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云计算是继20世纪80年代大型计算机到“客户端-服务器”大转变之后的又一种巨变，是分布式、并行计算、效用计算、网络存储、虚拟化、负载均衡等传统计算机和网络技术发展融合的产物。它将广义上的计算资源（硬件设备、软件平台、应用系统）进行物理集中或逻辑集中，形成统一的资源池，使用者在不用关心资源具体形态的情况下按需使用，保证资源的利用率得以最大化，同时使整个IT架构变得更加有柔性。作为一种全新的技术形态和商业模式，云计算已经得到了产业界和学术界的广泛关注。
2012年，科技部发布了《中国云科技发展“十二五”专项规划》，将云计算软件相关技术确定为“十二五”期间的重点发展任务。2016年，《“十三五”国家科技创新规划》中明确提出要支持云计算成为新一代ICT基础设施，进一步推动云计算软件的发展。2021年，《“十四五”规划和2035年远景目标纲要》将数字中国建设提升至新的高度。云计算作为重点产业之一，迎来了新一轮的发展机遇。
近年来，国务院、工业和信息化部等部门发布了一系列与云计算相关的法规标准，一方面用于指导云计算系统的设计、开发和部署，另一方面规范和引导云计算基础设施建设、提升云计算服务能力水平（尤其是云计算安全方面）、规范市场秩序等。2020年，国家发展改革委、中央网信办研究制定了《关于推进“上云用数赋智”行动 培育新经济发展实施方案》，提出在已有工作基础上，大力培育数字经济新业态，深入推进企业数字化转型，打造数据供应链，以数据流引领物资流、人才流、技术流、资金流，形成产业链上下游和跨行业融合的数字化生态体系。2023年，工业和信息化部等8部门发布《关于推进IPv6技术演进和应用创新发展的实施意见》，鼓励推动IPv6与云计算等技术的融合创新，促进云计算和网络协同发展。
云计算是计算机资源公共化在商业模式上的一个重要革新。通过云计算，用户将从繁重、复杂、易错的计算机资源管理中解放出来，而只需要关注业务逻辑。这种业务逻辑与计算资源的分离将大大降低企业信息化的复杂度。更重要的是，云计算带来的服务整合与按需供给将大大提高当前计算资源的利用率，降低服务的能耗量，并且可有效屏蔽计算资源的出错问题。
2006年，自Google率先提出云计算概念以来，许多专家、研究组织以及相关企业从不同的研究视角给出了云计算的定义。2012年3月，在国务院《政府工作报告》中，云计算被作为重要附录给出了一个官方的解释：云计算是基于互联网的服务的增加、使用和交付模式，通常涉及通过互联网来提供动态易扩展且经常是虚拟化的资源，是传统计算机和网络技术发展融合的产物，它意味着计算能力也可作为一种商品通过互联网进行流通。Google认为，云计算将所有的计算和应用放置在“云”中，终端设备不需要安装任何软件，只需通过互联网来分享程序和服务。IBM将云计算定义为一种用户通过访问互联网，按需租用服务商提供的硬件或软件，从而获取与地域无关的计算资源并根据使用情况付费的模式。与Google忽略终端的计算资源不同，微软公司认为计算资源是分散分布的，并将云计算定义为“云+端”的计算，即部分资源放在云上，部分资源放在用户终端，部分资源放在合作伙伴处，最终由用户选择合理的计算资源。根据美国国家标准与技术研究院的定义，云计算是一种利用互联网实现随时随地、按需、便捷地访问共享资源池（如计算设施、存储设备、应用程序等）的计算模式。
虽然云计算有许多的定义，但概括而言，云计算是一种实现大规模计算的信息处理方式，通过利用分布式计算和虚拟资源管理等技术，可以随时、随地、按需通过互联网访问共享资源池里可被动态分配、灵活划分和调整的资源，包括计算资源、网络资源、存储资源等。
2021年10月18日下午，中共中央政治局就推动我国数字经济健康发展进行第三十四次集体学习。
