Transcript 雲端服務與相關技術

風起雲湧，大雲東飄擋不住:
簡介雲端運算
陳銘憲
中央研究院資訊科技創新研究中心主任
國立台灣大學電機系教授
March 22, 2012
大綱
雲端運算簡介
雲端服務與相關技術
一些對雲端運算的常問問題
雲端的商業機會
結語
M.-S. Chen
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台北101之雲
M.-S. Chen
3
墾丁之雲
M.-S. Chen
4
香港之雲
M.-S. Chen
5
青康藏高原之雲
M.-S. Chen
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雲端運算定義
雲端運算是一種經由網路取得遠端電腦運算服務的商業模式
與技術組成
1.資料(data),軟體程式(Software)及運算(Computing)移往
網際網路上大型(通常為1萬台以上主機)、可延展
(scalable)、共用(shared)的資料中心, e.g. gmail
2.雲端資料中心提供無限延展的運算、儲存與應用程式，使
用者利用具備網際網路連線能力之電腦終端裝置(device)
，即等同擁有一部虛擬超級電腦
M.-S. Chen
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何謂雲端運算，眾說分雲
廠商/研究機構
定義描述
Gartner
雲端運算是一種具備大量且可擴充(Scalable and
elastic)之IT能力的運算方式，透過網際網路技術並
以服務的形式提供給外部的使用者。
IDC
雲端運算是一個新興的IT，透過網際網路部署、配
置與遞送的模式，可使產品、應用服務與解決方案
的即時提供成為可能。
Forrester
雲端運算為一種標準化的IT能力(服務，軟體或基礎建設)，
透過網際網路提供服務，並以使用即付費(pay-per-use)及
自助(self-service)的方式運作。
Google
所需要的應用軟體與資源都在網際網路中，使用者
可以透過任何裝置上的瀏覽器去操作或存取
IBM
雲端運算具備大量擴展能力的運算，連結與提供急
速增長的終端用戶、設備與感應裝置，並可由網際
網路快速的部署與配置創新的應用工具。
M.-S. Chen
Source: IBM; IDC; Forrester; Google; Gartner
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雲端運算之三大特色
1. Centralized的IT infrastructure
data, CPU, algorithms
2. Virtualized architecture (虛擬架構)
3. Usage-based之資源配置及收費
 Cloud computing 翻譯成雲(Cloud)
端(Device)運算
 雲端運算多數技術為已有，而其商業模式為創
新
M.-S. Chen
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雲端運算的優點
 較佳的資源分享 (e.g., online trading,
online games)
 降低整體IT成本
 更好的運算資源的管理
 使用者容易取得資源 (version control)
 提供便捷的應用服務與普及式運算
 普及式運算(ubiquitous computing)與適地性服務(LBS)
的需求日增
 順應科技發展趨勢
 行動裝置普及，硬體及儲存器價格下降，網路頻寬
M.-S. Chen
日增，軟體的價值提昇等
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Paradigm Shift to Cloud Computing
Phone
起雲湧
Mainframe
(集中運算)
個人電腦
(個人運算)
Web
(全球資訊
網)
行動裝置
(行動運算)
貨櫃型電
腦
(雲端運算)
1970
1980
1990
2000
2010
M.-S. Chen
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中華文化博大精深
早料到雲端運算會發生; 隱涵在成語中
Phone起雲湧
眾說分雲
雲雲眾生
資料(data),運算能力(CPU),軟體程式
(algorithms),都在雲端
雲誕Phone輕
The use of thin clients becomes more
feasible
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中華文化博大精深(續)
不知所雲
對使用者而言,並不須知雲所在之位置;未來
電腦運算就像是水、電一樣,上網路就能使用
人雲亦雲
雲端為整體科技發展之趨勢
Cost decrease in HW/Storage，網路普及性
，軟體及服務之需求
Google and Microsoft雖有不同立場均需順
應此趨勢
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未來雲端資料中心的樣貌與效益
Source: IEEE Spectrum magazine
M.-S. Chen
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大綱
雲端運算簡介
雲端服務與相關技術
一些對雲端運算的常問問題
雲端的商業機會
結語
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雲端運算創造資訊業轉型升級契機
雲端運算科技，徹底改變資訊產業供應鏈樣貌與資訊科
技應用方式，對資訊產業產生重大影響：
 一般使用者的電腦終端，不需要安裝軟體，使用雲端
軟體服務(SaaS, Software-as-a-Service)，上網就
可以使用軟體應用程式服務 (軟體即服務)
 程式設計師不用安裝應用程式開發軟體，使用雲端應
用平台服務(PaaS, Platform-as-a-Service)，上網
就可以完成軟體程式系統開發 (平台即服務)
 企業不用自行建置機房，使用雲端資料中心服務
(IaaS, Infrastructure-as-a-Service)，上網就可
以購買主機運算與儲存空間，發展自己需要的資訊系
統 (基礎架構即服務)
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Software as a Service
Google 所有的應用服務
網路Video分享平台
網路照片分享
Yahoo的應用服務.
