云端旅程：追溯云計算的發展歷程

■文/苗晶良 鄧元慧 王國強

云計算的重要性和意義在當今數字化時代愈發凸顯。它不僅代表了一種技術的革新，更是一種全新的業務運作模式。它不僅擴大了技術的邊界，也為社會和經濟的可持續發展提供了新的動力和可能性。

在當今這個全球經濟蓬勃發展的時代，云計算（Cloud Computing）已經顯現出其作為數字經濟的核心技術支點的獨特魅力。特別是在新冠疫情大流行期間，云計算的重要性更加凸顯。它不僅支持企業靈活運作，還加速了全球各行各業的創新步伐。在這場疫情推動下的遠程工作和數字化轉型中，云計算已經成為技術進步的鮮明標志，它在全球經濟重塑和社會結構快速變化的過程中發揮著關鍵的驅動作用。

從設想到實現

云計算這一概念的誕生完美地詮釋了人類的預見性。1961 年，一個前瞻性的想法在圖靈獎獲得者、美國計算機科學家約翰·麥卡錫（John McCarthy）的腦海中出現，他在參加美國麻省理工學院一百周年慶祝典禮時，首次提出了“Utility Computing”（公共計算服務）的概念。在他的設想中，未來的計算機資源將如同水、電和煤氣一樣，轉變成一種日常生活中的基礎公共設施，被每一個人使用。在那個時代，這個想法無疑是大膽和具有革命性的，就像是一顆在傳統計算世界中投下的未來種子。

時光飛逝，到了1996 年，這個種子開始發芽。在美國康柏（Compaq）公司的一份內部文件中，“云計算”這個詞首次出現，盡管當時它還沒有引起廣泛的關注。真正讓云計算成為家喻戶曉的概念的是2006 年谷歌公司時任首席執行官埃里克·埃默森·施密特（Eric Emerson Schmidt）在一次大會上的演講。他將云計算定義為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求提供給計算機各種終端和其他設備。施密特打開了一個新世界的大門，預示著一個信息自由流通、資源共享的新時代的來臨。

云計算，這個今天我們耳熟能詳的概念，其實是建立在幾十年前技術革新的基礎上的。要理解云計算，我們需要先回到20 世紀60 年代的計算機領域，看看它是如何從那時的技術演變而來的。最初，云計算的概念源自“分時系統”，這個系統的核心思想是讓多個用戶能夠同時使用同一臺大型計算機。操作系統通過一種巧妙的時間分配方法，即時間片輪轉，把處理器的時間分成小片段，輪流分配給每個用戶。這就像是將一個大蛋糕切成很多小塊，每個人輪流享用一小塊，從而讓每個人都感覺好像整個蛋糕都是自己的。這種方法不僅提高了計算機資源的利用率，還允許多任務并行處理。與此同時，云計算的另一個重要基石也已經出現，它就是虛擬化技術。1959 年，英國計算機科學家克里斯托弗·斯特雷奇（Christopher Strachey）提出了這個概念，它可以被視為分時系統概念的一種擴展，是云計算基礎架構的核心，也是云計算發展的基礎。簡單來說，虛擬化技術就是在實體計算資源（如CPU 和內存）上構建一個邏輯層，使這些資源能夠脫離物理限制。20 世紀70 年代，虛擬化技術進一步推動了分時系統概念，使單個物理服務器抽象化，模擬成多個獨立的虛擬機，每個虛擬機都能運行不同的操作系統和應用，相互之間隔離。這樣一來，該技術使多個用戶可以共享計算資源，而不是依賴于單一的物理機器，從而大大地提高了硬件資源的利用率，還增加了靈活性和可擴展性，為今天我們所熟知的數字化生活方式奠定了基礎。

