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雲系統的簡介

以計算機,微電子和通信技術為主的信息技術革命成為社會信息化的動力源泉:它的發展已經經歷了兩個階段,日前正在進人第三階段。

第壹階段是計算機的出現。計算機的產生是20世紀重大的科技成果之壹,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,電子計算機經歷了集中什算、分散計算和網絡計算三個階段。 1946年2月,世界上第壹臺電子計算機ENIAC在美國賓夕法尼亞大學研制成功,主要用於計算彈道和氫彈的研制。1952年IBM公司的第壹臺用於科學計算的大型機IBM7(I1問世。計算機在誕生後的20年內.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。使用者通過只有壹個屏幕、壹個鍵盤和壹根主機連接線的“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。這壹階段的運算特點是由大型機集中計算.主要用於大型科學機構。

1981年8月12日,IBM公司正式推出了全球第壹臺個人計算機-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,使計算機迅速應用於社會的各行各業。這壹階段的特點是由PC機各自分散計算,但還多用於生產、科研,很少用於家庭生活。

此後,計算機的發展體積不斷縮小、性能不斷提升.先後經歷了電子管、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.'個月便會翻壹番,性能也將提升壹倍,並且成本不變。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2 300個,增長到1997年Pentium口處理器上的7. 5百萬個,26年內增加了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產業的發展。第壹臺釗壹算機ENIAC每秒鐘內可以進行5 000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連接在壹起,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壹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.再到與人民群眾生活密切相關的教育、商業、文化、衛生等公***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壹個分組交換試驗網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於‘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,世界上第壹個互聯網產生,迅速連接到世界各地。20世紀90年代,隨著Web技術和相應的瀏覽器的出現,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***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,人類生產的信息已經超過過去,000年信息生產的總和。據美國的壹份研究報告《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於3.9 x 1[)u比特.如果將其全部印成書籍並排列枯齊,‘已們的長度將是從地球到冥王星的距離的10倍。

1995年以來,隨著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。值得壹提的是網上購物,逐年呈現出節節攀升的趨勢,對人類的殉物商業模式產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8 788萬,同比增加2 459萬人,年增幅為8.9%。 2009年上半年.全國網絡購物消費金額總計為1 195.2億元‘.網民在Cto C和Bto C殉物網站花費金額分別為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%,壹年增加1.2億,手機上網已成為我國互聯網用戶的新增長點,並呈現穩定的上漲趨勢。互聯網隨身化,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.分別有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,這意味著全球3G的商用進人加速發展階段。2009年中國邁入了3C時代.國內運營商重組、3G牌照的發放、技術的不斷更新、帶寬的不斷增加,使得運營商間的競爭日益加劇。紛紛不斷推出種類豐富、功能強勁的終端產品和應用服務:如手機郵箱、手機搜索、手機定位.手機遊戲、手機音樂等業務,這使得許多原來基於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。 雲系統的架構並不復雜,它主要由兩部分構成:雲計算和雲存儲。雲計算壹般指分布式計算,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,將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、虛擬計算管理、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。 雲端信息的自由性很強,比如您在公司,可以隨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。等等這壹些功能,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***區域指紋、虹膜等等。 縱觀國內外IT廠商,除了浪潮、華為聲明要研發雲操作系統,以及VMware曾將其vSphere宣傳為雲操作系統外,絕大多數的廠商似乎無此雄心。但另壹個有意思的現象是,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“雲基礎架構管理平臺”、“雲管理平臺”冠名的各種雲管理平臺。而且,從宣傳上看,雲管理平臺也能實現數據中心內各種資源的管理和調度,人們不禁要問,雲管理平臺與雲操作系統之間的關系是什麽?

紅帽公司壹不願意透露姓名的高級工程師表示,壹些IT廠商所提出的“雲操作系統”、雲管理平臺,往往只是壹個“Hypervisor+虛擬資源”的管理工具,有些還會提供壹定的API接口實現集中的管理,準確來說,應該是壹個“可管理的虛擬化平臺”。這離壹個開放、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,黨崇致認為主要有以下幾點。

壹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異構資源,但實際上能夠做到這壹點的並不多。” 黨崇致說。

“因為這個資源的範圍其實非常廣泛。”黨崇致解釋說,“以計算資源為例,不僅應該包括虛機(虛擬服務器),也應包括實機(未經虛擬化的服務器);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產品叫做雲操作系統的,因為他們知道他們的產品沒有到達這個層面。”

黨崇致的此番觀點雖然略嫌刺耳,但也是實情。當前的壹些雲管理平臺,大多只支持同構環境,而且有的只能管理純虛擬環境。有的雖然好壹些,能管理非虛擬環境,但依然有限制。例如,富士通中國首席技術官周壹平曾坦率地承認,其ROR雲基礎架構管理平臺雖然能夠管理“虛機和實機”,但這個“實機”僅限於富士通自己的物理服務器。

二是基於分布式結構。通過全分布式的結構,才能實現從幾千臺服務器到上百萬臺服務器之間的擴展,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。並且使得單個節點的故障並不影響系統的可靠性。

此外,浪潮和華為也特別強調分布式存儲,因為傳統基於虛擬化技術的“雲計算”平臺雖然可以實現虛擬機的遷移、容錯等功能,但普遍依賴於***享存儲。這樣,就存在壹個致命的隱患,即:***享存儲壹旦宕機,所有構建於***享存儲之上的虛擬機都會宕機。為了解決這壹問題,需要將雲計算平臺建構於分布式存儲系統之上,實現數據的冗余。而基於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。

盡管由於壹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,但壹個開放、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。