1 研究背景

　　1.1信息资源共享的含义

　　广义的信息资源共享是指开放信息资源供人们共同使用，它有两个层面的含义。第一是从现有的信息资源出发，通过分享各自所拥有的信息资源，使人们最大限度地利用现有的信息资源。对信息资源配置和管理的研究就是围绕着实现现有信息资源共享的目的来展开的，即在时空上合理配置信息资源，协调资源在时效上、区域间、部门间的分布，使资源的分布更为合理，从而在既定的约束下，尽可能地满足用户的信息需求，使现有的信息资源发挥最大效用[1]。第二是从信息资源开发的角度出发，为能最大限度地满足人们的各种信息需求，尽可能地开发新技术、研究新方法、挖掘新信息并共享之。比如使用数字化技术、网络技术及云计算技术，扩大信息资源共享的深度和广度，尽可能满足不同的人、不同的信息需求层次等要求，以实现不同的目的。随着云计算技术环境在全球范围内的逐渐部署，网络资源共享开始向云计算环境下的资源共享发展。本文从信息资源共享的第二个含义出发，结合信息资源共享的理论，归纳云计算新技术对信息资源共享的发展及其意义。

　　1.2云计算的定义

　　2008年IEEE在北京举行的Web服务国际会议（IEEE International Conferenceon Web Services，简称ICWS）总结了云计算的定义[2]，是三层架构，如图1所示。

　　（1）顶层是应用程序层，以SaaS（Software-as-a-Service）模型的方式，将服务按需地提供给用户。这一层是面向用户的，对用户来说，云计算就是IT即服务（ITaaS），它通过集中的数据中心向用户按需地提供可扩展的、弹性的计算、存储和应用程序等服务。

　　（2）中间层是平台层，为云计算的应用程序提供应用程序服务和/或者PaaS（Platform-as-a-Service）的运行环境。这一层是面向程序员和网络应用程序开发者的，对他们来说，云计算就是一个互联网规模的软件开发平台和运行环境。

　　（3）底层是基础设施层，通过互联网链接分布式数据中心的服务，是一个灵活的基础结构。这一层是面向基础设施的提供者和管理者的，对他们来说，云计算是通过IP网络进行链接的、大规模的、分布式的数据中心基础设施。

　　LingQian等[3]认为云计算就是一个可共享的资源池，G.Boss[4]、Tobyvelte[5]、TimMather[6]、BrianJ.S.Chee[7]和Michael Armbrust[8]等一致认为云计算就是一个集中的数据中心，供不同地方的用户共享使用。不管它是三层的架构，还是资源池，或是数据中心，云计算的最终目标都是为用户提供资源共享服务。它提供了一个更简单、更廉价、更多的资源共享方式，它超越了网络资源共享阶段中需要用户自购并自己维护软件、硬件的局限性，但又紧紧地依托于网络技术，促进信息资源共享服务的进一步发展，为全球化的资源共享作出了不可替代的贡献。

　　2 信息资源共享的新发展

　　云计算使用的虚拟化技术、分布式计算、效用计算等，扩大了资源共享的范围——通过网络连接可随时、随地访问和存取分布在各个数据中心的物理资源或虚拟资源；它采用效用计算使用的定制、计量、租用的商业模式，既节约了资源，又实现了剩余资源的共享，最大限度地使用了资源，提高了共享的效率。云计算为资源共享带来了革命性的技术，开辟了信息资源共享的新领域，使信息资源共享的内涵、意义、特征等都得到了相应的发展。本文借鉴国内外学者的相关成果，将云计算环境下的信息资源共享简称为云共享。

　　2.1云共享的内涵

　　云共享要解决WhatandHow的问题。一般来说，What指的是云资源，即“云共享”共享的是“云资源”。How指的是将“云资源”以“云服务”的形式供用户共享，如图2所示。

　　其中，云资源首先是信息资源[1]，不仅包括数据资源和软件资源，还包括硬件存储资源、基础设施、平台、开发者和管理者等。其次，它是与云计算技术有关的信息资源，计算机资源和网络资源是云资源的基础。

　　2.2云共享的类型

　　本文根据云资源共享的范围，将云共享分为公有云（publiccloud）、私有云（privatecloud）和混合云（hybridcloud）三种类型。

　　（1）公有云：云资源是提供给外部团体和组织使用的，广大公众一般通过网络就可以动态地、灵活地、自助地获取公有云中的资源。对于普通公众来说，使用公有云资源，不需要购买任何的硬件和软件，不需要考虑数据的安全问题，从而把精力集中在自己的个人业务上，具有较高的性价比。

