雲系統:實現雲計算效果的通用計算機系統産品-中文百科頻道

基本簡介

概述

IT基礎架構變得過于複雜和脆弱。目前，70%的IT投資主要用于維護，隻用很少的時間去支持戰略性業務項目。随着用戶要求的響應時間越來越短和管理成本越來越低，IT組織需要一種更好的策略。雲計算是一種能夠降低IT複雜性的新方法，它将按需提供的自助管理虛拟基礎架構彙集成高效池，以服務的形式提供計算。雲計算就是這種更佳策略的核心。

發展

以計算機，微電子和通信技術為主的信息技術革命成為杜會信息化的動力源泉:它的發展已經經曆了兩個階段，日前正在進人第三階段。第一階段是計算機的出現。計算機的産生是20世紀重大的科技成果之一，它的飛速發展大大促進了知識經濟的發展和社會信息化的進程，引起了社會的深刻變革。就計算方式而言，電子計算機經曆了集中什算、分散計算和網絡計算三個階段。

1946年2月，世界上第一台電子計算機ENIAC在美國賓夕法尼亞大學研制成功，主要用于計算彈道和氫彈的研制。1952年IBM公司的第一台用于科學計算的大型機IBM7(I1問世。計算機在誕生後的20年内.以大型機為主，計算都是通過大型機集中運算來完成，由專門的程序員負責編程.有專門的錄人人員負責錄入與輸出。使用者通過隻有一個屏幕、一個鍵盤和一根主機連接線的“啞終端’與主機的應用程序進行交互。因為終端沒有處理能力，所以任何事都需依靠主機來做，包括終端顯示。這一階段的運算特點是由大型機集中計算.主要用于大型科學機構。

1981年8月12日，IBM公司正式推出了全球第一台個人計算機-IBM PC,該機采用主狽4.77 MH‘的Intel 8088徽處理器，運行微軟公司專門為IBM PC開發的MS-DOS操作系統.從此人們可以使用自己的徽型計算機獨立計算。PC的出現，使計算機迅速應用于社會的各行各業。這一階段的特點是由PC機各自分散計算，但還多用于生産、科研，很少用于家庭生活。

此後，計算機的發展體積不斷縮小、性能不斷提升.先後經曆了電子管、晶體管、集成電路、大規模和超大規模集成電路幾個階段。1965年4月19日，時任仙童半導體公司研究開發實驗室主任的戈登·摩爾提出r著名的摩爾定律:IC上可容‘納的晶體管數目約每隔It.'個月便會晚一番，性能也将提升一倍，并且成本不變。據Intel公司公布的統計結果，單個芯片上的晶體管數目，從1971年40X”處理器上的2300個，增長到1997年Pentium口處理器上的7.5百萬個，26年内增加了3200倍。

這個著名的定律創造了IT界的神話，主導了此後半個多世紀電子信息産業的發展。第一台钊一算機ENIAC每秒鐘内可以進行5000次加毯運算和500次乘法運算，而我國2f1f19年自土研發的首欲個人高性能計算機曙光(PHPC100)，最高運算速度可以達到可秒鐘2500億次。

第二階段是網絡的出現。網絡的出現和PC技術的場速發展，使原本分散在世界各地的PC連接在一起，使計算機成為了信息獲取和交流的主要T.具，使人類社會的齊個方面無一例外地都與互聯網息息相關:從金融、交通、通訊、電力、能源等國家重要基礎設施.到衛星、飛機、航母等關鍵軍用設施.再到與人民群衆生活密切相關的教育、商業、文化、衛生等公共設施，都越來越依艘互聯網。

1969年.美閏國防部高級研究計劃署ARPA資助建立了世界上第一個分組交換試驗網ARPANET,連接關國4個大學。1980年，TCP/IP協議研制成功。1986年夭國建成ra于‘1,cP/IP技術的主下網M1SFNET,連接美國的若幹超級計算中心、主妥大學和研究移湘，世界上第一個互聯網産生，迅速連接到世界各地。20世紀90年代，随着Web技術和相應的浏覽器的出現，互聯網的發展和應用出現了新的飛躍。1995年，NSFNFT開始商業化運行。

因特網使得信息的采集、傳播的速度和規模達到空前的水平，實現了個球的信息共享與交互.但與之俱來的問題是:信息爆炸、信息泛濫。近30年來，人類生産的信息已經超過過去，000年信息生産的總和。據美國的一份研究報告《經濟緊縮，數字宇宙膨脹》顯示，2008年全球所創造出的數字信息約等于3.9 x 1[)u比特.如果将其全部印成書籍并排列枯齊，‘已們的長度将是從地球到冥王星的距離的10倍。

