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-你不知的云计算-第 8 页你不知的云计算 You know the cloud computing 内容摘要：最近，许多大公司如微软，谷歌，和如此在炒作概念云计算，如美国和欧盟的合作对云计算，欧盟funding1.7数亿欧元；谷歌和联合推动云计算模型；雅虎！下注云；中国也在无锡与公司共同成立了一个云计算中心；有人说，微软收购雅虎！一个重要的考虑是，雅虎在云计算领域的领先地位，是一个小的真相。Recently, many large companies such as MS, Google, IBM and so on in the hype of a concept is cloud computing, such as IBM and EU cooperation on cloud computing, EU funding1.7 hundreds of millions of euros; Google and IBM combined push the cloud computing model; Yahoo! Is betting on the cloud; China also in Wuxi with IBM Corporation jointly established a cloud computing center; someone says Microsoft's acquisition of Yahoo! An important consideration is the Yahoo in cloud computing in the leading position, is a little truth.关键字： 云计算（Cloud Computing） 云时代（The cloud） 云处理（Cloud processing） 云设备（Cloud equipment）（一）、引言云计算是个2007年第3季度才兴起的新名词。对它的定义和内涵众说纷纭，我们至少可以在网上找到100种说法，但目前还没有公认的定义。让我们先看大师们的“云计算”的传统观点：比尔盖茨1989年讨论“计算机科学在过去现在和将来”时说：“用户只需要640k内存就足够了。”当时，所有的程序都非常小，在100 MB的硬盘无法使用。李开复（现任谷歌全球副总裁，中国总统）作了一个形象的比喻：银行。最早的人只是把钱放在他的枕头下，和后来的银行，很安全，但现金更多麻烦。现在发展银行取钱的任何地点，甚至通过自动取款机，或对外通道。如不需要每个设备和发电机，直接从电力公司购买相同。”云计算”带来的是这样一种变化由谷歌公司，专业网络公司建立一个计算机存储，计算中心，用户通过电缆通过一个浏览器可以方便地访问，“云”作为数据存储和应用服务中心。 cloud computing   图  Google搜索趋势反映出"Cloud Computing"是2007年第4季度才兴起的一个词汇（二）、什么是云计算？最简单的云计算技术在网络服务中已经随处可见，例如搜寻引擎、网络信箱等，使用者只要输入简单指令即能得到大量信息。未来如手机、GPS等行动装置都可以透过云计算技术，发展出更多的应用服务。进一步的云计算不仅仅只做资料搜寻、分析的功能，未来如分析DNA结构、基因图谱定序、解析癌症细胞等，都可以透过这项技术轻易达成。之前的大规模分布式计算技术即为“云计算”的概念起源。云计算是一种新的IT资源提供模式，可以简单地把它理解成一个数据中心，这个数据中心的计算机可以自动地管理和动态的分配、部署、配置、重新配置以及回收资源，也可以自动安装软件和应用。云计算的构成包括硬件、软件和服务。硬件主要是x86或Power的机器。软件包括管理计算机自动化的软件，以及被管理的软件。服务是指云计算中心的搭建和以后的运维。云计算中心向它的用户提供的是装好软件和应用的虚拟计算机，这个虚拟计算机有可能对应一台物理机，已有可能多个虚拟机对应一台物理机。最终用户通过网络连接到虚拟机，相当于用户拥有了一台已装好他需要使用的软件的服务器。用户拥有一定的权限，当然他还可以安装其它云计算中心不提供的软件。“云计算”(Cloud Computing)是分布式处理(Distributed Computing)、并行处理(Parallel Computing)和网格计算(Grid Computing)的发展，或者说是这些计算机科学概念的商业实现。