乘云之势，以智致远——云计算与智慧的物联网

李实恭IBM中国研究院院长

IBM大中华区首席技术官

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云计算 – 浑沌? 随需?

来源: Geek and Poke. http://geekandpoke.typepad.com/geekandpoke/2009/03/let-the-clouds-make-your-life-easier.html

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云计算：一个浅显的理解

众说纷纭, 各有侧重

–Wikipedia: Cloud computing is Internet-based computing, whereby shared resources, software and information are provided to computers and other devices on-demand, like a public utility. –Gartner: Cloud computing is a style of computing where massively scalable IT-related capabilities are provided “as a service” using Internet technologies to multiple external customers. –Salesforce.com: Cloud computing is a better way to run your business. Instead of running your apps yourself, they run on a shared data center.

• 我们的理解– 对IT所提供服务的期望永远在不断的提升

• 做不到 实现 更好，更快，更容易，更低廉

– 时时重新审视IT及相关技术的演变

– 云计算：特别强调对效果的要求

• 使用者：只关注自己的需求是否被完全满足，不需考虑服务的实现方式和技术

• QoS (Quality of Service): 费用，可靠，安全，功能．．．

• 提供者：提供服务的实现方式是可持续经营的：成本效益

4

类比：电力系统的发展

初级阶段 初步整合 高度整合

电力系统

自行购买发电机，自行发电。电力系统稳定性差，缺乏标准。

企业运营覆蓋小区域的发电机构 周围用户从企业买电

大规模的发电厂和电网覆盖全国

用户可以方便的用点，并按使用付费（当前状态）

计算系统

个人拥有电脑（PC），完成绝大部分计算

企业维护资料中心

使用者访问资料中心，进行计算（当前状态）

企业或机构运营云计算资料中心个人和中小企业通过网络访问资料中心进行计算，并按使用付费（即将到来的云计算时代）

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云计算的产生(1)：由经济发展的规律来看

自给自足 自己购买、运营并使用计算设备

分工.标准化 (解耦) 计算提供商、计算使用者；使用规范的标准

规模化 标准化使得计算规模不断增大

进一步精细分工产业链进一步分化：计算设备提供商、计算技术提供商、计算运营商、应用开发商、用户

计算技术

计算技术

自给自足

分工.标准化 (解耦)

