浅析云计算现状及其问题

摘要:2006年,Google宣布了云计划的构想[1],云计算的浪潮便一浪接着一浪地扑面而来,整个世界为之沸腾,几乎所有的计算机产业相继迅速地推出其云计算产品。什么是云计算?它具备哪些功能?当前备受争论的问题在哪里?……该文将通过对云计算的概念和原理,云服务的应用,以及当前云计算所面临的问题等方面,对云计算的现状进行初步解析。

关键词:云计算;云服务;云;共享;Google

中图分类号:TP311文献标识码: A 文章编号:1009-3044(2009)33-9302-02

Analysis of Situation and Problems of Cloud Computing

YIN Jue-qiong

(Jiangsu City Vocational College School Wujin Point, Changzhou 213149, China)

Abstract: In 2006, Google announced the concept of cloud plan. The wave from cloud computing is rushing toward the whole world which has been boiling. Almost all the computer industries have quickly launched their cloud computing products. What is cloud computing? What are its features? Where are its problems lying? This article introduces the concept and the principle of cloud computing, the applications of cloud services, and the current problems of cloud computing, and so on, for the preliminary analysis of the current status of cloud computing.

Key words: cloud computing; cloud service; cloud;share; google

2007年10月,Google与IBM开始在美国大学校园推广云计算的计划[2]。这项计划预计能降低分布式计算技术在学术研究方面的成本,并为这些大学提供相关的软硬件设备及技术支持。2008年,雅虎、惠普、Microsoft、Intel和戴尔等计算机业巨头相继开始了各自的云计算计划,新一轮的计算机大战由此展开。云计算已然成为当最热门的话题,这个至今还没有制定出统一标准新概念,无疑会给计算机世界带来全新的机遇。

1 初识云计算

云计算的创始者克里斯托夫・比希利亚的母亲说,因她在生下比希利亚之前曾在梦里见到一朵云落在她的怀里,所以比希利亚把他的远大构想命名为“云计算”。

有趣的是,这里的“云”并不意味着腾云驾雾,而是指一些可以自我维护和管理的虚拟计算资源,通常为一些大型服务器集群,并且可以无限扩展。这代表着资源可以随时获取,按需使用,随时扩展,按使用付费。与以往的计算方式相比,它可以将计算资源集中起来,由软件实现自主管理,如此使得运算操作和数据存储的使用可以脱离用户机,从而摆脱一直以来“硬件决定性能”的局面。

其实,资源共享的思想并非比希利亚的首创。云计算的资源共享最主要是建立在存储共享和计算共享的基础之上,而网络开发就是采用存储共享思想的典型。但网络的存储共享重在文件级,云计算的存储共享却可以达到数据级。

计算共享的思想最初起源于IBM,上世纪80年代,IBM为促进其大型机的销售,曾对消费者承诺,当所购计算机出现问题不能使用时,可以动用备用计算机通过远程服务为用户解决临时运算需求。当云计算到来,计算共享进入了新境界:我们将不再需要在电脑中安装大量软件,也不再需要为存储海量数据资料而烦恼,而是可以通过Web浏览器介入到一种大范围按需定制的服务――“云服务”。

2 云服务

什么是云服务呢?云计算告诉我们,它应该足够智能,可以根据用户的位置、时间、偏好等信息,实时地对用户的需求做出预期。在这一全新的模式下,信息的搜索将可以根据个人需求定制,而不再需要用户一步步操作。无论采用什么设备,无论需要哪种服务,我们都将得到一个一致且连贯的终极体验。

Google是云计划的先驱,在2008年就率先推出了具有云计算浏览器Chrome,并紧随其后研发了带有Chrome的操作系统Cloud OS。使用Cloud OS:首先用Cloud启动电脑后直接进入Google Chrome浏览器页面,然后就可以直接从停靠栏启动程序,如 Gmail, Google日历,Google地图, Google文档,Blogger, YouTube等应用程序,甚至还可以启动Skype等其他程序[3]。

如果将终端设备里的文件、图片、音视频、应用软件都放到网络上以后,数据中心所存储的数据量以及运算能力可能是当前PC的上千倍甚至上万倍,以当前数据中心的管理模式和对高端服务器的购买力,任何企业都难以承受。目前,一种新的数据中心――“云存储”――正在研制中,这种数据存储模式将可以化解大容量需求的危机,例如几十万甚至数百万台廉价的服务器所组成的网络。这些机器单个而论,其性能并不比家用台式机强大多少,但是整个网络存储的数据量惊人,能容纳不计其数的网络数据拷贝。

目前云服务在网络服务中已逐渐显山露水,诸如Facebook(校内网)、Google的Google Apps、亚马逊网站的EC2 、苹果的MobileMe、微软的WindowsLive等等服务的使用已把操作重心转移至网络。例如Google Apps,用户可以在Google网站开启文档、写作、储存文档,也可以使用Google日历记录日程,把自己惯常浏览的网页储存在Google书签里。只要有一台可以联网的手机或电脑,用户就可以取用这些文档、日程和书签。

3 云计算当前所面临的问题

云服务使得计算机于使用来说更为便捷,同时也把更多的功能提供给我们,但是当云服务风靡全球之时,却相继出现了一些颇具打击性的问题,首当其冲的便是云计算的发起者――Google。Google泄密事件层出不穷,更有泄露军事机密之嫌,今年年初Google不得不承认其不小心泄露客户私人信息的事实。随之而至的Windows Azure测试版运行中断事件让质疑再一次攀升,而且这种运行中断问题也曾在亚马逊EC2的服务器上出现过。这一连串的问题不禁让我们对云计算充满疑虑:“云”到底是怎么工作的?它为什么会出现这些致命性问题?未来它又将何去何从呢?

