云计算热点问题分析

　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。
　　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.
　　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],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。
　　
　　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。
　　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。
　　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。
　　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]。
　　

论文联盟