我國云計算標準化現狀及發展研究

果植昌 （天津市質量技術監督信息研究所 天津 300041)

0 引言

近年來，云計算已經快速成為一種被廣泛接受的計算模式，其發展勢頭可謂“風起云涌”。工業界和學術界對云計算的核心概念有了一定的共識，對云計算提供新的服務和消費商業模式有了基本認同。作為一種基于互聯網通過虛擬化方式共享信息資源的新型計算模式，云計算為數據計算、存儲和管理提供了虛擬資源空間和超強計算能力，用戶可以不必建立和運維數據中心，通過租用的方式就可以獲得所需的服務，在降低信息化投入成本的同時還能實現效率的提升。

云計算應用前景廣闊，將在未來世界經濟和科技發展過程中產生的巨大影響，世界上許多國家都將它列為優先發展的戰略產業，眾多企業投入大量人力物力開發云應用產品，希望能盡快占領產業制高點。因此，云計算相關技術規范和標準也成為了當前國際組織及各大企業的關注熱點，國際標準化組織以及多個國際協會組織近幾年來紛紛啟動了云計算相關標準化工作，我國相關標準化組織也啟動了云計算的標準研究及規劃工作。

本文首先闡述云計算基本概念，然后分析云計算標準化的必要性，進而介紹當前國內外云計算標準化工作的發展現狀，最后給出我國云計算標準化的發展建議。

1 云計算的概述

云計算這個名詞借用了量子物理中的“電子云”（Electron Cloud），強調說明計算的彌漫性、無所不在的分布性和社會性特征。量子物理上有“電子云”，在原子核周圍運動的電子不是一個經驗世界的軌道（例如像天體一樣的運行軌道），而是彌漫空間的、云狀的存在。

“云計算”是分布式處理、并行處理和網格計算的發展，或者說是這些計算機科學概念的商業實現。云計算是一種新型網絡化計算模式，尚無統一的定義。據ISO/IECJTC1的一份報告，有關云計算的定義目前有二十多種。不同的機構、企業、組織從不同的角度給出了自己的定義，下面列舉有代表性的幾個定義：

1.1 ISO/IECJTC1

從云計算服務提供商的角度看，云計算是將IT基礎設施和資源作為服務，以按需使用、按量計費的方式提供給用戶的一種模式；從使用者的角度看，可以通過任何設備，在任何時間和任何地點訪問云中數據和各種應用服務。

1.2 維基百科

云計算是一種基于互聯網的新計算模式，即通過互聯網上異構、自治的服務為個人和企業用戶提供按需使用的計算。

1.3 美國國家標準和技術研究院（National Institute of Standards and Technology，NIST）

它將云計算定義為“一種IT資源應用模式，將網絡連接的資源（如網絡、服務器、存儲、應用和服務）構成一個IT資源共享池向用戶按需提供服務，并只需要較少的管理工作或與服務供應商的交互，實現資源的快速部署”。NIST認為云計算有5種基本特征：需求自助服務、廣泛的網絡接入、資源共享池、快速伸縮和按使用付費。

根據上述定義，云計算有幾種部署模式，每種模式都為現有應用遷移到云環境中提供了不同的方案。NIST定義的云部署模式包括私有云、社區云、公共云或混合云。

1.3.1 私有云 為一個機構單獨使用而構建，它可以由這個機構本身或者第三方機構來管理。

1.3.2 社區云 為具有共同關注點（如任務、安全需求、策略和遵守協議等）的多家機構使用而構建，它可以由這些機構或者第三方機構來管理。

1.3.3 公共云 云服務供應商出售云服務，普通公眾或大型產業集團通過網絡獲取這些資源。

1.3.4 混合云 云基礎設施由兩個或兩個以上的云（私有云、社區云或公共云）組成，這些云保有其獨立性，通過標準化或專利技術綁定在一起，從而使數據和應用具有便捷性。例如，通過集中云（cloud-bursting）的架構實現不同云之間的負載均衡。