　　（2）私有云：企业自己构建的，云资源只供自己内部协作共享。它被限制在单个组织或团体内，外部组织无法获取这些资源。私有云的主要目的不是为了出售他们的能力，而是为了让本地用户能在他们的管理范围内，使用到私有而灵活的基础设施，从而能控制和运行他们部署在基础设施上的应用程序。此外，企业也可以将私有云托管给云提供商进行构建，使企业对云资源具有较高的控制能力，而安装、配置和运营基础设施等任务则交由云计算提供商来实施。提供这种托管式专用私有云服务的提供商如Sun和IBM。

　　（3）混合云：集成了私有云和公有云的服务，多个团体或组织通过可靠的网络在公有云和私有云之间共享资源。使用虚拟化技术企业可以在数据中心内部构建自己的私有云，企业同时也可以有选择地使用公有云，两者相结合，形成了混合云。混合云是在企业需求的推动中形成和产生的，通过使用混合云，使企业在应用和成本做出平衡，有利于减少企业在向云迁移时所产生的一些问题，更有利于企业的长期发展。因此，混合云被人认为是大多数企业使用云计算的趋势。

　　尽管混合云是集成了私有云和公有云的特征，但对混合云的界定目前还存在一定的分歧。有些人认为，混合云是多个私有云和多个公有云的混合模式，也就是说，各个私有云和各个公有云的服务是由不同提供商提供的，使用者仅是混合使用了两种云的类型。这种混合是从使用者的角度来说的。但笔者认为，不同的云由不同的提供商提供，公有云有公有云的提供商，私有云有私有云的提供商，混合云理所当然也有其自己的提供商。所以，混合云应该是从提供商的角度出发，是指提供商同时提供私有云和公有云的服务，其中私有云服务归企业内部使用，公有云部分归广大公众租赁使用。关于三种类型的界定笔者将在另一篇论文《云资源共享的交互模式研究》详细讨论。2.3云共享的特征

　　云共享具有云计算的基本特征，如高可靠性、安全性、动态性、可扩展性等。其中，其突出的特征主要有以下两个方面：

　　（1）节约了成本和能源。从企业用户角度来看，传统商业模型中企业要开始一项新业务，就要一次性投入很多资金。而实现云共享后，所有资源由商业基础设施提供商?提供、供多用户共享。用户租用其中的软件系统、硬件空间，实现用户端零安装、零维护和零剩余。这种按需求租用、按使用支付费用的模式，比企业自己部署和管理资源的模式更为廉价、实用。从云计算提供商的角度来看，大规模地、系统地共享基础设施以及在多个操作系统和应用程序之间共享虚拟化服务器，大大减少了服务器的数量。这意味着更少的空间、更少的成本、更少的电能和更少的污染。

　　（2）灵活、按需的个性服务。云共享根据用户的需求提供计算服务，由SLA驱动，针对不同等级的用户，灵活定制、灵活服务，又随着用户需求的变化而变化。

　　3 云服务

　　云共享是云计算发展的目的，云服务是云共享的具体实现形式，也是将云计算技术展现给用户的具体形式。这些形式及其价格模型是用户和提供商都十分关注的问题。分析云服务的形式及其价格模型，有助于用户或提供商根据各自的情况选择使用或提供相应的服务。

　　3.1云服务的形式

　　本文根据ICWS会议提出的云计算的三层架构，结合目前云计算提供商的服务及其相应功能，将云服务分为SaaS（软件即服务）、PaaS（平台即服务）和IaaS（基础设施即服务）三种形式，如图3所示。

　　不同的功能和服务，其使用者和提供者不同，即其交互的角色不同。角色之交的交互，属后续研究内容，本文仅从提供者的角度，研究各种云服务的内容及其特点。目前，部分提供设施、平台和软件服务的提供商如表1所示[10]。

表1 云服务的提供商

　　3.1.1SaaS

　　SaaS是软件提供商将应用软件统一部署在远程数据中心的服务器或服务器集群上供用户使用。因此，许多类型的软件构件和应用程序框架都会设计嵌入在应用程序中。Microsoft根据SaaS的易配置程度、多租户的效率和可扩展程度等属性，将SaaS划分为4个不同的服务等级[11]。每一等级都是在前一等级的基础上增加了新的功能。

　　（1）特定/定制（Ad-Hoc/Custom）：这是最低的等级。用户只能指定一个应用程序。应用程序只能在主机服务器端运行自己的实例。从传统的单机版应用程序或客户机-服务器应用程序转移到特定的共享服务后，可以降低服务器硬件的管理成本。

　　（2）可配置：可以通过配置元数据提供灵活的应用程序服务。用户可以在同一应用程序使用不同的实例。为了满足用户的不同需求，提供商提供了详细配置以供用户选择。此外，他们还建立了共同代码库，极大减轻了应用程序维护的负担。

　　（3）多任务同时处理。这是在可配置的基础上增加了多任务处理功能，使一个程序实例就可以为所有用户服务。虽然这种方法在不影响终端用户使用应用程序就能提高了服务器资源的使用效率，但却限制了扩展到大规模处理的能力。