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Software as a Service (cont’d)
Social Network
用戶800M
微網誌 Twitter, Plurk
網路部落格 Blog
CRM, ERP 等企業應用服務
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雲端運算創造資訊業轉型升級契機
 一般使用者的電腦終端，不需要安裝軟體，使用雲端
軟體服務(SaaS, Software-as-a-Service)，上網就
可以使用軟體應用程式服務 (軟體即服務)
 程式設計師不用安裝應用程式開發軟體，使用雲端應
用平台服務(PaaS, Platform-as-a-Service)，上網
就可以完成軟體程式系統開發 (平台即服務)
 企業不用自行建置機房，使用雲端資料中心服務
(IaaS, Infrastructure-as-a-Service)，上網就可
以購買主機運算與儲存空間，發展自己需要的資訊系
統 (基礎架構即服務)
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Platform as a Service
主要提供API給用戶開發雲端版本的應用，以提
供服務, 例如:
Google AppEngine
讓您在 Google 的基礎結構上開發
您的網路應用程式
Facebook f8 platform
facebook系統提出API，主要讓
第三方廠商使用facebook的SNS平台
，節省開發成本集中在創意的應用
程式開發
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Platform as a Service (cont’d)
Microsoft Azure
新一代的微軟雲端運算
平台，其包含Azure,
SQL Azure和AppFabric
IBM Pangoo Platform (盤古雲端服務平臺)
架在WAS、DB 2與Tivoli等IBM產品上的平台即
服務(PaaS)雲端架構
Amazon Web Services
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雲端運算創造資訊業轉型升級契機
 一般使用者的電腦終端，不需要安裝軟體，使用雲端
軟體服務(SaaS, Software-as-a-Service)，上網就
可以使用軟體應用程式服務 (軟體即服務)
 程式設計師不用安裝應用程式開發軟體，使用雲端應
用平台服務(PaaS, Platform-as-a-Service)，上網
就可以完成軟體程式系統開發 (平台即服務)
 企業不用自行建置機房，使用雲端資料中心服務
(IaaS, Infrastructure-as-a-Service)，上網就可
以購買主機運算與儲存空間，發展自己需要的資訊系
統 (基礎架構即服務)
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Infrastructure as a Service
以Amazon 的EC2 (Elastic Compute Cloud)
最為著名
台灣有中華電信之hicloud, etc
Pay as you go, 按執行的時間與數量有其
計價模式
將資訊基礎設施透過虛擬化的平台整合的
服務，用戶不需要採購伺服器、租用實際
空間或網路，透過委外租用IaaS的方式取
得所需要的資源
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Amazon Business Model
EC2 On-Demand Instances
 不同的CPU計算能力與記憶體需求有不同的收費
 Default is 1.7 GB of memory, 1 EC2 Compute Unit 160
GB of local instance storage, 32-bit platform
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雲端運算為資訊軟體產業帶來新景象
資訊軟體產業
半導體產業
Enable
Enable
類比
無須自建生產線
的晶片設計
無須自建資料中心
的軟體服務
Cloud device
Cloud
Computing
Foundries
(TSMC, UMC)
雲
端
設
備
/
裝
置
Source: “Above the Clouds: A Berkeley View of Cloud Computing” Feb. 4, 2009 &
Revision
未來資訊軟體公司可以不需要煩惱電腦主機建置與
維護以及開發平台，可以基於雲端資料中心設施來
直接開發軟體，供用戶使用，創造無限商機

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Smart
cities
Source: IBM
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大綱
雲端運算簡介
雲端服務與相關技術
虛擬運算技術，叢集運算技術，虛擬桌機技
術，and more.