许多跨国信息技术行业的公司如IBM、Yahoo和Google等正在使用云计算的概念兜售自己的产品和服务。云计算这个名词可能是借用了量子物理中的“电子云”(Electron Cloud)，强调说明计算的弥漫性、无所不在的分布性和社会性特征。量子物理上有“电子云(electron cloud)”，在原子核周围运动的电子不是一个经验世界的轨道例如像天体一样的运行轨道，而是弥漫空间的、云状的存在，描述电子的运动不是牛顿经典力学而是一个概率分布的密度函数，用薛定谔波动方程来描述，特定的时间内粒子位于某个位置的概率有多大，这跟经典力学的提法完全不同。电子云有以下特性，概然性、弥漫性、同时性等等，云计算可能的确是来自电子云的概念，前今年就有所谓“无所不在的计算”，IBM有一个无所不在的计算叫“Ubiquitous ”，MS(Bill)不久也跟着提出一个无所不在的计算“Pervade“，现在人们对无所不在的计算又有了新的认识，现在说是“Omnipresent”。但是，云计算的确不是纯粹的商业炒作，的确会改变信息产业的格局，现在许多人已经用上了Google Doc和Google Apps，用上了许多远程软件应用如Office字处理而不是用自己本地机器上安装这些应用软件，以后谁还会花钱买Office软件哪?还有许多企业应用如电子商务应用，例如要写一个交易程序，Google的企业方案就包含了现成的模板，一个销售人员根本没学习过Netbeanr也能做出来。这种计算和产业动向是符合开源精神的，符合SaaS(Software as a Service)趋势。现在有这样的说法，当今世界只有五台计算机，一台是Google的，一台是IBM的，一台是Yahoo的，一台是Amazon的，一台是微软的，因为这五个公司率先在分布式处理的商业应用上捷足先登引领潮流。Sun公司很早就提出说“网络就是计算机”是有先见之明的。（三）云计算基本原理要深入理解云计算，需要把握以下五个方面（文章来源中国云计算网）1、基本原理:云计算(Cloud Computing)是分布式处理(Distributed Computing)、并行处理(Parallel Computing)和网格计算(Grid Computing)的发展，或者说是这些计算机科学概念的商业实现。云计算的基本原理是，通过使计算分布在大量的分布式计算机上，而非本地计算机或远程服务器中，企业数据中心的运行将更与互联网相似。这使得企业能够将资源切换到需要的应用上，根据需求访问计算机和存储系统。这是一个革命性的措施，例如，这是从古代一个发电机发电模式集中供电方式。它意味着计算能力也可以作为一种商品流通，如煤气，电，使用方便，成本低。最大的区别在于，它是通过互联网传输。云计算的蓝图已经呼之欲出：在未来，只需要一台笔记本电脑或移动电话，可以使用网络服务来实现我们需要的一切，甚至包括超级计算这样的任务。从这个角度看，最终用户才是云计算真正的主人。云计算的应用包含这样的一种思想，把力量联合起来，给其中的每一个成员使用。2、“云”时代目前，PC依然是我们日常工作生活中的核心工具我们用PC处理文档、存储资料，通过电子邮件或U盘与他人分享信息。如果PC硬盘坏了，我们会因为资料丢失而束手无策。而在“云计算”时代，“云”会替我们做存储和计算的工作。“云”就是计算机群，每一群包括了几十万台、甚至上百万台计算机。“云”的好处还在于，其中的计算机可以随时更新，保证“云”长生不老。Google就有好几个这样的“云”，其他IT巨头，如微软、雅虎、亚马逊（Amazon）也有或正在建设这样的“云”。届时，我们只需要一台能上网的电脑，不需关心存储或计算发生在哪朵“云”上，但一旦有需要，我们可以在任何地点用任何设备，如电脑、手机等，快速地计算和找到这些资料。我们再也不用担心资料丢失。在3月17日的新闻发布会上，施密特做了一个形象的比喻。他说，“云计算”就仿佛银行的自动取款机（ATM），我们出门再也不用随身携带大量现钞，可以根据需要随时取用。Google的工程师谷雪梅则认为，PC时代好比每个人要用电，都得自己购买发电机；而“云计算”时代，每个人不必拥有发电机，直接从大型发电厂买电就好。“云计算”其实并不是一个新概念。据谷雪梅介绍，“云计算”之前，还有“网格计算”（Grid Computing）等等，理念都是关于计算机如何协同发挥作用。十多年前，她还在读研究生时，就知道这些概念，但问题是，这些概念从来没有很好地得到实现。在谷雪梅加入Google以后，她发现这一类概念已经得到了实践。Google的技术，可以让几十万台计算机一起发挥作用，组成强大的数据中心。