計(jì)算資源虛擬化

如何理解計(jì)算資源的虛擬化并不簡(jiǎn)單，業(yè)界對(duì)虛擬化的認(rèn)識(shí)，有的不到位，有的又說過了頭。我的觀點(diǎn)是，虛擬化很重要，但虛擬化不是要搞一臺(tái)萬能的虛擬機(jī)，也不要輕易地相信把一臺(tái)高性能計(jì)算機(jī)買來就可以實(shí)現(xiàn)虛擬化。

虛擬化，從歷史上來看它早已經(jīng)存在。例如，操作系統(tǒng)弱化了軟件應(yīng)用環(huán)境與硬件平臺(tái)之間的依賴，甚至完全隔離，中間件弱化了應(yīng)用軟件與軟件運(yùn)行的依賴，可以說操作系統(tǒng)和中間件就是采用了虛擬化技術(shù)，其核心就是把很多具體實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)隱藏起來，提供用戶關(guān)注內(nèi)容的服務(wù)。計(jì)算資源的虛擬化在互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代得到了更為迅速的發(fā)展，大眾用戶以更自然的交互方式，呈現(xiàn)出個(gè)性化服務(wù)的強(qiáng)勁需求。虛擬化促使人們可以無需關(guān)心特定應(yīng)用軟件的服務(wù)方式(如是否被他人同時(shí)租用)，無需關(guān)心計(jì)算平臺(tái)的操作系統(tǒng)以及軟件環(huán)境等底層資源的物理配置與管理，無需關(guān)心計(jì)算中心的地理位置，這三個(gè)無需關(guān)心對(duì)應(yīng)的就是軟件作為服務(wù)、平臺(tái)作為服務(wù)、基礎(chǔ)設(shè)施作為服務(wù)。

回顧互聯(lián)網(wǎng)資源配置的變遷，可以更明顯地看到虛擬服務(wù)走向必然的趨勢(shì)。最早的服務(wù)器出現(xiàn)在C/S體系結(jié)構(gòu)中;然后出現(xiàn)了B/S結(jié)構(gòu)，客戶端進(jìn)一步變瘦，通過瀏覽器直接接入應(yīng)用;再后來，多數(shù)機(jī)構(gòu)都架設(shè)了服務(wù)器，各類專一的應(yīng)用，如郵件服務(wù)器、數(shù)據(jù)服務(wù)器、安全服務(wù)器和視頻服務(wù)器等，導(dǎo)致了服務(wù)器的井噴。大量服務(wù)器運(yùn)用促使托管市場(chǎng)的出現(xiàn)，以減輕機(jī)構(gòu)自身維護(hù)服務(wù)器的成本負(fù)擔(dān)。但簡(jiǎn)單的托管并不能對(duì)服務(wù)器實(shí)施進(jìn)一步地集約化使用，若通過虛擬化服務(wù)，把服務(wù)器變成“服務(wù)”，則在服務(wù)提供方就可以進(jìn)一步整合計(jì)算資源。從服務(wù)器使用的演變過程可以看出，云計(jì)算作為一種以服務(wù)的方式提供計(jì)算資源的新型計(jì)算資源組織、分配和使用模式，它的出現(xiàn)是必然的。這與工業(yè)化革命促使傳統(tǒng)制造業(yè)的大生產(chǎn)向規(guī)模化、集約化、專業(yè)化的轉(zhuǎn)變的趨勢(shì)極其相似，今天，信息產(chǎn)業(yè)也正在走向信息服務(wù)的規(guī)?；?、集約化和專業(yè)化。

計(jì)算資源的虛擬化組織分配和使用模式，有利于資源合理配置，提高資源的利用率。一般來說，一個(gè)具體業(yè)務(wù)單位網(wǎng)管中心的服務(wù)器，實(shí)際利用率只有15%;而在服務(wù)器集群系統(tǒng)(像Google服務(wù)器)中服務(wù)器的利用率則可能達(dá)到80%以上。計(jì)算資源的虛擬化促進(jìn)了節(jié)能減排，實(shí)現(xiàn)了綠色計(jì)算,而端產(chǎn)品也擺脫了傳統(tǒng)的胖配置帶來的系統(tǒng)升級(jí)開銷，端產(chǎn)品更加簡(jiǎn)潔、靈活、多樣。

