[編者按]通過(guò)前面兩章對(duì)云計(jì)算的介紹，讀者對(duì)云計(jì)算的基本組成、體系結(jié)構(gòu)、它與其他分布式計(jì)算技術(shù)等應(yīng)該有了一個(gè)比較深入的了解。這篇文章將介紹云計(jì)算的計(jì)算模型，了解目前為大眾推崇的Google云計(jì)算平臺(tái)上典型的分布計(jì)算是如何進(jìn)行的。接著分析了云計(jì)算領(lǐng)域先驅(qū)者成功的關(guān)鍵因素，這對(duì)有意投入云計(jì)算領(lǐng)域的企業(yè)能有所借鑒。最后作者從云計(jì)算模式、運(yùn)營(yíng)模式、以及可靠、安全與隱私等方面討論了與云計(jì)算相關(guān)的經(jīng)濟(jì)技術(shù)問(wèn)題以及未來(lái)云計(jì)算的發(fā)展趨勢(shì)。

7 云計(jì)算的計(jì)算模型

盡管學(xué)術(shù)界和企業(yè)界有許多研究人員提出了各種各樣的云系統(tǒng)模型，但是大多都沒(méi)有涉及采用云計(jì)算解決問(wèn)題時(shí)的計(jì)算模型問(wèn)題。為了解決云中服務(wù)器群之間的通信和協(xié)作， Google提出了被后人稱為云計(jì)算三大法寶的GFS、BigTable 和MapReduce技術(shù)。正是這些技術(shù)才使得Google可以讓幾十萬(wàn)臺(tái)甚至上百萬(wàn)臺(tái)計(jì)算機(jī)一起形成“云”，組成強(qiáng)大的數(shù)據(jù)中心。

7.1 GFS - Google文件系統(tǒng)

桌面應(yīng)用和Internet應(yīng)用有著巨大的差別。GFS是Google公司開(kāi)發(fā)的專屬分布式文件系統(tǒng)，為了在大量廉價(jià)硬件上提供有效可靠的數(shù)據(jù)訪問(wèn)而設(shè)計(jì)。

GFS針對(duì)Google的核心數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和使用需求進(jìn)行優(yōu)化，用于保存搜索引擎所產(chǎn)生的大量數(shù)據(jù)。Google的Internet搜索計(jì)算借鑒函數(shù)式編程模式，函數(shù)式操作不會(huì)修改原始數(shù)據(jù)而總是產(chǎn)生新的計(jì)算結(jié)果數(shù)據(jù)。因而其應(yīng)用特點(diǎn)是產(chǎn)生大量的巨型文件，通常以讀為主，可以追加但很少重寫(xiě)，具有非常高的吞吐率[1]。

GFS的設(shè)計(jì)將節(jié)點(diǎn)分成2類:一個(gè)主節(jié)點(diǎn)和大量的塊服務(wù)器，塊服務(wù)器用來(lái)保存數(shù)據(jù)文件。每個(gè)數(shù)據(jù)文件被劃分成64 MB大小的塊，每一個(gè)塊都有一個(gè)唯一的64位標(biāo)簽以維護(hù)文件到塊的邏輯映射。主節(jié)點(diǎn)只是存儲(chǔ)數(shù)據(jù)塊的元數(shù)據(jù)，包括64位標(biāo)簽到塊位置及其組成的文件的映射表，數(shù)據(jù)塊副本位置，哪些進(jìn)程正在讀寫(xiě)或“按下”某一數(shù)據(jù)塊的“快照”以便復(fù)制副本等信息。主節(jié)點(diǎn)定期從塊服務(wù)器接受更新以保持元數(shù)據(jù)的最新?tīng)顟B(tài)。

變更操作授權(quán)通過(guò)限時(shí)租用實(shí)現(xiàn)，主節(jié)點(diǎn)在一定時(shí)期內(nèi)只限時(shí)給一個(gè)進(jìn)程授予修改數(shù)據(jù)塊的權(quán)限。被修改的數(shù)據(jù)塊服務(wù)器作為主數(shù)據(jù)塊將更改信息同步到其他塊服務(wù)器上的副本。通過(guò)多個(gè)冗余副本提供可靠性和可用性。

應(yīng)用程序通過(guò)查詢主節(jié)點(diǎn)從而獲取文件/塊的地址，然后直接和數(shù)據(jù)塊服務(wù)器聯(lián)系并最終取得相應(yīng)的數(shù)據(jù)文件。

目前在Google中有超過(guò)200個(gè)Google文件系統(tǒng) 集群，一個(gè)集群可以由1 000 或者甚至5 000臺(tái)機(jī)器構(gòu)成。Google證明了用最廉價(jià)的機(jī)器搭建的云同樣可以提供高可靠的計(jì)算和存儲(chǔ)系統(tǒng)。