1990 年至2000 年的這10 年間，互聯網開始迅速普及，并改變了信息技術的整個景觀。在這個時期，云計算的雛形開始逐漸顯現，與互聯網的興起、數據中心的進步緊密相連。越來越多的人和企業開始在線上進行交互和開展商務活動，對可靠、高效的數據存儲和處理能力的需求急劇增加。這一需求催生了數據中心的快速發展，它們成為存儲、處理和分發大量數據的關鍵設施，支撐互聯網基礎架構。此時，企業開始意識到，通過集中化的方式管理信息資源，可以更有效地處理大量的網絡流量和滿足數據存儲的需求。同時，這一時期也見證了關鍵技術的進步，例如，寬帶互聯網的普及提高了數據傳輸速度，虛擬化技術使服務器的利用率大大提高。這些技術進步為云計算的興起奠定了基礎，使數據和應用程序可以被更高效地存儲在遠程服務器上，并通過互聯網訪問。正是在這樣的背景下，云計算開始形成初步概念。企業和個人用戶開始從傳統的本地存儲和計算轉向更為靈活、成本效益更高的云服務。這一轉變推動了云計算在21 世紀初的快速發展和普及。

云計算大事記

A Brief History

1961 年

美國計算機科學家麥卡錫提出了把計算能力作為一種像水和電一樣的公用事業提供給用戶的理念。

1969 年

美國國防部的先進研究計劃局開發ARPANET 正式投入運行。

1999 年

Salesforce.com 成立，提供基于網絡的SaaS，這是云計算應用的早期例子。

2002 年

亞馬遜公司推出了AWS平臺，標志著現代云計算時代的開始。

2006 年

亞馬遜公司推出了EC2，提供可伸縮的虛擬私有服務器。

2008 年

谷歌公司推出了App Engine，為開發者提供云端應用托管服務。

2009 年

谷歌公司推出Google Cloud Platform，為企業提供云計算服務。

2010 年

微軟公司推出Azure，這是其云計算服務的旗艦產品。

21 世紀第二個十年

微軟、IBM、甲骨文等公司紛紛加入云計算市場，推出自己的云服務平臺。

2012 年

云計算開始成為企業主流，更多企業開始采用SaaS、PaaS 和IaaS。

2014 年

云計算市場主要供應商在全球范圍內擴展他們的云服務。

2016 年

云計算開始向邊緣計算演進，加速了物聯網和移動計算的發展。

21 世紀20 年代

多云和混合云策略開始流行，企業開始利用多個云服務提供商的服務，以滿足不同的業務需求。

群雄爭霸的商業化競爭時代

進入21 世紀初，云計算的舞臺上開始上演一場群雄爭霸的商業化競爭。這一時期標志著云計算從技術概念向實際應用的轉變，同時也是各大企業爭奪市場領導地位的關鍵時刻。

2000 年前后，虛擬化技術逐漸發展成熟，成為云計算發展的一個重要里程碑。2001 年，美國VMware 公司發布了第一個針對x86服務器的虛擬化產品VMware ESX，這一技術成就開啟了新的可能性。它允許在單一的物理服務器上同時運行多個虛擬機。這不僅減少了對服務器數量的需求，還在速度和靈活性方面比傳統的物理服務器有了顯著的提升。虛擬化技術的成熟使云計算商業市場開始真正出現。

2006 年，云計算的舞臺上又迎來了一個關鍵時刻。美國亞馬遜公司正式推出了“基礎設施即服務”（Infrastructure as a Service，IaaS）云平臺，即“亞馬遜網絡服務”（Amazon Web Services，AWS），自此拉開了云服務商業化運營的大幕。作為云計算市場的先行者，AWS自2006 年推出以來，一直是市場的領導者。AWS 的服務范圍非常廣泛，涵蓋了從基礎設施建設到機器學習和人工智能的各個方面。AWS的核心組成計算部分是亞馬遜彈性云計算（Elastic Compute Cloud，EC2）。EC2 簡化了在云中運行虛擬服務器的過程，使用戶可以輕松地在云環境中啟動和管理服務器實例。AWS 的對象存儲服務是亞馬遜簡易存儲服務（Amazon Simple Storage Service，Amazon S3）。它為互聯網上的數據存儲提供了簡單的接口，是一種高度可擴展的對象存儲服務，適用于備份、存檔和互聯網數據存儲。自2006 年推出以來，Amazon S3 已成為云存儲領域的領先服務之一，廣泛應用于各種行業和應用。