NIST也將云計算在服務模式上分類為SaaS、PaaS、IaaS,這也是我們目前普遍采用的一種分類方式。①SaaS（Software as a Service，軟件即服務）。用戶可以使用服務供應商運行在云基礎設施上的各種應用程序。通過各種終端設備上的客戶端接口（例如瀏覽器），用戶可以訪問這些應用程序，而無需關注底層的云基礎設施，包括網絡、服務器、操作系統、存儲與個性化應用，當然用戶指定的應用設施除外。②PaaS（Platform as a Service，平臺即服務），是指將部署在云基礎設施上的平臺作為一種服務提供給用戶。在這種服務模式中，PaaS平臺提供應用開發所需的編程語言和工具，用戶只需要利用平臺就能夠創建、獲取和部署應用，并對應用客戶端所需環境進行配置，而無需關注底層的云基礎設施，包括網絡、服務器、操作系統和存儲。③IaaS（Infrastructure as a Service，基礎設施即服務），是指用戶可以從計算機基礎設施中獲得服務。計算機基礎設施主要有數據處理、存儲、網絡和其他基礎計算資源。用戶無需了解底層的云基礎設施，可自由地部署和運行軟件，但需要管理操作系統、存儲與部署的應用，并適度關注所需的網絡組件（如主機防火墻）。

在云計算的多種定義中，NIST的定義是被業界最廣泛采用的定義方式。綜觀以上幾種主流的云計算定義，都從不同角度揭示了云計算的核心和內涵。云計算使IT資源可以像普通商品一樣按需使用，基礎資源的共享可以帶來規模經濟效益的提升，使云計算成為一種富于競爭力的服務模式。云計算提供商通過網絡提供IT服務，就像電廠集中供電一樣。用戶管理各自的IT服務，就像購買水電一樣，按需使用資源和付費，降低了成本。通過云計算方式，云用戶可以花更少的時間來管理復雜的IT資源，從而把更多的時間投入到核心業務中。

2 云計算標準化的必要性

任何一個產業的發展都離不開標準化工作，云計算當然也不例外。事實上，云計算的發展過程中由于涉及領域眾多，標準化工作就顯得更加重要。目前，在云計算領域由于不同的服務提供方式，不同的技術流派造成群雄并立的局面。如在服務提供方式方面有以Amazon為代表的IaaS，以微軟、Salesforc為代表的SaaS,以Google為代表的PaaS；在技術流派有以Hadoop、Eucalyptus、KVM為代表的云計算平臺構建開源實現方式，有以VMware、Citrix、Hyper-V為代表的云計算解決方案產品。依靠成熟的服務方式或領先的技術，以上這些公司或產品形成了一定規模的事實標準。但是，由于云計算是新生事物，還有很多的不足之處，一些開源的實現方式無法提供面向于平臺間互聯與互操作的接口，而一些私有或專用的云平臺則由于利益關系，不愿提供開放的接口，因此給云計算標準化造成了一定的困難。此外，缺乏完整而清晰的商業運行標準，云計算的選擇就會變得困難；缺乏可靠的云計算的安全標準，云計算的可靠性就得不到保證。

長期以來，標準的缺乏，使得云計算行業存在以鄰為壑的現象，不同企業、行業采用不同技術手段的云計算解決方案，導致不同解決方案之間的“溝通”成為難題，使得云計算的“威力”大打折扣。

可以說，沒有標準，云計算產業就難以得到規范健康發展，難以形成規?；彤a業化集群發展；沒有標準，云平臺和云服務用戶的利益和長期穩定發展就得不到保證。因此，云計算標準化是云計算真正大范圍推廣和應用的基本前提，我們要加快推進云計算的標準制定和實施，實現IT資源開放和兼容。

