费了大量的信息化资金，却没缓解繁杂的IT问题，资源利用率也未提高，最终也未达到降低成本的目的。

3.2 迁移风险

云计算吸引用户的是其弹性计算能力和按需付费的特点，就因为其大规模计算持点，所以需要大规模的、易扩展的数据中心作为支撑，基于标准化的硬件才能构建云计算平台，除了对于硬件的标准化需求，云计算还改变了应用交互方式，由此我们也看到云计算带来的两个风险:硬件迁移风险和应用移植风险。

在原来的数据中心，硬件都是相对独立的，迁移到云计算数据中心后，由于虚拟化的部署就使得硬件的界限不再那么明显，设备间以虚拟化的形式按照负载均衡和提高利用率的原则进行迁移,所以在迁移之时,定要做好系统的评估和科学的分析,不然就很有可能导致硬件

平台无法发挥出应有的效果，甚至还会导致应用系统的崩溃。另一方面，原有的应用程序如ERP、CRM.OA等应用是部署在相对独立的硬件系统上,而迁移至云计算平台时，应用程序很有可能部署到不同的硬件或是操作系统上,同时会涉及虚拟机迁移和操作系统的兼容性，所以能否实现应用的无缝迁移就成为应用迁移的关键。

3.3 云计算标准缺失

云计算标准对于云计算的落地至关重要。没有标准规范,云计算的应用很难得到真正的落地，更难以形成规模化和产业化集群发展。随着云计算的发展，可以通过不同的终端设备来使用云服务，这么多的终端设备包括手机、平板、PC等都要与云端进行数据交互，若是每个云计算平台都提供一种接口，那么设备之间就很难互联互通，这就让云计算失去了，原本意义,所以需要云平台提供一一个统一的接口以实现各个终端设备的接入，从而真正实现互联互通。

尽管云计算产品相当丰富,但云标准的诞生却异常艰难，目前业界在为此努力，但并未有统一的标准呈现，各大厂商也都有自己的标准，政府也参与其中,无论是政府还是厂商都力争能够在云计算标准制定中占据主导地位,所以云计算标准的制定仍需努力。

3.4 安全性

安全问题的解决可以说是云计算落地的关键因素。云安全隐患包括用户隐私的保护、数据主权、灾备等方面，甚至一些黑客已借云计算技术谋取非法利益。云计算时代下，会有更多的用户数据隐私被放入云端,而随着数据的增多，价值也会越来越大，用户因为不知道自己数据何在而加剧担心，从而不信任云计算，最终抑制了云计算的落地。云计算的技术架构,平台，终端计算，每个层次都不能忽视安全，安全不是支离破碎，不是某一个环节做好了安全工作就一劳永逸的。但随着各种创新理念以及技术的革新，云计算发展所面临的问题都将一一得到进展和突破。

4、云计算技术的未来发展趋势

4.1 云计算虚拟化技术未来的发展趋势

在[1-3]中提到虚拟化技术可以从三个方面来进行阐述其发展趋势。

（1）未来虚拟化技术可与容器技术并存

Docker容器技术与传统虚拟化技术的最大差别在于Docker容器技术能够通过独立的虚拟化操作系统获得更多应用，并同时独立运行在同一个操作系统中。但Docker容器存在许多待改进之处，而且现在传统虚拟化技术已被许多的企业广泛运用，无法取而代之，所以两种技术的结合成为未来的发展趋势

（2）在虚拟机内运行Docker容器技术

在虚拟机内运行Docker容器技术，是传统技术与Docker技术的结合，可形成一种优势互补，Docker技术的有着轻盈、敏捷的优势，但资源隔离问题与安全性问题却是最大弊端，而传统虚拟技术在资源隔离方面表现出众，所以两种技术的结合是大势所趋。

（3）以Docker容器为中心的云计算的核心技术

Docker容器的优势是传统虚拟技术无法比拟的，而且远高于传统技术，我国虚拟化技术将以Docker容器为核心。

4.2分布式存储的发展趋势

（1）优化数据中心网络结构

未来可以根据数据访问应用方式的不同，根据存储应用的访问方式与特性，构建一个能高效控制和管理数据的数据网络中心的网络结构，增强系统的吞吐能力。

（2）基于纠删码的数据放置技术

目前没有对基于纠删码的数据放置技术进行研究，不同的放置策略会直接影响该技术的容错性和数据访问效率，因此务必要结合数据中心网络结构的特点和实际应用，对基于纠删码的数据放置技术进行分析和研究.

（3）分布存储系统的开发

对基于纠删码的数据容错技术在分布存储式系统中的运用进行研究，在理论的前提下设计一个分布存储式系统，并且对系统进行必要的观察和测试，找出系统运行中的问题，充分挖掘分布存储系统的运行特点。

4.3并行计算的发展趋势

（1）以多核为主的体系结构

近几年来世界集成芯片的工艺制造和芯片的集成规模的逼近极限，如今的市场普遍认为多喝结构具有良好的性能特点，在应用中更能提高计算效率。所以并行计算将以多核结构为主。

（2）以数据为中心的云计算

云计算的发展过程也可以看成一个并行计算的发展技术，在大数据时代，随着云计算的不断发展，数据将成为云计算的中心，信息存储将成为其主要发展趋势。

4.4云计算安全技术的发展趋势

云计算在网络下由于网络环境越来越复杂、网络系统比较脆弱、网络系统在升级中讯在问题容易遭到外来者的攻击，对于云计算安全技术方面我们可以使用防火墙技术、对数据进行加密、反病毒攻击、建立完善的网络安全管理机制、提高网络安全管理人员技术水平对云计算就安全进行保障，这些方向的不断提升，云计算就安全将得到保障。

5、结语

云计算的引入，有力的推动了IT领域的深刻变革，同时也给云计算技术带来了发展与机遇，传统虚拟化技术和Docker技术有机结合，优势互补，使得网络用户在操作过程中化繁为简；分布式存储技术与并行计算作为云平台提升应用性能的重要手段，近几年也收到工业界与学术界的广泛关注，在大数据时代分布式存储与并行计算还将不断的发展与提升；二在云计算就应用模式下，网络安全显得格外重要，因此需要相关的网络安全管理人员提高管理技术和水平，利用先进的信息技术对网络信息进行管理和维护，保证云计算网络信息的安全稳定。

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