7.2 BigTable -數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)

BigTable是Google構(gòu)建在GFS及Chubby(一種分布式鎖服務(wù))之上的一種壓縮、高效的專屬數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)，是一種結(jié)構(gòu)化的分布式存儲(chǔ)系統(tǒng)。這種數(shù)據(jù)庫(kù)是一個(gè)稀疏的分布式多維度有序映射表，具有支持行關(guān)鍵字、列關(guān)鍵字、以及時(shí)間戳3個(gè)維度的索引[2]。允許客戶端動(dòng)態(tài)地控制數(shù)據(jù)的表現(xiàn)形式、存儲(chǔ)格式和存儲(chǔ)位置，滿足應(yīng)用程序?qū)ψx寫(xiě)局部化的具體要求。

數(shù)據(jù)庫(kù)表通過(guò)劃分多個(gè)子表使其保持約200 MB大小從而實(shí)現(xiàn)針對(duì)GFS的優(yōu)化。子表在GFS中的位置記錄在多個(gè)特殊的被稱為META1的子表的數(shù)據(jù)庫(kù)中，通過(guò)查詢唯一的META0子表來(lái)定位META1子表。BigTable的設(shè)計(jì)目的是為了支持PB級(jí)數(shù)據(jù)庫(kù)，可以分布在上萬(wàn)臺(tái)機(jī)器上，更多的機(jī)器可以方便加入而不必重新配置。

7.3 MapReduce——分布式計(jì)算編程 模式

前面的GFS和BigTable是Google用于解決大規(guī)模分布環(huán)境中可靠地存儲(chǔ)數(shù)據(jù)問(wèn)題，而MapReduce則是Google提出的一個(gè)軟件框架，以支持在大規(guī)模集群上的大規(guī)模數(shù)據(jù)集(通常大于1 TB)的并行計(jì)算。這是真正涉及云計(jì)算的計(jì)算模型[3]。

?MapReduce軟件架構(gòu)

MapReduce架構(gòu)設(shè)計(jì)是受到函數(shù)式程序設(shè)計(jì)中的兩個(gè)常用函數(shù)映射(Map)和化簡(jiǎn)(Reduce)的啟發(fā)，用來(lái)開(kāi)發(fā)Google搜索結(jié)果分析時(shí)大量計(jì)算的并行化處理，比如文獻(xiàn)詞頻的計(jì)算等。在函數(shù)式程序的設(shè)計(jì)中，Map和Reduce都是構(gòu)建高階函數(shù)的工具。

映射將某個(gè)給定的作用于某類元素的函數(shù)應(yīng)用于該類元素的列表，并返回至一個(gè)新的列表，其中的元素是該函數(shù)作用到原列表中的每個(gè)元素得到的結(jié)果。比如:Map f [v1， v2， ...， vn] = [f (v1)， f (v2)， ...， f (vn)]。從這里可以看出，這些f 函數(shù)的計(jì)算是可以并行計(jì)算的。

MapReduce計(jì)算模型對(duì)于有高性能要求的應(yīng)用以及并行計(jì)算領(lǐng)域的需求非常適合。當(dāng)需要對(duì)大量數(shù)據(jù)做同樣計(jì)算的時(shí)候，就可以把數(shù)據(jù)進(jìn)行劃分，然后分配到不同的機(jī)器上來(lái)分別作計(jì)算。

化簡(jiǎn)將一個(gè)列表中的元素按某種計(jì)算方式(函數(shù))進(jìn)行合并。比如把一個(gè)二元運(yùn)算f擴(kuò)展到n元運(yùn)算:Reduce f [v1， v2， ...， vn]= f (v1，(reduce f [v2， ...， vn]) =f ( v1， f (v2， (reduce f[v3， ...， vn])) =f (v1， f (v2， f ( ...f (vn-1， vn)...))。MapReduce計(jì)算模型將上面映射操作的計(jì)算中間結(jié)果采用化簡(jiǎn)進(jìn)行合并，以得到最后結(jié)果。

?MapReduce的執(zhí)行過(guò)程

通過(guò)將輸入數(shù)據(jù)自動(dòng)切片而將映射調(diào)用分布在多臺(tái)機(jī)器上，進(jìn)而再對(duì)中間結(jié)果的鍵值空間進(jìn)行劃分而將化簡(jiǎn)調(diào)用分布到多臺(tái)機(jī)器上。當(dāng)用戶程序調(diào)用MapReduce函數(shù)時(shí)，MapReduce的操作的大致流程如圖8所示。

首先將數(shù)據(jù)文件切分成M片，然后啟動(dòng)集群上的多個(gè)程序拷貝。

一份特殊的拷貝是主節(jié)點(diǎn)，而其它的則均為從節(jié)點(diǎn)。主節(jié)點(diǎn)將“映射”或“化簡(jiǎn)”的任務(wù)分配給空閑的從節(jié)點(diǎn)。