一些對雲端運算的常問問題
雲端的商業機會
結語
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虛擬運算技術(支援運算資源分享)
 虛擬化/虛擬運算技術(Virtualization) 是藉由一種對應方
式 (virtual machine monitor, hypervisor, or virtualization
layer)，將一群硬體，例如：伺服器、儲存器，轉成虛擬
裝置(devices)，使不同種作業系統(operating system) 能共
同使用這一群硬體。
VM-1
App
VM-2
App
Operating System
App
OS
Virtualization Layer
Hardware
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叢集運算技術(支援高效能高延展運算能力)
 將許多實體電腦(通常是相同規格)，以網路連結，實現高延
展與高效能的分散式運算(例如:Google Search)
Split 1
Worker
Split 2
Split 3
Output 1
Worker
Output 2
Worker
Split 4
Split 5
Worker
Worker
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虛擬桌機與網路桌面技術
 終端軟體與資料可全部移往雲端資料中心實體/虛擬主機執行，透過串流
(streaming)技術與豐富型網頁(RIA,Rich Internet Application)技術，以平價簡
易終端，就可提供使用者目前相同於或超越於個人電腦桌面的使用體驗
Client
OS/App
Image
Client
OS/App
Image
Virtual Desktop
Client
OS/App
Image
Client
OS/App
Image
Client
OS/App
Image
Client
OS/App
Image
Web Desktop (Webtop)
http://g.ho.st
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大綱
雲端運算簡介
雲端服務與相關技術
一些對雲端運算的常問問題
雲端的商業機會
結語
M.-S. Chen
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一些對雲端運算的常問問題
公有雲、私有雲
雲端運算之顧慮
與雲端運算相關之概念
M.-S. Chen
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公有雲、私有雲
公有雲：公有共用之雲
使用者:
 學校等非營利機構
 如個人工作室、新創公司
 自由軟體社群與組織
公有雲、私有雲(續)
私有雲：個別單位使用之雲
使用者:
 擁有關鍵性的客戶資料、商品研發關鍵資料的
大企業
 擁有國家安全資料的國家型組織
 跟隱私權議題高度相關的使用單位
 資安顧慮較高者
M.-S. Chen
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一些對雲端運算的常問問題
公有雲、私有雲
 雲端運算之顧慮
Security and privacy
Data management
與雲端運算相關之概念
M.-S. Chen
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雲端運算之顧慮
(security and privacy)
資料安全性(Security)
被hack不一定察覺
隱私權之保障(Privacy)
不自覺之洩漏
業者標準答案
銀行之類比
隨雲而安
M.-S. Chen
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雲端運算之顧慮
(data management)
Data被locked-in
不易更動平台
不易自存
資料分享之考量
平台穩定性
無法自主
M.-S. Chen
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一些對雲端運算的常問問題
公有雲、私有雲
雲端運算之顧慮
 與雲端運算相關之概念
M.-S. Chen
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與雲端運算相關之概念
主從式計算(Client Server Computing)
網格計算 (Grid Computing)
Cyber-physics
物聯網(IOT，Internet of Things)
海計算
M.-S. Chen
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大綱
雲端運算簡介
雲端服務與相關技術
一些對雲端運算的常問問題
雲端的商業機會
舉世瘋雲
台灣機會
結語
M.-S. Chen
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舉世瘋雲
美國
聯邦政府至2015年將投入超過70億美元於雲端應用
英國
數位英國計畫下增進資通訊基礎,數位參與,公共服務
與數位內容發展,將帶動雲端應用投資
歐盟
歐盟雲端服務平台帶動新需求投資
日本
日本i-Japan戰略2015將帶動雲端投資商機
韓國
活絡雲端運算綜合計畫在2014年前將投資6146億韓圜
中國大陸 大陸各地雲端計畫總投入規模超過40億人民幣
台灣
台灣推動六大新興產業將帶動數百億雲端商機
資料來源: MIC, 2010年9月
M.-S. Chen
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台灣六大新興產業及
