雲端運算探討

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現今的資料中心往往因應不同業務單位需求，因此累積許多獨立 運作的硬體系統與程式。這種極度複雜的系統需要更多的專門技 術人員以因應疑難排解。

五、資料量成指數成長

市場調查公司指出，由於裝置、法規遵循、改善系統效能、線上 商務及備份的作業大量增加，以致網際網路上的資料每年雙倍成 長。到 2010 年，全球資訊（資料庫的原始資料）預計每十一個 小時就增加一倍。

貳、 小結

由於以上五種企業資訊部門架構面臨的五種挑戰，IT 人才普遍 需要花費許多時間在解決問題上，以致於無法把時間及資源從事真正 促進創新的開發工作，也不能善用資訊部門的潛能以因應未來發展。

而解決這些難題的方法，是企業運用雲端運算創新，調整資訊部門的 組織架構。

有了雲端運算，IT 人才可以投入更多精力，以增加 IT 對企業的 價值，而不必埋首解決日常技術問題。除此之外，雲端系統的效益能 夠改善服務供應，其效益包括有助於企業挽留客戶、縮短上市的時間、

以及拓展市場的時間。

第二節 雲端運算探討

壹、雲端運算概述

雲端運算 (Cloud Computing)是一種基於網際網路的運算新方式，

在進入網際網路時代後，網路已經成了大部分民眾獲取與交換資訊的 工具。使用者只需在瀏覽器上輸入網址，背後的伺服器與網路運作便 會將使用者所需要的資訊呈現在視窗中，其輸入到呈現中間的運作過 程是使用者所看不到的，因此在電腦流程圖中，網際網路常以一個雲 狀圖案來表示，因此可以形象地類比為雲端。雲端通常泛指網路，利

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用網路連線使用遠端電腦提供的服務或是運用網路串連多台電腦的 計算工作都可視為雲端運算。雲端運算的出現，使用者將不再需要像 以往購買高效能的硬體設備及安裝軟體，只需擁有一台裝有瀏覽器軟 體即足以進入雲端的設備，而獲得雲端（亦即遠端網路）提供的計算 能力或所提供的服務。舉例來說，Google 能在 1 秒鐘內搜尋超過全 球 1 億個網頁，用的就是這種技術。

在技術上來說，雲端運算的概念可說是以「分散式運算」與「網 格運算」為基礎的技術。所謂的「分散式運算」是指將一份大型的工 作切割成許多小工作，並分別由許多電腦分別進行運算，再將結果彙 整在一起；而「網格運算」是分散式運算的延伸，其特點為將各種不 同平台、架構、等級的電腦透過分散式運算做整合運用。從此觀點來 看，雲端運算與網格運算皆是分散式運算的一種延伸，只是網格運算 主要著眼於異質平台的整合，而雲端運算則是強調在本地資源有限的 情況下，如何運用網路取得遠方的資源[Microsoft, 2011]。以現況來看，

雲端的概念還並不完全成熟，在定義上更是眾說紛紜，以下列舉幾個 普遍較為人所接受的定義。

一、雲端運算是種能將動態伸縮的虛擬化資源，透過網路以服務的方 式提供給使用者的運算方式，使用者並不需要知道如何管理那些 支援雲端運算的基礎設施。[維基百科，2011]

二、雲端運算是一種透過網路連接以獲取軟體和服務的運算模式，讓 使用者可以獲得有如使用超級電腦的體驗。使用者透過筆記型電 腦與手機連接入「雲」，獲取所需的資源。[Whaits.com, 2011]

三、雲端運算使用無所不在、便利、隨需要應變的網路，共享廣大的 運算資源（如網路、伺服器、儲存、應用程式、服務），可透過 最少的管理工作及服務供應者互動，快速提供各項服務。[Peter M.

and Timothy G., 2011]

四、雲端運算是種革新的 IT 運用模式。這種運用模式的主體是所有 連接網路的實體，可以是人、設備和程式，客體就是 IT 本身，

包括我們現在接觸到的，以及會在不久將來出現的各種資訊服務 [陳瀅，2010] 。

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7 貳、雲端運算的分類與架構

雲端運算中的軟硬體都被視為資源，並且封裝成服務，向雲外提 供。使用者主要以網路來獲取雲中提供的服務。以下針對雲端運算提 供的服務類型和方式為雲端運算分類。[陳瀅，2011]

一、按服務類型分類

服務類型是指雲端運算透過提供服務，讓使用者可以獲得哪些資 源。依服務類型為指標，雲端運算可以分為基礎設施雲

(Infrastructure cloud)、平台雲 (Platform cloud)以及應用雲 (Application cloud)三類。

（一）基礎設施雲 (Infrastructure cloud)

基礎設施雲能為使用者提供底層的、接近於直接操作硬體資 源的服務介面。透過這些介面，使用者可以直接獲得運算和 儲存能力，幾乎不受限制。然而，使用者需要自行設定任務，

因為基礎設施雲只為使用者提供預算資源和儲存等基礎功 能，而未提供任何應用服務。

（二）平台雲 (Platform cloud)

