近日，中國信通院發布《云計算白皮書(2016年)》，其中對云計算技術發展特點分析如下：

(一)全球云計算技術發展熱點

1.容器技術助力云計算發展Docker技術快速迭代。

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2014年1月Docker1.0版本正式發布，它的前身是DotCloud的一個開源項目。利用Linux和核心工具支撐容器之間的隔離。Docker 迭代速度非常快，2015年11月Docker正式發布1.9版本，該版本包含了正式用于產品的swarm和多宿主機互聯功能，為Docker引擎添加了新的卷管理系統，并修改了compose使其更好的支持多種環境。2015年11月DockerEurope2015在西班牙巴塞羅那召開，Docker 公司宣布了對Docker平臺中容器安全方面的三大改進，即支持利用Yubikey進行硬件簽名、對DockerHub中鏡像進行安全掃描和支持用戶名字空間。最近一項調查顯示，69%的公司將會在下一年的生產環境中使用容器。

容器逐步成為主流云計算技術之一。2014 年OpenStack社區決定開始支持容器和第三方容器支持者，創造一個多種技術混合的多元環境，Openstack將相關技術命名為“容器編輯引擎”。 VMware已經宣布將支持容器，強調采用虛擬機作為介質部署容器可對容器安全性和管理控制進行補充。Redhat將Docker集成到自己的操作系統 RHEL中以KVM承載Docker，并推出了RHEL7AtomicHOST容器虛擬化系統，Atomic定義了Redhat認證的Docker宿主、容器元、容器開發包等，瞄準了原本安全堪憂的Docker，從整體架構的各個層面進行可信認證。2014年秋亞馬遜正式推出了彈性容器服務，在AWS客戶啟動容器后，ECS將負責擴展容器，提高了云移植性并降低了成本。

容器技術推動自動化運維。運維自動化的最關鍵部分是運行環境的定義。Docker幫助開發者很簡單的實現開發環境和生產環境一致，意味著目錄、路徑、配置文件、儲存用戶名密碼的方式、訪問權限、域名等種種細節的一致和差異處理的標準化，Docker可以簡單的實現不同機器上的環境標準化。

2.更加高效的Unikernel技術引發關注

根據X86架構，無論是傳統的虛擬機還是最近興起的容器(Container)技術，用戶應用仍然運行在“用戶態”，對硬件的訪問和操作仍然需要借助運行在“內核態”的操作系統來進行，這樣應用對硬件資源的訪問就需要經過用戶態到內核態之間的上下文切換，從而損失了一定的性能。最近幾年，以LibOS為基礎的Unikernel技術受到了一定的重視。Unikernel將應用及其依賴的運行時環境全部運行在“內核態”，即全部在X86CPU的特權模式(Ring0)下運行，完全摒棄了傳統意義上的操作系統，對硬件的訪問完全由Hypervisor層實現。其優勢在于：

(1)更好的安全性：與傳統操作系統相比攻擊界面更小，受到攻擊的可能性隨之減小。

(2)更小的體積：由于不需要完整操作系統的支撐，Unikernel實例的大小僅為傳統VM的4%左右。

(3)更短的啟動時間：沒有操作系統裝載的過程，啟動時間更短。

Unikernel也有其劣勢，由于其為上層應用的定制化程度較高，因此難以像傳統操作系統一樣用于通用的應用目的。

目前Unikernel仍處在研究階段，主要的項目包括ClickOS、Clive、MirageOS等，商業化應用為時尚早。

圖10 從虛擬機到Unikernel的演化

3.X86在基礎計算架構領域一統天下的局面或將改變

X86在基礎計算架構領域一統天下的局面可能在未來幾年改變。云計算產生的最初動力在于使用廉價的X86計算節點構建具有強大計算、存儲和容錯能力的高性能計算集群。X86一直是公共云和企業專有云平臺的最佳甚至是唯一選擇。這種情況在近幾年開始改變。IBM從2013年開始投入10億美元進行基于 Power架構的Linux研發，并在同年將Power8架構開源，力圖建立完整的生態系統;2014年，IBM開始提供基于Power主機的企業云解決方案。Oracle在2015年宣布向云計算全面轉型，并在全球建立了18個數據中心提供公共云服務，其中大量采用了基于SPARC芯片的服務器。 ARM由于其低功耗、低成本的特點也成為構建基礎云計算平臺的新選擇，Dell、HP、微軟、亞馬遜等公司都投入大量資金進行ARM服務器的開發，以替代云平臺中的X86服務器。未來幾年，云計算基礎設施領域可能出現X86、ARM、Power、SPARC等多種架構競逐的局面，其成敗將深刻影響全球IT 產業格局。