被賦予映射任務(wù)的從節(jié)點(diǎn)讀入相應(yīng)輸入數(shù)據(jù)片內(nèi)容，分析其鍵/值對(duì)并將其傳遞給用戶定義的映射函數(shù)。映射函數(shù)產(chǎn)生的中間結(jié)果鍵/值對(duì)在內(nèi)存中緩存。

緩存的鍵/值對(duì)定期寫(xiě)入本地磁盤(pán)，經(jīng)由劃分函數(shù)分成R塊。這些緩存的鍵/值對(duì)在本地磁盤(pán)中地址被傳回主節(jié)點(diǎn)，由其負(fù)責(zé)將地址轉(zhuǎn)發(fā)給化簡(jiǎn)從節(jié)點(diǎn)。

當(dāng)一個(gè)化簡(jiǎn)從節(jié)點(diǎn)收到主節(jié)點(diǎn)發(fā)來(lái)的地址時(shí)，它用遠(yuǎn)程過(guò)程調(diào)用讀取映射緩存在磁盤(pán)里的數(shù)據(jù)。當(dāng)化簡(jiǎn)從節(jié)點(diǎn)從其分塊讀取所有中間數(shù)據(jù)時(shí)，先按鍵值對(duì)其排序從而使相同鍵的所有數(shù)據(jù)被放置在一起。

化簡(jiǎn)從節(jié)點(diǎn)迭代處理這些有序的中間數(shù)據(jù)，針對(duì)每個(gè)中間鍵值它將對(duì)應(yīng)的一組中間值傳給用戶的化簡(jiǎn)函數(shù)?；?jiǎn)函數(shù)的輸出被追加到該化簡(jiǎn)塊。

當(dāng)所有映射和化簡(jiǎn)任務(wù)完成后，主節(jié)點(diǎn)則會(huì)通知用戶程序。此時(shí)，用戶程序中的MapReduce調(diào)用返回到用戶代碼。

完成后MapReduce執(zhí)行的輸出結(jié)果就在R個(gè)輸出文件中。用戶可以將其合并，也可以作為下一次mapreduce調(diào)用或其它分布式應(yīng)用的輸入之用。

7.4 Apache Hadoop——分式式系統(tǒng)

基礎(chǔ)架構(gòu)

Google的GFS、BigTable和MapReduce技術(shù)是公開(kāi)的，但是其實(shí)現(xiàn)卻是私有的。該項(xiàng)技術(shù)在開(kāi)源社區(qū)里最具代表性的實(shí)現(xiàn)就是Apache軟件基金會(huì)Hadoop 項(xiàng)目了。Hadoop是受Google的MapReduce和GFS的啟發(fā)而開(kāi)發(fā)的一個(gè)開(kāi)源Java軟件框架，包括一個(gè)基于函數(shù)式編程的并行計(jì)算模型和分布式文件系統(tǒng)。 Hadoop中還有一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)Hbase，它實(shí)現(xiàn)了一個(gè)類似BigTable的分布式數(shù)據(jù)庫(kù)，用于支持?jǐn)?shù)據(jù)密集型分布式應(yīng)用，可以在上千個(gè)的節(jié)點(diǎn)上運(yùn)行，支持PB級(jí)數(shù)據(jù)量[4]。

Hadoop最初開(kāi)發(fā)是用于支持Nutch搜索引擎項(xiàng)目，后來(lái)Yahoo投入大量資金并在其Web搜索廣告業(yè)務(wù)中廣泛地使用Hadoop。IBM和Google則發(fā)起一項(xiàng)活動(dòng)，采用Hadoop以支持大學(xué)的分布式計(jì)算機(jī)編程課程，這也極大促進(jìn)了云計(jì)算在全球的普及。

8 成功案例分析

目前，云計(jì)算還應(yīng)該算是新生事物。雖然現(xiàn)在許多IT巨頭都在開(kāi)發(fā)自己的云計(jì)算基礎(chǔ)設(shè)施、平臺(tái)、軟件、服務(wù)等等，但是真正成為云計(jì)算提供者并取得巨大成功的并不多，更多的是企業(yè)或機(jī)構(gòu)構(gòu)建自己的云計(jì)算實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。由于篇幅限制，這里只選擇幾個(gè)案例進(jìn)行分析討論。

8.1 Google

Google是云計(jì)算的應(yīng)用導(dǎo)向。因?yàn)镚oogle搜索引擎的需要，才自行設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)了其獨(dú)特的大規(guī)模分布式計(jì)算平臺(tái)，其強(qiáng)項(xiàng)是對(duì)海量數(shù)據(jù)的分析挖掘。強(qiáng)大的云計(jì)算平臺(tái)和分析算法造就了Google在搜索領(lǐng)域的霸主地位。

Google的基礎(chǔ)設(shè)施可以分為3層結(jié)構(gòu):

