淺析云計(jì)算現(xiàn)狀及其問題

摘要:2006年，Google宣布了云計(jì)劃的構(gòu)想[1]，云計(jì)算的浪潮便一浪接著一浪地?fù)涿娑鴣恚麄€(gè)世界為之沸騰，幾乎所有的計(jì)算機(jī)產(chǎn)業(yè)相繼迅速地推出其云計(jì)算產(chǎn)品。什么是云計(jì)算?它具備哪些功能?當(dāng)前備受爭論的問題在哪里?……該文將通過對(duì)云計(jì)算的概念和原理，云服務(wù)的應(yīng)用，以及當(dāng)前云計(jì)算所面臨的問題等方面，對(duì)云計(jì)算的現(xiàn)狀進(jìn)行初步解析。

關(guān)鍵詞:云計(jì)算;云服務(wù);云;共享;Google

中圖分類號(hào):TP311文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼: A 文章編號(hào):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與IBM開始在美國大學(xué)校園推廣云計(jì)算的計(jì)劃[2]。這項(xiàng)計(jì)劃預(yù)計(jì)能降低分布式計(jì)算技術(shù)在學(xué)術(shù)研究方面的成本，并為這些大學(xué)提供相關(guān)的軟硬件設(shè)備及技術(shù)支持。2008年，雅虎、惠普、Microsoft、Intel和戴爾等計(jì)算機(jī)業(yè)巨頭相繼開始了各自的云計(jì)算計(jì)劃，新一輪的計(jì)算機(jī)大戰(zhàn)由此展開。云計(jì)算已然成為當(dāng)最熱門的話題，這個(gè)至今還沒有制定出統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)新概念，無疑會(huì)給計(jì)算機(jī)世界帶來全新的機(jī)遇。

1 初識(shí)云計(jì)算

云計(jì)算的創(chuàng)始者克里斯托夫·比希利亞的母親說，因她在生下比希利亞之前曾在夢里見到一朵云落在她的懷里，所以比希利亞把他的遠(yuǎn)大構(gòu)想命名為“云計(jì)算”。

有趣的是，這里的“云”并不意味著騰云駕霧，而是指一些可以自我維護(hù)和管理的虛擬計(jì)算資源，通常為一些大型服務(wù)器集群，并且可以無限擴(kuò)展。這代表著資源可以隨時(shí)獲取，按需使用，隨時(shí)擴(kuò)展，按使用付費(fèi)。與以往的計(jì)算方式相比，它可以將計(jì)算資源集中起來，由軟件實(shí)現(xiàn)自主管理，如此使得運(yùn)算操作和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的使用可以脫離用戶機(jī)，從而擺脫一直以來“硬件決定性能”的局面。

其實(shí)，資源共享的思想并非比希利亞的首創(chuàng)。云計(jì)算的資源共享最主要是建立在存儲(chǔ)共享和計(jì)算共享的基礎(chǔ)之上，而網(wǎng)絡(luò)開發(fā)就是采用存儲(chǔ)共享思想的典型。但網(wǎng)絡(luò)的存儲(chǔ)共享重在文件級(jí)，云計(jì)算的存儲(chǔ)共享卻可以達(dá)到數(shù)據(jù)級(jí)。

計(jì)算共享的思想最初起源于IBM，上世紀(jì)80年代，IBM為促進(jìn)其大型機(jī)的銷售，曾對(duì)消費(fèi)者承諾，當(dāng)所購計(jì)算機(jī)出現(xiàn)問題不能使用時(shí)，可以動(dòng)用備用計(jì)算機(jī)通過遠(yuǎn)程服務(wù)為用戶解決臨時(shí)運(yùn)算需求。當(dāng)云計(jì)算到來，計(jì)算共享進(jìn)入了新境界:我們將不再需要在電腦中安裝大量軟件，也不再需要為存儲(chǔ)海量數(shù)據(jù)資料而煩惱，而是可以通過Web瀏覽器介入到一種大范圍按需定制的服務(wù)——“云服務(wù)”。

2 云服務(wù)

