云計(jì)算技術(shù)發(fā)展及新思路探析

楊澤明

摘要：該文從云計(jì)算的發(fā)展說起、闡明了云計(jì)算的涵義及本質(zhì)，進(jìn)而提出云計(jì)算技術(shù)新思路，讓讀者對云計(jì)算技術(shù)有個較清晰思路，相信云計(jì)算將在未來數(shù)年內(nèi)統(tǒng)領(lǐng)IT行業(yè)的發(fā)展方向，并改變我們使用信息技術(shù)的方式。

關(guān)鍵詞：云計(jì)算；涵義本質(zhì)；新思路；探析

中圖分類號：TP393 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-3044（2014）31-7300-02

1 云計(jì)算的源起及發(fā)展

當(dāng)今時(shí)代，“人云亦云”，云計(jì)算的影響力已經(jīng)席卷了各個角落，不管是否和云有關(guān)系的廠家都把自己的產(chǎn)品往云計(jì)算的大旗上靠，以趕上世紀(jì)初的這股潮流并充分利用它，可以說，云計(jì)算是繼個人電腦、互聯(lián)網(wǎng)后的又一革命性技術(shù)，將在未來數(shù)年內(nèi)統(tǒng)領(lǐng)IT行業(yè)的發(fā)展方向，并改變我們使用信息技術(shù)的方式。而計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展方向之一就是，計(jì)算機(jī)用于在越來越復(fù)雜的軟件上運(yùn)行越來越大的數(shù)據(jù)集。當(dāng)單片的超級計(jì)算機(jī)成為科技和經(jīng)濟(jì)發(fā)展的障礙時(shí)，人們開始將目光從分布式服務(wù)器轉(zhuǎn)向服務(wù)器農(nóng)場。同時(shí)，咨詢專家開發(fā)的內(nèi)部服務(wù)已經(jīng)轉(zhuǎn)為專家提供的、虛擬市場可用的普遍服務(wù)外包。

這里占統(tǒng)治地位的字眼是“云”。隨著全球可用服務(wù)器農(nóng)場數(shù)量和運(yùn)行于任何服務(wù)器農(nóng)場上的軟件（正如你不知道你的搜索請求在哪里被服務(wù)的）不斷增加，人們可能會說“一切皆在云中”。歷史也展現(xiàn)出網(wǎng)絡(luò)的兩大發(fā)展方向，一方面，以前普通人難以接觸到大型機(jī)正在成為人們桌面上的個人計(jì)算機(jī)，然后演變?yōu)楣P記本電腦，進(jìn)而變成了隨身攜帶的智能終端（IPad、智能手機(jī)），個性化服務(wù)無所不在。另一方面，大型機(jī)又在不斷演變?yōu)槌売?jì)算機(jī)，然后服務(wù)器農(nóng)場演變?yōu)樵?，共享服?wù)變得無處不在。而起到關(guān)鍵作用的是互聯(lián)網(wǎng)，它將信息從大型服務(wù)器農(nóng)場傳送到千家萬戶。而在最高級別，云計(jì)算概念的核心就是建立戰(zhàn)略分布式服務(wù)器農(nóng)場（集成在機(jī)架上的商業(yè)處理器同質(zhì)集群構(gòu)成的），以實(shí)現(xiàn)計(jì)算密度和功耗優(yōu)化。在源頭，它不是真正的云，無非是人們?yōu)榱嗣枥L出這一最終能夠做任何事情的神奇過程，畫了一些波紋或團(tuán)，并將其稱為云。問題是某個功能實(shí)體可能是節(jié)點(diǎn)的一部分，也可能是使用一些節(jié)點(diǎn)，也可能在服務(wù)器農(nóng)場中進(jìn)行處理，該功能的執(zhí)行對象是某些資源，我們不關(guān)心這些資源位于何處，又需要多少資源，因?yàn)樗歉鶕?jù)需求的變化而移動的，我們也不想知道它將移向何處，換句話說，網(wǎng)絡(luò)變成了云。

隨著通迅設(shè)備交互的增多，用戶之間的交互功能也不斷增強(qiáng)，從而使用得帶有拍照功能的智能手機(jī)成為社區(qū)網(wǎng)絡(luò)中的靈活節(jié)點(diǎn)?；趦?yōu)先條款，其功能和結(jié)構(gòu)隨著參與者的思路發(fā)生變化，而不是隨著預(yù)定的業(yè)務(wù)流程發(fā)生變化。手機(jī)只是所有故事中的諸多角色之一，所有電子產(chǎn)品正趨于無線化，不是簡單地去除電纜，手機(jī)可以以無線的方式與你家的門鈴建立連接，支持你在臥室中應(yīng)答，甚至此時(shí)你可以不在家。又如嬰兒突然出現(xiàn)急性脫水的癥狀，嬰兒車或?qū)Ｓ米荒軌虬l(fā)現(xiàn)并及時(shí)發(fā)出警告聲。