隨著2008 年的到來，更多新玩家加入云計算商用市場。在這一年，谷歌公司開始將其內部基礎設施作為一種服務對外提供，并推出了App Engine。這個“平臺即服務”（Platform as a Service，PaaS）產品允許開發者構建和托管網頁應用程序。該產品的推出不僅標志著谷歌公司在云計算領域邁出了重要一步，也提供了一個完全托管的平臺，使開發者能夠專注于代碼編寫而無須擔心底層基礎設施。隨后，谷歌公司逐步引入了更多服務，如谷歌計算引擎（Google Compute Engine）和谷歌云存儲（Google Cloud Storage）等。

同樣在2008 年，微軟公司在其專業開發者大會（Professional Developers Conference，PDC）上公布了Windows Azure，并于2010 年正式上線了該產品。這意味著微軟公司也正式加入了云計算的市場競爭中。2014 年，微軟公司將Windows Azure 重新命名為Microsoft Azure，以反映其支持多種操作系統、編程語言和工具的能力，不僅限于Windows。隨后，Microsoft Azure 迅速擴展了其服務范圍，包括IaaS、PaaS 和SaaS 等服務類型。

在國際云計算巨頭爭奪市場的同時，中國的云計算行業也迎來了自己的標桿——阿里云。2009 年，阿里云成立，中國云計算市場開始顯現出其獨特的活力和潛力。阿里云在云計算技術方面取得了顯著的成就，尤其是在大數據和人工智能領域。阿里云的一些核心產品，如彈性計算服務（Elastic Compute Service，ECS）、關系型數據庫服務（Relational Database Service，RDS）和對象存儲服務（Object Storage Service，OSS）在市場上廣受歡迎。隨著時間的推移，阿里云經歷了迅猛的發展和擴張，不僅在亞洲市場占據了重要位置，而且在全球云計算市場上成為一個重要的參與者。阿里云的崛起不僅展示了中國云計算技術的發展速度，也為全球云計算市場帶來了新的競爭格局。

除了這幾大巨頭之外，還有其他一些重要的公司，如IBM、甲骨文等，它們在特定地區或行業領域內具有顯著的影響力。這些云服務提供商之間的競爭非常激烈。它們不僅在價格上競爭，更在服務質量、技術創新、全球覆蓋范圍以及特定行業解決方案的定制上相互較勁。這種競爭促使每個云服務提供商不斷改進和擴展其服務和功能，最終使整個云計算市場和相關技術得以快速發展。

云端革命，開啟數字生活

云計算技術正逐步改變我們的世界，特別是在政府、醫療、教育和金融等關鍵領域，它正在引領著數字化轉型和創新。通過優化數據處理流程和資源配置方式，云計算不僅提高了這些領域的工作效率，還極大地改善了公眾的生活質量和服務體驗。

●政府云：開啟智能治理時代

在政府領域，云計算的運用實現了從傳統的面對面服務到高效線上處理模式的轉變。政務云通過在線處理數據，顯著提升了政府部門的服務效率，同時使現代辦公、公共交通、城市管理、企業和社會信用體系等多個領域的智能化水平得到增強。一些政務云平臺還配備了先進的數據處理機制，包括數據識別、分級分類、數據脫敏、異常檢測和監控預警等，確保了平臺的安全性、可靠性和可信度。通過這樣一個集中的云平臺，政府能夠更有效地進行決策和管理，全方位提升政務服務質量，從而直接惠及公眾生活。

以深圳市政務云項目為例，該項目于2019 年初開始啟動，主要構建了深圳市統一云管理平臺，實現了市政府各部門基礎設施共建共用、信息系統整體部署、數據資源匯聚共享、業務應用有效協同。深圳政務云基于華為云，通過云管理平臺實現市政務云與省、區的對接，實現統一管理，基于政務外網，實現市與區的相互資源共享，相互容災。

●醫療云：開啟數字健康紀元

在醫療領域，云計算正日益成為推動該行業現代化的關鍵力量。云計算使醫療數據的存儲和訪問變得更加高效和安全，使醫療機構能夠實現電子健康記錄的無縫管理和共享。云計算支持遠程醫療服務，提高了醫療資源的可及性，特別是在偏遠地區。它還為大數據分析提供了強大的計算能力，使醫療研究人員能夠快速分析龐大的健康數據集，從而加速新藥的研發和疾病的預測。此外，云平臺上的人工智能和機器學習工具正在改變診斷流程，提高診斷的準確性和效率。

