雲端運算之發展沿革

一、何謂雲端

昇陽電腦股份有限公司的首席科學家 John Gage 在 1999 年曾說：The Network is computer（網路即是計算機）。這句話的涵義是代表使用網路能連接 所有資源，無論電腦的擁有者或者開發者是誰，身在何處用什麼裝置，都能用 網路來連接所有資源。這句話也間接拉開了電腦的雲之幕（吳麗文，2011）。

雲（Cloud）這個名稱最早是工程師在繪製網路配置示意圖時，習慣將網路 畫成一朵雲，代表的是一個概念性的名詞。因此，使用一朵雲表示這些資源的 多樣性和非集中性（李浩維，2010）。「雲」可以說是提供連線服務的網路

，而「端」代表可以連上網路的各種資訊裝置（如圖 2-1 所示）。「雲端服務」

也可以說是「網路服務」，舉凡運用網路溝通多台電腦的運算工作，或是透過網 路連線取得由遠端主機提供的服務，都算是一種「雲端服務」（如圖 2-2 所示）。

圖 2-1 雲端概念圖

資料來源：作者自行繪製

圖 2-2 雲端服務示意圖

資料來源：wiki（2009）

雲端運算的技術現今發展相當成熟，但自從雲端觀念被提出之後經歷過一 段相當長遠的演進。然而雲端運算技術真正的開始蓬勃發展則是從 2006 年以後 才正式開始。接下來針對雲端運算發展歷史整理如下：

表 2-1 雲端運算發展歷史

年代 發展

1983 年 Sun Microsystems 提出「The Network is the computer」概念

2006 年 3 月 Amazon 公司推出 Elastic Compute Cloud（EC2）服務，雲端運算技 術正式被提出，但局限於購物網站使用。

（Trusted Cloud Initiative）」。

2010 年 7 月

美國國家航空暨太空總署和 Rackspace、AMD、Intel、戴爾等支援 廠商共同宣佈「OpenStack」開放源碼計畫，重點研製 OpenStack 的網路服務。

（IoT）、雲端運算、以及軟體定義網路(SDN)進行合作。

資料來源：國家發展委員會（2010）、工業技術研究院 （2011）、DIGITIMES 電子時報（2012）

吳宗霖（2013）、iThome 電腦報周刊（2014）

二、雲端運算介紹

雲端運算（Cloud Computing）運用分散式運算（Distributed Computing），

透過網際網路將大量的運算處理程序分散成無數個較小的程序，在交由遠端的 多部伺服器主機所組成的龐大運算系統，透過運算分析之後，再將處理好的資 料回傳給使用端（Kang & Sim , 2010）。這項網路服務技術可以在數秒之內，處 理數以千計、萬計的資訊，並且提供強大效能的網路服務，以符合多數使用者 的需求。

圖 2-3 運算模式的發展歷史

資料來源：林震坤（2011）

林震坤（2011）指出端運算發展，從一開始 1960 年的「集中運算」是集中 在一台大型主機來進行運算，到 1970 年「桌面運算」、1980 年「分散式運算」、

1990 年「網格運算」、2000 年「SaaS」演變到 2010 年的「雲端運算」，（如圖 2-3 所示）。在這裡將詳細介紹「分散式運算」、「網格運算」、「SaaS」以及「雲端運 算」。

1、分散式運算（Distributed Computing）：

分散式運算是將世界各地成千成萬的使用者的限制計算能力綜合在一起，

來計算一些大型計算問題。分散式運算是利用網際網路上眾多的閒置電腦能 力，將其聯合起來解決某些大型計算問題的一門學科。

圖 2-4 分散式運算架構示意圖

資料來源：作者自行繪製

分散式運算是要把一個巨大的電腦能力才能解決的問題分成很多部分，再 分配給多台電腦來進行處理，最後將這些結果綜合起來。分佈計算在兩個或多 個軟體之間互相分享資訊，這些軟體可以在一台電腦上執行，也可以透過網際 網路在多台電腦之間執行（如圖 2-4 所示）。分散式運算所劃分的工作封包相互 之間是獨立的，某一個小工作的計算失誤是不會影響其他工作封包的。它是將 一個工作封包同時交給好幾個電腦同時執行，上傳到伺服器之後再進行比較，

最後對結果進行驗證（王鵬，2009）。

2、網格運算（Grid Computing）：

網格運算就是像網格子一樣的體系結構（如圖 2-5 所示）。網格運算是把網 際網路上的眾多計算資源整合成一台虛擬的超級電腦，再與 CPU 為主的各種資 源關聯在一起，進而達到資源分享的目的。換句話說，網格運算就是將一個計 算量龐大的，一台或幾台電腦無法在短時間內完成的工作，分解成若干個小的 運算量，可以在一台電腦上短時間內完成的工作，透過網路發送到聯網的電腦 中，讓聯網的電腦都能幫忙進行計算，最後整理得到結果與並列分佈計算同理，

只要機器間互相連結，就可以使用該計算方法（王鵬，2009）。

圖 2-5 網格運算架構示意圖

資料來源：周天穎等（2010）

3、軟體即服務 SaaS（Software as a Service）：

軟體的使用是為我們的日常生活與工作帶來更多便利。當我們需要某個軟 體的時候，我們有兩種方式可以取得。第一，可以透過網路下載取得；第二，

可以透過購買軟體光碟取得。但是之前下載的速度遠遠不能達到使用者需求的 速度，而且也需要過多的軟體儲存。因此，就需要更大的儲存空間來存放所下 載的軟體。

SaaS 全名是 Software as a Service（軟體即服務），它是一種透過 Internet 提 供軟體的模式，供應者將應用軟體統一安裝在自己的伺服器上，需求者就可以 根據自己實際需求，透過網際網路向供應者訂購或者索取所需的應用軟體服務