正如常說的“云計(jì)算是街道拐角銷售的商品”，這也體現(xiàn)了云計(jì)算的最終用途是可租用的服務(wù)，但云計(jì)算技術(shù)就象“追求計(jì)算機(jī)的CPU的運(yùn)算能力”當(dāng)前已經(jīng)達(dá)到了極致，他已不再是我們企求的目標(biāo)，我們的目標(biāo)是如何讓云更方便為我們提供服務(wù)。

2 云計(jì)算的涵義及本質(zhì)

什么是云計(jì)算？這個是一個反復(fù)提到、反復(fù)回答后又反復(fù)提出的問題，從這個角度說，一方面說明云計(jì)算是一個非常抽象的概念，要準(zhǔn)確地把握其內(nèi)涵不是一件容易的事，另一方面，這又表示云計(jì)算是有著強(qiáng)大生命力的技術(shù)發(fā)展方向，否則不會有越來越多的人翻來覆去地嘗試弄懂這個問題。因而就有不同的人、不同的行業(yè)從不同角度解釋了云計(jì)算的含義，縱觀各方觀點(diǎn)，CSA（Cloud Security Alliance——云計(jì)算安全聯(lián)盟）在“Security Guidance For Critical Areas Of Focus In Cloud Computing V3.0”比較精確地說明云計(jì)算的本質(zhì)：

“云計(jì)算的本質(zhì)是一種服務(wù)提供模型，通過這種模型可以隨時(shí)、隨地、按需地通過網(wǎng)絡(luò)訪問共享資源池的資源，這個資源池的內(nèi)容包括計(jì)算資源、網(wǎng)絡(luò)資源、存儲資源等，這些資源能夠被動態(tài)地分配和調(diào)整，在不同用戶之間靈活地劃分。凡是符合這些特征的IT服務(wù)都可以被稱為云計(jì)算服務(wù)?！?/p>

上面的定義很好的說明云計(jì)算的本質(zhì)。為了將這個定義更方便地匹配到現(xiàn)實(shí)世界的IT架構(gòu)中，NIST（U.S.National Institute of Standards and Technology——美國國家標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)學(xué)院）提出了一個定義云計(jì)算的標(biāo)準(zhǔn)——“NIST Working Definition of Cloud Computing/NIST800-145”。這個文檔中提到了一個標(biāo)準(zhǔn)的云計(jì)算要具備五個基本元素，分別是通過網(wǎng)絡(luò)分發(fā)服務(wù) 、自助服務(wù)、可衡量的服務(wù)、資源的靈活調(diào)度，以及資源池化。該標(biāo)準(zhǔn)還提到云計(jì)算按照服務(wù)類型可以分為IaaS、SaaS和PaaS三類，而按照部署模式又可分為公有云、私有云、混合云和社區(qū)云四種。

NIST 800-145被業(yè)界普遍接受的原因是其提出的云計(jì)算五大要素非常簡練地說明了一個云計(jì)算系統(tǒng)的特征，只有具備這五點(diǎn)的IT架構(gòu)才可以被稱為云服務(wù)架構(gòu)，通過這五個特征能快速地將云計(jì)算系統(tǒng)同傳統(tǒng)IT系統(tǒng)區(qū)分開來，抓住這五點(diǎn)就好像在親子鑒定中準(zhǔn)確地抓住了特征DNA，能夠快速地把云計(jì)算從龐雜的IT服務(wù)類型中提取出來一樣。

3 云計(jì)算技術(shù)新思路探析

早期我們更多考慮到服務(wù)器的軟硬件配置，認(rèn)為服務(wù)器的強(qiáng)大是決定網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的質(zhì)量，同時(shí)又要配合能更好的工作，需要為其各客戶端安裝相應(yīng)的軟件，客戶機(jī)/服務(wù)器（Client/Server）模式在我們的頭腦中已根深蒂固，而如今的B/S模式，才讓我們意識到計(jì)算機(jī)無非是為了方便人類工作生活的工具而已，越靠近客戶端，承載的業(yè)務(wù)應(yīng)該越多，讓人們更易用，正如當(dāng)今普遍的智能終端一樣，觸屏代替按鍵，所見及所得達(dá)到極致，才讓人們更容易去使用它，隨之而來的技術(shù)和創(chuàng)意相互催化，相互溶解，這一切也使得云計(jì)算技術(shù)產(chǎn)生了新的發(fā)展思路。

1） 虛擬化

最初計(jì)算機(jī)軟件的開發(fā)與運(yùn)行調(diào)試，都需要依賴相應(yīng)的硬件架構(gòu)，而版本的升級又決定能否在原有硬件上運(yùn)行，所以才出現(xiàn)開發(fā)在可跨平臺環(huán)境實(shí)現(xiàn)，只要軟件編譯后總能運(yùn)行，版本也已無關(guān)緊要，安卓就是最好的實(shí)例。它針對移動終端的發(fā)展與應(yīng)用，并迅速成為嵌入式中操作系統(tǒng)的首選。正如“潘塔麗”觀點(diǎn)所描述的，系統(tǒng)功能將建立在虛擬硬件各軟件的基礎(chǔ)上，從而使功能成為首要的設(shè)計(jì)目標(biāo)。雖說不可不提諸如“硬件”和“軟件”等術(shù)語，但在未來的發(fā)展中，隨著人類對自己的意圖越來越明確及明朗化，這些概念也將慢慢被淡忘。