當前，醫療云的應用在我國已經取得了顯著的進展，如北京協和醫院的醫療大數據平臺。這個平臺利用人工智能技術，對數據進行自動化采集、關聯整合、標準化處理以及便捷化檢索分析。它構建了臨床大數據知識圖譜及推理引擎，深度挖掘疾病癥狀之間的潛在關聯，提高數據的利用率及科研效率。目前，該平臺已服務于100 余項臨床研究，建立數據集1 000 余個，大約90%的數據需求通過平臺完成，支撐了多篇文章投稿和研究方案制定。

●教育云：開啟無界學習革命

在教育領域，云計算正在徹底改變學習和教學的方式。通過提供靈活和可擴展的資源，云計算使教育內容和工具可以隨時隨地在線訪問，從而支持了更加個性化和協作性的學習體驗。云平臺上的軟件即服務（Software as a Service，SaaS）應用，如在線課堂、學習管理系統（Learning Management System，LMS）和學生信息系統（Student Information System，SIS），極大地簡化了教學管理和課程設計。此外，云計算還使遠程教育和在線課程成為可能，打破了地理和時間的限制，為更廣泛的學生群體提供了高質量的教育資源。同時，云技術在存儲和處理大量教育數據方面的能力，為教育研究和學習成效分析提供了強大的支持。

以連云港線上教學服務系統為例，該系統利用國家中小學智慧教育云平臺，建立了一套“四位一體”的線上教學服務系統。這個系統為學生提供電子教材和教輔資料，使用語音學習系統和課文朗讀系統輔助學習，提供名師直播授課以及在線答疑服務。新冠疫情期間，該系統發揮了巨大作用，保障了學生“停課不停學”。目前，該線上教學服務體系的總訪問量已超過1 500 萬人次，有效支撐了教育教學活動的持續進行。

●金融云：開啟安全創新舞臺

在金融領域，云計算正在引領一場深刻的數字化轉型，為機構和客戶提供了更高效、安全和創新的服務。通過云平臺，金融機構能夠實現更高效的數據管理和處理，支持復雜的大數據分析和實時交易處理。這不僅加速了決策過程，還提高了風險管理和欺詐檢測的能力。云計算還使金融服務更加靈活和可訪問，支持了新興的金融科技應用，如移動銀行、在線支付和個性化的財務管理服務。同時，云計算在確保數據安全和遵守嚴格的行業合規標準方面發揮著至關重要的作用。通過部署在云中的先進加密和安全協議，金融機構能夠保護敏感的客戶數據和交易信息。

華為企業業務在金融行業的云化轉型就是一個典型例子。華為公司利用其信息與通信技術（ICT）基礎設施優勢，創建了一個安全、穩定、高效的金融云平臺。該平臺支持在私有云、華為公有云、專屬云及金融行業云部署，還支持智慧網點等金融邊緣云場景。通過這個平臺，金融企業可以快速構建手機銀行、小程序等，提升用戶體驗，同時通過開放應用編程接口（Application Programming Interface，API）將金融服務融入各個行業。

迎接挑戰，面向未來新天地

在這個迅速發展的數字時代中，云計算雖然是技術進步的象征，但也面臨安全、技術革新、可持續發展和合規性等諸多挑戰。從保衛云端的數據安全和隱私到智云時代中人工智能與物聯網的深度融合，云計算正在不斷推動技術界的界限。邊緣計算的興起象征著對快速、高效數據處理的需求，同時減輕了中心云的壓力。在追求綠色轉型的同時，綠色云計算的興起凸顯了環境保護的重要性，展現了技術與可持續發展的和諧共生。此外，全球性的數據治理和日益嚴格的法規要求為云計算的合規之道帶來了新的挑戰。面對這些挑戰，云計算技術不斷發展迭代，必將開創一片新天地。