（如圖 2-6 所示），按訂購的服務多少和時間長短向供應者支付費用，支付成功 後，就可以透過網際網路獲得供應者提供的軟體服務（王鵬，2009）。使用者不 用再購買軟體，只需要透過客製化軟體的方式來獲得所需，並且對軟體的升級 與更新不用再操心，也不必請專人來維護與升級，所有的一切都將由供應者來 完成。

圖 2-6 SaaS 架構示意圖

資料來源：作者自行繪製

供應者在提供網際網路軟體應用的同時，也提供軟體的離線操作和資料儲 存，讓使用者隨時隨地都可以使用其訂購的軟體和服務。SaaS 的出現，為企業 的管理和發展提供了一個較為完善的平台。

4、雲端運算（Cloud Computing）：

雲端運算就是一個透過網路將龐大的計算處理嘗試自動分拆成無數個較小 的副程式，再交由多部伺服器所組成的龐大系統經搜尋、計算分析之後將處理 結果回傳給使用者的一種技術（如圖 2-7 所示）（王鵬，2009）。雲端運算是在 2007 年末才興起的一個新名詞，在 Google、IBM...等公司的大力推動下逐漸進 入了人們的視野。在「電腦世界」（Computer World）一篇標題為「雲端運算的 過度混淆」（Cloud computing Hype Spurs Confusion）的文章中，引述了知名分 析公司 Gartner 的分類方式，將「雲端運算」區分為兩大類，分別為「雲端服務」

（Cloud Computing Services）與「雲端科技」（Cloud Computing Technologies）

（黃重憲，2008）。

圖 2-7 雲端運算架構示意圖

資料來源：作者自行繪製

「雲端服務」是專注於藉由網路連線從遠端取得服務。例如：提供使用者 安裝和使用各種不同作業系統的 Amazon EC2 服務。這類型的雲端計算可以視 為「軟體即服務」（SaaS, Software as a Service）概念的後續。利用這些服務，使 用者甚至可以只靠一支手機做到許多過去只能在個人電腦上完成的工作。「雲 端科技」則是利用虛擬化以及自動化等技術來創造電腦中的各種運算資源。

Gartner 認為，這種類型可以視為傳統資料中心（Data Center）的延伸，而且不 需要經由第三方提供外部資源便可以套用在整個公司的內部系統上（王鵬，

2009）。

現在，簡單的雲端運算在網路中已經隨處可見，最常用的就是搜尋引擎，

只要輸入關鍵字，同時有成千上萬台伺服器會為使用者服務並傳回搜索到的內 容。只要透過手機和 GPRS 等行動裝置都可以透過雲端運算，發展出更多的應 用服務。具體而言，雲端運算具備隨需服務（Service On-Demand）、高可靠度、

超大規模、虛擬化（Virtualization）、高延展性、高通用性、成本低廉等特性，

因而能提供比傳統網際網路且更多樣更強大的服務（如圖 2-8 所示）。雲端運算 不僅僅只做資料搜尋、分析功能，人人都能透過自己的終端享受到高性能軟硬 體服務，一切軟硬體資源都將在雲端成為服務（王鵬，2009）。

圖 2-8 雲端運算特性

資料來源：王瑋（2010）

三、雲端服務介紹

「雲端服務（Cloud Computing Services）」則強調的是服務的雲端，不限制 其技術，重點是在提供使用者即想即用，不需要事前去建構系統或購買伺服 器，也不需要花費很高的費用，使用者只要將需求丟到雲端，後面複雜的過程 或運算都被雲隱藏起來，當運算完畢傳回給使用者，只要享用成果就好，於是 用戶端可以很簡單，不管是個人電腦、精簡電腦或行動裝置變得不受限制，只 要連上雲端讓雲端供應商來滿足你的需求即可。雲端並非是一種技術，而是一 種概念，它其實是由多種技術所組成的服務（張吉君，2011）。通常用戶只要可 以連上網路即可透過瀏覽器來存取廠商所提供的應用程式的服務，而雲端服務 基本架構如圖 2-9 所示。

圖 2-9 雲端服務架構圖

資料來源：樊羽陞（2013）

在「雲端運算 Cloud Computing 技術指南」一書中提出雲端運算是透過網 路提供各種資訊服務的概念，依服務型態的分類可以由幾種層次來實際運作。

雲端服務可分為以下三種服務類型分別為：基礎設施即服務（Infrastructure as a service, IaaS），平台即服務（Platform as a service, PaaS）和軟體即服務（Software as a service, SaaS）（如圖 2-10、圖 2-11 所示）（楊文智，2010）。

1、基礎設施即服務（Infrastructure as a service，IaaS）：

基礎設施即服務是使用者利用「虛擬化運算資源」，例如：運算處理能力、

儲存資料、網路資源，這些資源都是根據用戶的需求來進行動態分配，為整個 網路提供計算資源和網絡架構的服務，將基本儲存與運算功能做一種標準化服 務的方式。

使用者無需管理雲端的基礎設備，但是可以控制作業系統、儲存空間和已 佈署的應用程式，也可控制網路的元件，例如：防火牆、負載平衡器。但是並 不能掌控雲端基礎架構，例如：Amazon AWS、Rackspace（莊育秀，2012）。

使用者無需管理雲端的基礎設備，但是可以控制作業系統、儲存空間和已 佈署的應用程式，也可控制網路的元件，例如：防火牆、負載平衡器。但是並 不能掌控雲端基礎架構，例如：Amazon AWS、Rackspace（莊育秀，2012）。