云计算热点问题分析

无不因云计算的发展而产生重要变 化 。 自 从 2007 年 云 计 算 概 念 被 提 出 以 来 ，经 过 科 研 和 产 业 界 一 段 时 间 的 推 进 ，云 计 算 正 在 逐 步 从 理 想 走 向 实 践 。 但 是 ，也 正 因 为 云 计 算 所 产 生 的 影 响 将 会 非 常 深 刻 ，其 技 术 手 段 和 实 现方法的完善必将会是一个较为长 期的发展和演进过程。云计算有一 些重要的基本热点问题正在被广泛 讨 论 [2-7] ，涉 及 云 计 算 的 技 术 基 础 、服 务模式和商业运作等各方面。本文 从 对 计 算 资 源 虚 拟 化 的 理 解 、网 格 计
从虚拟服务的演变过程可以看 出 ，云 计 算 以 服 务 的 方 式 提 供 计 算 资 源是必然的。这与工业化革命促使 传 统 制 造 业 的 大 生 产 向 集 约 化 、规 模 化 、专 业 化 转 变 的 趋 势 极 其 相 似 。 今 天 ，信 息 产 业 也 正 在 走 向 信 息 服 务 的 规 模 化 、集 约 化 和 专 业 化 。 计 算 资 源 的 虚 拟 化 有 利 于 资 源 的 合 理 配 置 ，并 可 有 效 提 高 利 用 率 。 据 统 计 ，服 务 器 的 实 际 利 用 率 只 有 15% ，而 在 服 务 器 集群系统中其利用率则可能提高到 80% 以 上 ，这 甚 至 直 接 促 进 了 节 能 减 排 和 绿 色 计 算 的 实 现 [9] 。
专题 李德毅等
云计算热点问题分析
应 于 传 统 的 单 台 计 算 机 的 CPU、存 储 和输入输出等资源。但是计算资源 虚拟化促使我们不能单纯地把计算 看 作 是 主 体 。 若 把 计 算 看 作 主 体 ，主 体 就 是 计 算 中 心 ；若 把 存 储 看 作 主 体 ，主 体 就 是 存 储 中 心 ；也 可 以 把 交 互 看 作 主 体 ，而 计 算 和 存 储 可 为 其 辅 助。大众用户可用更加自然的交互 方式呈现出个性化服务的强劲需求， 无需关心特定应用软件的服务方式， 如 是 否 被 他 人 同 时 租 用 ；无 需 关 心 计 算平台的操作系统以及软件环境等 底 层 资 源 的 物 理 配 置 与 管 理 ；无 需 关 心计算中心的地理位置。分别满足 于这 3 方面要求的恰为互联网环境 下 的 虚 拟 服 务 ：软 件 即 服 务 (SaaS)、平 台 即 服 务 (PaaS) 和 基 础 设 施 即 服 务 (IaaS)。 由 他 们 实 现 动 态 可 伸 缩 的 计 算 资 源 组 织 、分 配 和 使 用 。
云计算热点问题分析Leabharlann Baidu
ZTE COMMUNICATIONS
李德毅等 专题
云计算热点问题分析
Analysis of Areas of Research Interest in Cloud Computing
中 图 分 类 号 ：TN393.03 文 献 标 志 码 ：A 文 章 编 号 ：1009-6868 (2010) 04-0001-04
Beijing 100141, China; 2. PLA University of Science and Technology,
Nanjing 210007, China)
算 与 云 计 算 的 差 异 、云 计 算 中 心 与 高 性 能 计 算 机 的 关 系 、云 安 全 和 云 标 准 等热点入手加以探讨并发表看法。
摘 要 ： 在 云 计 算 的 研 究 和 应 用 中 一 些 热 点 问 题 比 较 突 出 ，如 ：如 何 理 解 计 算 资 源 及 其 虚 拟 化 、云 计 算 与 网 格 计 算 的 差 异 、云 计 算 中 心 与 高 性 能 计 算 机 的 关 系 、云 安 全 和 云 标 准 等 。 文 章 对 此 给 出 了 一 些 见 解 ：计 算 资 源 的 虚 拟 化 促 使 信 息 服 务 走 向 规 模 化 、集 约 化 和 专 业 化 ；网 格 计 算 是“ 多 为 一 ”，而 云 计 算 是“ 一 为 多 ”；部 署 于 高 性 能 计 算 中 心 的 高 性 能 计 算 机 未 必 适 合 云 计 算 ；云 安 全 已 经 将 传 统 安 全 问 题 发 展 为 服 务 方 和 被 服 务 方 之 间 的 信 任 和 信 任 管 理 问 题 ；在 现 有 标 准 的 基 础 上 ，云 计 算 标 准 将需更加关注服务的互操作等。
互联网资源配置的变迁如图 1 所 示。大量服务器的使用促使了服务 器托管的出现以减轻各机构自身维 护 的 成 本 负 担 ，而 简 单 的 托 管 并 不 能 对 服 务 器 实 施 更 好 的 集 约 化 使 用 ，如 果 能 够 实 现 虚 拟 化 服 务 ，将 服 务 器 变 成“ 服 务 ”，则 服 务 提 供 方 就 可 以 进 一 步地整合各类计算资源。
我 们 可 以 将 虚 拟 化 的 对 象 —— 计 算 资 源 归 纳 为 3 个 主 要 类 别 ：计 算 能 力 、存 储 能 力 和 交 互 能 力 ，恰 好 对
Aug. 2010 Vol.16 No.4 2010 年 8 月 第 16 卷第 4 期
01
中兴通讯技术
ZTE COMMUNICATIONS
李德毅/LI Deyi 1 陈桂生/CHEN Guisheng 1
张海粟/ZHANG Haisu 2
(1. 中 国 电 子 设 备 系 统 工 程 研 究 所 ， 北 京 100141;
2. 解 放 军 理 工 大 学 ，南 京 210007) (1. Institute of Electronic System Engineering,
关 键 词 ： 云 计 算 ；虚 拟 化 ；网 格 计 算 ；云 安 全 ；云 标 准
Abstract: In the study of cloud computing and its applications, topics such as understanding computing resource utilization, differences between grid and cloud computing, relationship between high performance computers and the cloud computing centre, and security and standards have attracted intense research interest. This paper analyzes these topics and concludes that virtualization provides Internet users with intensive, large-scale professional services; grid computing involves utilizing many computers for one large-scale computing task, while cloud computing involves one platform for many services. A high performance computer in the high performance computer center may be unsuitable for a cloud computing; security in cloud computing focuses on trust and trust management between service suppliers and consumers; and based on existing standards in cloud computing, new standards should be developed to realize interoperability between services.