平台雲為用戶提供託管平台，用戶可以將他們所開發和營運 的應用託管到平台中。但是這個應用的開發和部屬必須遵守 特定的規則和限制，例如程式語言、程式設計框架、數據儲 存模型等。通常，能夠在該平台上運行的應用類型也會受到 一定限制。一旦客戶的應用被開發和部屬完成，所涉及的其 他管理工作，例如動態資源調整等，都將由該平台層負責。

（三）應用雲 (Application cloud)

應用雲直接為用戶提供所需的服務，用戶透過瀏覽器就能使 用服務。應用雲容易被用戶使用，因為都是開發完成的軟體，

只需要進行設定就可以上線運作。不過，應用雲靈活性很低，

因為只能針對單一功能的應用，無法提供其他功能。

將基礎設施雲、平台雲以及應用雲的特性，整理如表 2-1。

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表 2-1、雲端運算的服務類型表

分類 服務類型 運用靈活性 運用難易程度 基礎設施雲 原始的計算、儲存 高 難

平台雲 應用的託管環境 中 中 應用雲 特定的功能應用 低 易

資料來源：[陳瀅，2011]

二、按服務方式分類

業界按照提供者與使用者的所屬關係將雲端運算分為三類，及公 有雲、私有雲和混和雲。使用者可以根據其需求，選擇適合自己 的模式。

（一）公有雲 (Public Cloud)：

由若干企業和用戶共同使用的雲端運算環境。在公有雲中，

使用者所需的服務由一個獨立的雲端供應商提供。該雲端供 應商也同時為其他使用者服務，這些使用者共享該雲端供應 商的資源。

（二）私有雲 (Private Cloud)：

由某個企業獨立建構且使用的雲端運算環境。在私有雲中，

使用者是企業或組織的內部成員，共用該雲端運算環境所提 供的所有資源，公司或組織以外的人無法運用這個雲端運算 環境所提供的服務。

（三）混和雲 (Hybrid Cloud)：

指公有雲與私有雲的混和。一般來說，對安全性、可靠性、

及 IT 可監控性要求高的公司或組織，如金融機構、政府機 關、大型企業等，是私有雲的潛在使用者。因為他們已經擁 有了規模龐大的 IT 基礎建設，只需進行少量的投資將現有 的系統升級，就可以享有雲端運算帶來的靈活度與高效能，

同時有效避免使用公有雲可能帶來的負面影響。此外，他們 也可以選擇混和雲，將一些安全性和可靠性需求相對較低的 應用，如人力資源管理等，部屬在公有雲上，減輕自身 IT 基礎建設的負擔。

雲端運算基礎原則是透過虛擬化、標準化與自動化的方式整合了

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網絡中的硬體與軟體資源，並且利用網路將各種服務傳達給顧客。由 前面按照服務類型分類，可知雲端涵蓋基礎架構雲、平台雲和應用雲。

在此基礎上，雲端的架構可以分為三個層次：基礎架構層、平台層和 應用層，如圖 2-1 所示。這三種層次向上提供服務的方式有公有雲、

私有雲和混和雲三種類型，也是前面提到按照雲端提供服務的方式所 劃分的類別。

圖 2-1、雲端架構層次圖 資料來源：[陳瀅，2011]

一、基礎架構層

是虛擬化後的硬體資源與相關管理功能的集合，其中硬體資源包 含了運算、儲存和網路。透過虛擬化的技術，抽象化基礎架構層 的實體資源，實現內部流程自動化和資源管理優化，進而向外提 供動態、靈活的服務。

二、平台層

主要為雲端提供開發、運行、管理和監控的環境。屬於優化的「雲 端中介軟體」，能滿足雲端在擴充性、可用性和安全性等方面的 要求。

三、應用層

公有雲 混合雲 私有雲

雲端

應用層

軟體即服務 (Software as a Service, Saas) 平台層

平台即服務 (Platform as a Service, Paas) 基礎架構層

基礎架構即服務(Infrastructure as a Service, Iaas)

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以建構在基礎架構層的資源為基礎所提出的應用集合，透過網路 交付給使用者。其可以是使用群龐大的標準化應用，也可以是客 製化服務或用戶開發的多元應用。

建立在以上的架構下，每一層皆可以提供服務給使用者，因此便 產生了雲端架構下的服務層次，包括基礎架構即服務 (Infrastructure as a Service, Iaas)、平台即服務 (Platform as a Service, Paas)、以及軟 體即服務 (Software as a Service, Saas)。[李松興，2010]

一、基礎架構即服務 (Infrastructure as a Service, Iaas)

由業者建置 IT 基礎建設，管理伺服器及網路頻寬等，使用者並 不需要購買、維護軟體，只需利用業者提供的基礎資源，便可建 立自己的作業平台。基礎架構使得使用者或用戶可以將其運算、

儲存和網路等資源虛擬化，並依據使用者需求來進行動態分配。

主要為依據使用量計費。例如：亞馬遜提供 Amazon Web Service (AWS)讓使用者可以在該平台上開發各式各樣的企業與個人應 用。

二、平台即服務 (Platform as a Service, Paas)

由業者提供資料庫和訊息處理等資源。使用者多為軟體開發人員，

其使用這些資源來針對客戶的需求客製化開發軟體。相較於傳統

其使用這些資源來針對客戶的需求客製化開發軟體。相較於傳統