云端科技与智慧生活

雲端科技與智慧生活雲端技術-什麼是雲端運算？在現有的電腦科學中，我們常以『雲』來簡化表示網際網路上不知凡幾的電腦和底層基礎設施的抽象示意圖。而『端』呢，則泛指任何可以使用瀏覽器等通信介面，如常見的電腦、到現在的行動手機…等連接上網路的設備。雲端運算的資源是動態易擴充套件而且虛擬化的，透過網際網路提供。『端』使用者無須瞭解位於『雲』上的基礎設施的細節，不必具有相對的專業知識，也不用直接進行控制，所需要的只有在關注自己真正需要什麼樣的資源以及如何透過網路來得到相應的服務。雲端技術-什麼是雲端運算？雲端運算並非一個嶄新技術，而是一種概念，是基於電腦技術的運用，發展而成的一種網路交流型態，也是讓各式IT業者提供服務的地方。代表的是利用網路使電腦能夠彼此合作或使服務更無遠弗屆。而在實現「概念」的過程中，才會產生出相應的「技術」。雲端技術-什麼是雲端運算？大部分的雲端運算基礎構架是由透過資料中心傳送的可信賴的服務和建立在伺服器上的不同層次的虛擬化技術組成的。使用者可以使用任何有提供網路基礎設施的「端」來享受這些服務。我們的目標是要提供一個雲端整合式平台，希望能夠讓使用者透過雲來輕鬆取得所需的資料，甚至是進行遠端操縱。例如出門在外的使用者透過網頁查詢家中電器開關情形後，可以即時送出一段指令來關閉家裡的電燈開關等。雲端運算所包含層面相當複雜，因此其所能提供的服務種類也極廣。在這個生活與網路息息相關的年代，雲端運算的發展可謂是不可限量。雲端技術-什麼是雲端運算？「雲端技術」的基本概念，是透過網路將龐大的運算處理程式自動分拆成無數個較小的子程式，再由多部伺服器所組成的龐大系統搜尋、運算分析之後將處理結果回傳給使用者。透過這項技術，遠端的服務供應商可以在數秒之內，達成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。雲端運算的產業三級分層上層分級：雲端軟體SoftwareasaService（SaaS）中層分級：雲端平台PlatformasaService（PaaS）下層分級：雲端設備InfrastructureasaService（IaaS）上層分級：雲端軟體SoftwareasaService（SaaS）將軟體應用透過網路以訂閱的方式提供服務，使用者可以隨時隨地存取各項服務。打破以往大廠壟斷的局面，所有人都可以在上面自由揮灑創意，提供各式各樣的迎合市場的服務。參與者可以是來自世界各地的軟體開發者。中層分級：雲端平台PlatformasaService（PaaS）打造程式開發平台與作業系統平台，讓開發人員可以透過網路撰寫程式與服務，一般消費者也可以在上面執行程式。參與者如Google、微軟、蘋果、Yahoo!等。下層分級：雲端設備InfrastructureasaService（IaaS）將基礎硬體設備（如IT系統、資料庫等）整合起來透過網路，像旅館一樣，分隔成不同的房間供企業租用，IT管理人員可以透過網路存取運算能力或儲存空間。參與者有IBM、戴爾、昇陽、惠普、亞馬遜…等。雲端運算特徵對一般使用者而言，雲端運算所描繪出來的「雲」是虛無飄渺的詞彙。儘管雲端對一般人而言毫無感覺，但是它卻對運算、企業、甚至社交環境造成深遠的影響。根據知名大廠微軟的策略團隊最近所釋出的白皮書-TheEconomicsoftheCloud，闡述了這些改變的經濟基礎。雲端運算的規模經濟是可能對消費模式造成衝擊。當訂閱式軟體的價格與雲端結合，將會對與IT廠商、服務供應商、甚至IT環境相關的商業模式造成中斷。雲端運算特徵經濟是打造產業轉型的強而有力的驅動力。雲端服務的出現使得整個IT經濟提供了改變的基礎。雲端技術讓IT資源集中，對企業而言能夠有效的降低成本與風險。如過去常見到台灣公司必須先將在本地收集的資料傳回美國，經過美國工程師處理後再傳回台灣作業的情況，如此一來則需耗費大量的網路傳輸費用以及時間。