习近平总书记在主持学习时强调，近年来，互联网、大数据、云计算、人工智能、区块链等技术加速创新，日益融入经济社会发展各领域全过程，数字经济发展速度之快、辐射范围之广、影响程度之深前所未有，正在成为重组全球要素资源、重塑全球经济结构、改变全球竞争格局的关键力量。要站在统筹中华民族伟大复兴战略全局和世界百年未有之大变局的高度，统筹国内国际两个大局、发展安全两件大事，充分发挥海量数据和丰富应用场景优势，促进数字技术与实体经济深度融合，赋能传统产业转型升级，催生新产业新业态新模式，不断做强做优做大我国数字经济。
资料来源：习近平在中共中央政治局第三十四次集体学习时强调 把握数字经济发展趋势和规律 推动我国数字经济健康发展，人民日报，2021年10月20日。
美国国家标准与技术研究院提出，对于最终用户而言，一个标准的云计算需要具备5个基本特征，分别是：按需自助服务、广泛的网络访问形式、资源池化、快速可伸缩性和可度量的服务，这5个基本特征的具体描述如下。
（1）按需自助服务。云计算具有快速提供资源和服务的能力，用户可以根据自身实际需求，通过网络方便地进行计算能力的申请、配置和调用，而不需要与服务提供商进行人工交互，便可获得更加快捷、高效的体验。同时，服务提供商也可以及时进行资源的分配和回收。
（2）广泛的网络访问形式。用户不需要部署相关的复杂硬件设施和应用软件，也不需要了解所使用资源的物理位置和配置等信息，可以直接通过多种多样的客户端（如移动电话、笔记本电脑、平板电脑和工作站等），以统一标准的机制（如相同的API、浏览器等）访问，获取云中的计算资源。
（3）资源池化。服务供应商的计算资源被集中起来，以多租户模式将不同的物理和虚拟资源动态分配给多个用户。用户一般不需要了解所使用资源的确切地理位置，但用户可以在需要的时候指定要求资源的位置。
（4）快速可伸缩性。资源和服务可以被迅速、弹性地提供和释放。对用户来说，资源和服务可以是无限的，可以在任何时间占用任意数量的资源，并按资源的使用量计费。对服务提供商来说，可以快速地添加新设备到资源池中，满足不断增长的需求。
（5）可度量的服务。系统可以根据服务类型提供相应的计量方式，还可以监测、控制和管理资源使用过程，从而优化资源的使用效率。
与传统计算系统相比，云计算具有以下优势。
（1）大规模并行计算能力。云计算不限于本地计算机的运算和存储能力，可基于云端强大而廉价的计算能力，为大量应用提供传统计算系统或用户终端所无法完成的计算服务。
（2）虚拟化。虚拟化体现在资源虚拟化和应用虚拟化，包括虚拟的服务器、虚拟的网络配置和作为服务的管理系统，每一个应用部署的扩展、迁移、备份等操作都通过虚拟平台进行管理。
（3）高性价比。云计算的服务器能够兼容不同的型号和规格，用户可以使用廉价的服务器组成云，共享存储空间，以减少成本和费用的支出。
（4）高可靠性。云计算基于网络托管的文件存储、数据库，应用数据多副本备份、计算节点同构可互换等措施保证高可靠性，单点服务器出现故障也可以通过虚拟化技术将分布在不同物理服务器上的应用进行恢复，或者利用动态扩展功能部署新的服务器进行计算。
（5）通用性。云计算不针对特定的应用程序，同一个云可以支持多个互联网应用程序的运行。
云计算的类型从不同的角度有不同的划分，从云计算部署的横向和云计算服务的纵向角度分类介绍各种云计算。结合典型的云计算服务平台，表3-1比较了各自的异同和特征，图3-5展示了云计算的架构。
表3-1 代表性的云计算服务及平台比较
从云计算部署的角度，云计算分为公有云、私有云、社区云和混合云，每种云计算的部署模式各有特点。
（1）公有云：云基础设施被一个销售云计算服务的组织所拥有，该组织将云计算服务销售给社会大众或公共群体，如亚马逊云平台等。公有云一般规模较大，规模共享经济性较好，但其安全性较低，且可用性不受使用者控制。
图3-5 云计算架构图
（2）私有云：云基础设施被某个企业或组织拥有或租用，如政府机关、企事业单位、学校等内部使用的云平台。私有云可提供对数据、安全性和服务质量的最有效控制。
（3）社区云：云基础设施被多个组织共享，并服务于在政策、安全、任务和准则等方面有共同特征的社区，如美国国家航空航天局的Nebula云平台为其研究人员提供快速的IT访问服务。