高性能計(jì)算機(jī)是不是可以用于云計(jì)算，這是很多政府部門非常關(guān)心的事情。目前流行的規(guī)?；?、集約化、專業(yè)化的云計(jì)算中心，像Google、Amazon并沒有使用高性能計(jì)算機(jī)，也并沒有使用并發(fā)的操作系統(tǒng)。云計(jì)算中心的服務(wù)往往面向大眾用戶的多樣化應(yīng)用，如大規(guī)模搜索、網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)和網(wǎng)絡(luò)商務(wù)等，因此應(yīng)更多地具備為數(shù)以千萬計(jì)的不同種類應(yīng)用提供高質(zhì)量服務(wù)環(huán)境的能力，并能有效地適應(yīng)用戶需求和業(yè)務(wù)創(chuàng)新。部署于高性能計(jì)算中心的高性能計(jì)算機(jī)，適合解決要求高并發(fā)計(jì)算的科學(xué)問題，未必就適合云計(jì)算模式。其次，虛擬機(jī)在物理機(jī)上的再分布問題是一個(gè)NP(非確定性多項(xiàng)式)難題。計(jì)算中心的規(guī)?；⒓s化和專業(yè)化，需要更為精致、專業(yè)的虛擬平臺(tái)，在云計(jì)算中心搭建各類平臺(tái)，并不存在那一種能夠適應(yīng)所有虛擬化應(yīng)用需求的萬能的虛擬機(jī)。

在第一個(gè)問題上講了兩個(gè)觀點(diǎn)，虛擬化很重要，但是虛擬化不是要搞萬能的虛擬機(jī)，也不要輕易地把高性能計(jì)算機(jī)買來認(rèn)為就可以實(shí)現(xiàn)虛擬化。

云計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)

云計(jì)算為用戶提供各種類型和可變粒度的虛擬化服務(wù)，而實(shí)現(xiàn)開放云計(jì)算平臺(tái)的關(guān)鍵性技術(shù)基礎(chǔ)則是服務(wù)間的互聯(lián)、互通和互操作。互聯(lián)、互通、互操作是網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在整個(gè)發(fā)展過程中所必須具備的基本特性，如各種局域網(wǎng)和廣域網(wǎng)協(xié)議讓計(jì)算設(shè)備互通，TCP/IP協(xié)議實(shí)現(xiàn)了網(wǎng)際互聯(lián)，在萬維網(wǎng)時(shí)代，HTTP和HTML等協(xié)議實(shí)現(xiàn)了終端與Web網(wǎng)站間的部分互操作。Web服務(wù)與SOA則開啟了服務(wù)計(jì)算的大門。云計(jì)算的出現(xiàn)并不顛覆現(xiàn)有的Web服務(wù)的基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)，如簡(jiǎn)單對(duì)象訪問協(xié)議(SOAP)、Web服務(wù)描述語言(WSDL)與服務(wù)注冊(cè)與發(fā)現(xiàn)協(xié)議(UDDI)等，而將會(huì)在其上進(jìn)一步發(fā)展。

目前，許多機(jī)構(gòu)已構(gòu)建了云計(jì)算平臺(tái)，并基于其內(nèi)部數(shù)據(jù)提供了大量服務(wù)。但這些數(shù)據(jù)和服務(wù)在語法和語義上的差異依然阻礙了它們之間有效的信息共享和交換，因此，在現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上，云計(jì)算將會(huì)更加強(qiáng)調(diào)服務(wù)的互操作。制定更高層次的開放與互操作性協(xié)議和規(guī)范來實(shí)現(xiàn)云(服務(wù))-端(用戶)以及云-云之間的互操作都顯得十分重要。國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織ISO/IECJTC1SC32正在制定互操作標(biāo)準(zhǔn)，目前由中國(guó)、日本、韓國(guó)、英國(guó)承擔(dān)，美國(guó)等23個(gè)國(guó)家參加討論，12個(gè)國(guó)家參加投票。由中國(guó)主導(dǎo)的ISO/IEC19763——MFI(MFI，MetamodelFrameworkforInteroperability，互操作元模型框架)，已經(jīng)正式發(fā)布。MFI從模型注冊(cè)、本體注冊(cè)、模型映射等角度對(duì)注冊(cè)信息資源的基本管理信息提供了參考，能夠促進(jìn)軟件服務(wù)之間的互操作。

從全球來看，國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織對(duì)云計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)的制定遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒有產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟來得快，像云安全聯(lián)盟、開放云計(jì)算聯(lián)盟、云計(jì)算論壇等行業(yè)組織都在積極致力于建立相關(guān)云計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)，包括虛擬機(jī)鏡像分發(fā)、虛擬機(jī)部署和控制、云內(nèi)部虛擬機(jī)之間的交流、持久化存儲(chǔ)、安全的虛擬機(jī)配置等，它們建立云計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)的步伐，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超前于云計(jì)算國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織，因此，我們中國(guó)云計(jì)算聯(lián)盟要早準(zhǔn)備、早動(dòng)手，爭(zhēng)取做出更多的貢獻(xiàn)。