　　（4）可扩展。在多任务同时处理上增加了可扩展功能，支持在同一应用程序实例上运行成百上千台服务器的负载平衡。在不对应用程序软件做更多调整的基础上，系统容量就可以动态地增加或减少，以适应增加或减少服务器的负载需求。可扩展是共享程度最高的软件共享。

　　这种基于网络的管理和存取模式，从集中的数据中心获得软件服务，使得多个用户可随时随地远程同时访问同一应用程序。而且提供商提供软件的增强功能并进行补丁管理和维护，用户无需下载和安装任何应用程序就可直接使用。因此，SaaS的优势在于它简化了管理的程序，能自动地更新补丁管理服务，能使整个企业的数据具有一致性，促进企业范围的协作，并且全球各地均可访问和使用这些应用程序。

3.1.2PaaS

　　PaaS是平台提供商向使用者提供集成的开发环境、服务器和硬件等资源。使用者即开发人员或称为开发者，可以在平台上进行软件开发生命周期的一系列活动，包括软件开发、测试、部署和维护，还可以将应用程序分与其他用户协作共享。PaaS促进了开发环境和应用程序之间的交互，加快了软件部署的进程，支持软件的可扩展性。SaaS中可配置、多任务同时处理及可扩展的共享程度（当然也要求使用者支付费用），在PaaS中也有很好的体现。它使所有支持完整生命周期开发的工具，都可直接通过网络获得，而不需要开发者、IT管理者和终端用户下载和安装任何软件，这样，开发者就不用去考虑那些复杂架构的问题，从而可以集中精力在创新设计上。他们可以获得世界范围内的无限的计算能力，提高开发强大的应用程序或服务（如虚拟办公、团队协作、数据库集成、安全、可扩展、存储、可持续性、状态管理等服务）的可能性，并可以传送到软件层，作为SaaS，供全世界用户共同分享。

　　平台提供商提供软件生命周期开发一系列活动及对其托管和管理等共享服务，如基于Web的用户界面创建工具，提供简化用户界面的各种标准，包括HTML和JavaScript等共用标准，也包括其他私有的技术标准。平台提供商还提供同时管理、同时扩展、同时故障恢复和同时安全保证等服务。此外，PaaS还集成了Web服务和数据库，可以共享特定的、预先定义的或异地团队的代码，极大地提高了平台的工作效率。

　　3.1.3IaaS

　　IaaS是基础设施提供商投资重要的技术、服务和数据中心，将IT作为服务提供给客户。与传统的外包技术不同，IaaS需要广泛严格的评估、持续的谈判和长期复杂的合同等手段，以服务为中心，专门为满足客户应用程序需求而优化的、预定义的、标准化的基础设施。用户在其中选择的应用程序和托管服务，由提供商负责管理。因此，IaaS一般包括计算机硬件设备，特别是安装网格所需要的大规模的可扩展硬件设备；计算机网络通信设备，包括路由器、防火墙、负载均衡器等；可运行客户指定的虚拟机的平台虚拟化环境；服务等级协议SLA；效用计算的计量理论等。

　　与购买数据中心的空间、服务器、软件和网络设备不同，IaaS的客户仅仅是以完全外包服务的形式、以按月支付的费用方式租用那些资源。因此，IaaS的优点可以体现在以下几个方面：

　　（1）提供商使用了最新的设备及技术，在安全的、沙箱式（Sand-boxed，起到保护和与外界隔绝的作用）的计算平台上进行连续的安全监测，减少了添加和扩展新功能的时间、成本及复杂性，从而能有效管理服务需求的高峰期和低谷期，保证服务的安全性和可靠性，满足各层次的用户的需求；

　　（2）对客户来说，通过第三方在其他地方维护资源，且可随时可访问基于ITIL（the Information Technology Infrastructure Library，信息技术基础设施库）已配置的环境，即降低了风险和成本，又保证计算服务的质量。

　　其实在云环境中，一切都可以以服务的形式提供给使用者，包括软件、应用程序、程序设计平台、数据存储、计算设施和硬件等，从而形成了XaaS的商业化模型。对使用者来说，他只需与提供商们签订相应的SLA服务等级协议，就可以使用到不同规模、不同扩展程度的云服务。对提供商来说，资源在大量用户间进行共享，通过SLA收取服务、带宽和存储费用，成本分散在大量用户间，降低了投资风险，使他们能更专注于提高服务质量。

　　3.2云服务的价格模型

　　云服务并不总是免费的，而是与某些条件相联系的。客户有时必须租用云资源并支付费用，才能继续获得服务。租用的收费标准一般是采用效用计算理论，以弹性定价的方式，对使用者收取相应的服务费用。云服务中，常用的弹性价格模型有分级定价（tiered-pricing）、每单位定价（per-unitpricing）和预订（subscription-basedpricing）。三种价格模型都具有灵活弹性，相对简单，且容易估算费用，使用者和提供商都乐于选用这种价格模型。

