摘 要：本文簡單介紹了云計算服務(wù)類型，云計算和網(wǎng)格計算的相似與不同。同時本文探討了云計算優(yōu)于網(wǎng)格計算的地方，兩者面臨的共同問題以及一些安全方面的問題。本文以Amazon Web Services為例，實現(xiàn)云計算需要三個部分：瘦客戶機（或者能夠在胖瘦之間切換的客戶機）、網(wǎng)格計算和效用計算。網(wǎng)格計算將獨立的計算機連接成一個大的基礎(chǔ)設(shè)施，充分利用閑置的資源。效用計算就是支付在共享服務(wù)器上使用的服務(wù)，就好象支付公共事業(yè)一樣（比如：電力、天然氣等）。通過網(wǎng)格計算，可以把計算資源作為效能。

關(guān)鍵詞：云計算 網(wǎng)格計算 效用計算 資源 支付

中圖分類號：TP3 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2013）04（a）-0023-02

1 云計算

使用云計算，企業(yè)馬上就能大幅提高自己的計算能力，而不需要投資新的基礎(chǔ)設(shè)施，開展新的培訓(xùn)或者購買新的軟件許可證。云計算最適合希望將數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)設(shè)施全部外包的中小型企業(yè)，或者希望不用花費高額成本建立更大的數(shù)據(jù)中心就可獲得更高負(fù)荷能力的大型企業(yè)。不論哪種情況，服務(wù)消費者都在Internet上使用所需要的服務(wù)并只為所使用的服務(wù)付費。

服務(wù)消費者不用再守在PC旁邊使用PC上的應(yīng)用程序，或者購買針對特定智能手機、PDA及其他設(shè)備的版本。消費者不必?fù)碛性浦械幕A(chǔ)設(shè)施、軟件或平臺，因此降低了前期成本、資本支出和運營成本。消費者也不用關(guān)心云中的服務(wù)器和網(wǎng)絡(luò)怎么維護(hù)。消費者可以訪問任何地方的多臺服務(wù)器，不需要知道使用的是哪一臺服務(wù)器以及它們的位置。

2 網(wǎng)格計算

云計算是從網(wǎng)格計算演化來的，能夠隨需應(yīng)變地提供資源。網(wǎng)格計算可以在云中，也可能不在，這取決于什么樣的用戶在使用它。如果用戶是系統(tǒng)管理員和集成商，他e29a1fe654afcfa0d9a12e4c86f06f47b59f5abb3271b3d74742f296603d72b4們就會關(guān)心如何維護(hù)云。他們升級、安裝和虛擬化服務(wù)器與應(yīng)用程序。如果用戶是消費者，就不必關(guān)心系統(tǒng)是如何運行的。

網(wǎng)格計算要求軟件的使用可以分為多個部分，將程序的片段作為大的系統(tǒng)映像傳遞給幾千個計算機中。網(wǎng)格的一個問題是如果某個節(jié)點上的軟件片段失效，可能會影響到其他節(jié)點上的軟件片段。如果這個片段在其他節(jié)點上可以使用故障轉(zhuǎn)移組件，那么就可以緩解問題，但是如果軟件片段依賴其他軟件片段完成一項或多項網(wǎng)格計算任務(wù)，那么問題仍然得不到解決。大型系統(tǒng)鏡像以及用于操作和維護(hù)的相關(guān)硬件可能造成很高的資本和運營支出。

3 異同點

云計算和網(wǎng)格計算都是可伸縮的?？缮炜s性是通過獨立運行在通過Web服務(wù)連接的各種操作系統(tǒng)上的應(yīng)用程序?qū)嵗呢?fù)載平衡實現(xiàn)的。CPU和網(wǎng)絡(luò)帶寬根據(jù)需要分配和回收。系統(tǒng)存儲能力根據(jù)特定時間的用戶數(shù)量、實例的數(shù)量和傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量進(jìn)行調(diào)整。

兩種計算類型都涉及到多承租（multitenancy）和多任務(wù)，即很多用戶可以執(zhí)行不同的任務(wù)，訪問一個或多個應(yīng)用程序?qū)嵗Ｍㄟ^大型的用戶池共享資源來降低基礎(chǔ)設(shè)施成本，提高峰值負(fù)荷能力。云計算和網(wǎng)格計算都提供了服務(wù)水平協(xié)議（SLA）以保證可用性，比如99%。如果服務(wù)達(dá)不到承諾的正常運行時間，消費者將由于數(shù)據(jù)延遲而得到服務(wù)補償。