3 國外云計算標準化現狀

目前，全球范圍內已經有50多個標準組織宣布進行云計算開放標準的制訂。標準組織的主要研究領域包括以下幾個方面：一是云計算的概念、架構與應用場景，NIST已經提出了得到產業界公認的云計算概念與架構模型，ITU-T和ISO/IEC正在進行云計算技術架構和應用場景的研究，并形成了相關的研究報告；二是云計算業務的互操作，一些新興的專門針對云計算的標準組織在這方面有一定的進展，包括OCC（開放云計算聯盟）、GICTF（全球云間技術論壇）、CCIF（云計算互操作論壇）等；三是云計算安全，CSA（云計算安全聯盟）是這一領域比較領先的組織，提出了云計算的七大安全威脅，ITU-T也在進行相關研究；四是云計算相關技術，在資源與接口定義方面，DMTF（分布式管理任務組）與SNIA（全球網絡存儲工業協會）分別在統一虛擬機格式以及存儲接口方面提出了技術標準，IEEE（美國電氣和電子工程師協會）、IETF（互聯網工程任務組）在云計算網絡技術方面輸出了較多成果，TGG（綠色網格組織）提出了綠色數據中心的評測指標；五是云計算的運維與資源管理，DMTF基于對IT系統管理的研究提出了云計算系統的管理模型，OASIS（結構化信息促進組織）正在進行云計算身份管理的研究。

由于云計算技術和產業仍處于發展的初期階段，雖然目前國際標準體系框架已基本成型，但是除數據中心和系統虛擬化外，在某些已形成事實的工業標準方面（如云平臺運維管理、云網絡通信協議、云存儲管理規范和接口、虛擬機之上軟件的封裝和分發格式等）尚未形成國際或行業標準。云計算呈現出事實標準和開放標準并存，且在應用中以事實標準為主的情況。

4 國內云計算標準化進展

我國正處在發展戰略性新興產業和推動信息化與工業化深度融合的重要時期，國務院頒布實施的《關于加快培育和發展戰略性信息產業的決定》中明確提出包括新一代信息技術在內的7個重大發展領域。2012年5月國務院常務會議討論通過的《“十二五”國家戰略性新興產業發展規劃》中對節能環保、新一代信息技術等七大戰略性新興產業“十二五”期間的發展作出總體部署，其中促進云計算產業研發和示范應用被看作是新一代信息技術發展的重要內容之一，我國對于云計算的重視程度可見一斑。

我國的云計算標準化工作起步并不晚，幾乎和國際同時開始。2008年年底相關的聯盟、協會和標準化工作組開始成立。2012年9月全國信息技術標準化技術委員會云計算標準工作組（以下簡稱“云計算標準工作組”）成立，成為我國云計算標準制定進程中的標志性事件。

在此之前，我國開展云標準工作的組織有中國通信標準化協會，其下屬工作組TC1、TC7、TC8、TC11等基本已涵蓋云計算的大部分內容。而在云計算標準工作組成立以前，全國信息技術標準化技術委員會也成立了多個標準工作組，分別從設備、軟件等方面開展了部分工作。此外，還有中國云計算技術與產業聯盟：由電子學會發起，非營利性技術與產業聯盟；中國云計算產業聯盟：由北京航空航天大學等14家機構聯合發起組織，發布《云計算技術與產業白皮書》；中國電子學會云計算技術與產業聯盟：中國電子學會發起，非營利性技術與產業聯盟；中國通信學會大數據專家委員會：中國通信學會發起，中國首個專門研究大數據應用和發展的學術咨詢組織。

在云計算的標準化方面，國內許多企業與研究機構都在積極參與。中國是ISOSC38云計算標準的主要貢獻者；在DMTF中，聯想、中興、中國電子技術標準化研究所已經成為領導層（Leadership）會員，而華為公司成為DMTF董事會的第一家中國公司，并擔任DMTF的教育VP；聯想網御、瑞星、藍盾已經成為CSA的成員；在IETF中，中興公司發起了云計算方面的BOF會議；在ITU，中興、電信研究院等單位在云計算焦點組、SG13云計算研究組中發揮著重要作用；在標準化推動組織The Open Group中，我國的金蝶軟件已經成為董事會成員；中國電子技術標準化研究所成為ISOJTC1云計算標準化工作的發起單位；中國電信正式加入了全球云計算研發測試平臺Open Cirrus；華為代表成功入選OASIS董事會。