產(chǎn)品:搜索、廣告、郵件、地圖、視頻、聊天、博客。

分布式系統(tǒng)基礎(chǔ)設(shè)施:GFS， MapReduce， BigTable。

計(jì)算平臺(tái):大量數(shù)據(jù)中心的大量機(jī)器。

2010年3月9日，Google正式宣布Google 應(yīng)用商店(Google Apps Marketplace)開(kāi)始商業(yè)運(yùn)營(yíng)，從而將“應(yīng)用商店”的概念引入到云計(jì)算的領(lǐng)域。

Google依靠大家熟知的Gmail、Docs、Sites和Calendar等應(yīng)用創(chuàng)造了龐大的用戶群。Google 應(yīng)用商店為Google用戶提供各類產(chǎn)品和服務(wù)，包括可安裝的能直接集成GoogleApps的應(yīng)用程序。這些應(yīng)用程序非常容易使用，支持單點(diǎn)登錄、Google的通用導(dǎo)航、以及能集成用戶自己的數(shù)據(jù)的特性[5]。

現(xiàn)在Google 應(yīng)用商店已經(jīng)聚集了一些頗為新奇的企業(yè)云應(yīng)用。其中之一就是財(cái)務(wù)軟件開(kāi)發(fā)商 Intuit 的在線工資表業(yè)務(wù)，將 Google Apps 與 Intuit 的網(wǎng)絡(luò)版工資表應(yīng)用進(jìn)行整合，員工只需要點(diǎn)擊 Google Calendar 中的一個(gè)圖標(biāo)便可以下載工資單。

另一款惹眼的應(yīng)用是 Manymoon，融合了Google賬戶和Google Apps產(chǎn)品，整合了狀態(tài)消息、文件編輯等功能，實(shí)現(xiàn)了完全社會(huì)化的項(xiàng)目協(xié)作。Google 應(yīng)用商店的運(yùn)作模式就是基于它的用戶市場(chǎng)，吸納第三方開(kāi)發(fā)者進(jìn)行開(kāi)發(fā)，與開(kāi)發(fā)者利潤(rùn)分成。形成Google、用戶和第三方開(kāi)發(fā)者三贏的局面。

8.2 Amazon

Amazon彈性計(jì)算云(EC2)允許客戶租用計(jì)算機(jī)運(yùn)行自己的應(yīng)用程序?？蛻艨梢酝ㄟ^(guò)EC2提供的Web服務(wù)接口創(chuàng)建虛擬機(jī)(即服務(wù)器實(shí)例)以運(yùn)行其應(yīng)用軟件，從而實(shí)現(xiàn)應(yīng)用部署的可擴(kuò)展性?？蛻艨梢园葱鑴?chuàng)建、啟動(dòng)、終止服務(wù)器實(shí)例，并按實(shí)際活躍服務(wù)器按時(shí)付費(fèi)，故稱為“彈性的”[6]。

Amazon云計(jì)算平臺(tái)除了上述“彈性”和配置靈活外，其做法也與Google不同，它直接提供裸機(jī)(虛擬機(jī))，可配置靜態(tài)IP地址，用戶對(duì)其有絕對(duì)的控制，可以運(yùn)行自己開(kāi)發(fā)的應(yīng)用程序。并且可以方便的和Amazon提供的其他Amazon Web Services如S3，SimpleDB等集成。EC2通過(guò)設(shè)置防火墻控制虛擬機(jī)實(shí)例之間的網(wǎng)絡(luò)訪問(wèn)，也可以建立Amazon虛擬私云(VPC)并連入企業(yè)IT基礎(chǔ)設(shè)施。

Amazon在云計(jì)算方面的成功并非是其一開(kāi)始就打算成為云計(jì)算供應(yīng)商，而是由于其在電子商務(wù)方面的出色成就，想將龐大的閑置資源通過(guò)其先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)技術(shù)提供給需要的人們使用。另外，可能許多讀者不知道，Amazon的云計(jì)算技術(shù)是在網(wǎng)絡(luò)計(jì)算服務(wù)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的。

8.3 Salesforce

Salesforce.com是一家提供商務(wù)軟件的SaaS(軟件即服務(wù))公司，用戶每個(gè)月需要支付類似租金的費(fèi)用來(lái)使用網(wǎng)站上的各種服務(wù)。最著名的產(chǎn)品是客戶關(guān)系管理(CRM)，以SaaS模式通過(guò)Internet提供業(yè)務(wù)。服務(wù)涉及客戶關(guān)系管理的各個(gè)方面，從普通的聯(lián)系人管理、產(chǎn)品目錄到訂單管理、機(jī)會(huì)管理、銷售管理等。2009年獲《福布斯》雜志選為發(fā)展最迅速的科技公司，排名僅次Google。并成為首家年度收入達(dá)10億美元的企業(yè)云計(jì)算公司。目前全球已有7.5萬(wàn)客戶在使用SalesforceCRM，其中包括:Google，Cisco，Starbucks，Deutsche Bank Prestitempo分部等等[7]。