1995年以來，随着網絡技術的不斷成熟、帶寬的不斷增大、網絡服務的不斷增加，互聯網用戶數量呈指數增長趨勢。根據中國互聯網絡信息中心(CNNEC)發布的《第25次中國互聯網絡發展狀況統i1·報告)，截至2009年12月.我國網民規模已達3.84億，互聯網普及率達28.9%.QQ、聊天室BBS,E-mail、搜索引擎、博客、網絡遊戲等成為人們生活中不可或缺的重要組成部分。值得一提的是網上購物，逐年呈現出節節攀升的趨勢，對人類的殉物商業模式産生了極為重要的影響。

根據CNN IC發布的2009年中國網絡購物市場研究報告顯示，截止2009年6月，我國網購用戶為8788萬，同比增加2459萬人，年增幅為8.9%。2009年上半年.全國網絡購物消費金額總計為1195.2億元‘.網民在Cto C和Bto C殉物網站花費金額分别為1063.7億和131.5億，半年在C to C購物網站上的購物支出占網購總金額的89%。

此外，人們還通過手機等通訊工具上網獲取信息，根據《第25次中國互聯網絡發展狀祝統計報告》和(2009年中國移動互聯網與3G用戶調查報告》，截止到2009年12月我國手機網民數量迅速增長.規模已達2.33億人，占整體網民的60.8%，一年增加1.2億，手機上網已成為我國互聯網用戶的新增長點，并呈現穩定的上漲趨勢。互聯網随身化，便攜化的趨勢口益明顯。

手機新聞、手機聊天、手機搜索口前排名前三.分别有90.8%,47.9%,46.9%的用戶使用。根據CDG和U11T5論壇的統計，截至2009年2月，全球3G用戶已經突破8.1億，這意味着全球3G的商用進人加速發展階段。2009年中國邁入了3C時代.國内運營商重組、3G牌照的發放、技術的不斷更新、帶寬的不斷增加，使得運營商間的競争日益加劇。紛紛不斷推出種類豐富、功能強勁的終端産品和應用服務:如手機郵箱、手機搜索、手機定位.手機遊戲、手機音樂等業務，這使得許多原來基于PC的應用現在可以在移動終竣r.實現，極大地擴展人們的工作空間。

構成

雲系統的架構并不複雜，它主要由兩部分構成：雲計算和雲存儲。雲計算一般指分布式計算，通過各地的數據中心設置計算機服務器集群，通過網絡為用戶提供不同的應用；雲存儲亦然，将用戶數據存儲在雲端，避免使用本地資源存儲，達到異地使用和異地存儲的目的。

雲系統由軟件、硬件及安全組件構成，具有性價比高、安全穩定、壽命長、功能強、高可管及易維護的使用效果，可以幫助多機用戶以最低的投入實現最高效的計算機應用效果。

雲計算操作系統通常包含以下幾個模塊：大規模基礎軟硬件管理、虛拟計算管理、分布式文件系統、業務/資源調度管理、安全管理控制等幾大模塊組成。

作用

雲計算操作系統有以下幾個作用，一是治衆如治寡，能管理和驅動海量服務器、存儲等基礎硬件，将一個數據中心的硬件資源邏輯上整合成一台服務器；二是為雲應用軟件提供統一、标準的接口；三是管理海量的計算任務以及資源調配；雲計算操作系統是實現雲計算的關鍵一步，從前端看，雲計算用戶能夠通過網絡按需獲取資源，并按使用量付費，如同打開電燈用電，打開水龍頭用水一樣，接入即用；從後台看，雲計算能夠實現對各類異構軟硬件基礎資源的兼容，更要實現資源的動态流轉，如西電東送，西氣東輸等。

将靜态、固定的硬件資源進行調度，形成資源池，雲計算的兩大基本功能就是雲計算中心操作系統實現的，但是操作系統的重要作用遠不止于此。

特點難點

實體

目前是由一種叫做“發光二極管”的材料所實現的，而這種材料從合成、開發到應用的成本已經達到了民用級，這種材料和報紙很相似，可以折疊，也可以貼到玻璃或固定闆上；雲端的大小，是依據客戶的實際需要來制定的，大小不一。可以是20平方的落地窗大小，也可以是手機大小；雲端和雲服務器的信息傳輸之一，4G無線網絡複蓋。雲服務器通過這個無線網絡區域，将用戶主動要求的、處理後的信息傳送到信息所需求的雲端上顯示給用戶。所以可以這麼說，每個雲端其實都是雲服務器的4G網絡型顯示器。