规模化

个体效率提高

整体效益提高

社会生产率不断提高满足人们更多的需求

社会生产率不断提高满足人们更多的需求

低效地满足有限的基本生活需求

大规模流水线生产农具

铁匠制作农具标准配件；木匠组装制作农具；农民种田。

采菊东篱下，悠然见南山。自己制作工具种田

社会经济

社会经济

各个角色和整个产业的效率得到提高

各个角色和整个产业的效率得到提高

专业分工+标准化 是一个不断“解耦” (decoupling)的过程

6

运营者

使用者建设者

云计算的产生(2)：由生态系统看 – 另一种解耦

终端使用者

中间使用者云平台所有者

运营管理者

基础设施建设者

基础设施技术提供者

应用服务建设者

应用服务技术提供者

•角色的细化：•建设者、运营者、使用者；•每类角色可以进一步细分

•使用模式的多样性•商业模式的创新：多种协作模式

7

云计算的产生(3)：由计算技术的演进来看

计算技术的演进是一个不断“解耦” 的过程

第一代大型主机

硬件

程序指令

硬件

操作系统

应用程序

硬件

操作系统

高级语言

应用程序

硬件

操作系统

高级语言

中间件

应用程序

硬件与软件解耦 操作系统产生，应用程序与硬件平台解耦

高级语言产生，应用程序使用的语言与操作系统语言解耦

中间件产生，应用程序的业务逻辑和通用功能解耦

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云计算的产生(4)：计算技术演进趋势的必然结果

几个关键技术的成熟，促使了云计算的出现

– 从提供者角度

• 芯片及硬件技术：多核芯片、硬件性价比的提升、高速I/O• 虚拟化技术：硬件平台、操作系统、应用分离

• 大规模多租户技术：进一步的虚拟化，数据

隔离、数据共享，应用共享

• 面向服务架构（SOA）：中间件、应用分离，

提供异构模块的互联接口

– 从使用者角度

• 界面技术：将界面与运算、数据分离，如Web2.0技术

– 从提供者与使用者关系角度

• 网络技术： Internet、高速网络、电信网络等

9

云计算的本质：保证服务质量，提高投资回报1

–使用者：无须自投基础建设，立即享用云的好处

–建设者：异构云（Heterogeneous Cloud）•必须利用已有资产，不论是否属于同一技术

•任何一个云，从开始建设的那一刻即已成为异构

•异构云面临的技术挑战：系统集成、互联、标准化、安全、备份、灾难恢复

–运营者：寻找合作伙伴

减少初期投资

2

–高度灵活性和自动化

•服务创建、资源配置、服务配置、服务上线和服务启动

•服务停止、服务下线、删除服务配置和资源回收

–服务生命周期进行动态管理

降低运营成本

10

云计算的本质（续）3

–规模扩大：资源共享可大幅降低运营的单位成本

–使用者增多：服务共享可降低使用者所支付的费用

–使用者与服务的跨接, 急速增加共享的服务与资源数量, 产生经济规模的乘数效应

实现规模经济

4

–形成业务价值链，促进创新协作，从而产生更高的价值

–吸引更多用户，产生更多的新兴服务，建立新兴产业

产生新创价值

End User

Cloud Provider

Cloud Client

Cloud Client

Cloud Provider

End User

End UserCloud Client

…

Arm Supplier

Arm Supplier

Arm Supplier

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大规模分析优化系统（商业优化、跨业优化）

从云计算的本质来看其使用场景 （例）

减少初始投资1 降低运营成本2 实现规模经济3 产生新创价值4

云计算的本质

虚拟桌面云

云存储系统

开发测试云（同一产业技术开发工具系统共享 产业链的快速整合 业务集成）

中小企业业务服务平台(业务价值链、新兴服务、新兴产业）

云计算的使用场景

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云计算使用场景：虚拟桌面云

•桌面虚拟化将用户的桌面环境与其使用的终端解耦

•虚拟桌面云利用桌面虚拟化技术，在服务器端统一存放和运行每个用户的桌面环境，用户使用终端设备通过网络访问他的桌面环境

•统一管理用户在服务器端的桌面环境，如安装和升级软件，更改配置和安全控制等

解决方案：虚拟桌面云

•具有大量配置复杂的桌面系统的公司，可以减少40%以上的桌面系统维护费用

适用范围

•桌面系统的安装、配置和维护是企业IT运营的重要方面，桌面系统的分散管理耗时耗力

•桌面系统的数据和信息安全不易管制

•企业对终端桌面系统的廉价性，可靠性和有效性的需求不断提高

问题

来源：http://ecloud.com.cn/Article/Ctheory/200909/172.html

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云计算使用场景：云存储系统

•云存储是将网络中各类存储设备集合起来协同工作，对外提供统一的数据存储和业务访问功能

•统一管理数据的存储、备份、复制和存档

•实现存储能力的按需增长

解决方案：云存储系统

•需要管理大量数据的行业，如银行、保险、电信和政府部门等

适用范围

•数据是企业的关键资产，需要对数据进行有效的存储和管理

•企业存储系统中数据泛滥，一方面是不断增加的数据对存储系统产生压力，一方面是数据不断拷贝造成存储的浪费

•企业部门之间对存储系统的分散使用造成存储空间的浪费，以及管理上的分散和不一致

问题

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云计算使用场景：开发测试云