Google中国CEO李开复此前接受财经记者专访时说，Google真正的竞争力就在于有这些“云”，他们让Google有了无与伦比的存储和计算全球数据的能力。Google在创立之初，并没有刻意地去追求“云计算”和“网格计算”等概念。但作为一家搜索引擎，Google在客观上需要拥有这些“云”。实际上，雅虎的搜索同样用到了“云计算”。云计算是一种新兴的共享基础架构的方法，它可以将巨大的系统池连接在一起以提供各种IT服务。很多因素推动了对这类环境的需求，其中包括连接设备、实时数据流、 SOA 的采用以及搜索、开放协作、社会网络和移动商务等这样的 Web 2.0 应用的急剧增长。另外，数字元器件性能的提升也使IT环境的规模大幅度提高，从而进一步加强了对一个由统一的云进行管理的需求。3、云计算的几大形式1.SAAS（软件即服务）这种类型的云计算是采用multitenant架构通过网络浏览器将单个的应用软件推广到数千用户。从用户角度来说，这意味着他们前期无需在服务器或软件许可证授权上进行投资；从供应商角度来看，与常规的软件服务模式相比，维护一个应用软件的成本要相对低廉。迄今为止S是企业应用软件领域中最为知名的供应商，但是软件即服务（SaaS)在人力资源管理软件方面运用比较普遍，还有诸如Workday这样的ERP软件供应商。谁又能预测来自Google和oho Office的软件即服务（SaaS)桌面系统应用软件是否会出现突然的飞跃呢？2.实用计算（Utility Computing）这个主意很早就有了但这种类型的云计算有了A, Sun, IBM和其他从事存储服务和IT随需访问的虚拟机厂商的参与就焕发出了新的生命力。早期的企业主要将效用计算作为补充，不会应用在关键性任务需求上。但是时至今日效用计算逐渐在数据中心开始占据一席之地。一些供应商向用户提供解决方案来帮助IT企业从商业服务器开始创建数据中心，诸如3Tera的AppLogic和Cohesive Flexible Technologies的Elastic Server都提供这种随需服务。Liquid Computing公司的LiquidQ也有类似的服务，能帮助企业将内存，I/0，存储和计算容量通过网络集成为一个虚拟的资源池来使用。网络服务与软件即服务（SaaS）是密切相关的，网络服务供应商提供API能帮助开发商通过网络拓展功能性，而不只是提供成熟的应用软件。他们的服务范围从提供分散的商业服务（诸如Strike Iron和Xignite ）到涉及到Google Maps, ADP薪资处理流程，美国邮电服务，Bloomberg和常规的信用卡处理服务等的全套API服务。平台即服务（Platform as a service）是软件即服务（SaaS）的变种，这种形式的云计算将开发环境作为服务来提供。你可以创建自己的应用软件在供应商的基础架构上运行，然后通过网络从供应商的服务器上传递给用户。比如乐高公司（Legos）就是这么做的。但这些服务会受到厂商设计和容量的限制，因此用户就没有足够的自由。代表公司包括S的F和Coghead。5.MSP（管理服务提供商）管理服务是云计算最古老的形式之一，管理服务是面向IT厂商而并非最终用户的一种应用软件，诸如常用于邮件病毒扫描、程序监控等等。由SecureWorks, IBM和Verizon公司提供的管理安全服务就归为此类，还有目前被Google收购的Postini以云为基础的反垃圾邮件服务。其他的产品还包含桌面系统管理服务，诸如CenterBeam和Everdream提供的产品。服务商业平台是软件即服务（SaaS）和管理服务供应商（MSP）的混合体，该类云计算为用户和提供商之间的互动提供了一个平台。在贸易领域中应用最为普遍，诸如费用管理系统能允许用户在用户设定的规格范围内从普通平台上订购与所要求的服务和价格相符的旅游产品或者秘书台服务，就好比一个自动化服务局，知名公司包括Rearden Commerce和Ariba。云基础服务的集成尚处于初始阶段。将互联网上提供类似服务的公司整合起来，以便用户能够更方便的比较和选择自己的服务供应商。软件服务供应商OpSource目前推出了OpSource Services Bus，使用的就是被成为Boomi的云集成技术。软件即服务供应商Workday最近收购了这一领域中的另外一家公司CapeClear，这家ESB（企业服务总线）供应商主要从事B-TO-B商业模式的服务。Grand Central公司也致力于向用户提供集成解决方案，日前被Google所收购。4、廉价的“云”设备 由于“云时代”到来之后，几乎所有包括应用软件在内的数据都存储到“云”里，终端的功能将会退化，并将促成硬件产业和传统软件业的革命。 