（4）混合云：云基础设施由两种或两种以上的云形式组合。同单独的公有云、私有云或社区云相比，混合云可以让业务系统在多云环境中进行灵活迁移，具有更大的灵活性和可扩展性，但不同的云平台之间数据和应用程序的互通和整合也是一个不小的挑战。
从云计算服务的角度，云计算服务类型可以分为基础设施即服务（IaaS）、平台即服务（PaaS）、软件即服务（SaaS），对应的系统层次分别是基础设施层、平台层及应用层。
（1）IaaS在服务层次上是最底层服务，接近物理硬件资源，通过虚拟化的相关技术，为用户提供处理、存储、网络以及其他资源方面的服务，以便用户能够部署操作系统和运行软件。这一层的典型服务有亚马逊的弹性计算云（EC2，Elastic Compute Cloud）和Apache的开源项目Hadoop。
（2）PaaS是构建在IaaS之上的服务，用户可通过云服务提供的软件工具和开发语言，部署自己需要的软件运行环境和配置，而不必控制底层的网络、存储、操作系统等技术问题，底层服务对用户是透明的。这一层服务是软件的开发和运行环境，也是一个开发、托管网络应用程序的平台，具有代表性的是Google App Engine和Microsoft Azure。
（3）最上一层的SaaS是前两层服务所开发的应用软件，不同用户以简单客户端的方式调用该层服务，例如以浏览器的方式调用服务。用户可以根据自己的实际需求，通过网络向提供商定制所需的应用软件服务，按服务多少和时间长短支付费用。最早提供该服务模式的是Salesforce公司运行的客户关系管理系统（CRM），它是在该公司PaaS的force.com平台下开发的SaaS，而Google的在线办公软件如文档、表格、幻灯片处理也是采用SaaS服务模式。
云计算提供的不同层次的服务使开发者、服务提供商、系统管理员和用户面临许多挑战。底层的物理资源经过虚拟化转变为多个虚拟机，以资源池多重租赁的方式提供服务，提高了资源的效用。核心中间件起到任务调度、资源和安全管理、性能监控、计费管理等作用。一方面，云计算服务中涉及大量的调用第三方软件及框架和重要数据处理的操作，这需要有一套完善的机制，以保证云计算服务安全有效地运行；另一方面，虚拟化的资源池所在的数据中心往往耗费巨大电力资源，解决这样的问题需要设计有效的资源调度策略和算法。在用户通过代理或者直接调用云计算服务的时候，需要和服务提供商之间建立服务等级协议（Service Level Agreement，SLA），那么必然需要服务性能监控，以便设计出比较灵活的付费方式。此外，还需要设计便捷的应用接口，方便服务调用。而用户在调用中选择什么样的云计算服务，这就要设计合理的度量标准并建立一个全球云计算服务市场以供选择调用。
云计算是一种新兴的商业计算模型，具有规模可伸缩、可靠性高、可用性强、资源利用效率高、可计量、成本低廉等特点。云计算能有如此多的优点，与其所使用的一系列先进计算机技术和网络技术密不可分，涉及技术包括虚拟化技术、并行计算、分布式技术、云计算安全等。
虚拟化技术为实现云计算提供了基础架构和资源管理的灵活性和高效性。虚拟化技术通过将物理资源（如服务器、存储和网络）抽象为虚拟资源，使多个虚拟环境能够在同一物理基础设施上并行运行。虚拟化技术的应用使得云计算平台能够实现资源的弹性伸缩、高效共享和故障隔离，从而为用户提供了可靠、灵活和经济高效的云计算服务。目前，普遍使用的虚拟机技术有VMware基础架构（VMware Infrastructure）、Xen和基于内核的虚拟机（Kernel-based Virtual Machine，KVM）。