4.云計算與物聯網(IoT)技術的結合成為新的技術與業務發展方向

隨著“工業4.0”、“工業互聯網”等新概念的出現，以物聯網(IoT)技術為基礎，連接生產現場的各類傳感器、執行器，進行大量數據采集并實時或離線分析，實現運行監控、預測維護、制造協同等成為制造、交通、醫療、能源等多個行業新的技術趨勢。對IoT海量數據進行分析需要龐大的計算能力，這成為云計算與IoT相互結合的最大動力。2015年以來，來自IT、互聯網和制造業的巨頭紛紛發布其面向IoT場景的云計算服務。2015年3月，微軟發布了“AzureIoT”服務，其可以與Windows10IoT操作系統結合，將現場數據發送至Azure平臺進行進一步分析。制造業巨頭GE在2015年8月發布了“PredixCloud”平臺，可以通過內置在發動機、發電機等產品上的“PredixMachine”將現場數據發送至Predix平臺，用戶可以利用開放的PaaS環境開發APP應用對數據進行分析。亞馬遜在2015年10月的AWS峰會上發布了“AWSIoT”服務，可以通過連接生產、生活中的各類設備，并利用AWS上已有的各類云服務進行數據的存儲與分析。與IoT在技術和業務模式上的結合不僅將成為云計算向各垂直行業滲透的重要切入點，而且也將成為未來10-20年ICT技術的重要熱點。

(二)我國云計算領域技術亮點

1.我國云計算核心技術自主研發能力增強

根據2015年7月份可信云大會發布數據顯示，目前通過認證的37個云主機服務，采用開源和自研的虛擬化方案占比80.7%，采用開源和自研的虛擬化管理軟件占比61%，開源和自研所占比重較2015年1月份數據提升近15%。

圖11 我國公共云服務虛擬化方案及虛擬化管理方案

2.在云計算基礎技術領域突破不斷

我國云服務廠商自主研發免重啟熱補丁技術。漏洞修補一直是影響云服務連續性的棘手問題，2015年3月，XEN的漏洞修補造成了亞馬遜AWS、IBMSoftLayer、Linode及 Rackspace多家云服務商的大面積主機重啟。我國云服務廠商自主研發免重啟熱補丁技術，比如UCloud自主研發的熱補丁技術，可實現免重啟修復所有內核代碼，并將熱修復過程業務中斷時間控制在10ms內，這項技術在UCloud云平臺已經運行超過一年，通過熱補丁修復了近20個內核故障，累計進行了約5萬臺次的熱補丁修復，理論上避免了相應次數的服務器重啟。

Docker技術在我國云計算領域逐步從實驗階段走向應用階段。雪球的SRE團隊借助Docker對整個公司的服務進行了統一的標準化工作，在2015年上半年已經把開發測試、預發布、灰度、生產環境的所有無狀態服務都遷移到Docker容器中;蘑菇街采用Openstack+Novadocker+Docker的架構;螞蟻金融云是螞蟻金服推出的針對金融行業的云計算服務，旨在將螞蟻金服的大型分布式交易系統中間件技術以PaaS的方式提供給相應客戶，在整個PaaS產品中，螞蟻金服通過基于Docker的CaaS層來為上層提供計算存儲網絡資源，以提高資源的利用率和交付速度;騰訊游戲從2014年開始接觸Docker，經過一年的調研、測試、系統設計和開發，2014年底整個系統開始上線運行，現在整個平臺總共使用700多臺物理機，3000多個Docker容器，總體運行良好;大眾點評在2014年7月基于Docker搭建私有云平臺，目前平臺承擔了大部分的線上業務，實例數2800個左右，Docker物理集群300多臺。