　　（1）分级定价模型，是指云资源以几个不同等级的形式提供给用户，每一等级的价格相同，提供相同的、可使用的、固定的计算能力（如带宽、内存、CPU等），并在SLA中明确规定每单位时间的使用价格。等级越高，价格就越高，资源的数量和性能等服务标准也随之提高。Amazon的云系统（CloudSystems）就采用了这种价格模型。

（2）每单位定价模型，通常适用于数据传输或内存使用，预先对每单位资源或服务确定固定的价格，然后根据使用的情况收取相应费用，因此也被认为是按使用付费（pay-per-use）模型。例如，GoGridCloud系统采用RAM/小时作为计量内存分配使用情况。相对分级定价而言，每单位定价的方式无疑更为灵活，它允许用户根据特定的应用程序需求来灵活订制主内存的大小。

　　（3）基于预订的价格模型，是三种价格模型中使用得最广泛的一种。用户通过估计某一时间段内（通常是以月或年为单位）可能会使用到的云资源的大体情况，选择资源或服务的组合及消费程度，以签订合同的方式确定消费这一组合的固定价格。但是这种价格模型没有对用户实际使用资源和服务的情况进行准确计量，一方面，可能会低估了资源实际使用量，破坏了SLA协议并导致损失。另一方面可能高估资源的实际使用量，使资源未被充分利用从而造成资源的利用效率低。

　　此外，还有动态定价（dynamicpricing）策略，是根据使用资源的情况，动态地变化价格。这种策略一般是针对高价值的服务，即提供商拥有少量的资源，但却有极高的市场需求，这取决于客户的选择、分类和合适的心理价位。资源将会在对其具有特别需求的客户间分配，是资源的配置更经济有效。而对提供商来说，他们还可以以捆绑服务的方式获取更多的利润。

　　云服务采用了计量服务的价格模型，节约了购买资源的成本，遏制了传统购买资源未得到充分使用而处于闲置无用的状态，保证了资源共享的效率。

　　4 云共享的发展意义

　　云共享致力于在更自由的环境中、在更广泛的空间里相互共享云资源，为更广大的用户提供更多的信息服务、知识服务。因此，云共享和云服务是不可分割的。在云环境中，共享即服务，服务即共享。对云共享的研究，有着重要的学科价值和实践意义。

　　4.1学科价值

　　在云环境下，用户对信息资源的新需求是云共享发展的强大推动力，信息资源共享理论要求云计算技术的发展，信息管理领域中信息资源的组织、配置、共享、服务和管理等理论又为云共享的发展提供了理论基础。云共享是云计算技术产生和发展的归宿点，它综合了图书馆学、情报学、经济学和计算机科学的研究方法与成果，推动了学科的交叉互补，丰富了信息服务的理论体系，促进了信息管理理论的创新与实践，拓展两者的研究视点。

　　4.2实践意义

　　网络技术、分布式技术、虚拟化技术及云计算技术等技术的发展，为云共享的实现提供了技术基础；对云共享及其服务的研究，有助于推动信息资源共享及服务的研究，使信息资源共享紧跟科学技术发展的步伐，在更大的程度和更广的范围中实现信息资源的共享，提高信息资源的利用率，有利于减少重复劳动，降低信息资源的成本；有利于降低能耗，节约能源，促进“低碳社会”的实现，提高国家信息化建设的工作效率。

　　5结语

　　云共享是信息资源共享在云计算环境下的新发展，它致力于在更自由的云环境中、在更广泛的空间里相互共享云资源，为更广大的用户提供更多的信息服务、知识服务。文章从信息资源共享的角度，对云共享内涵及其服务进行了讨论，一方面有助于帮助用户在“云雾弥漫”的云环境中清晰地认清自己的信息需求，按需、准确地获取相应的云服务。另一方面还有助于帮助云服务提供商结合自己的情况，有目的、有选择地提供最能满足用户需求的共享服务，努力为云共享的发展提供一个良好的协作环境，最大限度地实现广泛的信息资源共享。但文章并未深入分析多用户同时使用共享资源时该如何处理、采用何种算法、如何管理这些共享资源、如何保证云服务的QoS等问题。这些将是本文今后的研究内容。

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　　本文为国家自然科学基金研究成果（项目编号为71173163）。

　　作者简介：

　　黎春兰，武汉大学信息管理学院博士研究生，广西师范大学计算机科学与信息工程学院讲师，主要研究方向为云计算与信息资源管理。

　　邓仲华，武汉大学信息管理学院教授，博士生导师，主要研究方向为信息组织与知识组织、云计算与信息资源管理。