未来的终端，谷歌称之为“云”设备。其特点是一定要拥有一个功能完整的浏览器，并安装一个简单的操作系统，包括PC、手机、MP3、汽车上的CD甚至手表，“一开机，输入用户名和密码就能从云端获取自己的应用，比在终端里更简单。”李开复描述道。而由于存储和运算能力都在“云”里，“云”设备未来的存储能力和运算能力将被极度削弱。 按李开复的理解，“云”设备的优势就是廉价、开放的环境以及简单。据了解，由于手机操作系统不开放，谷歌专门为“云计算”设计了一个Android操作系统。“Android就是为云时代设计的。”李开复说，Android是个完整的操作系统，有个功能齐全的浏览器，跟其他操作系统不同的是，Android是个具有开放标准的“云”设备，它可以免费提供给用户，可以使手机变得更廉价。 按谷歌的想法，“云计算”的互联网时代到来之后，几乎所有数据和运算能力都搬到网络上，使廉价的PC、简单的操作系统成为选择，而由此带来的硬件、软件产业的革命已拉开。 在PC时代，你看到的是一个摩尔定律决定的硬件产业的速度竞赛模式：WINTEL架构相辅相成，你做一个更大的操作系统，我做一个更快的CPU，并导致硬盘、内存产业随之不断升级。但是李开复认为，“云时代”到来之后，这种模式的价值已无法延续。 “在互联网时代，我们的主要活动都在浏览器里，对PC的性能要求并不太高，所以硬件产业需要一个新的模式。”李开复认为，在“云时代”，一个简单开放的Linux操作系统、并不快的CPU、256M内存、不到10G的硬盘，就可以支撑起你日常的应用，而手机、汽车上的CD机、MP3甚至手表能够上网、开放、廉价将是“云”设备的代名词。 “一个芯片制造者当然希望最快、最贵，但在桌面上这并不是未来业务的趋势。”李开复说。 （四）、体系结构上图左边部分概括了云计算平台的体系结构。体系结构由一个数据中心、一组部署管理软件、虚拟化组件和云计算管理系统所组成。部署管理软件包括 IBM Tivoli Provisioning Manager (TPM)、IBM Tivoli Monitoring (ITM)、IBM Websphere Application Server (WAS)和IBM DB2，部署管理软件的作用是管理数据中心的计算资源，如服务器、存储和被托管的软件及应用。虚拟化组件提供了数据中心的虚拟化技术，配合部署管理软件，使数据中心的虚拟化成为可能。云计算管理系统则提供了用户申请云计算资源的界面，并允许管理人员定制云计算管理的规则。上图右边部分是云计算最终用户看到的已安装好软件和应用的虚拟机。用户根据自己的需要，通过云计算管理系统界面，设定虚拟机的类型、容量和所需安装的软件，经过合法的批准流程，云计算会自动为虚拟机分配并配置好硬件，安装操作系统及所需的软件和应用，并将配置好的虚拟机的相关信息；如IP地址、账号和密码等交付给用户，用户就可以使用虚拟机了，使用方式就像自己使用一台服务器一样。云计算架构  云计算架构的底层是硬件和操作系统的基础设施；在这之上是软件的系统和管理平台，包括一组部署管理软件、虚拟化组件和云计算管理系统；再上面是云计算提供的各种虚拟机；最上面，虚拟机的组合形成了各个具体的云计算使用中心，也完成了各中心对计算资源的动态和虚拟分配。（五）、云计算优势 云计算基础架构使企业可以更有效地利用其 IT 硬件和软件投资。企业可以通过该基础设施，打破相互隔离的系统中固有的物理障碍，并使对系统多个资源的管理犹如对单个实体那样方便自如地进行。云计算是终极虚拟化系统的范例，是使用自动化系统管理、工作负载均衡和虚拟化技术的数据中心的自然演进。云计算是具有以下特性的服务管理平台：  动态性 能够监控计算资源，并根据已定义的规则自动地平衡资源的分配。  虚拟性 计算资源的物理位置及底层的基础架构对于用户来说是透明和不相关的，用户通过简单的界面使用资源，并感觉自己独享资源。  扩展性 可以将复杂的工作负载分解成小块的工作，并将工作分配到可逐渐扩展的架构中；另外当新增的资源投入使用时，需要增加的管理费用几乎为零。  有效性 基于服务为导向的架构，动态地分配和部署共享的计算资源。  灵活性 可以支持多种计算机应用类型，且同时支持消费者应用和商业应用。云计算基础架构，对于提供信息服务、降低 IT 管理复杂性、促进创新，以及通过实时工作负载均衡来提高响应能力而言，是一种经济有效的模型。 它能迅速发布应用程序，也能随需扩展应用程序，使得瞬间在成千上万台服务器上扩展应用程序成为可能。