Sales Cloud:全球首屈一指的銷售應(yīng)用程序

Sales Cloud可以滿足銷售代表開(kāi)展工作的一切需要，使他們用于管理的時(shí)間得以縮減，從而有更多的時(shí)間完成客戶交易。Sales Cloud為銷售經(jīng)理提供了團(tuán)隊(duì)活動(dòng)的實(shí)時(shí)可見(jiàn)性。Service Cloud是一個(gè)現(xiàn)代客戶服務(wù)平臺(tái)，從而使得客戶能夠通過(guò)各種渠道(從呼叫中心到社交網(wǎng)站)獲得更高效且響應(yīng)更快捷的服務(wù)。

Force.com:是一個(gè)CRM 的云平臺(tái)

每個(gè)企業(yè)的CRM 解決方案都是各不相同，而 Force.com 的云平臺(tái)卻是 CRM 的一個(gè)完美的基礎(chǔ)。因?yàn)樵凇霸贫恕?，CRM 應(yīng)用程序永遠(yuǎn)不會(huì)被基礎(chǔ)技術(shù)所限制，用戶可以根據(jù)業(yè)務(wù)的發(fā)展實(shí)時(shí)進(jìn)行自定義和更改。Force.com 的AppExchange是一個(gè)第三方為Salesforce開(kāi)發(fā)的應(yīng)用程序目錄，用戶可以購(gòu)買(mǎi)并加入到他們自己的Salesforce環(huán)境中。2009年由12萬(wàn)4千名開(kāi)發(fā)商在Force.com度身訂做共10萬(wàn)項(xiàng)應(yīng)用程序。應(yīng)用程序也可以融入來(lái)自Google等的服務(wù)。

Salesforce成功的關(guān)鍵是其一流的銷售應(yīng)用程序，為廣大企業(yè)所推崇。而云計(jì)算平臺(tái)則是幫助Salesforce實(shí)現(xiàn)了在互聯(lián)網(wǎng)上將應(yīng)用程序包裝成服務(wù)發(fā)布，促成了Salesforce的大規(guī)模成功。

9 云計(jì)算一些相關(guān)問(wèn)題及未來(lái)發(fā)展

云計(jì)算走入人們的視野已經(jīng)3年多了，IT巨子以及企業(yè)都在研發(fā)部署云計(jì)算環(huán)境、平臺(tái)、服務(wù)，真可謂是風(fēng)起云涌。然而各界對(duì)于云計(jì)算的爭(zhēng)論依舊在延續(xù)著，總覺(jué)得到底什么是云還是沒(méi)有說(shuō)清楚，尤其是和之前的若干分布式計(jì)算技術(shù)的比較，采用云計(jì)算究竟能給我們帶來(lái)什么，未來(lái)的云計(jì)算又會(huì)是怎么樣的等等問(wèn)題。下面簡(jiǎn)單談?wù)勗朴?jì)算的一些相關(guān)問(wèn)題及其發(fā)展。這里主要是作者的觀點(diǎn)，供讀者參考。

9.1 云——稱謂之爭(zhēng)

學(xué)術(shù)界和企業(yè)界對(duì)云計(jì)算的態(tài)度還是有些不同的，有一點(diǎn)猶抱琵琶半遮面的味道。

中國(guó)的云計(jì)算專家委員會(huì)是在中國(guó)電子學(xué)會(huì)而非計(jì)算機(jī)學(xué)會(huì)下成立的，也是一件非常有意思的事情。

Foster則撰文認(rèn)為云計(jì)算和網(wǎng)格計(jì)算在愿景、體系結(jié)構(gòu)以及技術(shù)方面有許多相似之處，而在安全、編程模式、商業(yè)模式、計(jì)算模型、數(shù)據(jù)模型、應(yīng)用和抽象等方面多多少少存在一些差異。

國(guó)內(nèi)學(xué)者也有提出“云格”，有意將云計(jì)算和網(wǎng)格計(jì)算融合在一起，即在網(wǎng)格計(jì)算環(huán)境中同時(shí)提供云計(jì)算服務(wù)[8]。

其實(shí)隨著技術(shù)的發(fā)展進(jìn)步，還會(huì)出現(xiàn)更多新的計(jì)算稱謂。我們不必太在意到底該如何定義什么是云計(jì)算、或它具有什么特性，關(guān)鍵是這樣一種計(jì)算平臺(tái)、計(jì)算環(huán)境能夠解決實(shí)際的科學(xué)計(jì)算或企業(yè)計(jì)算問(wèn)題即可。采用何種技術(shù)、何種運(yùn)行模式都不是最重要的。正如《九方皋相馬》所講故事一樣。秦穆公差九方皋找千里馬，3個(gè)月后他返回報(bào)告說(shuō):“已經(jīng)得到1匹黃色母馬，在沙丘。”取回卻是1匹黑色公馬。穆公不高興，而伯樂(lè)卻感嘆道:“九方皋所觀察的竟然到了這種地步，省察其內(nèi)部而忘卻其表象?！瘪R到達(dá)，果然是天下至奇的好馬!

