WEB 2010﹕雲端運算概念
楊旭平
一、「雲端運算」的概念
雲端運算（英文：Cloud computing，大陸譯作雲計算），
是一種通過互聯網，為個人和企業使用者提供按需即取資訊服務的運算新方式。
由於資訊是在互聯網上，所以「雲」其實就是泛指「網路」，名稱來自工程師在繪製流程示意圖時，常以一朵雲來代表「網路」。
而「端」則指使用端（Client）或泛指使用者運用網路服務來完成事情的方式。因此，依臺灣大學資工系黃重憲教授見解：即
「雲端運算」=「網路應用」=「網路運算」。
雲端運算的資源是具動態、易擴展且虛擬化的特性，通過互聯網提供。終端使用者不需要瞭解“雲”中伺服器在哪裡，只需透過網際網路及瀏覽器就能得到相應的資訊服務，此即被稱為雲端運算。
二、雲端運算的發展史
隨著資訊硬體效能提升、行動裝置的多元化，加上無線寬頻的普及等面向，雲端運算產業已從早期的網路撥接（Modem），歷經網路伺服器（Web Server）、主機代管（Web Hosting）、到現今發展的應用程式代管（ASP）。
（1）網路的蠻荒期
大概在十幾年前，網路還不普及，即使能與網際網路接上軌，透過傳統電話數據機進行資訊交換，也常會遭遇當機慘狀。
若想上網找資料，也因網站不夠多，更沒Google這麼強大的搜尋引擎，時常事倍功半，此時跑圖書館反而是更實際的方法。
當時，你使用最多的，可能就只是E-mail。
（2）個人電腦的孤兒期
由於網路的不普及，因此使用個人電腦處理文書、影像繪圖、科學計算都必須在一部電腦上獨立運作，為搭配强大作業系統升級(286、…、WINDOW7) ，個人電腦內硬體配備的好壞就變得非常重要。
那時，想在電腦玩遊戲都是單機版，要玩多人大富翁，你得聚集幾個朋友搬些椅子在電腦前，大家輪流透過同一組鍵盤滑鼠操作。
（3）BBS站的「網路應用」
BBS站又稱為「電子佈告欄」，主要是提供文字模式的訊息交換平臺，申請 BBS站的帳號後，你可以在佈告欄留言，或加入某個主題進行討論(有點類似現在的討論區)，還可跟特定的網友用「站內信」交換意見，所有的工作只要用軟體連線到指定電腦，就可以開始作業，包括編輯文字訊息、接收站內信，這都是在遠端主機中，也就是資料不在你的電腦內，你只是用指令在操作遠端的電腦幫你做事情。
千萬別小看這場景，它可具備了雲端運算的基本概念「運算的工作在遠端電腦進行，本機只是負責單純的操作」；只是以現在的眼光來看，用BBS來比喻雲端運算未免太小題大作，因為BBS的資料量很小，只是單純的文字字元，沒有複雜的圖形處理工作，或者龐大的數據運算需求，還不構成近代「雲端運算」的規模。
（4）雲端運算初體驗
隨著網路的發展快速，傳輸頻寬也越來越大，網路能做的事情更多了。
譬如，你用過Gmail、Google Docs、Google Talk、iGoogle、Google Calendar等線上應用嗎？這就是雲端運算的基礎運用！
瀏覽器連上指定的網站，就能開始編輯文件然後「線上」存檔，在公司沒寫完的稿子，回家還可以連上網路繼續寫；Google Spreadsheet圖形化的線上試算表，定義公式後填入數值，計算工作都是靠Google主機內的處理器；這些工作與我們使用的電腦性能無關，只有網路連接速度是問題。
其實上面的概念，昇陽在90年代末期就提出過「網路電腦」的構想，並且有實體產品問世，可惜的是當時沒有光纖電纜（寬頻），若把工作交由遠端主機處理，再用網路回傳到本機，速度恐怕不是一般人所能接受。
另一方面，一般用途的雲端運算，現在能成功的因素還包含介面設計的成功，以Google為例，Ajax設計的人性化介面，只要會在瀏覽器輸入網址就會使用。但昇陽的初期產品，需要用專屬的機器、作業系統，整個架構部署後所費不貲。
尤其像Google Docs的線上文書處理軟體，只要瀏覽器操作，連安裝都不需要了。
（5）企業、科學用途的雲端運算
企業與科學用途的雲端運算，處理的項目通常是龐大的數據計算，例如生產排程工作，龐大的生產線加上一堆限制條件(可能是幾十萬條限制)，需要在短時間內獲得結果，所以使用者介面變得不是重點，負責運算的機器是否快速又穩定比較重要。