•让相关的决策者认识到云计算的长期利益可以加快采纳云计算的速度

•与所涉及的各部门紧密合作

•划分不同的实施阶段，并在每一个阶段都展示所体现的商业价值

成功秘诀

•通过自服务界面，可以预约、部署、管理和回收开发测试环境

•通过预先配置好（包括操作系统，中间件和开发测试软件）的虚拟镜像来快速提供异构的开发测试环境

•通过快速备份/恢复虚拟机的方式进行环境

和问题重现

•积累和共享开发测试知识库

•通过云平台的协作实现多方联合开发测试

解决方案：开发测试

•需要并行开发多种应用，开发测试环境需要快速建立和有效利用的组织，如银行、电信和政府等

•同一产业内技术开发工具系统共享、形成产业链的快速整合，乃至于业务集成

适用范围

•企业在开发测试中

–提供开发测试环境是繁琐的、易错的、耗时的手工过程

–计算资源回收慢：用于开发测试的服务器的使用周期为两年

–难于重现测试的环境配置和所遇到的问题

•如何协调相关企业及时配合以便快速开发测试涉及多方的复杂软件系统

问题

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云计算使用场景：大规模分析优化系统

•商业智能软件、系统和服务运行在云计算平台上，利用云平台的计算能力和存储能力进行数据分析

•以服务的形式将商业智能分析的结果提供给企业内部的各个职能部门，实现分析优化结果在企业内部的共享

•深度挖掘所收集的多企业、多类型数据，整合优化行业整体的运行

解决方案：大规模分析优化系统

•IBM Global CIO调查显示，83%的CIO希

望通过商业智能分析来找出大量数据所表现的模式，以便增强组织的竞争力和快速响应客户需求的能力

适用范围

•企业需要

–分析大量的运行数据从而洞察业务发展的趋势，可能的商业机会和存在的问题，预测并优化运行

–及时响应来自业务运行中的问题

–通过探索和分析以便进行一致的、更好更快的决策

•如何整合优化包括多个企业的行业整体的运行发展

问题

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云计算使用场景：中小企业业务服务平台

•公共云平台，免去中小企业的初始IT投资

•云平台提供通用的、可定制的，且保证服务质量的应用，大幅减少企业的运营开销

•企业IT人员可专注于业务应用的开发创新

•利用云平台的协作能力和分析优化能力提高企业的快速响应能力

解决方案：中小企业业务服务平台

•希望减少IT初期投资和运营开销，专注于

业务系统的使用及开发的中小企业

•形成业务价值链、产生更多的新兴服务、创造新兴产业

适用范围

•IT开支是中小企业很大的负担，而能够产生价值的业务系统开支在IT系统中占比很小

–初始投资：购买硬件、软件，搭建IT系统

–运营开销：系统维护、升级，配备管理人员

•企业IT人员需要花费大量精力维护硬件软

件系统的正常运行，不能专注于业务应用的开发

•中小企业的业务高度依赖产业链中的其它企业，如何及时响应来自其它企业的需求

问题

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云计算的舞台——智慧物联网

人体人体

传感器致动器

互联

+

+

大脑

神经系统

神经元肌肉

智慧物联网智慧物联网

物理世界

模型与分析

感知理解 控制管理

智能

智慧物联网是一个将人，物理实体和信息系统互联起来的遍布全球的系统。它通过可扩展、可负担的技术，如大范围的数据搜集、智能网络、预测分析和深度优化等，来更好地管理物理世界。

18

云计算是实现智慧物联网的技术基础

• 云计算对物联网架构的各个层次都很重要– 云计算可以为分析与优化提供超级

计算能力

– 云计算使得更多的应用可以被更容易地创建

– 云计算能够更高效地提供更可靠的服务

– 云计算能够促进物联网底层传感数据的共享

– ……

Operation &

Mgm

t Tools

End-to-end QoS

(Security, etc.)

Sensors/Actuators

Sensor Networks

Sensor Gateways

Wide Area Networks

App Gateway

Service Platform

ApplicationsA

nalytics & O

ptimization

Analytics & Optimization

Consulting &

Integration Tools

19

参考案例：无锡云计算产业发展

Pangoo++ Roadmap

IBM

IBM HW Infrastructure

IBM SW Products

WDS-1 …

Pangoo PlatformScalability & Security Operation Platform

云计算平台

WDS-n

投資者服务客户及企业

China Telecom (WuXi) Network

A&O

Delivering Valuable

WDS

Software Engineering as a Service

ISV Services Comp BizSvc

1. IBM与政府共建云计算服务产业供应链园区

政府出资构建开发及运营平台

IBM投入云计算平台技术

2.共同技术研究及运营投入

3.市政府与资讯服务开发商利润及盈收共同以比例分享

–Subscription fee from clients–Transac fee from clients–Rev sharing from ISVs

ISV

$$$

IBM

$ $

SMBClient

SMB Client

SMB Client

Sales &Marketing

SW Park (Gov)