●保衛云端

云計算在為企業和個人提供靈活、高效的計算資源的同時，也必須面對連續不斷的安全性和隱私保護挑戰。這些挑戰分布在幾個關鍵領域：一是確保遠程服務器上數據的安全，防止任何數據泄露或被未授權訪問的風險；二是強化用戶身份驗證，確保個人信息的保密性和安全性；三是緊跟并遵守日益嚴格的數據保護法規，適應全球各地的法律要求；四是有效應對內部威脅，同時保證跨平臺及多云環境中的穩定性和安全性；五是持續提防網絡攻擊，如惡意軟件和釣魚攻擊，確保系統的防御能力始終處于最佳狀態。為了應對這些挑戰，云計算安全的未來發展將更加注重于構建全面的防御策略，采用智能化的威脅管理方法，并嚴格遵守相關法規，以保護用戶的隱私和企業的數據安全。

●智云時代

云計算與人工智能、物聯網的結合標志著一個技術革新的新時代的開始。在云平臺的支持下，人工智能算法得以接觸和分析全球范圍內龐大的數據集，這進一步提升了決策的準確性，加快了新洞察的發現，并優化了自動化流程。同時，物聯網設備生成的海量數據也能通過云計算進行有效管理和分析，從而使各種應用，如智能家居和工業自動化成為現實。這種融合不僅極大地提高了數據處理的效率和智能化水平，還推動了新服務和應用的創新，比如在智能城市、遠程醫療和智能制造等領域。

●邊緣革命

邊緣計算的興起標志著一場計算范式的重大轉變，它正好滿足了日益增長的數據處理需求和對低延遲應用的強烈渴望。這一新興技術把數據處理、存儲和分析從集中的云數據中心轉移到網絡的邊緣，也就是更靠近數據產生地的位置，如用戶的設備或者是局部網絡。這樣的轉變讓需要實時或近實時數據處理的應用，如物聯網、自動駕駛汽車、智能城市和遠程醫療等，能夠具備更短的響應時間和更高的效率。同時，邊緣計算減輕了對中心云的帶寬需求，提高了整體系統的可靠性?？梢哉f，云計算和邊緣計算的結合為處理大量分散數據提供了一個靈活且高效的解決方案，推動了新一代智能應用和服務的發展。

●綠色轉型

云計算的可持續發展已經成為技術界的一個關鍵議題。隨著云服務的快速擴張，數據中心的能源消耗和碳排放問題引起了業界對環境保護的廣泛關注。為了應對這一挑戰，綠色云計算應運而生，它致力于通過采用可再生能源、提高數據中心的能源效率、優化資源分配和降低冗余來減少這些影響。此外，綠色云計算還包括使用更高效的冷卻系統、改進的硬件設計和軟件優化來減少能源消耗。這些努力不僅有助于減輕對環境的影響，還能提高運營效率和降低成本。因此，綠色云計算正在成為推動技術行業向可持續發展轉型的關鍵因素。

●合規之道

由于處理和存儲的數據可能存在全球性和跨境的特點，云計算在合規性方面面臨復雜的挑戰。隨著數據保護法規，如歐盟的《通用數據保護條例》（General Data Protection Regulation，GDPR）、美國的《加利福尼亞州消費者隱私法案》（California Consumer Privacy Act，CCPA）等法律法規的實施，云服務提供商和使用者必須確保他們的操作符合這些法規的要求。這意味著云服務提供商必須確保數據的透明處理，加強用戶隱私保護，實施數據主權和跨境數據傳輸的合規措施。此外，不同國家和地區的法規差異增加了合規的復雜性和應用成本，尤其是對于跨國運營的云服務企業。因此，云計算用戶需要密切關注法規變化，確保他們的云策略和應用能夠適應這些不斷變化的監管環境。

隨著時間的推移，云計算已經從一個初露頭角的技術概念成長為當今數字化世界的核心支柱。它不僅徹底改變了企業和個人處理數據和使用應用程序的方式，還持續推動著人工智能、物聯網和大數據分析等新技術的邊界。面對未來，云計算仍將繼續演進，解決安全性和隱私保護等挑戰，同時在推動全球經濟、促進技術創新和實現可持續發展方面發揮關鍵作用。無疑，云計算的旅程將充滿無限可能，通向更加智能和互聯的未來。