藉助雲端運算，企業只要在本地送出運算式，交由他處強大的超級電腦運算，經過高速計算後可得到最佳解決方案。
商用雲端運算主要應用有線性規劃、統計分析。
而科學用途的雲端運算，最經典的應用就是生物科學，例如：分析基因結構（DNA）、基因圖譜定序、解析癌症細胞等。
對於企業與科學研究而言，雲端運算的導入能大幅降低成本，不必購置昂貴的超級電腦，與負擔後續的維護成本加上設備折舊費用，只要把運算的原始資料交由市場上專業的處理公司，依照處理器耗費的資源或時間付費即可。
未來的資訊產業中，網際網路服務將是主流，於是雲端運算的概念已隨處可見，例如智慧型手機（Smart phone）、衛星導航（GPS）、小筆電、ipad等行動裝置都可以透過雲端運算，使用者只要輸入簡單指令即能得到大量資訊，效率快又準確。
三、「雲端運算」的淵源
「雲端運算」不是「新技術」，而是一種新應用概念。其本質大抵承襲自「分散式運算」(Distributed Computing)及「網格運算」(Grid Computing)，先讓我們來認識其源頭。
所謂「分散式運算」，顧名思義，就是將大型工作區分成小塊後，分別交由眾多電腦各自進行運算再彙整結果，以完成單一電腦無力勝任的工作。
最著名的例子莫過於1999年啟動的「SETI@home計畫」。該計畫利用超過500萬名參與者的個人電腦的空閒時間進行分析無線電訊號的運算，以期能找出外星生物。
而「網格運算」則是分散式運算加以延伸的一支，其主要特點在於將各種不同平台、不同架構、不同等級的電腦透過分散式運算的方式做整合運用。而所謂的「網格」指的則是處理分散在各處資料的基準。
由此觀之，「雲端運算」與「網格運算」兩者都是源自分散平行運算，唯獨「網格運算」著眼於整合眾多異構平台，重點概念放在異質系統之間運算資源的整合，簡單來說，就是讓不同等級的電腦、或是不同作業系統的電腦，彼此之間可以透過通訊標準來互相溝通，分享彼此的運算資源。
而「雲端運算」則強調在本地端資源有限的情況下，利用網際網路將龐大的運算處理程序（Process），自動分拆成無數個較小的子程序（Sub process），再交由多部伺服器（Multi- Server）所組成的龐大系統（非異質性），透過搜尋、自動分配與運算分析之後，再將處理結果回傳給使用者端。透過這項技術，網路服務提供者（Service Provider）可以在數秒之內，處理數以千萬計甚至億計的資訊，達到和「超級電腦」同樣強大效能的網路服務。
基本上，雲端技術可以算是網格技術的一個子集合，兩者目的相同，都是要把系統的複雜性隱藏起來，讓使用者只要使用而不需要瞭解系統內部如何運作。而兩者的最大差異只在於運算量，雲端運算大都以單一主機服務使用者，主要較偏向少量而多次的運算，少次而大量的運算易使資源用盡，致使其他服務停擺或拒絕服務；網格運算是以多主機來做運算支援，在少次而大量的運算時較為有效率，在此情況下，網格運算域內的電腦資源可互相支援，不會有資源用盡的疑慮。
四、雲端運算基本特性
Google 前副總裁李開復博士認為雲端運算具有以下的特性：
1. 數據存在雲端--資料不放在單機
2. 軟體存在雲端--軟體的提供方式改變,連上INTERNET即可使用<Ex>:Google DOC
3. 基於公開的標準協定--open source project，
<Ex>：Linux、Ajax、LAMP
4. 任何裝置都可以連上雲端--Cell Phone、Notebook
五、 雲端運算的商機潛力
雲端運算已經被視為繼Web 2.0之後，下一波科技產業的重要商機。根據美林證券估計，未來五年全球雲端運算市場規模將達到950億美元，占全世界軟體市場的12 ％。
雲端運算背後龐大的商機潛力，使Google、IBM、微軟、Yahoo、Amazon、Oracle、惠普、戴爾、Sun等各科技大廠，都大舉跨入此領域，搶佔先機。以下分別說明目前正進行雲端運算計畫的國際大廠現況：
1、 Google
在美國網路搜尋市場佔有率第一名的 Google，其實很早就將雲端運算概念應用在自家提供的服務上，諸如Gmail、YouTube、Google Docs、Google Talk、Google Calendar、Google Gadget等。
