基于專利分析角度的云計算技術分類

覃冬梅 陳玉華 孟祥岳 何名倫 劉光德 張 文 王艷臣 鄭 寧

國家知識產權局專利審查協作北京中心

引言

云計算是一種基于互聯網的新的計算模式。它通過互聯網上異構、自治的服務為企業和個人提供動態可伸縮的虛擬化的資源的計算模式。它可以給用戶提供最安全可靠的數據存儲，可以以低廉的價格給用戶提供高性能的計算服務，還可以實現不同設備間的數據和應用共享。正是這些無可比擬的優勢，使得云計算近些年發展的如火如荼。正因如此，云計算得到業界的廣泛推崇，被認為是最有發展前景的一項技術。

如何從中提前探知出云計算的發展方向、尋找出云計算中的技術瓶頸、把握住云計算中新的發展機遇、把握新的增長點成為所有企業關注的重點。基于我們對云計算領域的了解，本文擬通過對云計算領域當前技術熱點、技術分類等情況進行研究，希望得到相關數據和結論，以期幫助我國的計算機軟件行業企業及相關研發機構了解相關的技術發展現狀和發展方向，掌握相關技術的發展動態。

1 云計算技術概況

1）定義

目前對云計算并沒有統一的定義，每種定義都從不同角度給出，例如，維基百科中認為：云計算是一種基于互聯網的計算方式，通過這種方式，共享的軟硬件資源和信息可以按需提供給計算機和其他設備[1]；而美國國家標準與技術研究院將云計算定義為：云計算是一種按使用量付費的模式，這種模式提供可用的、便捷的、按需的網絡訪問，計入可配置的計算資源共享池（資源包括網絡、服務器、存儲、應用軟件、服務），這些資源能夠被快速提供，只需投入很少的管理工作，或與服務供應商進行很少的交互。云計算是分布式計算、并行計算和網格計算的發展，或者說是這些科學概念的商業實現[2]。無論從哪種角度看云計算，其核心都是一樣的，即向用戶提供計算服務。

2）系統架構

云計算從系統層次來分，一般分為三層：云軟件Software as a Service (SaaS)、云平臺Platform as a Service (PaaS)、云設備Infrastructure as a Service (IaaS)。

·云軟件——上層，提供各式各樣的軟件服務，所有人可以自由開發。

·云平臺——中層，提供程序開發平臺和操作系統平臺。

·云設備——底層，將基礎設備集成起來。

2 云計算技術分類

基于專利分析角度的技術分類過程一般包括以下幾個步驟：首先是從產業分布、政策導向等因素出發，對相關技術領域進行整體了解；其次是從技術層面出發，全面剖析相關技術領域的技術脈絡，關注相關技術領域的重點技術；根據掌握的各類知識，對相關技術領域進行初步分類；接著確定檢索的關鍵字，對相關技術領域進行檢索；對檢索結果進行閱讀標引，確定最終的分類結果。

基于云計算的系統架構，經過從專利分析角度進行研究，可以把云計算技術領域分為三類：應用技術、平臺技術和架構。其中平臺技術分為：任務調度、分布式文件系統，數據管理；而架構分為虛擬化技術以及設備管理，云計算技術領域的一/二級分類框架如下表。

表1 云計算技術分類表

1）應用部分

從云計算服務的角度，應用層屬于云計算服務類型中的SaaS。應用層主要是面向用戶提供軟件應用服務并為用戶提供便捷的應用服務接口，例如為用戶提供服務調用、服務選擇、服務查找以及服務工作流接口等[3]。目前，最具代表性的幾個國外項目是業界主要參與者Amazon、Google和Microsoft等公司提出的Amazon EC2、Google App Engine、Microsoft Azure項目[4]；國內最有名的是無錫的云谷、廣東的云計算中心以及北京的祥云工程項目。。

2）平臺部分

平臺部分包括云計算中涉及的并行編程模型、分布式文件系統、數據結構管理及其他，如可用性、數據遷移、容錯性。云計算的數據遷移與備份的概念不同。雖然數據遷移和備份都是將在線數據保存為離線數據，但數據遷移還可以將離線數據模擬成線數據，而且遷移保存的對象是文件，備份的對象則是文件系統。

3）架構部分

架構部分包括虛擬化和設備管理。虛擬化又可區分為全部虛擬化或部分虛擬化。在云計算環境下，大規模的計算存儲資源被整合在一起，這些資源可能由不同的VMM進行管理[6]。目前，虛擬機的動態遷移主要是由人手動發起的，且只能在相同的虛擬機監控器(VMM)間進行。位于Xen VMM上的虛擬機只能被動態地遷移到另一臺Xen VMM上，而不能遷移到KVM上。

4）安全

伴隨云計算廣泛研究應用推廣，云計算的安全問題成為困擾其發展的最大問題。因為云計算中，所有的數據都存儲在“云端”，無論是對企業還是個人來講，都會憂慮自己的信息是否會被泄露，以及自己能否及時準確無誤的獲取。一旦數據發生不期望的泄露、更改或無法獲取，那都將產生不可估量的損失。根據云計算的系統架構，基本可以將云計算的安全分為幾個層次：身份訪問安全、網絡安全、數據安全、存儲安全、和物理安全。根據云計算的技術分類，前三個部分都涉及到安全問題，其中平臺部分的安全問題主要為動態信息流跟蹤、深度包檢測。

3 結語

專利文獻記載了世界上90%以上的科研成果[8]，蘊含著豐富的技術信息、經濟信息和法律信息，是當今世界反映科技發展最及時、最全面的信息資源，因此，在經濟社會快速發展的今天，政府、行業協會或者大型企業通常需要對特定技術領域進行專利預警分析，以掌握行業的整體態勢。而在對相關技術領域的專利信息進行分析過程中，技術分類成為必不可少的環節。本文選取了當前的熱點技術——云計算技術，從專利角度對云計算技術進行了技術分類，并以此為例，介紹了專利預警分析過程中技術分類的一般原則和具體過程。通過前面的敘述，可以看到，從專利角度對技術領域進行技術分類與一般意義上的技術分類既有聯系，又有所側重，相對而言，與一般意義上的技術分類更側重于技術細節不同，基于專利角度的技術分類則需要綜合產業和政策因素，更加關注信息分析的效果。可以看出，基于專利角度的技術分類是一個自我修復的過程，技術分類的結果也直接影響著專利預警分析工作的最終效果。

（說明：第二作者所做的貢獻與第一作者相同，但限于版面設計，被列為第二作者。）

[1]維基百科.云計算[EB/OL].2012-10-31 http://zh.wikipedia.org/wiki/云計算

[2]The Nist Definition of Clound Computing. NIST.2012-8-31

[3]李喬，鄭嘯，云計算研究現狀綜述，計算機科學，第38卷第4期，2011年4月，第32-37頁

[4]張建勛，古志民，鄭超.云計算研究進展綜述，計算機應用研究，2010年2月，第27卷第2期，第429-433頁

[5]王洪雨.云計算中動態數據遷移的關鍵技術研究，計算機碩士論文，2010年7月14日，第19-48頁

[6]劉鵬程，陳榕.面向云計算的虛擬機動態遷移框架[J]計算機工程，2010，36(5)，37-39

[7]張云飛，關于云計算中的數據匯總和容錯性分析，電腦知識與技術，2011年2月，第7卷第5期，第1046-1047頁

[8]謝小勇.構建企業專利預警應急機制[J].中國發明與專利，2007(5)：79-80