PangooPangoo

SEaaSSEaaS

CBSCBS

建立云平台

+CBS (e.g., MIP)

+SEaaS (e.g., Configuration)

Small &

agile apps

IBM IP

Pillar apps

+Platform (e.g., MMT)

IBM IP

Pangoo Pangoo runtime/ runtime/

operationoperation

运营

Pangoo incubator runtime

孵化計劃

Graduation

共同投入研究

IBM

政府

資訊服務開發

商

$

目前共有15家资讯服务开发商参与云计算服务孵化计划

ISV

SW Park (Gov)

20

云计算的市场展望

来源: IBM Market Intelligence analysis of IDC Oct. 2008 data for cloud consumption, GMV and BPV data for cloud provider enablement, IDC/MI 2007 data for business process outsourcing

基礎設施服務

平臺服務

軟體服務

業務服務

人力服務雲計算消費方

基礎設施即服務

$13.3B

平臺即服務

$6.4B

軟體即服務

$26.6B

業務流程即服務

$94.4B

動態基礎架構

$31.3B

雲環境下SOA提供商

$11.2B

軟體即服務提供者

$7.8B

雲計算提供方（包括公有雲和私有雲）

預計到2012年雲計算在基礎設施層，平臺層，應用層，以及業務流程方面的市場將到達1910億美金，其中包括一小部分"人力服務"的收入

預計到2012年雲計算在基礎設施層，平臺層，應用層，以及業務流程方面的市場將到達1910億美金，其中包括一小部分"人力服務"的收入

$0B

$10B

$20B

$30B

$40B

2008 2009 2010 2011 2012

$28B

$35B

$44B

$54B

$66B

$50B

$60B

$70B

中小型雲提供廠商

大型雲提供廠商

來源: IBM analysis of IT industry analyst reports

預計到2012年，雲提供廠商的收入會達到660億美金，中

小型雲提供商的份額會占大部分。不過，主要的基礎設施和服務仍然掌握在大型雲提供商手裡

預計到2012年，雲提供廠商的收入會達到660億美金，中

小型雲提供商的份額會占大部分。不過，主要的基礎設施和服務仍然掌握在大型雲提供商手裡

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云计算的生态系统

运营者

使用者建设者

终端使用者

中间使用者云平台所有者

运营管理者

基础建设者基础建设技术提供者

应用建设者应用建设技术提供者

• 云计算催生了一个全新的生态系统

（从技术角度）– 硬件提供商

– 基础软件提供商

– 云技术提供商

– 云服务提供者

– 应用提供商

– 企业与机构用户

– 个人用户

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应对云计算的战略思想• 宏观上，云计算已成必然

• 在云计算的机遇和变革面前，社会和企业如何选择？

–藉“推波助澜”而“乘风破浪”，占据一席之地

–结合自身的资源和特色，正确定位，因势利导

• 成功的关键

–掌握宏观趋势

–秉持合作共赢的精神

–制订发展战略及进程

–沉淀，定下心做实事，积极推进

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企业定位

实例：某金融企业的开发测试云

•IBM帮助建设

•企业自营、自用

开发测试云

企业数据中心：运营者

应用开发团队：使用者

IBM：技术提

供者，建设者

•IBM与无锡市政府共建、共营•ISV使用云平台提供应用服务

•中小企业使用应用服务

中小企业业务服务平台

中小企业业务服务平台

IBM：技术提

供者，联合建设者和运营者

无锡市政府：联合建设者和运营者

ISV：应用提供者，使用者

中小企业：使用者

实例：无锡软件园的中小企业业务服务平台

做云计算的建设者、运营者还是使用者？——企业应该根据自身的特点和优势选择在云计算生态系统中的角色

•建设者、运营者或者使用者，甚至兼而有之•发挥特色、优势互补、合作共赢

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企业：使用云计算的价值

• 企业对客户的服务：提高收益/成本比

– 提高了各种IT资源的利用率

– 及时采用云计算提供商的创新技术

– 例子：Amazon EC2, S3, …• 企业内部使用的服务（如CRM，Payroll，商业智能等）：提高生产力/成本

比

– 例子： IBM TAP Greenfield Cloud Deployment

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企业：使用云计算的路线图• 分析确定适合以及不适合云计算的IT服务范围，确定利用云计算服务的优

先级

• 制定把服务迁移到云计算平台的步骤

• 保证在云计算平台中的IT服务与不在云计算平台中的IT服务的无缝连接

• 采纳合适的工具简化向云计算平台迁移的过程，保障迁移的效果

制定采用云计算的战略和路线图时所考虑的问题和步骤来源： Capturing the potential of cloud, white paper, IBM Global Business Services