漸次成形的Google Apps就是網路辦公室軟體，包括信箱、檔、投影片等。但Google並不因此而滿足，今年才上線的Google App Engine，更是一個網路平臺，讓開發者可自行建立網路應用程式。
Google 於2007年10月與 IBM 合資超過 1,500 萬美元，建立 Google 101 大型資料運算中心，並在 2008 年將雲端運算定為未來的發展策略，而這點，可從Google為進軍通訊產業而推出的G-phone看出點端倪。
因此從 Google 大舉佈局雲端應用下，相信在加強「端」連到「雲」的入口和架構完整的商業模式後，是很有機會在未來市場繼續保持領先地位。
2、 IBM
在基礎架構方面，ＩＢＭ也推出藍雲（Blue Cloud）計畫，主要切入點不在於如何提供消費端各種服務，他更專注的是如何提供雲端運算所需擁有的硬體設備與管理軟體，將企業運算任務分成不同組件，分派至最有效率的電腦系統執行，解決企業尖鋒、離鋒時間的系統負荷量問題。
它同時結合網路巨人 Google，著手在全球數個城市建立大型商用數據中心，第一座在中國無錫。
3、 Microsoft
除Google外，微軟亦結合自己的優勢，提供軟體與網路平臺作為雲端服務。微軟在雲端的策略是「Software + Service」。預計推出的新作業系統「Azure」，它強調產品的彈性化，將結合Live Mesh開發新功能，並整合各種Live Services；Azure的一項用途，是能讓軟體開發者所撰寫的程式直接在微軟資料中心上線，不需靠公司裡的伺服器；Azure就像是微軟線上服務的地基，紮穩微軟邁向雲端之路。
4、 Yahoo
Yahoo將開源雲端運算框架Hadoop，應用在自家搜尋服務的兩千台伺服器上，來處理超過5 Petabytes的網頁內容，建立整個網際網路的網頁索引資料。
此外，Yahoo的雲端產品定位為Consumer Cloud Computing，提供Yahoo! Live、Yahoo! oneConnect、NewsGlobe等線上訊息服務。
而即將正式開放的Yahoo Application Platform，則是提供開發者線上撰寫和執行程式的開放平臺。
5、 Amazon
網路零售業龍頭亞馬遜的「亞馬遜網路服務」（Amazon Web Service），把自己架設好的ＩＴ架構與資源開放給其他公司。
Amazon 的 Web Services，透過虛擬化的技術，Amazon EC2搭配 Amazon S3 儲存服務，提供各種不同規格的虛擬主機和儲存空間，使軟體開發者能快速地在上面安裝或執行所需的服務，用完了就結束完全沒有負擔，且只要負擔所使用的時間與資源即可，在成本效益上，這樣的服務由於費用低廉，吸引了很多開發人員使用。
6、趨勢科技
約莫是7年前，趨勢科技開始覺得在跟病毒永無止盡的對抗中，漸居下風。批次更新的病毒碼，不僅檔案越變越大，更無法追上新病毒產生的速度（平均每四秒就有一個新病毒）。
趨勢認知到，與網路上流竄的病毒對抗，得要找到新方法。趨勢因應之道，是以其人之道還治其人之身，網路來的病毒，就得在網路上解決。具體作法，就是在網路上架一朵「防毒雲」，使用者不用像過去，得要把病毒碼下載到自己的電腦更新，只要透過網路連上防毒雲，就能即時在網路上偵測病毒，既節省硬碟空間，也可縮短因應病毒爆發的處理時間。對趨勢來說，不用像過去要一一通知用戶有新病毒出現，得進行病毒碼更新，只需要把最新的防毒碼放在雲上，用戶連上網路就能自動偵測，網頁瀏覽過程中，在使用者的電腦上，會直接詢問雲網頁是否安全，與病毒的作戰可因此爭取更多預防時間，大幅降低病毒爆發的機會。
且在使用雲端運平臺後，不論美國或臺灣的研究人員，都可以透過同一套運算平臺，共用病毒分析的資料。
趨勢科技董事長張明正在今年趨勢二十週年記者會上這麼說：「雲端運算時代已經來臨。」因為雲端運算徹底改變與用戶往來的方式，過去是趨勢一一面對每位用戶，現在則是趨勢與用戶之間，透過雲溝通往來。
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