1 计算资源虚拟化问题
维 基 百 科 将 虚 拟 化 定 义 为“ 对 计 算 资 源 的 抽 象 [8]”。 从 技 术 的 发 展 历 史 来 看 ，虚 拟 化 技 术 早 已 存 在 。 如 操 作系统弱化了软件应用环境与硬件 平 台 之 间 的 依 赖 ，甚 至 完 全 隔 离 ；中 间件弱化了应用软件对软件运行的 依 赖 ，甚 至 完 全 隔 离 ；它 们 都 可 以 说 是 采 用 了 虚 拟 化 技 术 。 进 一 步 ，在 由 单 机 向 互 联 网 环 境 转 变 的 背 景 下 ，虚 拟化技术催生了云计算的雏形。如 Web 邮 箱 通 过 浏 览 器 收 发 和 管 理 海 量 的 电 子 邮 件 ，而 邮 箱 管 理 系 统 的 结 构 和 实 现 细 节 被 虚 拟 化 了 ；搜 索 引 擎 服 务 于 个 性 化 搜 索 请 求 ，但 是 搜 索 和 匹 配 的 细 节 被 虚 拟 化 了 ；网 络 相 册 用 于 存 储 和 分 享 照 片 ，而 存 储 中 心 的 动 态 管 理 被 虚 拟 化 了 ；网 上 开 店 已 成 为 我 们 的 日 常 生 活 ，而 网 上 交 易 、支 付 被虚拟化了等等。
网 格 技 术 的 开 创 者 Ian Foster 将 之 定 义 为“ 在 动 态 、多 机 构 参 与 的 虚 拟组织中协同共享资源和求解问 题 ”。 网 格 计 算 依 托 专 网 或 互 联 网 ， 将 处 于 不 同 地 域 、不 同 领 域 的 多 个 闲 散 计 算 机 资 源 组 织 起 来 ，通 过 统 一 调 度 来 组 成 一 台 虚 拟 的“ 超 级 计 算 机 ”， 共 同 完 成 一 个 较 为 复 杂 的 任 务 ，如 要 求大量计算处理周期和大量数据的 科 学 计 算 问 题 。 可 见 ，网 格 计 算 的 基 本 应 用 场 景 就 是 将 跨 地 域 的 、不 同 所 有 人 的 计 算 资 源 结 合 起 来 ，以 形 成 更 为强大的计算能力。
2 云计算与网格计算的 差别问题
在 云 计 算 的 概 念 被 提 出 之 前 ，网 格 计 算 [10] 作 为 一 个 热 门 研 究 领 域 已 有 10 余 年 历 史 ，并 得 到 了 广 泛 关
服务器集群和虚拟化 服务器托管形成市场
虚拟服务
服务器托管
数据服务器 安全服务器
邮件服务器
…
搜索服务器 视频服务器
Key words: cloud computing; virtualization; grid computing; security of cloud computing; standards of cloud computing
作为 一 种 基 于 互 联 网 的 大 众 参 与 的 计 算 模 式 ，云 计 算 以 服 务 的 方式提供计算资源(包括计算能力、 存 储 能 力 和 交 互 能 力 等)，形 成 了 一 种动态可伸缩虚拟化的新型计算资 源 组 织 、分 配 和 使 用 模 式 。 这 种 模 式 使得计算资源成为向大众提供服务 的 社 会 基 础 设 施 ，与 传 统 利 用 桌 面 计 算 资 源 的 模 式 有 很 大 不 同 ，将 可 能 会 对信息技术本身及其应用产生深刻 影 响 。 软 件 工 程 、网 络 与 端 设 备 的 资 源 配 置 、获 取 信 息 与 知 识 的 方 式 等 [1] ，
服务器井喷
专一服务导致 服务器多样化
客户机/服务器
更多任务由服务器承担 浏览器/服务器 服务器登场
▲图 1 互联网资源配置的变迁
注。在云计算刚被提出的一两年间， 不 少 人 的 印 象 是 ：云 计 算 在 企 业 界 热 ，在 学 术 界 不 热 ，而 网 格 计 算 则 相 反 ，在 学 术 界 热 ，在 企 业 界 不 热 。 云 计算与网络计算的差别在哪里？概 括 地 讲 ，网 格 计 算 是“ 多 为 一 ”多 台 计 算 机 构 成 网 格 ，为 一 个 特 定 的 大 型 计 算 任 务 服 务 ；云 计 算 是“ 一 为 多 ”，互 联 网 上 一 个 个 集 约 化 、专 业 化 的 云 计 算平台依托网络形成规模化的服务。