《从网格计算到云计算》

金海：大家好，我是金海，华中科技大学计算机学院的。今天想和大家分享的是从网格计算到云计算——虚拟化的探索与实践。

我的演讲主要分为几个方面：

1、网格计算和云计算

2、计算系统虚拟化基础理论与方法研究973项目简介

3、桌面虚拟化技术实践

4、最后进行一个小的总结

什么是网格计算呢？动态多机构虚拟组织中的资源共享和协同问题求解。

下面我先说一下网格计算的本质：

1、资源异构

2、多机构

3、虚拟组织

4、以科学计算为主

5、采用高性能计算机

6、问题求解环境紧耦合

说到云计算大家比较喜欢，现在没有非常权威的专家说，云计算是什么样的定义，虚拟的资源把它变成一种服务，这就叫做云计算，从这个定义本身来看，你可以看出，云计算它的本质是什么呢？我们比较一下网络计算，我们就给出云计算这几个本质。

第一，云计算并不强调资源，首先在构建领域资源的时候，它是由机构来进行构件，就是它自己的一个云计算平台。云计算是以现在从这几年比较热的虚拟经济。WAS上面各种包括视频共享网站，等等各种它都有很多的商业应用。对云计算来说，并不强调某一个云计算中心我需要非常强大的超级计算机，座谈早上李院士在报告当中就说得非常清楚，云计算是以普通的服务器械集群，作为它的一个基本共享单元。通过大量的分散在各个地方的这种服务器集群，来完成它

的服务。所以从我们在整个计算机体系结构这个角度来看，有分故事系统的一种集中的管理。它需要把这些资源分布在各个地方。

另外，它是采用是普通服务器集群，分在各个不同地方，因此是一种松耦合环境下的处理，就是在松耦合环境下做海量处理的处理方式，变成一种环境，这是云计算的一个本质。

说到虚拟化这是云计算的一个基础的基础，大家谈云计算跟网络计算，在技术层面上有甚么最基础的差异，虚拟化怎么来定义，因为很早就有虚拟化，虚拟化本身就是把底层物理设和上层的操作化，或者上层的软件进行分离的一种去耦合技术，各个层面做各个层面的工作，大家不要捆绑在一起，它希望能够把它进行去耦合，目的就是为了实现信息资源的利用效率和灵活性的最大化。

大家也知道，在云计算出来之前，我们大量集群的时候，它的利用率其实是非常低的，其原因就在于各个机器都采用单一的集群，比如E—mail服务器，每个服务器它的峰值是不一样的，因此会带来整个系统利用率非常不均衡，平均利用率会非常低。我们采用虚拟化技术以后，就可以把这些资源整合在一台机器上，或者相邻的一些机器上，来提高它的利用效率和灵活性的最大化，这就是虚拟化的基础。

说起虚拟化，本来昨天还想公布，我们CSDN这本杂志，网上评的云计算十大事件，我们就没有公布。后来追诉虚拟化历史是可以追溯到1959年，ifip这个组织大家很多人都不知道，这几年这个组织影响力比较小，对ifip这个组织部知道，其实ifip这是非常老的组织，是1959年在奥地利的维也纳成立的一个叫国际信息化联合组织，这个组织它有一个非常大的会议，就是是全世界计算机大会，成立于2000年的时候这个大会是在中国举行，当时国家主席江泽民亲自到场。当时1959年成立ifip的时候，有一篇文章就是再讲。这片文章就是后来虚拟化的基础，一也是操作系统的一个基础，当时是因为资源不够，所以采用共识的方法用一个CPU的资源，当时虚拟化是这种目的，但是现在虚拟化是因为我们资源太多了，这么多的资源怎么样有效的利用这个虚拟化资源，这是虚拟化最早的一个历史。

前面简单的介绍一下我个人对网格计算和云计算简单一个认识和一个体会，这几年大家在讲云计算的时候，很多人都会问网格计算和云计算有甚么好处。下面给大家介绍973项目，计算系统虚拟化与方法研究的这个973项目。具体关于项目的详细信息，以及包括项目的研究进展和研究成果，都可以在这个网站上获得，这个网站大家可以去访问。