什么是云服務(wù)呢?云計(jì)算告訴我們，它應(yīng)該足夠智能，可以根據(jù)用戶的位置、時(shí)間、偏好等信息，實(shí)時(shí)地對(duì)用戶的需求做出預(yù)期。在這一全新的模式下，信息的搜索將可以根據(jù)個(gè)人需求定制，而不再需要用戶一步步操作。無論采用什么設(shè)備，無論需要哪種服務(wù)，我們都將得到一個(gè)一致且連貫的終極體驗(yàn)。

Google是云計(jì)劃的先驅(qū)，在2008年就率先推出了具有云計(jì)算瀏覽器Chrome，并緊隨其后研發(fā)了帶有Chrome的操作系統(tǒng)Cloud OS。使用Cloud OS:首先用Cloud啟動(dòng)電腦后直接進(jìn)入Google Chrome瀏覽器頁面，然后就可以直接從停靠欄啟動(dòng)程序，如 Gmail， Google日歷，Google地圖， Google文檔，Blogger， YouTube等應(yīng)用程序，甚至還可以啟動(dòng)Skype等其他程序[3]。

如果將終端設(shè)備里的文件、圖片、音視頻、應(yīng)用軟件都放到網(wǎng)絡(luò)上以后，數(shù)據(jù)中心所存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)量以及運(yùn)算能力可能是當(dāng)前PC的上千倍甚至上萬倍，以當(dāng)前數(shù)據(jù)中心的管理模式和對(duì)高端服務(wù)器的購買力，任何企業(yè)都難以承受。目前，一種新的數(shù)據(jù)中心——“云存儲(chǔ)”——正在研制中，這種數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模式將可以化解大容量需求的危機(jī)，例如幾十萬甚至數(shù)百萬臺(tái)廉價(jià)的服務(wù)器所組成的網(wǎng)絡(luò)。這些機(jī)器單個(gè)而論，其性能并不比家用臺(tái)式機(jī)強(qiáng)大多少，但是整個(gè)網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)量驚人，能容納不計(jì)其數(shù)的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)拷貝。

目前云服務(wù)在網(wǎng)絡(luò)服務(wù)中已逐漸顯山露水，諸如Facebook(校內(nèi)網(wǎng))、Google的Google Apps、亞馬遜網(wǎng)站的EC2 、蘋果的MobileMe、微軟的WindowsLive等等服務(wù)的使用已把操作重心轉(zhuǎn)移至網(wǎng)絡(luò)。例如Google Apps，用戶可以在Google網(wǎng)站開啟文檔、寫作、儲(chǔ)存文檔，也可以使用Google日歷記錄日程，把自己慣常瀏覽的網(wǎng)頁儲(chǔ)存在Google書簽里。只要有一臺(tái)可以聯(lián)網(wǎng)的手機(jī)或電腦，用戶就可以取用這些文檔、日程和書簽。

3 云計(jì)算當(dāng)前所面臨的問題

云服務(wù)使得計(jì)算機(jī)于使用來說更為便捷，同時(shí)也把更多的功能提供給我們，但是當(dāng)云服務(wù)風(fēng)靡全球之時(shí)，卻相繼出現(xiàn)了一些頗具打擊性的問題，首當(dāng)其沖的便是云計(jì)算的發(fā)起者——Google。Google泄密事件層出不窮，更有泄露軍事機(jī)密之嫌，今年年初Google不得不承認(rèn)其不小心泄露客戶私人信息的事實(shí)。隨之而至的Windows Azure測試版運(yùn)行中斷事件讓質(zhì)疑再一次攀升，而且這種運(yùn)行中斷問題也曾在亞馬遜EC2的服務(wù)器上出現(xiàn)過。這一連串的問題不禁讓我們對(duì)云計(jì)算充滿疑慮:“云”到底是怎么工作的?它為什么會(huì)出現(xiàn)這些致命性問題?未來它又將何去何從呢?