利用「雲端運算」，位在世界各地的開發人員便能夠透過同一套平台更即時且密切的合作，節省許多經由人工進行的維護工作。雲端運算特徵許多IT領導人面臨著一個問題，那就是80%的預算是花在維護現有的服務與基礎架構之上。使得能夠用來創新的資源不足，或是無法滿足不斷發生的新商業與使用者要求。使用雲端運算將可以釋放重要的資源，將這些資源重新導引到創新之上。雲端運算特徵通常雲端運算服務都具備以下幾條特徵：採用虛擬化技術，能夠快速部署資源或獲得服務。具備高度可伸縮的擴充功能。按需求提供資源、按使用量付費。透過網際網路提供，可處理海量資訊使用者可以方便地參與。減少使用者終端的處理負擔。降低使用者對於IT專業知識的依賴。雲端的實際運用由於雲端運算已經被視為繼Web2.0（WEB2.0並沒有一個明確的定義，而是強調「互動、參與和共享」的精神）之後，下一波科技產業的重要商機，使許多科技大廠，都已經大舉跨入雲端運算領域。軟體應用部分如GoogleApps的Gmail、GoogleDocs、GoogleTalk或是常用的Youtube、Hotmail、Flickr等等已經被一般使用者廣為使用，是一種利用Web平台當作軟體發送方式的軟體應用方式，除了利用網路存取、管理，能夠省去另外安裝軟體的麻煩和經費的支出，也因為服務集中，因此有利於廠商維護或更新，使用者也能各種透過在不同地點存取私人的資訊享受雲端服務。通常與商用軟體結合，而且通常被視為企業取得相同商業授權的低價方式，這種概念不僅有別於傳統軟體的包裝、部署、授權方式，也會改變軟體的開發架構、收費方式、及維護模式。GoogeDrive雲端硬碟推出目前GoogleDrive提供免費5GB的儲存空間，除了在網頁上瀏覽、管理與上傳下載檔案之外，還提供了Windows版與Mac版等電腦的同步管理工具，讓我們直接在電腦中用一般資料夾的方式上傳、同步與管理GoogleDrive中的檔案。除此之外，還提供了Android等智慧型手機與平板電腦的應用程式，以後不管是在網頁上、電腦或手機中，都可以同步瀏覽、編輯或下載你的檔案與文件。雲端計算雲端運算服務最主要特點是「隨需即用，用多少算多少」，使用者端透過網路能夠隨時隨地依需要存取雲端資源，雲端則能夠依使用狀況迅速地調配所需的資源，使用者再依使用量支付費用。從大型主機到雲端運算什麼是近來熱烈討論的雲端運算（cloudcomputing）呢？我們不妨從人類社會取水方式的發展歷程來了解。電腦從早期大型主機時代到現今雲端運算時代的演進，有如人類使用水資源方式的演進。人類的生活離不開水，聚落總是靠近水源處。早期要汲水，必須把扁擔挑上肩，兩頭各掛一個水桶到水源地取水。因此，住在離水源地較遠的人家生活較辛苦。比方說，某戶人家住在高山上，而最近的水源在山溝裡，這戶人家每天就得派人到山澗旁打水，往返一趟得花好多時間。從大型主機到雲端運算在三、四十年前電腦設備尚不普及的年代，只有少數的大型機構（政府機關、銀行、大企業和研究型大學）才有能力購置電腦，進行資料的整理、運算與儲存，當時電腦是所謂的大型主機。以學校的場景為例，整所大學可能只有一台大型主機設置在計算機中心，所有的使用者必須在終端機室才可以透過終端機使用電腦主機，並由主機負責所有運算，終端機只是傳遞使用者的操作命令，以及顯示主機的運算結果。這時期人們要使用電腦資源，就必須走到計算機中心的終端機室，就好比挑起扁擔到水源處打水一樣地不便。從大型主機到雲端運算後來時代進步了，人們懂得開鑿水井或製造汲水幫浦。每座村莊中，三、五家就可以共同集資鑿井，或小康人家在自家門口就設置私有汲水幫浦，如此一來就不必辛苦地到水源地打水了。然而，無論是鑿井引水或裝置汲水幫浦所取得的地下水，都需要自行消毒和過濾才能成為乾淨的飲用水。再者，掘井或裝設汲水幫浦所需的建置成本所費不貲，哪一天井塌了或幫浦壞了，都得自己花錢維修。從大型主機到雲端運算在1980年代以後，隨著積體電路技術的進步，電腦體積逐漸變小且效能提升，價格反而變便宜了。