9.2 運(yùn)營(yíng)模式

各界對(duì)云計(jì)算的鼓吹中最大的亮點(diǎn)就是pay-per-use商業(yè)模式，即按用戶對(duì)資源的使用量進(jìn)行付費(fèi)。可是這并沒(méi)有定義什么是云，而且商業(yè)模式和被運(yùn)行的云計(jì)算系統(tǒng)沒(méi)有直接的關(guān)系。如同電信網(wǎng)運(yùn)營(yíng)中大家知道的2個(gè)概念:運(yùn)營(yíng)支撐系統(tǒng)(OSS)和基站子系統(tǒng)(BSS)，BSS才和商業(yè)模式相關(guān)。所以pay-per-use商業(yè)模式并不涉及到云計(jì)算本身，任何系統(tǒng)只要能夠?qū)Ρ皇褂玫馁Y源進(jìn)行計(jì)量即可按一定的商業(yè)模式運(yùn)營(yíng)。換句話說(shuō)，如果網(wǎng)格系統(tǒng)能夠投入商業(yè)運(yùn)營(yíng)，也完全可以采用pay-per-use的商業(yè)模式[9]。

大家都在談?wù)撛朴?jì)算有多么多么神奇，不僅學(xué)術(shù)界甚至許多企業(yè)也在創(chuàng)建自己的云計(jì)算平臺(tái)來(lái)構(gòu)建所謂的私有云。但是也有批評(píng)者認(rèn)為“沒(méi)有私有云這個(gè)東西”，因?yàn)槿粲脩簟叭匀恍枰?gòu)買(mǎi)、搭建和管理私有云”，則顯然不能在降低前端資本投資和減少管理方面受益，而恰恰是這種號(hào)稱能“降低前端資本投資和減少管理”的經(jīng)濟(jì)模型才成就了云計(jì)算這個(gè)奇妙的東西。

此外，Apple的IPhone手機(jī)以其創(chuàng)新的用戶界面受到廣泛的歡迎，IPhone用戶可以在Apple的應(yīng)用程序商店購(gòu)買(mǎi)所需的各類應(yīng)用程序。這也已成為一個(gè)很好的成功的運(yùn)營(yíng)模式，現(xiàn)在的Google應(yīng)用商店正是基于Gmail的巨大用戶群而采用了同樣的運(yùn)營(yíng)模式。

9.3 云服務(wù)提供商

還有一個(gè)問(wèn)題是，到目前為止，云計(jì)算總是說(shuō)能給用戶節(jié)約投資，但是似乎還沒(méi)有人來(lái)給投資者(云計(jì)算服務(wù)提供商)算一算如何盈利的帳。下面介紹他們的成功是靠什么來(lái)盈利的。

Google是為了其主營(yíng)的搜索業(yè)務(wù)需要存儲(chǔ)海量的搜索數(shù)據(jù)而開(kāi)發(fā)了GFS和BigTable，為搜索的快速計(jì)算而開(kāi)發(fā)了MapReduce框架，Google的盈利是靠其主營(yíng)的搜索業(yè)務(wù)帶來(lái)的巨額廣告收入。另一方面，Google的數(shù)據(jù)中心是建在水電站邊上的，這是為了節(jié)約能源成本。Amazon的成功則是基于這樣一個(gè)前提:Amazon在構(gòu)建自己的電子商務(wù)平臺(tái)時(shí)采用了大量計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，但是實(shí)際運(yùn)營(yíng)中并不需要那么多的計(jì)算機(jī)設(shè)備。為了這些設(shè)備不至于閑置浪費(fèi)，于是通過(guò)虛擬化技術(shù)將這些計(jì)算機(jī)設(shè)施打包成服務(wù)提供給需要的客戶使用。據(jù)稱騰訊每年的電費(fèi)也是幾億元人民幣。

Salesforce的成功完全取決于其為大眾所推崇的全球首屈一指的銷售應(yīng)用程序。一個(gè)企業(yè)要想成為運(yùn)服務(wù)提供商，先得看看自己是否有這樣的利器。阿里巴巴2010年3月2日公告稱將于4月30日起關(guān)閉阿里軟件互聯(lián)平臺(tái)并終止提供相關(guān)服務(wù)，有評(píng)論質(zhì)疑SaaS 免費(fèi)還能走多久?但是我們是否可以問(wèn)一個(gè)問(wèn)題:該CRM軟件是否足夠好呢?免費(fèi)是一種釣魚(yú)策略，先讓用戶嘗到甜頭，然后當(dāng)用戶對(duì)你產(chǎn)生依賴時(shí)再向其收費(fèi)。當(dāng)然這是有前提的:一是服務(wù)軟件要足夠好，二是價(jià)格能夠承受。你的服務(wù)軟件是否能夠?yàn)槠髽I(yè)業(yè)務(wù)能力的提升做出貢獻(xiàn)進(jìn)而為企業(yè)帶來(lái)利潤(rùn)?如果不能，即使是免費(fèi)的軟件也不會(huì)有市場(chǎng)。如果是，還要看看是否打壓了用戶的利潤(rùn)空間，是否能承受服務(wù)費(fèi)用。

