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奉继承博士:浅析深究什么是云计算

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云计算现在是IT界热得发烫的词汇。从美利坚到英吉利,从长城内外到大江南北,到处是彩云飘飘。

有人认为云计算是计算机发展的未来,是革命性的变化,所谓计算就象水和电一样,打开开关或者拧开水龙头就OK。多么美妙的世界!

但也有人对云计算嗤之以鼻,认为这是业界的概念炒作,无非是希望在互联网时代,让大型主机获得新生的商业手段,或者认为是.com公司创造的新的话题。

究竟什么是云计算,它对我们又意味着什么?本文试图深入浅出探讨云计算的内涵和概念,为大家拨开云雾,看看什么是真正的云计算。

为什么需要云计算

我始终有一个观点,就是任何新的技术和新的概念,都是两种因素驱动的结果:需求拉动和技术推动。云计算,也是如此。

云计算的出现不仅仅是厂商炒作的结果,也有其必然性。业务需求的拉动,希望解决业务应用的问题,云计算本质上是希望解决资源利用率、计算能力不足和成本的问题;技术发展的推动,使得云计算具备了技术上的可行性,技术的发展推动了IT创新的商业价值。

推动云计算的产业力量

云计算首先是产业界的商业利益推动的结果。目前云计算主要商业模式和技术特点,其解决方案都反应了不同的商业诉求。包括互联网公司,如Google、Yahoo、amazon.com等,以及基础架构提供商,如IBM和Microsoft等。

分析最早出现的云计算――Amazon的弹性计算云EC2(Elastic Compute Cloud)对理解云计算的来历非常有意思。弹性计算云EC2采用VPS/VDS(Virtual Private Server)技术,使用虚拟软件(XEN),将一台实体机器虚拟成多个实例出租;当遇到大流量偶发事件时,多增加实例即可,也可以根据规律,譬如每天的繁忙时段租用多个实例等方式;他们不销售物理的部署平台(因为他们不是硬件设备生产商),而是以实例租用的方式对外提供服务。除了实例租用服务之外,另外提供简单队列服务和简单存储服务,所有服务都按需付费,例如:10美分/每小时的价格可以租用到一个如下配置的实例:1.7GB的内存、1个EC2的计算单元、160GB的虚拟机存储容量。

这种商业模式本质上是源于互联网高潮期,建设的庞大计算资源的过剩。最初动机是过剩计算能力的输出。因为许多的互联网公司在90年代末期,本世纪初那段互联网泡沫期,购买了大量的计算机服务器和存储设备、网络设备等。互联网高潮之后,留下来的计算资源相对于他们现有的业务,就是大大过剩了。变卖设备是不现实的,计算机产品的贬值和折旧速度是相当惊人的,几乎不值什么钱了。于是,出租就是最好的出路。受到SaaS(软件即服务,Software as a Service,一种将软件通过互联网向客户出租使用的软件销售模式)的启发,他们发明了一种新的业务类型叫IaaS(Infrastructure as a Service,基础设施即服务)。这就是最初的云计算概念,显然这是商业推动的结果,没有太多技术上的创新。

此后,Google和Yahoo、Apache等互联网企业,不仅利用其庞大的计算资源。他们不仅仅是互联网运营企业,他们拥有强大的软件研发和软件产品服务能力,期望以一种不对称的竞争优势,来彻底颠覆硬软件霸主IBM和软件巨头微软等现存帝国。他们的武器就是SaaS加上IaaS,外加他们强大的软件平台和解决方案,如Google的分布式文件系统GFS,资料库BigTable以及Google搜索引擎、Gmail、Google Reader等等。他们的云计算本质上是一种复合的计算资源虚拟化运营,提供不依赖于Windows桌面和后台强大的IBM数据库、中间件以及SAP ERP等IT“强权”的解决方案。目前,他们是云计算的始作蛹者,也是话语权的主导方。

当然,传统巨头们,不会坐以待毙。他们的昂格鲁·撒克逊(Anglo-Saxon)哲学就是,要么消灭它,要么适应它。显然,云计算有其市场需求的基础(下一节会介绍),消灭它,显然不大可能。因此,在云计算的话语权和市场争夺中,出现了IBM和微软等传统霸主。