从云计算实体化而来的云服务,本质上就是将程序运行和数据存储都转移到“云” 里。这也就意味着用户所需的应用程序并不需要运行在用户的个人电脑、手机等终端设备上,而是运行在大规模的服务器集群中,用户所处理的数据也并不存储在本地,而是保存在互联网的数据中心里面,这些数据中心正常运转的管理和维护则是由提供云服务的企业负责,并由他们来保证足够强的计算能力和足够大的存储空间。由此可见,要使云服务能正常不间断运行,必须从三个最基本的方面保证:服务器集群和数据中心的性能能满足用户需要;服务器集群和数据中心必须有完备的数据保密功能;服务器集群和数据中心必须有即时的应急方案。

性能问题云计算目前是建立在VM(虚拟机)技术之上的,然而VM技术虽然日趋成熟,但依然存在性能上的问题。特别是当多个VM之间相互竞争时,磁盘I/O会成为严重瓶颈。有人提出可以通过从硬件架构和操作系统上进行提升同时引入闪存技术的方法,我认为这个思路是很具可行性。计算机在过去几十年的变化虽然很大,但其核心基本上都没有太大改变。VM将是大势所趋,作为性能上最根本的问题――硬件和操作系统,其的设计必将符合这个趋势而不断实现,因此云计算的性能问题也会在不久的将来逐一解决。

“云安全”从“云计算”兴起之时,“云安全”就已作为普遍质疑所存在。通常,用户都希望自己所存放的数据时私密的,而企业数据一般都有其机密性,可是把数据交给云计算服务商后,最具数据掌控权的已不再是用户本身,而是云计算服务商,虽然在理念上云计算服务商不应具备查看、修改、删除、泄露这些数据的权利,但实际操作中却具有这些操作的能力。如此一来,就不能排除数据被泄露出去的可能性。除了云计算服务商之外,还有大量黑客们觊觎云计算数据,他们不停的发掘服务应用上的漏洞,打开缺口,获得自己想要的数据。然而一旦将缺口打开,就可能对相应的用户造成灾难性的破坏,尤其是有些服务商的服务只需一个账号便可打开所有程序和数据。像Google公司的泄密事件就是源于漏洞,由于Google采用的是单点登录模式[4],黑客进入用户Gmail之后,可对其doc文档、电子表格、代码库等全部都可无限制访问。不幸的是,早有一部分黑客已经对利用了这些漏洞。显然,现实中公共云计算的安全性还不够尽人意,那我们可不可以有一些对策来加强它呢?

首先,我们应对于云计算服务商的权限应有所控制。对可以能查看和处理用户数据的账号及其操作做详细记录,并采用监控机制已备随时核查,从而减少用户数据泄露的可能性,同时还可在发生故障时及时处理。

其次,对于漏洞所产生的信息泄露,可以从服务器和用户两方面进行防范。

服务器的漏洞问题主要出现在数据的传输和存储的状态中,所以可以采用密钥方式。在数据传输之前先对其进行加密,使数据在传输和存储时一直处于加密状态,直到将数据传输给用户之后再解密。

建立私有的“云”对于大型企业而言也是较有保障的途径。它是应用许多可分拆的模块化硬件进行联网的形式,还可通过预设政策动态分配的存储资源使其结合得更为牢固,极具安全性,也可降低共享资产所带来的损失。只是价格昂贵,不适合中小型企业和普通用户。

对进行云服务的数据进行严格控制也应成为用户的责任。云计算中也有许多公共环境,数据放到其中,就相当于公之于众,因此,对于机密的资料可区分于一般资料单独存放于个人计算机中。只是这种方法虽然比较简单,但却大大降低了云计算的使用率。用户端对数据保护的方法还可以采用在用户端加密的方式,但是当前的用户端加密工具操作起来比较繁琐,普及化程度也不高,目前还不太能适用以Web为主要载体的云计算。

以目前的形势来看,主要安全隐患还是来自黑客窃入和政府监视。我们只有注意上传数据的机密性,使用更可靠的加密方式,才能更安心享受云计算给我们带来的方便。

应急方案接二连三的中断事件,不得不让我们重新审视整个云系统。中断问题之所以出现,网路拥挤和服务器中断的成因比较大。

当众多用户同时传输数据时,容易产生拥挤。采用增加带宽和服务器的方式成本太高,如果增加多级缓存,并加入互斥锁的方案,不仅可以降低硬件成本,还可以适应不断扩大的服务需求。

服务器中断的问题主要还是靠网络维护来解决:电路维护,软硬件升级,网路检测等等。事实上,备份也应是必不可少的一个环节,将程序和数据定时备份,一旦不得不中断服务器,还可在应急系统中进行过渡,使用户不至于轻易地被打断操作。

4 结束语

由上分析,当前云计算虽然面临诸多问题,但这些问题并不是云计算本身的问题,而是在云计算具体化之前,没有对硬件和规划做好准备充分,并且这些问题终将会在不久的将来具备可行的解决方案的。任何一个新兴的事物在最初的阶段都不可能一帆风顺,只有不断地克服困难,它才能具备更为强大的实力。

参考文献:

[1] GOOGLE及其“云”智慧[J/OL].商业周刊.(2008-03-20)./article_p.php?BusinessweekID=1517&Colum=深度报道.

[2] Sims K. IBM introduces ready-to-use cloud computing collaboration services get clients started with cloud computing [EB/OL]./press/us/en/pressrelease/22613.wss.

[3] 陈康,郑纬民.云计算:系统实例与研究现状[J].软件学报.2009,20(5):1337-1348.

[4] 陈全,邓倩妮.云计算及其关键技术[J].计算机应用.2009,29 (09): 2562-2567.