從云計(jì)算實(shí)體化而來的云服務(wù)，本質(zhì)上就是將程序運(yùn)行和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)都轉(zhuǎn)移到“云” 里。這也就意味著用戶所需的應(yīng)用程序并不需要運(yùn)行在用戶的個(gè)人電腦、手機(jī)等終端設(shè)備上，而是運(yùn)行在大規(guī)模的服務(wù)器集群中，用戶所處理的數(shù)據(jù)也并不存儲(chǔ)在本地，而是保存在互聯(lián)網(wǎng)的數(shù)據(jù)中心里面，這些數(shù)據(jù)中心正常運(yùn)轉(zhuǎn)的管理和維護(hù)則是由提供云服務(wù)的企業(yè)負(fù)責(zé)，并由他們來保證足夠強(qiáng)的計(jì)算能力和足夠大的存儲(chǔ)空間。由此可見，要使云服務(wù)能正常不間斷運(yùn)行，必須從三個(gè)最基本的方面保證:服務(wù)器集群和數(shù)據(jù)中心的性能能滿足用戶需要;服務(wù)器集群和數(shù)據(jù)中心必須有完備的數(shù)據(jù)保密功能;服務(wù)器集群和數(shù)據(jù)中心必須有即時(shí)的應(yīng)急方案。

性能問題云計(jì)算目前是建立在VM(虛擬機(jī))技術(shù)之上的，然而VM技術(shù)雖然日趨成熟，但依然存在性能上的問題。特別是當(dāng)多個(gè)VM之間相互競爭時(shí)，磁盤I/O會(huì)成為嚴(yán)重瓶頸。有人提出可以通過從硬件架構(gòu)和操作系統(tǒng)上進(jìn)行提升同時(shí)引入閃存技術(shù)的方法，我認(rèn)為這個(gè)思路是很具可行性。計(jì)算機(jī)在過去幾十年的變化雖然很大，但其核心基本上都沒有太大改變。VM將是大勢所趨，作為性能上最根本的問題——硬件和操作系統(tǒng)，其的設(shè)計(jì)必將符合這個(gè)趨勢而不斷實(shí)現(xiàn)，因此云計(jì)算的性能問題也會(huì)在不久的將來逐一解決。

“云安全”從“云計(jì)算”興起之時(shí)，“云安全”就已作為普遍質(zhì)疑所存在。通常，用戶都希望自己所存放的數(shù)據(jù)時(shí)私密的，而企業(yè)數(shù)據(jù)一般都有其機(jī)密性，可是把數(shù)據(jù)交給云計(jì)算服務(wù)商后，最具數(shù)據(jù)掌控權(quán)的已不再是用戶本身，而是云計(jì)算服務(wù)商，雖然在理念上云計(jì)算服務(wù)商不應(yīng)具備查看、修改、刪除、泄露這些數(shù)據(jù)的權(quán)利，但實(shí)際操作中卻具有這些操作的能力。如此一來，就不能排除數(shù)據(jù)被泄露出去的可能性。除了云計(jì)算服務(wù)商之外，還有大量黑客們覬覦云計(jì)算數(shù)據(jù)，他們不停的發(fā)掘服務(wù)應(yīng)用上的漏洞，打開缺口，獲得自己想要的數(shù)據(jù)。然而一旦將缺口打開，就可能對(duì)相應(yīng)的用戶造成災(zāi)難性的破壞，尤其是有些服務(wù)商的服務(wù)只需一個(gè)賬號(hào)便可打開所有程序和數(shù)據(jù)。像Google公司的泄密事件就是源于漏洞，由于Google采用的是單點(diǎn)登錄模式[4]，黑客進(jìn)入用戶Gmail之后，可對(duì)其doc文檔、電子表格、代碼庫等全部都可無限制訪問。不幸的是，早有一部分黑客已經(jīng)對(duì)利用了這些漏洞。顯然，現(xiàn)實(shí)中公共云計(jì)算的安全性還不夠盡人意，那我們可不可以有一些對(duì)策來加強(qiáng)它呢?

首先，我們應(yīng)對(duì)于云計(jì)算服務(wù)商的權(quán)限應(yīng)有所控制。對(duì)可以能查看和處理用戶數(shù)據(jù)的賬號(hào)及其操作做詳細(xì)記錄，并采用監(jiān)控機(jī)制已備隨時(shí)核查，從而減少用戶數(shù)據(jù)泄露的可能性，同時(shí)還可在發(fā)生故障時(shí)及時(shí)處理。

其次，對(duì)于漏洞所產(chǎn)生的信息泄露，可以從服務(wù)器和用戶兩方面進(jìn)行防范。

服務(wù)器的漏洞問題主要出現(xiàn)在數(shù)據(jù)的傳輸和存儲(chǔ)的狀態(tài)中，所以可以采用密鑰方式。在數(shù)據(jù)傳輸之前先對(duì)其進(jìn)行加密，使數(shù)據(jù)在傳輸和存儲(chǔ)時(shí)一直處于加密狀態(tài)，直到將數(shù)據(jù)傳輸給用戶之后再解密。