特點

雲端信息的自由性很強，比如您在公司，可以随時從其他雲端中拷貝數據，完成工作；您去商場，可以任意從商場的雲端中查詢最新的商品資料和打折活動。等等着一起功能，其實都是依靠雲服務器系統的。

雲端的安全性很高，它包括區域雲端鎖定技術、公共區域指紋、虹膜等等。

難點

縱觀國内外IT廠商，除了浪潮、華為聲明要研發雲操作系統，以及VMware曾将其vSphere宣傳為雲操作系統外，絕大多數的廠商似乎無此雄心。但另一個有意思的現象是，無論是服務器廠商，還是存儲廠商，或是網絡廠商，近兩年紛紛推出以“雲基礎架構管理平台”、“雲管理平台”冠名的各種雲管理平台。而且，從宣傳上看，雲管理平台也能實現數據中心内各種資源的管理和調度，人們不禁要問，雲管理平台與雲操作系統之間的關系是什麼？

紅帽公司一不願意透露姓名的高級工程師表示，一些IT廠商所提出的“雲操作系統”、雲管理平台，往往隻是一個“Hypervisor+虛拟資源”的管理工具，有些還會提供一定的API接口實現集中的管理，準确來說，應該是一個“可管理的虛拟化平台”。這離一個開放、通用的雲操作系統所需要實現的功能還差得遠，當然，開發雲操作系統的難度也要大得多。

提起研發上的難點，周松年認為主要有以下幾點。

一是大規模軟硬件資源管理。“這個資源，理論上應該包括計算、存儲、網絡等數據中心的各種各種異構資源，但實際上能夠做到這一點的并不多。”周松年說。

“因為這個資源的範圍其實非常廣泛。”周松年解釋說，“以計算資源為例，不僅應該包括虛機（虛拟服務器），也應包括實機（未經虛拟化的服務器）；從實機上講，不僅包括x86服務器，也該包括IBM、惠普、甲骨文的小型機；從虛機上講不僅包括VMware的虛機，也該包括微軟、Xen等其它種類的虛機，而且還要能夠調度分散在不同地點的數據中心之間的資源。所以，很多廠商是不會把自己的産品叫做雲操作系統的，因為他們知道他們的産品沒有到達這個層面。”

周松年的此番觀點雖然略嫌刺耳，但也是實情。當前的一些雲管理平台，大多隻支持同構環境，而且有的隻能管理純虛拟環境。有的雖然好一些，能管理非虛拟環境，但依然有限制。例如，富士通中國首席技術官周一平曾坦率地承認，其ROR雲基礎架構管理平台雖然能夠管理“虛機和實機”，但這個“實機”僅限于富士通自己的物理服務器。

二是基于分布式結構。通過全分布式的結構，才能實現從幾千台服務器到上百萬台服務器之間的擴展，從而構建出海量的計算能力，同時也構建出海量的存儲能力。并且使得單個節點的故障并不影響系統的可靠性。

此外，浪潮和華為也特别強調分布式存儲，因為傳統基于虛拟化技術的“雲計算”平台雖然可以實現虛拟機的遷移、容錯等功能，但普遍依賴于共享存儲。這樣，就存在一個緻命的隐患，即：共享存儲一旦宕機，所有構建于共享存儲之上的虛拟機都會宕機。為了解決這一問題，需要将雲計算平台建構于分布式存儲系統之上，實現數據的冗餘。而基于塊設備的分布式文件系統，也就成為構建雲操作系統的基礎。

盡管由于一些技術或商業上的難點，真正意義上的雲操作系統尚未面世，但一個開放、通用的雲操作系統應該是雲計算的重要基石，也是未來的技術發展方向。

操作系統

傳統的IT将緊密耦合的軟硬件堆積在一起，無法有效地滿足客戶的需求。IT部門充滿了壓力，他們必須适應業務需求的快速變化、滿足對全天候業務彈性的需求，還要大幅降低成本。但另一方面，他們也有機會利用x86硬件和日益成熟的虛拟化技術帶來的強大功能和顯着的經濟性。他們的應用程序體系結構選擇範圍更廣，而且各種新興的雲環境也能提供便宜且随時可供訪問的計算能力。

雲操作系統簡化了計算。

雲操作系統允許IT專業人員：

通過為所有應用程序提供内置的可用性、安全性和性能保證，從而按照預定義的SLA自動管理應用程序。

在由可輕松更換的行業标準組件構成的高度統一、可靠、高效的基礎架構上運行應用程序。

跨内部或外部計算雲移動應用程序并保持相同的服務級别預期，以實現最低的總體擁有成本和最高的運營效益。

雲操作系統可實現極為簡化和更加高效的計算模型。在此新模型中，客戶定義所需的結果，計算基礎架構則準确地保證能夠獲得這些結果。IT專業人員可以部署應用程序，例如指定服務級别、響應時間、安全策略和可用性，雲操作系統則以最低的成本實現這些規範，并将維護降至最低限度。