云安全

服務(wù)的規(guī)?；⒓s化和專業(yè)化改變了信息資源大量分散且重復(fù)于端設(shè)備的安全難管難控格局，這從根本上改變了整個(gè)安全的格局，對(duì)安全的管理和控制應(yīng)該說是有利的。但是，云計(jì)算不是為了解決安全問題的新式武器。作為一種基于互聯(lián)網(wǎng)的計(jì)算模式，云計(jì)算在提供服務(wù)的同時(shí)也將不可避免地可能出現(xiàn)諸如漏洞、病毒、攻擊及信息泄露等既有信息系統(tǒng)中普遍存在的共性安全問題。因此，傳統(tǒng)的信息安全技術(shù)將會(huì)繼續(xù)應(yīng)用在云計(jì)算中心本身的安全管理上，而且云計(jì)算本身的信息安全技術(shù)手段也在不斷發(fā)展中。

應(yīng)該強(qiáng)調(diào)指出的是，人們普遍關(guān)心的云安全，本質(zhì)是數(shù)據(jù)擁有方和存儲(chǔ)服務(wù)方之間的信任管理。云計(jì)算的核心模式是服務(wù)，服務(wù)的前提是用戶和服務(wù)提供方建立信任。也就是說，是數(shù)據(jù)擁有方和存儲(chǔ)服務(wù)方之間形成一定的數(shù)據(jù)使用約定，通過雙方的信譽(yù)和雙約束的手段，共同解決數(shù)據(jù)的合理、合法使用而不被濫用。安全和可信是云計(jì)算中各類用戶、服務(wù)提供方等社區(qū)交互以及演化中所積累出來的一項(xiàng)固有品質(zhì)。建立這種用戶使用云計(jì)算服務(wù)所需要的信任等社會(huì)關(guān)系，最基本、最重要的保證在于互聯(lián)網(wǎng)的民主性所形成的由下而上的力量，即在社區(qū)交互和演化中所體現(xiàn)出來的信譽(yù)。如何更好地抽象、應(yīng)用在社區(qū)演化中所涌現(xiàn)出來的信任的品質(zhì)，是云安全中信任管理的關(guān)鍵問題。云計(jì)算中信任的建立、維持和管理，可以通過社會(huì)與技術(shù)手段相結(jié)合的方式來輔助信任機(jī)制的完善。

安全本身也可以成為一種服務(wù)。我們可以建立云計(jì)算安全中心，專門為用戶服務(wù)，好像酒店專門聘請(qǐng)保安的道理是一樣。通過云計(jì)算安全中心，可實(shí)現(xiàn)集約化和專業(yè)化的安全服務(wù)，改變當(dāng)前人人都在打補(bǔ)丁、個(gè)個(gè)都在殺病毒的狀況。所以從根本上來說，這種規(guī)?；?、集約化、專業(yè)化的云計(jì)算形式對(duì)安全是有利的，不是不利的。

云計(jì)算的趨勢(shì)

云計(jì)算是互聯(lián)網(wǎng)計(jì)算的典型模式，它帶來的好處是，終端用戶只需關(guān)注自己真正需要什么樣的資源以及如何通過網(wǎng)絡(luò)來得到相應(yīng)的服務(wù)，無需自購(gòu)硬件，無需考慮如何配置和維護(hù)軟件，無需為得到服務(wù)作任何預(yù)先投資，甚至無需知道是誰提供的服務(wù)。對(duì)于大量的中小企業(yè)，無需在初期就花費(fèi)大量的投資來購(gòu)買計(jì)算機(jī)軟硬件設(shè)備和聘用維護(hù)人員;也不必?fù)?dān)心因?yàn)楦吖雷陨順I(yè)務(wù)受歡迎的程度而過度部署，以致造成資源浪費(fèi)，或?qū)V受歡迎的業(yè)務(wù)因部署不足而錯(cuò)失潛在的客戶。這種不需要額外代價(jià)就能獲得信息資源使用上的柔性，按需獲取，在IT歷史上前所未有。

對(duì)于云計(jì)算的展望，我認(rèn)為有兩個(gè)趨勢(shì)。

第一，移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)上云計(jì)算來得更快。移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的帶寬迅速增長(zhǎng)，當(dāng)我們走向3G乃至4G的時(shí)候，當(dāng)下載速度到了2M甚至10M的時(shí)候，移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的實(shí)時(shí)性、交互性、低成本、個(gè)性化和位置感知能力，形成移動(dòng)用戶迅速增長(zhǎng)的服務(wù)需求，移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的用戶數(shù)將迅速攀升，尤其是基于位置的服務(wù)將會(huì)使大眾普遍受惠的。

第二，從服務(wù)的互聯(lián)網(wǎng)到物聯(lián)網(wǎng)。對(duì)用戶來說，一部手機(jī)或者一個(gè)相機(jī)，只要通過網(wǎng)絡(luò)，就可以實(shí)現(xiàn)很多需求，不用買打印機(jī)就可實(shí)現(xiàn)的云打印;照相機(jī)實(shí)時(shí)拍攝的圖片通過云顯示可同時(shí)與家人朋友共享;從手機(jī)定制云導(dǎo)航服務(wù)也可以發(fā)展到車聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)，這將會(huì)成為云計(jì)算進(jìn)一步滲透到社會(huì)方方面面的重要趨勢(shì)。