建立私有的“云”對(duì)于大型企業(yè)而言也是較有保障的途徑。它是應(yīng)用許多可分拆的模塊化硬件進(jìn)行聯(lián)網(wǎng)的形式，還可通過預(yù)設(shè)政策動(dòng)態(tài)分配的存儲(chǔ)資源使其結(jié)合得更為牢固，極具安全性，也可降低共享資產(chǎn)所帶來的損失。只是價(jià)格昂貴，不適合中小型企業(yè)和普通用戶。

對(duì)進(jìn)行云服務(wù)的數(shù)據(jù)進(jìn)行嚴(yán)格控制也應(yīng)成為用戶的責(zé)任。云計(jì)算中也有許多公共環(huán)境，數(shù)據(jù)放到其中，就相當(dāng)于公之于眾，因此，對(duì)于機(jī)密的資料可區(qū)分于一般資料單獨(dú)存放于個(gè)人計(jì)算機(jī)中。只是這種方法雖然比較簡單，但卻大大降低了云計(jì)算的使用率。用戶端對(duì)數(shù)據(jù)保護(hù)的方法還可以采用在用戶端加密的方式，但是當(dāng)前的用戶端加密工具操作起來比較繁瑣，普及化程度也不高，目前還不太能適用以Web為主要載體的云計(jì)算。

以目前的形勢來看，主要安全隱患還是來自黑客竊入和政府監(jiān)視。我們只有注意上傳數(shù)據(jù)的機(jī)密性，使用更可靠的加密方式，才能更安心享受云計(jì)算給我們帶來的方便。

應(yīng)急方案接二連三的中斷事件，不得不讓我們重新審視整個(gè)云系統(tǒng)。中斷問題之所以出現(xiàn)，網(wǎng)路擁擠和服務(wù)器中斷的成因比較大。

當(dāng)眾多用戶同時(shí)傳輸數(shù)據(jù)時(shí)，容易產(chǎn)生擁擠。采用增加帶寬和服務(wù)器的方式成本太高，如果增加多級(jí)緩存，并加入互斥鎖的方案，不僅可以降低硬件成本，還可以適應(yīng)不斷擴(kuò)大的服務(wù)需求。

服務(wù)器中斷的問題主要還是靠網(wǎng)絡(luò)維護(hù)來解決:電路維護(hù)，軟硬件升級(jí)，網(wǎng)路檢測等等。事實(shí)上，備份也應(yīng)是必不可少的一個(gè)環(huán)節(jié)，將程序和數(shù)據(jù)定時(shí)備份，一旦不得不中斷服務(wù)器，還可在應(yīng)急系統(tǒng)中進(jìn)行過渡，使用戶不至于輕易地被打斷操作。

4 結(jié)束語

由上分析，當(dāng)前云計(jì)算雖然面臨諸多問題，但這些問題并不是云計(jì)算本身的問題，而是在云計(jì)算具體化之前，沒有對(duì)硬件和規(guī)劃做好準(zhǔn)備充分，并且這些問題終將會(huì)在不久的將來具備可行的解決方案的。任何一個(gè)新興的事物在最初的階段都不可能一帆風(fēng)順，只有不斷地克服困難，它才能具備更為強(qiáng)大的實(shí)力。

參考文獻(xiàn):

[1] GOOGLE及其“云”智慧[J/OL].商業(yè)周刊.(2008-03-20).http://www.businessweekchina.com/article_p.php?BusinessweekID=1517Colum=深度報(bào)道.

[2] Sims K. IBM introduces ready-to-use cloud computing collaboration services get clients started with cloud computing [EB/OL].http://www03.ibm.com/press/us/en/pressrelease/22613.wss.

[3] 陳康，鄭緯民.云計(jì)算:系統(tǒng)實(shí)例與研究現(xiàn)狀[J].軟件學(xué)報(bào).2009，20(5):1337-1348.

[4] 陳全，鄧倩妮.云計(jì)算及其關(guān)鍵技術(shù)[J].計(jì)算機(jī)應(yīng)用.2009，29 (09): 2562-2567.