産生展望

産生

展望

雲系統将成為未來的主流。“不惑之年”的傳統系統老态龍鐘，優勢正在逐漸消失。20年前先知先覺的Sun創始人麥克裡尼提出了“網絡就是計算機”的理念，今天的互聯網已經滲透到PC應用的每一個角落和細節，硬件配置、産品形态都已不再重要，誰掌控了網絡，誰就能主宰PC市場。

用戶隻需要通過浏覽器登錄雲平台，便可以借由網絡實現任何一種傳統系統中的基本應用，因此，雲系統的形态就是一個浏覽器視窗。在瘦客戶機風行，信奉輕裝上陣、高效管理的企業市場，雲系統似乎更具備生存土壤——有比一個浏覽器更簡單易用、更便于管理的系統嗎？

相比傳統的桌面系統，雲系統的另一個強大的優勢在于可以大幅削減企業的TCO（總所有成本），這才是決定企業選擇最關鍵的指标。由于多種應用可以借由網絡實現，搭載雲系統的瘦客戶機降低了對硬件配置的需求，初期便節省了IT設備采購資金；在後期的運維過程中，因為操作和存儲均基于雲端服務器，降低了本地IT人員的工作負荷，減少了人力維護成本。基于這兩點不難推斷，傳統桌面系統在企業市場的生命周期不久可能結束，未來2~3年内，大中型企業多将部署雲系統+瘦客戶機，而小型企業可能還需要更長的時間去适應和調整。

目前360有加入雲計劃程序。

應用案例

一般來講，國内外大的網站，比如google、網易、騰訊等，都有該類産品，但由于該系統是各自的核心競争力，都是自産自用，不對外發售；現在市面上可用的隻有兩家，一是vmware的vsphere，不過該産品是虛拟化技術衍生出來的，管理的設備數量有限，目前還沒有分布式文件系統；二是浪潮的雲海，浪潮雲海是第一款國産的雲計算中心操作系統，采用“linux+Xen”開放标準技術路線，支持分布式計算、分布式存儲等，性能和可用性更強、成本也相對低廉，但是要到2010年底才能發布。

WindowsAzure

1、起源

2009年，微軟Windows就推出了Azure，但并沒有在企業級市場掀起多大波瀾。目前Windows Azure的客戶多為中小型企業。在這場下一代系統的競争中，微軟的優勢很明顯：第一，雲系統采取浏覽器視窗形态接入網絡，微軟的IE浏覽器在全球占有率接近60%，其強勢地位不用多說。

同時，多年的IE運維管理經驗也讓微軟更了解用戶的需求，技術、市場優勢明顯；第二，雖然日漸式微，但Win-tel聯盟始終在PC市場擁有巨大的影響力和話語權，在一些瘦客戶機産品上預裝Windows Azure，對于微軟而言隻是舉手之勞；第三，Windows Azure并不是孤軍奮戰——微軟不僅提供了開發者平台，為越來越多的技術人才開放權限，還為Windows Azure裝備了“配套産品”——中間件AppFabric和數據庫AQL Azure；第四，微軟的品牌定位和技術積澱有很大的優勢，30年的系統研發經驗，可能是微軟最重要的一張“王牌”。

2、前景

有關Windows Azure的信息比較有限——對于“拳頭”産品，微軟的保密工作一向做得很好，但我們可以期待Ray Ozzie的承諾——“Windows Azure，絕對不是說說而已”。微軟的計劃中，Azure将成為Windows sener和System center的重要補充。

2010年被認為是雲計算和雲服務元年，也是雲系統戰争拉開帷幕的重要時間節點。2010年4月30日，Ubuntu10.04版發布，其中集成的起點社交、在線服務、音樂庫等應用明顯偏重于雲服務；2010年年底，Chrome OS也會推出，借助上網本搶占移動終端，不需要多少時日，雲系統便将呈現百花齊放的态勢。對于用戶而言，選擇也将更為廣泛。

Gleasy-雲服務平台

Gleasy是一款面向個人和企業用戶的雲服務平台，可通過網頁及客戶端兩種方式登錄，乍看之下和PC操作系統十分接近，其中包括即時通訊、郵箱、OA、網盤、辦公協同等多款雲應用，用戶也可以通過應用商店安裝自己想要的雲應用。

Gleasy由杭州格暢科技開發，團隊認為現在的雲應用已十分普及，但始終無集中管理的平台。用戶、特别是企業用戶，需要一個一次登錄即可解決日常應用需求的環境。