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推动云计算的关键技术

•协同与合作将大量的实体连接在整合的价值链中海量数据的分析和信息挖掘可以提供对业务的充分理解和深度洞察

产生新创价值

•通过多租户技术实现不同用户的资源使用隔离和共享

•通过业务流量优化和整合提高计算资源的利用效率

•服务接口的标准化实现不同云计算平台的联合

需要虚拟化技术和动态迁移技术实现计算资源的按需供给

实现规模经济

•通过虚拟化技术和能源管理技术来提高计算资源的利用率，降低运营开销

•通过面向云计算业务的运营支撑平台来提高运营管理的效率

•通过细粒度的使用计量，灵活的定价模型和计费机制提高云计算平台的使用效率，保证用户及提供者双方面的利益

云计算提供面向业务的服务管理使云计算用户关注业务开发和使用本身，而将业务的提供托付给云计算平台从而降低了IT业务的

运营开销

降低运营成本

•通过虚拟化技术屏蔽异构的计算资源并提供统一的计算资源接口

•利用已有的或者新建的基础设施提供云计算服务

软件即服务（SaaS）：通过标

准化的服务接口和自动化的服务流程将计算资源、软件平台及应用通过网络以服务的形式提供给用户，不需要先期投入

减少初始投资

云计算提供者云计算用户

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云平台的集成用户需要通过多个云计算平台

来分散风险云计算平台需要分散在多地不同管理域中异构的云平台需

要互联互通

云计算的技术挑战

安全公司和政府不能适应失去对数据

存放的完全控制数据在共享云计算平台中的迁移

增加被非法访问的机会高可用性是用户关注的焦点监管和审计方式不明确

新的硬件设计芯片上的多核技术和能量管理技术对虚拟化的内生支持：虚拟化操作系统、

虚拟化IO设备、虚拟化网络设备等

模块化的、功能完整的、灵活装配的云计算器件

虚拟化虚拟化技术在不同层次对资源进行

抽象，屏蔽异构性虚拟化技术封装各类计算任务，以

实现灵活调度、动态迁移和按需伸缩虚拟化计算资源的不同粒度的管理

迁移到云计算平台如何制定迁移的战略和路线图如何选择迁移的合适机会和优先级如何实现在云内、云外服务的无缝连接需要工具来简化迁移过程，保障迁移效果

让计算接近数据现有的云计算模式，都是用

户将数据上传到计算所在地当数据非常庞大时，这种方

法并不经济甚至不可行如何将计算能力传输到数据

端是一个技术挑战

28

政府：云计算的价值及相应策略（个人的浅见）

• 对政府的价值– 通过云计算平台提供公共服务

• 可减少政府IT基础设施的可能重复投资

• 提高服务的可靠性，可获得性和质量

– 带动产业生态环境重组，催生新的产业增长点，改变产业布局– 提高IT服务能源消耗效率，降低对环境的压力，促进向可持续发展转型

• 政府的应对策略– 分析云计算对社会经济事务的典型影响，制定相应的应对战略– 国家引导，以公共服务的实施开拓基本市场

• 确定采纳实施云计算的路线图和将IT服务迁移到云计算平台的行动计划

– 支持市场发展，鼓励民间企业充分发挥• 对云计算影响到的关键性产业如软硬件厂商、应用提供商等环节进行政策和资金

扶持，促进产业转型

– 充分利用市场竞争力来克服现有技术结构的缺陷• 通过税收、货币等经济手段鼓励企业用户和个人使用云计算，支持云计算中的创

新活动• 支持云计算相关的教育和科研活动，云计算相关技术人才的培养，以及云计算创

新技术关键问题的研究

29

教育研究界：应对云计算的策略（个人的浅见）

• 教育界的应对策略

– 实现教育信息化基础设施建设的转变

• 由各自独立建设变为共用共管的云计算平台

• 实现教育信息资源的共享

• 扩大优质教育信息资源的使用范围、方式和效率

– 创新教育教学模式，利用云计算平台实现随时随地的学习，提高学习的主动性和互动性

– 跟踪产业转型，提早布局，培养适应云计算产业发展的实用型和研究型人才

• 研究界的应对策略