四大智慧產業
六大新興產業
四大智慧產業
(later added)
精緻農業
雲端運算
醫療照護
智慧電動車
生物科技
發明專利產業化
綠色能源
智慧綠建築
文化創意
觀光旅遊
M.-S. Chen
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雲端服務市場眾所期待
2009-2013全球雲端服務市場規模
37.52
單位: 10億美元
CAGR=37.7%
15.22
26.87
19.52
10.36
全球雲端服務市場規模將從2009年104億美元成長至2013年375億美元,
CAGR(Compound Annual Growth Rate)達37.7%。
同一時間的On Premise IT Services CAGR為5%
M.-S. Chen
資料來源: MIC, 2010年9月
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2011-2012年Gartner十大策略性技術預測
2010
2011
2012
1
Cloud Computing
1
Cloud Computing
1
Media Tablets and Beyond
2
Advanced Analytics
2
Mobile Applications & Media
Tablets
2
Mobile-Centric Applications and
Interfaces
3
Client Computing
3
Next-Generation Analytics
3
4
IT for Green
Contextual and Social User
Experience
4
Social Analytics
4
Internet of Things
5
Social Communications &
Collaboration
5
App Stores and Marketplaces
6
Video
6
Next-Generation Analytics
7
Context-Aware Computing
7
Big Data
8
Ubiquitous Computing
8
In-Memory Computing
9
Storage Class Memory
9
Extreme Low-Energy Servers
10
Fabric-Based Infrastructure and
Computers
10
Cloud Computing
5
Reshaping the Data Center
6
Social Computing
7
Security-Activity Monitoring
8
9
10
Flash Memory
Virtualization for Availability
Mobile Applications
資料來源: Gartner <Top 10 Strategic Technology Trends for 2012>
• 雲端運算不再是單獨被討論的標的，而是結合行動裝置應用、社
交網站、行動軟體交易市集、聚量資料處理、節能減碳等議題。
• 由外顯技術成為內隱技術，與產業發展沒有必然關係。
雲端運算產業架構
Storage
Virtualization
Security
Consulting
Services
Cooling
System
Integration
SaaS
PaaS
Middleware
IaaS
Container
computer
雲端建置服務
Embedded
OS
雲端服務
Social
Computing
App. Specific
Device
Mobile
App
終端裝置應用
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大綱
雲端運算簡介
雲端服務與相關技術
一些對雲端運算的常問問題
雲端的商業機會
舉世瘋雲
台灣機會
結語
M.-S. Chen
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台灣的機會
台灣資通訊產業擅長製造，面對這一波雲
端運算以軟體服務為主的競爭時代，台灣
資訊產業必須轉型升級高附加價值的系統
製造與應用服務發展
Current standing
雲(Cloud): relatively weak
端(Device): has some advantage
M.-S. Chen
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台灣的機會 (續)
行政院於98年11月提出將六大新興產業之
推動與ICT產業能量相結合，創造ICT產業
藍海市場與商機的推動策略
99年4月提出「雲端運算產業發展方案」
99年7月核定「數位匯流發展方案」等多
項發展方案
明白宣告政府對資通產業之發展方向
M.-S. Chen
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台灣雲端運算利基與商機
(一)貨櫃式電腦系統：
傳統資料中心要建設上萬台電腦組成之雲端資
料中心，涉及複雜的軟、硬體系統與水、電、冷
卻設施整合，採用貨櫃式電腦系統，可加速雲端
資料中心建設，以台灣伺服器產業出貨量世界第
一的實力，有發展利基
(二)開放、安全雲端作業系統：
10萬台以上電腦的伺服器、儲存器、網路設備
需要作業系統支援虛擬化、叢集化之整合運作，
目前產業沒有技術標準，業者需要開放架構以避
免被牽制，可基於開放源碼，開發開放、安全雲
端作業系統，提供雲端資料中心建置必備軟體
M.-S. Chen
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台灣雲端運算利基與商機（續）
(三)雲加端創新應用服務：