我们整个973项目一个基本的思路就是以用户为中心构建虚拟化计算系统。这里面包括三个部分：

一、任务执行环境实现虚拟化，这是第一个层面，就是保证任务在执行环境所需要各种资源的力度是可变的。我们大家知道如果不采用虚拟化的技术，整个机器是以机器为单位为大家提供计算资源，我们希望能够在以和为单位来给大家提供资源，无论是单机还是多机，这是任务执行环境的虚拟化。

二、资源使用环境的虚拟化，希望能够保证各种资源能够透明、高效的使用。

三、用户操作环境方面的虚拟化。就是说怎么样来提高用户操作环境的灵活性和自动配置的能力，这里面更多是强调整个三个层面可以看出，任务执行环境的虚拟化，是指从硬件这个层面来实现虚拟化的各种机制，资源使用环境虚拟化是在从软件这个层面怎么来透明使用各种不同的异购软件，其实这就是异购资源透明高效的使用。

从用户操作环境的虚拟化，主要是用来从用户这个层面，也就是我们后面会讲到的，怎么提高用户操作环境的灵活性和自动配置能力。

整个项目分成8个具体课题。

课题1：叫做计算系统虚拟化基础理论模型和体系结构研究，主要是从基础理论方面来研究，包括怎么在不同异购平台上，运行未经修改的代码，这里面牵扯到翻译的问题，怎么样去解决这个问题？可能是一个非常重要的问题，因为我们国家也自己研制很多国产CPU，原来在原来产品的平台上，可以用的软件，因为很多软件我们并不一定都有它的代码，我怎么能够在新的平台上，我们国产

CPU平台上，能够应用这个程序。所以这里面我们提这方面研究工作，而且在做，这个工作主要是国防科技大学在完成的，因为他们是在做这个结构方面的研究包括动态二翻译的模块放主板上面，通过一个专门的模块来加速动态二体系翻译，这是他们研究的。

课题2：单计算系统内的资源虚拟化方法。这里面主要就是类似于有点像虚拟经济研究，在单个上面怎么实现虚拟化，这个是北京大学在研究。虚拟机能够感知地层的OS，并且样来进行协同以后，能够实现下面的动态的管理。比如说大家知道，因为中间加了一层虚拟机以后，上面的OS基本上无法控制底下的设备，两者怎么进行协同，比如说我们去年是发表了一篇文章，就是通过两者的协同，来对底下的这些各种管理模块进行管理，从而达到上层OS同样能够实现节能的功能，以前一个操作系统可以完成这个工作，但是现在是两个操作系统，中间加一个虚拟机，这个是在虚拟化里面要做的工作。

课题3：清华大学在完成，多计算系统，这个多计算系统是指在一个系统里面，而不是不同的节点，我们以前称之为网络虚拟化，在多个计算系统里面怎么来实现虚拟化。在这里面有不同的系统，当我需要4个和的时候，我是在一个机器里面选4个和？还是各选两个和？这个需要根据当时的情况来做。

课题4：虚拟计算系统普适化运行环境。我是不是可以不用各种软件，软件都在云端比如我们现在讲SARS，我们这里面做普适化的运行环境研究。

课题5：虚拟计算的安全可性机制研究。大家知道虚拟机可以有效的隔离每一个不同的虚拟机，因为它相当于，尽管在一个CPU上面，但是我可以认为是单独一个不同的独立的资源，资源之间怎么能够有效的隔离，从而使得某一个和，上面装的操作系统被攻击掉以后，或者坏掉以后，不会影响其他的和，虚拟机制能够正常运行工作，所以能够提供一些安全可信的机制来研究。

课题6：虚拟计算系统评测理论与方法。因为我们大家知道，我如果在一个高性能计算机上，高性能计算机上面其实用虚拟机的并不多，它的性能会下降，但是某种程度上提供了高性能计算机在计算中心里面的灵活性，所以怎么样来评