網(wǎng)格計(jì)算與云計(jì)算的對(duì)比研究

楊立華

一、網(wǎng)格計(jì)算

所謂網(wǎng)格計(jì)算,就是以“計(jì)算網(wǎng)格”為基礎(chǔ)設(shè)施實(shí)施的計(jì)算。在計(jì)算網(wǎng)格中每一臺(tái)計(jì)算機(jī)都為整體的計(jì)算任務(wù)貢獻(xiàn)力量,這種計(jì)算模式利用互聯(lián)網(wǎng)把分散在不同地理位置的計(jì)算機(jī)組織成一個(gè)虛擬的超級(jí)計(jì)算機(jī),其中每一臺(tái)參與計(jì)算的計(jì)算機(jī)就是一個(gè)節(jié)點(diǎn),而整個(gè)計(jì)算是由成千上萬個(gè)節(jié)點(diǎn)組成的一張網(wǎng)格,“人人為我,我為人人”,資源的共享和計(jì)算的分布達(dá)到了最高境界。這樣組織起來的虛擬超級(jí)計(jì)算機(jī)有三個(gè)優(yōu)勢(shì):一個(gè)是數(shù)據(jù)處理能力超強(qiáng);二是能充分利用網(wǎng)上的閑置處理能力;三是價(jià)格相對(duì)于超級(jí)計(jì)算機(jī)低廉。

網(wǎng)格計(jì)算是分布式運(yùn)算的一種方法,不僅包括位置,而且還涵蓋組織、硬件和軟件,以提供無限的能力,使連接到網(wǎng)格的每個(gè)人都可以進(jìn)行合作和訪問信息。網(wǎng)格計(jì)算關(guān)注的是如何將一個(gè)工作任務(wù)移動(dòng)到它所需要的,一般來說是一個(gè)遠(yuǎn)程的而且已經(jīng)可用的資源的所在。通常情況下,一個(gè)網(wǎng)格就是一組服務(wù)器,一個(gè)大的計(jì)算任務(wù)可以被拆分成多個(gè)小的任務(wù)被分配到這些服務(wù)器上去并行運(yùn)行。網(wǎng)格計(jì)算主要應(yīng)用在教育和科研機(jī)構(gòu),而在企業(yè)中應(yīng)用的較少。

二、云計(jì)算

云計(jì)算也是一種基于Internet的計(jì)算。在云計(jì)算中,存儲(chǔ)和運(yùn)算將不再運(yùn)行在本地計(jì)算機(jī)或服務(wù)器中,而是運(yùn)行在分布于Internet上的大量計(jì)算機(jī)上,也就是說,云計(jì)算通過把原來由個(gè)人計(jì)算機(jī)和私有數(shù)據(jù)中心執(zhí)行的任務(wù)轉(zhuǎn)移給分布在Internet上由全體用戶共享的大型計(jì)算中心來完成,實(shí)現(xiàn)了計(jì)算機(jī)硬件、軟件等計(jì)算資源及對(duì)這些計(jì)算資源進(jìn)行安裝、配置與維護(hù)等服務(wù)資源的充分共享。所謂的“云”其實(shí)是指分布在Internet中的形形色色的計(jì)算中心,包含成千上萬甚至幾十萬、幾百萬臺(tái)計(jì)算機(jī)或服務(wù)器。用戶不再購買高性能的硬件,也不再購買或開發(fā)各種功能的軟件,而是使用任何可上網(wǎng)的設(shè)備,連接“云”,利用“云”提供的的軟件或服務(wù),直接在“云”上處理并存儲(chǔ)數(shù)據(jù)。因此,云計(jì)算可以看作是并行計(jì)算、分布式計(jì)算和網(wǎng)格計(jì)算的發(fā)展。

云計(jì)算的體系架構(gòu)可以分為三層,從下到上依次是基礎(chǔ)管理層、應(yīng)用接口層和訪問層。其中,基礎(chǔ)管理層主要是解決計(jì)算資源的共享問題,應(yīng)用接口層主要是解決以何種方式對(duì)外提供服務(wù),訪問層是指采用云計(jì)算方式實(shí)現(xiàn)的一些具體應(yīng)用。

云計(jì)算的妙處之一,即是按需分配的計(jì)算方式,能夠充分發(fā)揮大型計(jì)算機(jī)群的性能。如果你只需使用5%的資源,就只需要付出5%的價(jià)格,而不必像以前那樣,為100%的設(shè)備買單。

盡管使用云計(jì)算服務(wù)的好處聽起來如此誘人,但也有人對(duì)之抱以否定的態(tài)度。對(duì)它的批評(píng)也不絕于耳:云計(jì)算沒有新技術(shù),不過是高性能、虛擬化加網(wǎng)格計(jì)算;云計(jì)算是回鍋肉,把隔夜的肉炒一炒就算是新菜了;云計(jì)算是IT廠商忽悠用戶更新?lián)Q代的手段。對(duì)云計(jì)算來說也是一樣。評(píng)論家們火眼金睛地指出云計(jì)算像SOA一樣不過是個(gè)概念,歸根結(jié)底還是IT廠商忽悠用戶更新?lián)Q代的“伎倆”。其實(shí)IT業(yè)界不是計(jì)劃經(jīng)濟(jì),市場經(jīng)濟(jì)自有看不見的手來調(diào)控。用戶也不是傻子,東西適不適合自己,能不能用起來,自有自己的考慮。概念創(chuàng)意不是最重要的,有沒有人買單才是硬道理。