IBM已經(jīng)在無(wú)錫太湖新城科教產(chǎn)業(yè)園建立了中國(guó)第一個(gè)云計(jì)算中心，但是到目前為止還沒(méi)有聽(tīng)說(shuō)有過(guò)哪些企業(yè)進(jìn)駐了該云計(jì)算中心。如果哪家企業(yè)或機(jī)構(gòu)想要自己獨(dú)立成為一個(gè)云計(jì)算運(yùn)營(yíng)商，那可就要慎重一點(diǎn)了。除了擁有先進(jìn)的分布計(jì)算平臺(tái)，優(yōu)秀的服務(wù)軟件，還必須要壓縮運(yùn)營(yíng)成本，才能為用戶帶來(lái)所期望的、優(yōu)質(zhì)、廉價(jià)的云服務(wù)。急功近利甚至暴利肯定是不利于互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的發(fā)展的。

9.4 可靠、安全與隱私

2008年的相關(guān)報(bào)道稱:Amazon的S3因認(rèn)證服務(wù)過(guò)載導(dǎo)致不可用，故障持續(xù)2小時(shí)，后來(lái)的gossip協(xié)議風(fēng)暴導(dǎo)致故障持續(xù)將近8小時(shí)。Gmail及Google Apps因聯(lián)系人系統(tǒng)故障以及程序錯(cuò)誤導(dǎo)致故障持續(xù)數(shù)小時(shí)。在云的世界里最怕的就是多云轉(zhuǎn)雨了。本來(lái)好好的一朵云彩，積成雨水下雨后就沒(méi)有云彩了。依賴于云計(jì)算的用戶發(fā)現(xiàn)云沒(méi)了，當(dāng)然會(huì)影響其業(yè)務(wù)運(yùn)營(yíng)。但是，普通計(jì)算環(huán)境中這樣的故障也會(huì)經(jīng)常出現(xiàn)，因此可靠性、可用性并不是云計(jì)算帶來(lái)的問(wèn)題。相反，云計(jì)算環(huán)境中系統(tǒng)的冗余特性極大提高了云服務(wù)平臺(tái)的可靠性和可用性。

關(guān)于云計(jì)算的安全性，當(dāng)今所有的信息安全技術(shù)都可以用于云計(jì)算環(huán)境，專業(yè)團(tuán)隊(duì)打造的云計(jì)算環(huán)境只會(huì)比普通的計(jì)算系統(tǒng)更加安全。就像錢(qián)還是存放在銀行里更安全些一樣。其實(shí)，許多人關(guān)注的安全問(wèn)題更主要是指隱私問(wèn)題。美國(guó)人就很擔(dān)心如果把數(shù)據(jù)放置在一家云運(yùn)營(yíng)商里，一旦政府下令，其數(shù)據(jù)就會(huì)被政府查獲。對(duì)于這一點(diǎn)，我們認(rèn)為如果建立一個(gè)大云，即云計(jì)算運(yùn)營(yíng)商把他們的云都合在一起，大家互通有無(wú)，同時(shí)普通企業(yè)也把自己的私有云整合在里邊，這時(shí)存儲(chǔ)位于整個(gè)大云中，其他人并不能知道你的數(shù)據(jù)在哪家云服務(wù)商的哪些存儲(chǔ)設(shè)備上了。國(guó)內(nèi)企業(yè)可能更擔(dān)心數(shù)據(jù)保密問(wèn)題，把數(shù)據(jù)放在云運(yùn)營(yíng)商那里不放心。這實(shí)際上依然是一個(gè)“信任”問(wèn)題。如果你不信任銀行，那你的錢(qián)只能放在自己的枕頭底下了。安全技術(shù)是用來(lái)防黑客攻擊的，而信任問(wèn)題則需要通過(guò)大家一起建立一個(gè)良好的商業(yè)生態(tài)環(huán)境來(lái)解決。

9.5 未來(lái)的云計(jì)算

將計(jì)算力作為一種公共事業(yè)設(shè)施來(lái)提供一直是人類的一個(gè)夢(mèng)想。云計(jì)算就是要實(shí)現(xiàn)這個(gè)夢(mèng)想。先來(lái)看看Google今后的目標(biāo):

支持地理上分布的集群。

為全部數(shù)據(jù)創(chuàng)建全球單一的名字空間。目前數(shù)據(jù)是被集群所分離的。

更多更好的數(shù)據(jù)和計(jì)算的自動(dòng)遷移。

解決在耦合被廣域網(wǎng)分割的數(shù)據(jù)副本時(shí)所遇到的一致性問(wèn)題(比如:即使在一個(gè)集群由于維護(hù)或其它原因而宕機(jī)時(shí)也能保證服務(wù)的運(yùn)行)。