這些情況表明，我國在云計算標準化方面已經不是一個旁觀者，這也為未來我國能夠在云計算領域擁有一定的話語權打下了基礎。

5 云計算標準化發展建議

目前，關于云計算標準化的發展主要有兩種聲音，一種觀點認為云計算做應用比定標準更關鍵，沒有應用的大規模推動就談不上標準化，制定云計算標準的時機還未到；另一種觀點認為云計算標準牽涉到國家戰略資源分配及安全問題，不制定標準將來會吃大虧，必須加大標準制定力度。

認為云計算應用重于標準的觀點，主要是看到了目前全國范圍內眾多地方政府云計算中心盲目上馬，圈了很多地，購買了很多設備，但由于政府的投資和最終的客戶、用戶的主體不對接，導致云計算的中心利用率非常差，造成巨大的浪費。這種觀點認為云計算不能只停留在炒作階段，不應盲目地大干快上，應該搞一些實實在在的應用，云計算產業還不成熟，談標準化還為時過早。認為標準化應該加大力度的觀點主要是基于目前信息技術核心領域幾乎被美國所壟斷，發展中國家在技術上沒有主導權，其戰略選擇將非常有限，在未來的競爭中將處于劣勢。他們認為，在云計算面前，國家信息安全和主流思想文化受到挑戰。云計算的發展將導致全球信息在收集、傳輸、儲存、處理等各個環節上進一步集中，國家安全、企業發展將在國家化的趨勢中受到嚴峻考驗。

其實，這兩種觀點都有可取之處，但由于看待問題的角度不一樣，又都比較片面。云計算其實是一個不斷演進的過程，云計算涉及的技術領域眾多，目前還都在發展過程中，一些國外廠商是事實標準的擁有者，他們在行業內具有一定的壟斷地位，像Google、Amazon等，他們不關心云計算的標準化問題。事實上，我認為對我國來講，云計算的標準化工作主要應該注意以下一些問題：

5.1 繼續深化“政府主導、企業為主、產學研用聯合”的工作機制

沒有政府引導，缺乏頂層設計，很可能讓我國在云計算領域外國列強把持的情況下陷入全面被動，失去話語權。為此，政府一方面要引導相關標準組織加強溝通與協調，形成有效的合作機制和程序；另一方面要支持和鼓勵國內云計算標準組織及國內頂尖的IT、互聯網企業做好自己的產品，鼓勵創新和參與，著眼于讓國內領先企業具備國際競爭力，只有憑借過硬的技術和經驗積累才能有效參與制定合理的標準。

5.2 深刻認識云計算

我們必須認識到云計算不是一項單純的技術，它涵蓋的領域眾多，是一場真正意義上的信息產業變革，涉及廣泛的產業鏈和眾多的企業，所以其標準形成過程必將是漫長而艱難的。云計算同PC和互聯網產業一樣，是一個全球性很強的產業鏈，其產業布局、發展、標準制定都應同全球發展和競爭態勢聯系起來。

5.3 標準制定

我們在云計算標準制定方面要著眼于開放性、移植性、互動性，去除強制性、準入門檻等色彩。標準不是做出來的或制定出來的，標準是在良好的法治環境下，市場充分、公平競爭，博弈與妥協的結果。由于世界范圍內的云計算技術屬于新生事物，還在不斷發展和演進，因此我們在制定標準的時候一方面要切記盡量避免強制性，另一方面對于云計算的核心技術，由于其還在不斷發展進步，不適宜進行標準化，否則會扼殺云計算創新的生命力。

5.4 標準化規范

對于云計算已經逐漸成熟的產品和服務進行必要的標準化規范，將有利于整個云計算產業的發展。就目前來看，云計算標準對云計算產業發展的影響和意義主要有以下兩個方面：

一是規范云計算服務提供商的服務產品和服務質量。對已有的云計算服務提供商來說，可以讓已有的產品更加成熟和規范；對于即將進入云計算產業的廠商，這些規范具有積極的指導意義。