三、網(wǎng)格計(jì)算與云計(jì)算的比較

以往的網(wǎng)格計(jì)算似乎是供專家使用的居多,多用于在需要復(fù)雜計(jì)算的“單一任務(wù)”,例如基因定序、核爆模擬。但云計(jì)算則比較偏大眾應(yīng)用,相當(dāng)高比例的大眾應(yīng)用其實(shí)不需要進(jìn)行復(fù)雜的計(jì)算,但是由于“大眾”相當(dāng)多,所以累積起來的計(jì)算需求也相當(dāng)可觀。所以在應(yīng)用上,云計(jì)算可以被視為平民化的網(wǎng)格計(jì)算。另外,為了方便管理,并充分運(yùn)用服務(wù)器的功能,云計(jì)算也經(jīng)常會(huì)使用到“虛擬化”技術(shù);而且以往的網(wǎng)格計(jì)算通常也只使用專有的應(yīng)用協(xié)議和資源,但云計(jì)算則受近年Web潮流的影響很深。

具體來說,可以從以下幾方面來分析云計(jì)算和網(wǎng)格計(jì)算的差別。

首先,我們可以從網(wǎng)格計(jì)算的作業(yè)調(diào)度方面來進(jìn)行比較。作業(yè)調(diào)度是網(wǎng)格技術(shù)的核心價(jià)值,網(wǎng)格的目標(biāo),是想要盡可能地利用各種資源。它通過特定的網(wǎng)格軟件,將一個(gè)龐大的項(xiàng)目分解為無數(shù)個(gè)相互獨(dú)立的、不太相關(guān)的子任務(wù),然后交由各個(gè)計(jì)算節(jié)點(diǎn)進(jìn)行計(jì)算。即便某個(gè)節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)問題,沒有能夠及時(shí)返回結(jié)果,也不影響整個(gè)項(xiàng)目的進(jìn)程,甚至即便某一個(gè)計(jì)算節(jié)點(diǎn)突然崩潰,其所承擔(dān)的計(jì)算任務(wù)也能夠被任務(wù)調(diào)度系統(tǒng)分配給其他的節(jié)點(diǎn)繼續(xù)完成。而云計(jì)算也像網(wǎng)格計(jì)算一樣將所有的資源構(gòu)筑成一個(gè)龐大的資源池,但是云計(jì)算向外提供的某個(gè)資源,是為了完成某個(gè)特定的任務(wù)。比如,某個(gè)用戶可能需要從資源池中申請(qǐng)一定量的資源來部署其應(yīng)用,而不會(huì)將自己的任務(wù)提交給整個(gè)網(wǎng)格來完成。從這一點(diǎn)來看,網(wǎng)格的構(gòu)建大多為完成某一個(gè)特定的任務(wù)需要,這也是會(huì)有生物網(wǎng)格、地理網(wǎng)格、國家教育網(wǎng)格等各種不同的網(wǎng)格項(xiàng)目出現(xiàn)的原因。而云計(jì)算一般來說都是為了通用應(yīng)用而設(shè)計(jì)的,沒有專門的以某種應(yīng)用命名的網(wǎng)格。

其次,云計(jì)算將在三大方面產(chǎn)生影響:對(duì)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的影響、對(duì)產(chǎn)品應(yīng)用模式的影響、對(duì)IT產(chǎn)品開發(fā)方向的影響。當(dāng)然,所謂的改變并不是徹底的顛覆,而是增加了新的特點(diǎn)。這一優(yōu)勢(shì),是對(duì)網(wǎng)格技術(shù)提出的挑戰(zhàn)。網(wǎng)格計(jì)算產(chǎn)生時(shí)同樣具有以下優(yōu)勢(shì):通過任何一臺(tái)計(jì)算機(jī)都可以提供無限的計(jì)算能力,可以接入浩如煙海的信息。這種環(huán)境將能夠使各企業(yè)解決以前難以處理的問題,最有效地使用他們的系統(tǒng),滿足客戶要求并降低他們計(jì)算機(jī)資源的擁有和管理總成本。但對(duì)于云計(jì)算來說,是對(duì)這些優(yōu)勢(shì)的更大擴(kuò)展。今后通過云計(jì)算,更多地應(yīng)用能夠以互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)的方式進(jìn)行。云計(jì)算將擴(kuò)大軟硬件應(yīng)用的外延并改變軟硬件產(chǎn)品的應(yīng)用模式。通過云計(jì)算,用戶可以不必購買新的服務(wù)器和部署軟件,就能得到應(yīng)用環(huán)境或者應(yīng)用本身。對(duì)于用戶來說,軟硬件不必是部署在自己身邊的、專屬于自己的產(chǎn)品,而是可以變身為可利用的、虛擬的一種資源。而且,可以利用的軟硬件資源也不僅限于自己企業(yè)內(nèi)部的設(shè)備和軟件,而是可以通過網(wǎng)絡(luò)得到擴(kuò)展的軟硬件資源。IT產(chǎn)品的開發(fā)方向也將發(fā)生變化,以適應(yīng)上述兩種情況。

四、小結(jié)

云計(jì)算與網(wǎng)格計(jì)算的主要區(qū)別在于:網(wǎng)格計(jì)算側(cè)重于解決計(jì)算和存儲(chǔ)資源的分配,即將大家提供的計(jì)算和存儲(chǔ)資源根據(jù)各自應(yīng)用的需要重新分配給大家;而云計(jì)算則傾向于計(jì)算、存儲(chǔ)和應(yīng)用資源的共享,在云計(jì)算中,用戶不僅不需要像網(wǎng)格計(jì)算那樣,提供計(jì)算和存儲(chǔ)資源,也不需要自己購買或開發(fā)應(yīng)用,所有的一切全都由云服務(wù)商提供。□(編輯/永安)