雲端運算(cloud computing) = SaaS + PaaS + IaaS

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2014年12月9日 QKC 研討會，官會長重複陳述應用雲端運算概念的SaaS、PaaS、IaaS 三種服務模式，說明 QKC 技術發展地圖的思維與架構，特將 2013 年 2 月 13 日整理有關雲端運算的心得敘述如下：

資訊科技產業有一個毛病，什麼東西都用簡寫或縮寫，常常讓不在這個產業的人一頭霧水，然後還自己得意洋洋以為自己高人一等。雲端原本的名字是雲端運算 (cloud computing)，重點在運算或計算，雲或雲端只是在強調位置，大陸將之翻譯為雲計算。

SaaS、PaaS、IaaS 是指雲端運算應用的三個服務 (service) 模式，亦即 ：(1) 軟體即服務(Software as a Service, SaaS)、(2) 平台即服務 (Platform as a Service, PaaS)、(3) 基設即服務 (Infrastructure as a Service IaaS)。

所謂雲端就是網路，雲端運算就是網路運算，只是將此一運算功能集中在一起，凡是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等，都是一種雲端運算。雲端運算不是新技術，也不是技術。雲端運算是一種概念，利用網路使電腦能夠彼此合作或使服務更無遠弗屆，是在主機架構與分散架構之間產生一中繼整合單元。只有在實現概念的過程中，才會產生相應的技術，不過其背後商業服務營運模式的思維，是重於一般使用者的應用價值。

雲端使用者不需要了解雲端中基礎設施的細節，不必具有相應的專業知識，也無須直接進行控制，只關注自己真正需要什麼樣的資源，以及如透過網路得到相應的服務。

雲端運算分為雲端運算科技 (cloud computer technologies) 和雲端運服務 (cloud computing services) 兩大類，雲端運算承襲自分散式運算 (distributed computing) 和網格運算 (grid computing)。

雲端運算可以對使用者可提供更妥善的服務，對企業能夠有效降低成本與風險。雲端服務不需要將程式安裝在使用者的電腦中，降低商業程式邏輯被破解的風險。但是，將所有的服務集中在雲端上，便有將雞蛋放在同一個籃子的風險。例如利用個人電腦寫文章，電腦或文書處理軟體程式當機，只要把檔案移到有同樣程式的電腦上，就可以繼續工作編輯檔案；若使用雲端運算服務商提供的文書處理程式做文書處理工作，當供應商暫停服務，則只能向客服人員抱怨，祈禱檔案是被妥善保存，系統能夠儘速恢復提供服務。這是投入雲端運算行列時，必須仔細思考的議題。

美國國家標準與技術研究院 (National Institute of Standard and Technology, NIST) 認為雲端運算具備 5 個基礎特徵、3 種服務模式、及 4 種部署模式。

• 5 個基礎特徵分別為：(1) 自助式隨需服務 (on-demand self-service)：顧客可以依其需求索取計算資源，例如伺服器或儲存空間，且整個程是單方面自動化的，無須與資源提供者互動。(2) 廣泛網路存取 (broad network access)：服務是經由網路提供，且有標準機制能讓不同的顧客端平台，如智慧型手機及筆電等，都可以使用。(3) 共享資源池 (resource pooling)：服務者所提供的計算資源，例如儲存空間、網路頻寬、計算能力、虛擬機器數量等，可類比為一個大水池，能隨時依需要（重新）分配給不同平台的多個使用者。使用者不需要了解資源的實體位置，只要有抽象概念即可，例如與資源是在哪個國家或哪個資料中心無關。(4) 快速的彈性 (rapid elasticity)：計算資源不僅可以快速且有彈性地被提供或釋放，且對顧客而言，資源是取之不盡且可以恣意購買的。(5) 可量測的服務 (measured services)：計算資源可依其所提供的服務特性被自動控管及最佳化。提供者與使用者雙方都透明地監控資源使用情形。
• 3 種服務模式為：軟體即服務 (Software as a Service, SaaS)、平台即服務 (Platform as a Service, PaaS)、及基設即服務  (Infrastructure as a Service, IaaS)。
• 4 種部署模式則是指私有雲 (private cloud)、社群雲 (community cloud)、公有雲 (public cloud)、及混合雲 (hybrid cloud)。
  

維基百科定義雲端運算服務須具備下列特徵：(1) 基於虛擬化科技快速部署資源或獲得服務，(2) 實作動態的、可伸縮的擴充套件，(3) 按需要提供資源、按使用量付費，(4) 透過網際網路提供服務、面向海量資訊處理、(5) 使用者可以方便地參與。
雲端運算服務架構必須具備的三大特點：(1) 擴充彈性、(2) 負載均衡、和 (3) 資料安全。

雲端運算服務的應用，個人是最新且最直接的採用者，從消費者開始，逐漸往企業發展。運端運算是破壞性創新的一種概念與技術，將為資通訊產業帶來革命性的改變。應用雲端運算服務時，一些使用者的行為、習慣、愛好等個人隱私，甚至於一些註冊時登錄的個人資料，將會直接地暴露在網路上。但是，便利性終將超過對安全性的顧慮。由於穩定性與安全性的需求，只有少數 IT 大廠才能夠提供雲端運算服務。由於可能涉及保密的關係，在安全性考量下，政府單位或大型公司不太可能把資料放在別人的系統裡，這些單位會自己買伺服器、軟體，自己組雲、計算，建立雲端運算系統服務內部人員。

雲端運算的挑戰包括：軟體授權費用、安全性與機密性、服務移轉彈性、資料存取穩定性與即時性。

經濟部配合新的六大新興產業：文化創意、醫療照護、觀光旅遊、綠色能源、生物科技、和精緻農業，推出華文數位閱讀、K12 數位學習、分散式電子並歷交換、國際人士來台觀光、整合通信、中小企業ERP、能源管理、健康銀行、醫療影像交換、與科技農場等雲端運算服務。

雲端運算平台擁有高可用性、高延展性、高穩定性、客製化、成本低等特性，並可提供使用者隨需即用(pay-per-use)的運算服務。但是，雲堆運算平台依舊隱藏著許多不同層面的問題，必須進一步探討與解決，例如：虛擬運算資源閒置與運算效能等問題。另外，如何提升運算資源使用效率，以發揮所投資設計的最大效益，一直以來都是各大雲端運算心所極力追求的目標。

雲端運算平台要提供服務最重要的工作就是要將所有的計算資源合理地數量化，評估出各種資源使用的最小單位，在透過網路，以友善的介面提供給有需要的使用者，因此對使用者用戶進行用量統計，是非常重要的工作。必須開發雲端運算平台資源計程系統，針對個別用戶實際使用的計算機器的總時間，撰寫程式統計與分析。另外，亦可對用戶使用虛擬資源的用量時間做統計，每日統計當天所有用戶的使用時間，用戶所屬群組的用量資料統計亦會儲存於關聯式資料料之中，作為後續記帳統計之基準。並結合網頁報表程式，開放給平台的所有合法用戶，讓用戶可根據日期時間區間與帳號群組等欄位，查詢目前的已使用的計算資源總使用量，以及剩餘的可使用量。


參考資料：

• 黃重憲(2009)，淺談雲端運算，台灣大學計算機與資訊網路中心網頁。
• 陳白莉(2010)，雲端的號角響起，你準備好了嗎？，台師大網頁。
• 美國國家技術標準局對雲端運算的定義，資訊人在政府，痞客邦部落格PIXNET。