另外，云计算平台大量采用 XEN 虚拟机形式的计算机资源，可以在几分钟（而不是几天或几周）内使机器准备就绪，并安装好相关的软件和应用，供最终用户使用。云计算运行管理平台的系统部署关系图如下：（六）、云计算具有以下特点：(1) 十超大规模。“云”具有相当的规模，Google云计算已经拥有100多万台服务器， Amazon、IBM、微软、Yahoo等的“云”均拥有几十万台服务器。企业私有云一般拥有数百上千台服务器。“云”能赋予用户前所未有的计算能力。(2) 虚拟化。云计算支持用户在任意位置、使用各种终端获取应用服务。所请求的资源来自“云”，而不是固定的有形的实体。应用在“云”中某处运行，但实际上用户无需了解、也不用担心应用运行的具体位置。只需要一台笔记本或者一个手机，就可以通过网络服务来实现我们需要的一切，甚至包括超级计算这样的任务。(3) 高可靠性。“云”使用了数据多副本容错、计算节点同构可互换等措施来保障服务的高可靠性，使用云计算比使用本地计算机可靠。冗余不仅是生物进化的必要条件，而且也是信息技术。现代分布式系统具有高度容错机制，控制核反应堆主要采用分布式来实现高可靠性。(4) 通用性。云计算不针对特定的应用，在“云”的支撑下可以构造出千变万化的应用，同一个“云”可以同时支撑不同的应用运行。(5) 高可扩展性。“云”的规模可以动态伸缩，满足应用和用户规模增长的需要。买一台性能更高的大型机，或者再买一台性能相同的大型机的费用都比添加几台PC的费用高得多。(6) 按需服务。“云”是一个庞大的资源池，你按需购买；云可以象自来水，电，煤气那样计费。 (7) 极其廉价。由于“云”的特殊容错措施可以采用极其廉价的节点来构成云，“云”的自动化集中式管理使大量企业无需负担日益高昂的数据中心管理成本，“云”的通用性使资源的利用率较之传统系统大幅提升，因此用户可以充分享受“云”的低成本优势，经常只要花费几百美元、几天时间就能完成以前需要数万美元、数月时间才能完成的任务。 （七）、云计算带来的三大影响首先，云计算将赋予互联网更大的内涵并改变互联网企业的运营模式。过去几乎所有应用都是装在用户端或者局端数据库上运行，但今后通过云计算，更多地应用能够以互联网服务的方式进行。云计算的先驱者之一谷歌甚至强调未来几乎所有的软件都可以搬上互联网，以服务取代软件。当然这种观点过于极端，不可能所有的应用都完全通过网络作为存储和计算，但是云计算作为一种应用的模式将成为更多企业和个人的选择。由此，也必然引起互联网企业在运营模式方面的相应改变。 其次，云计算将扩大软硬件应用的外延并改变软硬件产品的应用模式。有一种流行的说法，将云计算比喻为电厂集中供电的模式，即客户不再需要自己购买发电机发电，而只要去电厂买电使用就够了。也就是说，通过云计算，用户可以不必购买新的服务器和部署软件，就可以得到应用环境或者应用本身。对于用户来说，软硬件不必是部署在自己身边的、专属于自己的产品，而是可以变身为可利用的、虚拟的一种资源。而且，可以利用的软硬件资源也不仅限于自己企业内部的设备和软件，而是可以通过网络得到扩展的软硬件资源。 再者，IT产品的开发方向也将发生变化以适应上述两种情况。一段时间以来，我们可以看到业界巨头们纷纷发布自己的云计算战略以配合这种发展趋势。英特尔表示，未来的技术发展会和“云”里的应用发生很大关系，英特尔设计的服务器和平台会按这样的方向变化，技术发展的目标中将增加新的内容。IBM对云计算更是投下了重注，并为此命名为“蓝云”计划，目前，IBM已经部署了200多名研发人员在这项业务的研究上。近期国外已有专门定位于云计算应用的终端设备发布，被称为云计算计算机，它的推出主要是瞄准那些需要PC，同时只是使用Web和Email的，希望价位低的人群，并且更多PC厂商都在开始规划这方面的产品。 参考文献：【1】 刘鹏. 提出一种实用的网格实现方式网格计算池模型, 2002-11-27, 【2】 Peng Liu, Yao Shi, San-li Li, Computing Pool-a Simplified and Practical Computational Grid Model, the Second International Workshop on Grid and Cooperative Computing (GCC 2003), Shanghai, Dec 7-10, 2003, published in Lecture Notes in Computer Science (LNCS), Vol. 3032, Heidelberg: Springer-Verlag, 2004. 【3】 中国云计算网资料