2） 大數(shù)據(jù)

正如科教片“互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代”中所描述的，大英百科全書在當(dāng)年編印的規(guī)模巨大，和當(dāng)下“互聯(lián)網(wǎng)”數(shù)據(jù)相比，顯得微不足道，所以云開始更多應(yīng)用于數(shù)據(jù)存儲，以前人類追求CPU的運(yùn)算能力，而“超越摩爾定律”差距表明，算法復(fù)雜性增長速度要比處理器速度快，云存儲慢慢用空間和實(shí)力取代建筑輝煌的“世界級圖書館”，使得數(shù)據(jù)的所有者運(yùn)行業(yè)務(wù)成本更低，加之高速互連和無處不在的網(wǎng)絡(luò)，運(yùn)行于云中的“第一英里”。但隨之而來的就是云中數(shù)據(jù)倉庫的所有權(quán)和維護(hù)的問題。

3） 架構(gòu)

同時(shí)隨著云服務(wù)的普遍應(yīng)用也對專業(yè)技術(shù)提出要求，并行-分布式算法的提出，針對多核架構(gòu)的研究表明，擁有諸多異構(gòu)節(jié)點(diǎn)的系統(tǒng)，能夠更好地處理固有并行性缺乏的問題，在云應(yīng)用中，不同服務(wù)將搜尋不同資源組的服務(wù)器，并針對不同的應(yīng)用進(jìn)行優(yōu)化，從而根據(jù)服務(wù)請求協(xié)同處理，云計(jì)算將服務(wù)定位于最優(yōu)的服務(wù)器上，或考慮到能效原則，合并服務(wù)且能在最少服務(wù)器上運(yùn)行任務(wù)，對服務(wù)的請求開始變得智能，而又取決于當(dāng)前負(fù)載，除了時(shí)間關(guān)鍵性軟件，用戶不需要對調(diào)度進(jìn)行深入的了解。

4） 家庭網(wǎng)絡(luò)

與辦公室相比，網(wǎng)絡(luò)化的家庭缺少與數(shù)字化通信所匹配的物理支撐，常見到朋友在裝修房間時(shí)要充分考慮有線網(wǎng)絡(luò)如何布線，網(wǎng)線要選擇最好質(zhì)量的，安裝時(shí)不放心裝修人員的水平，而親自測試連接連通性，并同時(shí)要考慮電視機(jī)頂盒的放置位置與方式而絞盡腦汁，甚至在布線完成后還在后悔方案的不完善，隨著IPV6的產(chǎn)生，任何電器都可以計(jì)算機(jī)化并聯(lián)網(wǎng)，廣義地說就是對應(yīng)著處理和控制，從而產(chǎn)生以網(wǎng)絡(luò)為中心的家庭自動化，家庭本身已成為用戶的無線局域網(wǎng)，甚至從外界看起來找不到一臺計(jì)算機(jī)形式的影子，但這網(wǎng)絡(luò)卻承載著信息，通話，電影，圖片，音樂及應(yīng)用控制，這也對各類寬帶接入方案提出更多的要求和挑戰(zhàn)，無線網(wǎng)絡(luò)無處不在。

另一個不容忽視的就是那些用途廣泛，精確度高，成本低廉，應(yīng)用靈活的攝像頭，隨著相關(guān)支持技術(shù)的不斷產(chǎn)生，數(shù)字?jǐn)z像頭的應(yīng)用越來越廣泛，但大多數(shù)攝像頭還只是一個單獨(dú)的圖像捕獲設(shè)備，通過將其智能化所帶來的多功能大大降低了業(yè)余領(lǐng)域中操作難度，這些設(shè)備與人的眼睛相比，區(qū)別在于人眼相當(dāng)于具備了自動適應(yīng)場景的鏡頭，并且能通過雙視角實(shí)現(xiàn)景深控制，特征提取和圖像理解分層。在多樣性的實(shí)現(xiàn)方面，生物學(xué)給我們的啟發(fā)是通過使用大量便宜簡單的視覺傳感器來協(xié)同完成高質(zhì)量的工作或者實(shí)現(xiàn)自適應(yīng)功能。

4 總結(jié)

通過筆者從以上三個方面的描述，希望能對專業(yè)技術(shù)人員對云計(jì)算技術(shù)有個較清晰思路提示或啟發(fā)，但和云相關(guān)的技術(shù)因篇幅未能提及或深入展開說明，相信各位IT技術(shù)人員或?qū)＜夷堋皳茉埔娙铡?，并隨著信息產(chǎn)業(yè)技術(shù)的發(fā)展，實(shí)現(xiàn)云技術(shù)服務(wù)下的美好未來。

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