并行计算在串行计算的基础上演变而来，是指同时使用多种计算资源解决计算问题的过程，它是实现高性能、高可用计算机系统的主要途径。在云计算环境中，并行计算技术可以将任务划分为多个子任务，然后并行地在多个计算资源上同时进行处理。这种并行执行可以显著减少任务的执行时间，并提高计算的吞吐量。通过并行计算技术，云计算平台可以充分利用分布在多个计算节点上的计算资源，实现大规模任务的快速执行和高效利用。并行计算在处理大数据、科学计算、机器学习等领域具有重要的应用价值，对提高计算性能和解决复杂问题起到了关键作用。当前流行的并行编程模型有MapReduce和Dryad。MapReduce是Google提出的一种应对海量数据处理的并行编程模型，适用于大规模数据集的并行计算。Dryad可以直观地表示出作业内的数据流，以更加简单高效地处理复杂流程。
针对海量的结构化和非结构化数据，采用分布式技术来解决数据存储问题，旨在确保数据存储的可靠性、可用性和经济性。在这个领域中，Google的GFS Google文件系统和Hadoop的Hadoop分布式文件系统是目前最具代表性的分布式数据存储技术。GFS是Google为满足其快速增长的数据处理需求而设计的分布式文件系统，专门用于管理大规模分布式数据密集型计算和可扩展的分布式文件。HDFS作为GFS的开源实现，为用户提供了高度可靠和可扩展的数据存储解决方案。云计算系统需要处理和分析大规模的数据集，并向用户提供高效的服务。因此，数据管理系统在这一领域必须能够高效地管理大数据集。Google的Bigtable是为管理结构化或半结构化数据而设计的分布式存储系统。Bigtable具备弹性扩展和高可用性的特性，使得它能够应对大规模数据处理和访问的需求。
云计算安全的目标是确保云计算环境中的数据、应用程序和基础设施免受各种安全威胁和攻击的影响。为了实现这一目标，知名的云计算服务提供商，如Amazon、IBM、Microsoft等，已经提出并部署了一系列针对云计算安全的解决方案，主要通过采用身份认证、安全审查、数据加密、系统冗余等技术及管理手段来提高云计算业务平台的可靠性、服务的连续性和用户数据的安全性。借助综合的安全措施和技术，云计算安全能够保护云环境中的数据和资源免受安全威胁和攻击的影响，为用户提供安全可靠的云计算服务。
云计算技术为供应链提供了数据管理和存储、弹性计算和资源优化、多方协同和合作、数据分析和预测，以及应用开发和部署等方面的支持。通过充分利用云计算技术，企业可以实现智慧供应链的优化和创新。
云计算技术为智慧供应链提供了可靠的数据管理和存储解决方案。通过云平台，企业可以将供应链中产生的海量数据集中存储，并实现数据的安全备份和容灾。云平台还支持数据的快速共享和访问，不论是供应商、分销商还是物流服务商，都可以通过云平台实时获取和共享数据，从而提高供应链的协同性和可见性。
云计算技术为智慧供应链提供了弹性的计算和资源优化能力。企业可以根据实际需求，动态调整计算资源的规模和配置。例如，在需求高峰期，可以快速扩展计算能力来处理订单和交易；而在需求低谷期，又可以自动缩减计算资源以节约成本。此外，云计算还可以通过资源优化算法，对供应链中的资源进行智能调度和优化，从而提高资源利用率和效率。
云计算技术促进了智慧供应链中的多方协同和合作。通过云平台，供应链中的各个参与方可以实时共享数据、信息和资源。这种多方协同可以加强供应链的可见性和协调性，促进信息的共享和沟通，减少信息滞后和错误，提高供应链的反应速度和准确性。供应商、分销商、物流服务商等可以通过云平台进行实时协同，实现更高效的供应链运作。
云计算技术为智慧供应链的数据分析和预测提供了强大的计算和处理能力。通过云平台上的分布式计算和机器学习算法，企业可以对供应链数据进行深度挖掘和模式识别，发现隐藏的关联和趋势。这样可以实现更准确的需求预测、库存优化、生产计划等，提高供应链的精益管理水平和响应能力。
云计算技术为智慧供应链的应用开发和部署提供了便捷的环境。企业可以借助云平台上的开发工具和服务，快速构建和部署供应链管理系统、物联网设备等应用。云计算技术支持弹性的服务模式，使得企业可以根据需要灵活选择和使用各种应用和服务，而无须投入大量的资源和成本。
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资料来源：智能升级正当时，华为云解锁智慧新物流，中国日报，2019年10月31日。