2.2.4 云计算

1 云计算基本概念

云计算，是一种将计算资源变成按需可用的公共资源的计算模式。美国国家标准与技术研究院对云计算的定义是，云计算是一种能够通过网络以便利的、按需付费的方式获取计算资源（包括网络、服务器、存储、应用和服务）并提高其可用性的模式，这些资源来自一个共享的、可配置的资源池，并能以最省力和无人干预的方式获取和释放。

云计算和计算机“虚拟化”技术相关，可以将计算资源虚拟成各类服务资源，按需配置和分发。云计算服务分成基础设施即服务（IaaS）、平台即服务（PaaS）和软件即服务（SaaS）三类。

基础设施即服务（Infrastructure as a Service，IaaS），就是将计算资源、存储资源、网络资源等计算机基础资源作为一种虚拟化资源，供用户按需使用。例如，网络虚拟服务器资源，就是将计算资源（CPU数）、存储资源（内存和硬盘）、网络资源（带宽）打包成一台虚拟服务器，供用户租赁。云计算的一个特点就是弹性可扩展，当用户由于业务需要扩展CPU、存储或网络资源时，可以通过申请并订购更高级的服务合同来无缝地升级虚拟服务器，而虚拟服务器上的软件部署不用更改和移植。

平台即服务（Platform as a Service，PaaS），是将平台资源作为可以订购的服务资源，供用户使用。平台资源一般是指具有一定基础功能的高级软件资源，例如，Web服务器就是一个通用的信息发布平台；数据库服务也可以作为一个平台，可以称为数据库即服务（Database as a Service，DaaS）。工业互联网平台就提供了很多专门的平台服务资源，例如，设备接入平台、数据分析平台等。平台服务可以让用户专注于自己的专门应用开发，一些基本的、底层的功能可以让平台服务商去完成。

软件即服务（Software as a Service，SaaS）将软件作为一种可以订阅的服务提供给用户。SaaS相对来说更多地为最终用户所使用，如果说IaaS、PaaS更多的是toB（商用）应用，SaaS则包含更多的toC（零售）应用。例如，微软推出的Office 365就是一个SaaS，用户可以租赁Office应用以及相应的网盘功能，在任何一台计算机或移动终端上进行办公应用。SaaS还包括ERP（企业资源计划）、CRM（客户关系管理）、MES（制造执行系统）等商业、工业软件的应用，可以降低企业部署成本，提高软件的可用性。

云计算离不开云平台。包括IaaS，其一般是通过Internet网络提供相应的服务。根据云平台的拥有权，可以分成公有云、私有云和混合云。私有云是指用户自己部署的云平台，一般供企业集团内部使用，而公有云是指专门的云服务提供商部署的云平台，企业和个人可以从该平台上租赁不同的资源，完成自己的业务。

2 云计算与数字孪生

基于数字孪生的智能系统中存在着海量、大规模、多源异构的基础静态数据、动态实时运行数据、服务系统产生的优化数据、历史可追溯/可回放数据等，对系统的算力提出了较高的要求，简单地通过堆叠系统硬件来实现算力的扩展往往不能满足实际的性能需求。云计算是基于互联网的分布式计算、并行计算、网格计算等的进一步发展，由于其合理高效且易于大范围部署、可大批量处理等优势，而逐渐运用在数字孪生的各个场景中。此外，基于云计算提供的云服务能实现数据的集中化处理、存储与共享，便于数字孪生系统中的上下游供应商的高效协同合作，实现系统数据的全方位透明化管理。云平台也是开展数字孪生应用的基础平台。