Micorosoft 迅速推出了Windows Azure操作系统,对外提供Live Mesh网络服务,目标是将互联网作为个人的数据中心,更换电脑将不会对用户带来影响。微软强调“云+端”解决方案,所谓端其实就是Windows桌面,很明显,微软的云计算策略,是希望确保并强化其Windows及其系列桌面软件在云计算时代的优势。Google那种只需要浏览器就能使用计算机网络完成所有计算任务的云计算,对微软来说,那就是真正的“革命”。

云计算这种东西对IBM来说,是左右逢源。无论是Google还是Yahoo,不管是哪片云,都需要在云上建设强大的计算能力和存储能力,这是必不可少的。在目前这个世界上,还有谁可以在计算能力上与IBM争雄呢?!曾经一度担心,随着互联网和PC微机普及和计算分散化,IBM巨无霸的大型主机将会失去市场。云计算的概念就是计算资源的集中化,大型主机真是又有枯木逢春之感啊。当然,IBM还是企业计算市场的霸主,为了将这块大市场也拉入云计算大家庭,“私有云”应运而生。IBM蓝云解决方案,提供整体云计算平台,包含软硬件资源,配合Tivoli管理软件,用于企业数据中心、高性能计算中心的建设,强调私有云的解决方案,很明显这也强化了IBM所拥有的DB2数据库/Websphere中间件/硬件等平台的优势。因此,云计算的繁荣对IBM来说是非常有利,况且这种技术本身来自于网格计算和普适计算,这些都是IBM以前就鼓吹的东西,只不过不是那么火而已。

需求拉动

除了厂商推动外,云计算的发展也有其内在的需求拉动。

问题来自于传统的IT架构,资源利用率低,管理和维护成本高。需求就是传统IT架构的利用率需要提升。

现在这个阶段,一般中小企业如果要建设IT系统,增加的一个选项就是SaaS。有不少SaaS运营商提供ERP/CRM/OA等各种各样的应用系统,只要开通互联网,就可以解决业务问题。但这种应用提供方式有两个方面的问题:解决方案的完整性,个性化的业务流程的适应性。因此,到目前为止SaaS还只能作为小企业的选择,中型企业只能作为信息化的一个补充。大中型企业基本上还是需要建立自己的信息基础设施和应用系统。

企业建立IT系统的基础设施,一般是应用软件安装在特定的服务器上,操作系统和硬件资源都是在安装时配置好的,如运行在什么操作系统上,服务的CPU数量和主频,内存大少和分配的硬盘存储空间都是专用的。因此,企业会根据各种应用系统的软件需求,配置了电子邮件、文件打印、门户网站、ERP、CRM等各种不同的服务器。

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应用与计算资源紧耦合的架构模式

由于应用与计算资源的紧密耦合问题,我们配置服务器时都基本上按照最大负荷时的峰值来配置服务器的资源容量。例如财务软件月底结账,需要的CPU和内存资源是最大的,如配置8CPU/16G内存的服务器,但平时账户处理并不需要这么大的处理能力,如只需要4CPU/8GB内存,但为了应付月底结账,财务软件服务器的配置必须按照月底的峰值来购买。闲置的计算能力是非常庞大的。

根据有关资料,目前的IT运营关键指标显示,IT资产的利用率是很低的。

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如果我们具备动态分配资源的能力,就可以将平时的财务服务器的剩余计算资源分配给月初收费和开票的应用系统使用,而收费和开票在月底业务会急剧下降,这段时间计算资源正好可以满足财务月结的峰值需求。我们已经知道了,云计算的虚拟化正好是解决这个IT需求的最佳技术。

技术可行性

计算技术的发展,一直沿着增加计算能力的方向前进。早期,大型主机时代,通过多通道和并行技术,计算能力和资源被完全集中,支配大量“傻”或“哑”终端,可以实现大规模的计算能力。

随着网络技术和分布式计算技术的发展,网络终端很强大,通过网络资源的互联,形成信息交互的能力。

而云计算,是主机技术与网络技术结合,提供更强大的分布式网络计算能力。云计算是一种商业计算模型,计算作为一种资源服务,根据需要而配置为智能终端提供服务。它将计算任务分布在大量计算机构成的资源池上,使各种应用系统能够根据需要获取计算力、存储空间和各种软件服务。