由此可以看出，構(gòu)建地域分布的大規(guī)模基礎(chǔ)設(shè)施仍然是云計(jì)算領(lǐng)域的一個(gè)重要技術(shù)課題。另外，Google的MapReduce架構(gòu)也是有一定局限性的。雖然映射和化簡(jiǎn)兩個(gè)函數(shù)非常適合大規(guī)模的并行計(jì)算，但是并非所有計(jì)算都能輕易轉(zhuǎn)換成MapReduce方式進(jìn)行計(jì)算的。一般性問(wèn)題的并行計(jì)算算法設(shè)計(jì)依然是一個(gè)重大的挑戰(zhàn)[10]。

從Salesforce的成功經(jīng)驗(yàn)也可以看出，實(shí)際上用戶更需要能夠解決實(shí)際問(wèn)題的最好的云計(jì)算應(yīng)用軟件。因此，構(gòu)建新型的云計(jì)算應(yīng)用程序，為用戶提供更加豐富的體驗(yàn)，如facebook等，已經(jīng)體現(xiàn)了云計(jì)算的一個(gè)發(fā)展趨勢(shì)，而如何通過(guò)云計(jì)算基礎(chǔ)平臺(tái)將多個(gè)業(yè)務(wù)融合起來(lái)則是另一研究趨勢(shì)。

從云計(jì)算提供商角度看，采用商用計(jì)算、存儲(chǔ)和網(wǎng)絡(luò)設(shè)施來(lái)建設(shè)超大規(guī)模數(shù)據(jù)中心，按即用即付的模式來(lái)銷售這些資源，其成本有可能以比中等規(guī)模的數(shù)據(jù)中心更低。同時(shí)由于在大客戶群體之間的錯(cuò)時(shí)共享而更多獲利。

從云計(jì)算用戶的角度來(lái)看，云設(shè)施可以作為新軟件公司構(gòu)建自己的數(shù)據(jù)中心的一個(gè)起點(diǎn)，同時(shí)也可以擺脫傳統(tǒng)方式中由自己內(nèi)部數(shù)據(jù)中心提供服務(wù)時(shí)可能出現(xiàn)的過(guò)載和不足這樣的雙重風(fēng)險(xiǎn)。此外，其他公司或機(jī)構(gòu)也同樣能從云計(jì)算的“彈性”中受益。

我們認(rèn)為云計(jì)算服務(wù)交易市場(chǎng)的模式可能更適合云計(jì)算的未來(lái)發(fā)展。企業(yè)或機(jī)構(gòu)不是純粹作為一個(gè)云計(jì)算提供商或云計(jì)算用戶，而是可以按自己的平均計(jì)算業(yè)務(wù)量來(lái)建設(shè)云計(jì)算平臺(tái)(私有云)，來(lái)支持和推動(dòng)企業(yè)的業(yè)務(wù)發(fā)展。同時(shí)加入到全球性的大云中，形成所謂的互聯(lián)云。就像當(dāng)年網(wǎng)絡(luò)興起時(shí)企業(yè)各自構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)，后來(lái)由于傳輸控制協(xié)議/因特網(wǎng)互聯(lián)協(xié)議(TCP/IP)的出現(xiàn)而形成現(xiàn)在的Internet。這樣當(dāng)企業(yè)計(jì)算資源超負(fù)荷時(shí)，可以使用互聯(lián)云環(huán)境中其他云資源，而當(dāng)自己的資源空閑時(shí)，則可以將資源提供給其他用戶使用。這其中可以按市場(chǎng)機(jī)制對(duì)資源進(jìn)行定價(jià)計(jì)費(fèi)，各方按使用它方資源量進(jìn)行付費(fèi)，同時(shí)通過(guò)出讓其資源而獲得其應(yīng)有的利潤(rùn)。

構(gòu)建互聯(lián)云的好處還可以避免由于過(guò)分依賴于某個(gè)云計(jì)算服務(wù)提供商而產(chǎn)生的壟斷行為，只有這樣多贏的局面才能使得云計(jì)算獲得成功。

總之，云計(jì)算就是要把硬件、軟件、平臺(tái)、應(yīng)用、服務(wù)等一切資源都集成起來(lái)，同時(shí)提供非常簡(jiǎn)單的接口，讓用戶方便的使用云資源。 (續(xù)完)

10 參考文獻(xiàn)

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收稿日期:2010-04-02

王柏，北京郵電大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院教授、副院長(zhǎng);主要研究方向?yàn)橄乱淮娦胚\(yùn)營(yíng)支撐系統(tǒng)、分布計(jì)算技術(shù)、復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)可視化分析等;已發(fā)表論文60余篇、專著3部。

徐六通，北京郵電大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院教授，主要研究方向?yàn)閿?shù)據(jù)挖掘、網(wǎng)格計(jì)算與分布式系統(tǒng)及其在電信領(lǐng)域的應(yīng)用研究，已發(fā)表論文20余篇。