台灣基於多元、優勢服務業知識基礎，
加上政府推動智慧台灣與六大新興產業，可
藉此利基發展各式提昇民眾生活水準之智慧
生活創新應用服務，並藉雲端服務加上台灣
終端裝置出貨量世界第一優勢，快速銷往國
際
資策會成立雲端服務技術中心
研發雲加端服務平台研發與從事「高附加價值」雲端應用服務的委託
設計(Cloud Device-and-Service ODM)，協助台灣資訊業者技術升級，
進軍雲端應用服務國際市場。
雲(加)端服務平台
Phone E-Book NetBook Display
雲
端
資
安
虛擬桌機與網路桌面
Device OS (Android, WinCE, BIOS. .)
文化創意 醫療照護 中小企業
應用
應用
應用
軟體即服務供應平台
分工說明
業者
資策會
M.-S. 外商
Chen
資料來源:資策會
Java/.NET Application Platform
研發實驗用途之雲端資料中心
(高雄軟體園區)
開放式雲端作業系統
一般商用伺服務器、儲存與網路設備
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工研院成立雲端運算中心
研發「貨櫃式電腦(Container Computer)」及「雲端作業系統(Cloud
OS)」，扶植台灣業者推出「整廠輸出」形式的雲端資料中心產品，進
軍全球雲端運算市場。
分工說明
業者
工研院
M.-S.
外商 Chen
Server
Storage
Cloud OS
Container
Computer
Cloud Data Center
Cloud Data Center
Network
資料來源:資策會
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迎接數位匯流
Cloud computing in line with technology
trend
行動裝置普及，硬體及儲存器價格下降，網路頻
寬日增，異質網路整合
Value will come from 3S: System, Software
and Service
Content is the King!
智慧化與個人化服務將日益重要
Will be differentiating factors
 Rely upon data mining
M.-S. Chen
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迎接數位匯流:Connectivity = Cloud Computing
 Consumers expect to get their stuff 24x7 from
palms of their hands
Information at the fingertips
 Mobile is ramping faster than desktop Internet
did and will be bigger than most think
 Five trends converge (digital convergence):
3G+Social network + Video + VoIP + Mobile
device
資料來源: Morgan Stanley, Apr. 2010
迎接每人有100Mb, unlimited storage, and
access to universal data source之超人新時代
M.-S. Chen
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產業機會
SaaS
SaaS服務因轉換障礙低,為最快發酵雲端服務
Innovation is key
生產 solution-ready, low cost, low power 之
終端裝置 (CPE)
作SaaS及PaaS之系統整合商
(e.g., 餐具供應商，軍火商)
M.-S. Chen
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產業機會 (續)
 More sophisticated (business specific) 之 SaaS
 World-wide well-known portal
 生產自有品牌之container computers and
Cloud appliances
 成為雲端業者之軟硬體solution providers
(providing HW/SW with own IPs)
M.-S. Chen
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產業機會 (續)
 Issues spawned by cloud computing






The big data
Data management
Security
Performance monitoring tool in the Cloud
Data mining for intelligence and personalization
and more
M.-S. Chen
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結語
Elastic IT 時代就要來臨
雲端運算是個 Paradigm Shift
大雲東飄擋不住!
雲端運算是台灣資訊業的轉捩點
Time of change is time of opportunity
天下大亂，情勢大好
希望對雲端運算的了解有點助益 
M.-S. Chen
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Thank you!
M.-S. Chen
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