二是指導云計算用戶合理選擇云計算產品和服務。通過制定云計算規范，用戶在選擇各廠商的云計算服務時就有要參考的標準，這對于云計算服務的普及意義重大。

云計算已經成熟或急需的服務標準和規范主要有以下一些方面：

①云計算相關術語定義、參考模型：該項工作是云計算其他各項工作的基礎，必須抓緊時間研究和梳理當前各種云計算模式，制定相關術語定義和參考模型標準。

②云計算互操作和集成領域：云計算互操作性是指抽出各云端之間程序設計差異的能力，這是云計算使用普及化的關鍵。涵蓋不同云之間，如私有云和公有云之間、公有云和公有云之間、私有云和私有云之間的互操作性和集成接口標準。缺乏統一的云計算互操作標準,不同云計算服務之間的互連互通將是個很大的難題，阻礙云計算的發展和普及。

③云計算商業指標標準：缺乏云計算商業指標標準，會讓客戶在選擇云計算平臺過程中造成困擾，如果每個云平臺都有一些各自的指標體系，會使云平臺選擇造成困難。同樣，沒有明確的商業指標標準，也會對云計算服務提供商的盈利造成影響，沒有一個明確可比的商業指標，客戶勢必難以選擇，云平臺的盈利能力必然下降。通過云計算商業指標標準的建立，可以解決云計算服務提供商面向用戶提供云計算服務過程中服務的計量計費、服務審計等問題。同時，為了保障能夠提供高質量的服務，需要解決各類云計算平臺、數據中心的運維服務問題，以及服務質量評價和服務等級劃分等問題。

④云安全和隱私指標：云安全和隱私指標是云計算成功的關鍵，沒有一個政府和企業愿意選擇一個不安全的云平臺，即使它的成本再如何低廉，造成的損失將是無法估量的。云計算模式使得企業和政府從原來自建數據中心，自己負責數據安全，變成花錢買服務?？蛻粼讷@得云平臺便捷服務的同時，還要承擔云計算安全的代價。因此，建立云計算安全標準勢在必行，這樣用戶才能放心使用。

⑤云計算的服務接口標準和應用程序開發標準：不同云平臺各異的服務和開發標準對程序開發者來說將是災難性的，明確的服務接口標準和應用程序開發標準可以最大程度地降低云計算程序開發和部署的難度，凸顯云計算的規模效應。

⑥云計算服務目錄管理、不同云之間無縫遷移的可移植性標準：目前，一些廠商對于云平臺的遷移問題采取了消極的態度，企圖綁架客戶，比如在Amazon的遷出成本就非常高昂，使得客戶被云計算服務提供商“綁架”后而無法動彈，這也是用戶最為擔心的主要問題之一。

以上這些應該是云計算實現大規模應用最先要給予解決的問題，當然研究云計算核心的產品標準，提升我國云計算產品的核心競爭力是我們未來的努力方向。此外諸如云計算不同層面之間的接口標準，包括架構層、平臺層和應用軟件層之間的接口標準，云計算架構治理標準等需要我們在云計算技術發展和演進過程中逐步解決。

5.5 云計算標準制定要與國際標準化組織相配合

用借鑒和合作的態度參與國際標準工作，避免一國標準對壘國際產業鏈的尷尬。創新和競爭是技術發展的鐵律，妄圖通過制定強制標準使自己不成功的技術或產品獲得成功，只能品嘗失敗的苦果，這點對國內的一些企業和標準化組織教訓足夠深刻。

5.6 從以前的“重建設、輕應用”向“重應用”方式轉變

國外的云計算主要是整合現有服務器資源，把閑置資源整合起來，建立一個虛擬的數據中心，在降低自己使用成本的同時，也能對外提供服務，將有限的資源充分利用起來。而國內很多地方的做法，只管跑馬圈地，不深入研究發展問題，存在著很大的盲目性。針對這種情況，行業主管部門要加強云計算數據中心統籌布局，避免數據中心的盲目建設，加快網絡基礎設施優化升級，促進信息資源開放共享和業務協同，完善和建立云計算服務市場準入制度，加快制定云計算服務的質量、評估和認證等方面的管理規定，逐步建立云計算信任體系，維護市場公平競爭的秩序?！?/p>

[1]工業和信息化部電信研究院.云計算白皮書[Z].2012.

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