科普 |《重庆市战略性新兴产业技术路线图》之云计算篇
一、市场需求
全球云计算市场总体平稳增长。2015年以IaaS、PaaS和SaaS为代表的典型云服务市场规模达到522.4亿美元，增速20.6%，预计2020年将达到1435.3亿美元，年复合增长率达22%。
全球IaaS市场保持稳定增长，云主机仍是最主要产品。2015年IaaS市场增速32%（2014年IaaS 市场增速33%），市场规模达162亿美元，其中云主机占据85%以上的市场份额，预计未来几年将持续增长，但增幅会略有下降。
全球PaaS 市场总体增长放缓，但数据库服务和商业智能平台服务增长较快。2015年PaaS市场44亿美元，增长17%，其中应用基础架构和中间件服务占据54%的市场份额；数据库服务市场规模仅1.7亿美元，但增长较快，增速达30%，预计未来几年仍将以30%以上的速度高速增长，远超过应用开发（增速11.9%）、应用基础架构和中间件（增速16.5%）等其他PaaS产品。
SaaS 仍然是全球公共云市场的最大构成部分，CRM、ERP、网络会议及社交软件占据主要市场。2015年SaaS 市场规模317亿美元，远超IaaS和PaaS市场规模的总和，其中CRM、ERP、网络会议及社交软件占据市场65%的份额；同时产品呈现多元化的发展趋势，数字内容制作、企业内容管理、商业智能应用等产品规模较小增长快，尤其企业内容管理增速达40%，数字内容制作增速25%，预计未来五年将以30%以上的复合增长率快速增长。
我国云计算市场总体保持快速发展态势。2015年我国云计算整体市场规模达378亿元，整体增速31.7%，其中专有云市场规模275.6亿元人民币，年增长率27.1%。
二、产业链分析
云计算产业链从基础设施端到应用端主要涉及云计算终端、云计算服务支撑、云计算应用服务三大板块，其中云计算应用服务可分为IaaS（基础架构即服务）、PaaS（平台及服务）、SaaS（软件即服务）三大类。
云计算产业链
三、关键技术
（1）IaaS
1、数据中心网络设计
使节点之间连通性与容错能力提高，易于负载均衡。同时降低网络建设成本，节点更易扩展。
2、数据中心节能技术
研究开发绿色节能技术，以降低数据中心的运行开销，减少二氧化碳的排放。
3、虚拟机快速部署技术
现有虚拟机模板技术，并对虚拟设备进行了预配置，预装了操作系统与应用软件，可以有效减少虚拟机的部署时间，然而仍不能满足快速部署的需求，需要研究开发能够更快速扩张虚拟机集群规模的虚拟机快速部署技术。
4、虚拟机在线迁移技术
提高虚拟机在线迁移技术的系统可靠性，保证负载均衡，优化数据中心性能，提升节能效果。
（2）PaaS
1、海量数据存储技术
云计算环境中的海量数据存储既要考虑存储系统的I/O性能，又要保证文件系统的可靠性与可用性。
2、数据处理技术与编程模型
PaaS平台不仅要实现海量数据的存储，而且要提供面向海量数据的分析处理功能。由于PaaS平台部署于大规模硬件资源上，所以海量数据的分析处理需要抽象处理过程，并要求其编程模型支持规模扩展，屏蔽底层细节并且简单有效。
3、副本管理技术
副本机制是PaaS层保证数据可靠性的基础，有效的副本策略不但可以降低数据丢失的风险，而且能优化作业完成时间。
4、任务调度算法
PaaS层的海量数据处理以数据密集型作业为主，其执行性能受到I/O带宽的影响。但是，网络带宽是计算集群(计算集群既包括数据中心中物理计算节点集群，也包括虚拟机构建的集群)中的急缺的资源:①云计算数据中心考虑成本因素，很少采用高带宽的网络设备;②IaaS层部署的虚拟机集群共享有限的网络带宽;③海量数据的读写操作占用了大量带宽资源。因此PaaS层海量数据处理平台的任务调度需要考虑网络带宽因素。
5、任务容错机制
为了使PaaS平台可以在任务发生异常时自动从异常状态恢复，需要研究任务容错机制。
（3）服务支撑
1、QoS保证机制
云计算不仅要为用户提供满足应用功能需求的资源和服务，同时还需要提供优质的QoS(如可用性、可靠性、可扩展、性能等)，以保证应用顺利高效地执行。
2、安全与隐私保护
通过QoS保证机制可以提高云计算的可靠性和可用性，但是目前实现高安全性的云计算环境仍面临诸多挑战。需要针对云计算的模型和应用，研究云计算环境下的数据安全与隐私保护技术。
资料来源：赛迪研究院整理