經濟實用的伺服器或工作站逐漸普及，各系所及各研究室都買得起這些設備從事研究、資料處理或儲存。這個時期這些系所單位使用電腦資源，就好比是自行鑿井引水或裝置汲水幫浦取水一樣，根據需求購置伺服器並自行管理。自行購置及管理伺服器並不是件容易的事。首先，必須根據用途規劃所需的伺服器硬體等級和購買數量，還要安排放置伺服器的空間，以及進行電力變更、空調設置、網路配線，以及伺服器採購後的系統建置、維護、管理等工作，例如軟／硬體升級、防毒／防駭，也需專人負責或付錢給廠商處理，這些都是有形或無形的負擔。從大型主機到雲端運算自行購入並管理伺服器的另一個問題是，很難彈性地調整電腦資源的規模。例如，某大學的A實驗室購買了一台伺服器，讓這實驗室的研究生運行數值分析等模擬程式。平時研究生使用電腦的頻次不高，使用時間錯開，這一台伺服器游刃有餘地運行他們的程式。但是到了五、六月學生即將畢業的時期，實驗室裡的所有研究生都急著執行程式，以取得畢業論文所需的數據，當平時分散的工作量於短期間內集中在一起時，這一台伺服器要處理數量突然爆增的工作就顯得有點吃力。解決這個問題的最簡單方法便是添購伺服器，然而所添購的伺服器平時的使用率並不高，導致資源浪費。而稍後提及的雲端運算，將有機會聰明地解決這些問題。從大型主機到雲端運算隨著時代進步，工程技術也不斷發展，到了近代開始有自來水公共基礎建設，大部分的人不再需要為了取水而煩惱。政府建設水庫並對貯水做多層次的消毒和過濾，透過輸水管線的配置，最後把水庫的貯水送到各戶人家。如今人們只要打開水龍頭，自來水便嘩啦嘩啦地流出。即使旱季時某些地區缺水，各個水庫之間也可以透過輸水管線互相調度，避免缺水地區完全停水。此外，水庫、淨水設備、管線等的維護也都有專人負責。換句話說，普通人家不必再為了取水而事先投資設備，也無需考慮這些設備的養護問題，只需要根據用水量負擔相應的費用即可，用多少算多少。從大型主機到雲端運算那麼有沒有一種方式，可以讓人們使用電腦資源就如同使用自來水一樣「隨需即用，用多少算多少」，而不需要面對機房建構、軟／硬體採購，以及後續系統維護與財產管理的問題。雲端運算的使用者只要利用手邊電腦打開瀏覽器，就可以透過網路存取遠端電腦的資源，網路就是雲端計算的自來水管，用戶端執行的瀏覽器就是裝水容器，使用電腦資源與使用自來水一樣方便。從大型主機到雲端運算雲端運算可根據資源提供的服務形式分為3大類，分別是：基礎建設即服務（InfrastructureasaService,IaaS）、平台即服務（PlatformasaService,PaaS）、軟體即服務（SoftwareasaService,SaaS）。基礎建設即服務日常生活中所謂的基礎建設，指的是自來水、電力系統、電話網路、交通系統（如火車或高鐵系統）等設施，它們的共同特色之一是「依據使用者實際需求供應並計價」。把這樣的概念套到電腦資源的使用上，基礎建設即服務（IaaS）就是「把電腦的計算能力和資料儲存空間，依據使用者的實際需求供應並計價」。使用者不再需要自己購買伺服器來執行程式及儲存資料，也不必自行管理這些伺服器，而是根據需求透過網路向IaaS供應商購買所需的CPU計算能力和儲存空間。而其計價的方式可以是，使用某種等級的CPU進行1小時運算要價多少，租用10GB的網路儲存空間1年要價多少等。更複雜的計價方式還可以涉及網路流量、服務供應的品質等。基礎建設即服務目前最有名的IaaS供應商莫過於Amazon.com，這家公司是美國最大的網路電子商務公司。一開始Amazon.com只經營網路書店的業務，後來擴展到其他產品，包括3C、文具，甚至衣服、家具等，其雲端運算的解決方案是AmazonEC2及AmazonS3兩種商品（在台灣，中華電信也推出了類似的商品，稱為hiCloud）。由於Amazon.com的業務規模相當大，因此本身便擁有許多擺放計算及儲存設備的大型資料中心。由於目前的電腦硬體都已相當強悍，一台伺服器可能