– 针对云计算面临的关键技术挑战进行研究，解决提供和使用云计算服务所需的关键技术

– 不断创新和扩大云计算的应用范围，开创新型的、适应云计算特点的信息技术服务

– 对云计算的发展方向和相关影响进行研究，向政府和产业界提供合理的政策建议

– 采用云计算改变研究合作的方式和范围

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参考：IBM提供的云计算产品和服务

Smart business on the IBM cloud

IBM Smart Business Services

IBM Smart Business Systems

Standardized services on the IBM cloud

Preintegrated, workload-optimized systems

Private cloud services, behind your firewall, built and/or managed by IBM

IBM Lotus LiveIBM Lotus®

iNotes®

IBM CloudBurst™ family

IBM Smart Business Test Cloud

IBM Smart Business Desktop Cloud

IBM Smart Business Storage Cloud

分析优化 协作 开发测试 共享桌面 存储

IBM Smart Analytics System

Smart Business for Small or Midsize Business (backed by the IBM Cloud)

计算

IBM Computing on Demand

IBM Information Protection Services

业务服务

BPM BlueWorks(design tools)

IBM Smart Business Desktop Cloud

IBM Smart Analytics Cloud

Smart business expense reporting on the IBM cloud

IBM Information Archive

Smart Business Development and Test on the IBM Cloud (beta)

Smart Business End User Support

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云计算领域著作

天下杂志出版社更贴近企业的需求加入内容：云运算在医疗、教育、电信、金融、制造和物流业等产业中的创新应用；分析虚拟化技术对于企业建构云运算环境的重要性

电子工业出版社国内第一本云计算学术著作迅速成为热销图书内容：云计算介绍、关键技术、业界动态；虚拟化介绍、关键技术、动态

《分布式系统与云计算概论》

即将推出，敬请期待

清华大学出版社作者：陆嘉恒，孟小峰，张瑞，潘越预计出版时间：2010年6月

32

结语

• 云计算符合经济规律的发展方向，是计算技术演进趋势的必然结果— 云计算使用者不需关心服务后面的技术和实现方式

— 云计算提供者满足用户需求进行的工作是可持续经营的

• 云计算的本质：服务质量＋投资回报（ROI with QoS Guaranteed）— 减少初始投资 — 降低运营成本

— 实现规模经济 — 产生新创价值

• 云计算带来了产业生态系统的变化，并带来了新的机遇

• 云计算能为企业、政府、个人等带来价值

• 云计算的诸多技术难题，产生了新的研究课题

让我们共同参与，推动云计算的发展

达成共识，认清云计算的本质与好处

了解产业状况，制定云计算路线图，明确发展方向

发现云计算的关键技术点，投入研发力量

使用云计算服务，运营云计算服务

政府鼓励产业创新，进行政策性指导和扶持

进行广泛、开放的政、产、学、研合作

3333

谢谢