Amazon S3在云中提供了存儲和數(shù)據(jù)檢索Web服務(wù)。設(shè)置在S3中能夠存儲的對象數(shù)量的最大上限?？梢源鎯χ挥幸粋€字節(jié)的對象，也能存儲5GB甚至TB級的對象。S3對于對象的每個存儲位置使用“桶（bucket）”作為容器。這些數(shù)據(jù)采用和Amazon電子商務(wù)網(wǎng)站相同的數(shù)據(jù)存儲基礎(chǔ)設(shè)施安全地實現(xiàn)存儲。雖然網(wǎng)格中的存儲計算非常適合數(shù)據(jù)密集型存儲，但是存儲一個字節(jié)大小的對象從經(jīng)濟上來說不合適。在數(shù)據(jù)網(wǎng)格中，分布式數(shù)據(jù)的數(shù)量必須足夠大才能發(fā)揮最大效益。計算型網(wǎng)格關(guān)注的是計算量非常大的操作。云計算中的Amazon Web Services提供了兩種實例：標(biāo)準(zhǔn)和高CPU。

4 需要考慮的問題

云計算和網(wǎng)格計算面臨著四個問題：閾值策略、互操作性、隱含成本、異常行為。

4.1 閾值策略

假設(shè)有一個程序在云中進(jìn)行信用卡驗證，并且碰到了十二月份的銷售旺季。于是我們發(fā)現(xiàn)了更高的需求，于是創(chuàng)建了更多的實例來滿足這種需求。隨著銷售旺季的過去，這種需求就會減少，資源實例被回收并重新分配給其他應(yīng)用（如圖1）。

為了檢驗程序能否工作，在轉(zhuǎn)入真正的生產(chǎn)環(huán)境之前，在可行性試驗（pilotstudy）階段需要開發(fā)、改進(jìn)并實現(xiàn)一種閾值策略?？纯催@種策略能否發(fā)現(xiàn)需求的突然增加，從而創(chuàng)建更多的實例以滿足這些需求?？纯慈绾位厥臻e置的資源并轉(zhuǎn)移到其他工作。

4.2 互操作性問題

如果企業(yè)外包或者和一家云計算供應(yīng)商共同創(chuàng)建應(yīng)用程序，可能會發(fā)現(xiàn)很難轉(zhuǎn)向其他采用私有API或者具有不同導(dǎo)入和導(dǎo)出數(shù)據(jù)格式的供應(yīng)商。這就造成了兩家云計算供應(yīng)商之間的互操作性問題?？赡苄枰淖償?shù)據(jù)的格式或者應(yīng)用程序邏輯。雖然還沒有出現(xiàn)API或者數(shù)據(jù)導(dǎo)入和導(dǎo)出的云計算業(yè)界標(biāo)準(zhǔn)，但I(xiàn)BM和Amazon Web Services展開了合作以實現(xiàn)互操作性。

4.3 隱含成本

云計算并沒有告訴您隱含的成本有哪些。比方說，如果企業(yè)要使用服務(wù)提供商提供的云中的存儲服務(wù)和包含TB級數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)庫應(yīng)用程序，可能需要支付很高的網(wǎng)絡(luò)費用。這筆費用要比在購買新的基礎(chǔ)設(shè)施、培訓(xùn)新的雇員或者購買新的軟件許可證方面節(jié)省的成本高。網(wǎng)絡(luò)成本的另一個例子是，如果企業(yè)距離云提供商很遠(yuǎn)，可能會遇到很長的延遲，尤其是在流量大的情況下。

4.4 無法預(yù)料的行為

假設(shè)信用卡驗證應(yīng)用程序在企業(yè)內(nèi)部數(shù)據(jù)中心運行的很好。需要通過可行性試驗對云中的應(yīng)用程序進(jìn)行檢驗，以檢查是否存在無法預(yù)料的行為。比方說，檢查應(yīng)用程序如何驗證信用卡，在十二月份的銷售高峰期如何分配資源和釋放閑置的資源，并轉(zhuǎn)向其他任務(wù)。如果發(fā)現(xiàn)信用卡驗證或者釋放閑置資源出現(xiàn)異常的結(jié)果，那么就需要在將其放入云中之前解決這些問題。

4.5 安全問題

2008年2月，Amazon S3和EC2遭遇了三個小時的宕機。盡管SLA提供了數(shù)據(jù)恢復(fù)和針對這種情況的補償，但這個期間用戶失去了銷售機會，高管人員得不到需要的重要業(yè)務(wù)信息。

不要被動地等待宕機的發(fā)生，用戶應(yīng)該自己檢查安全性—看看供應(yīng)商能在多大程度上恢復(fù)數(shù)據(jù)。測試非常簡單。不需要特殊的工具。只需要請求過去存儲的數(shù)據(jù)看看供應(yīng)商恢復(fù)它需要多長時間。如果時間很長，問問供應(yīng)商在不同情況下能獲得多少服務(wù)補償。檢查校驗和是否匹配原來的數(shù)據(jù)。

安全測試的一個方面是用一種可信的算法在本地機器上加密數(shù)據(jù)，然后使用解密密匙訪問云中遠(yuǎn)程服務(wù)器上的數(shù)據(jù)。如果無法讀取曾經(jīng)訪問過的數(shù)據(jù)，那么就是加密密匙被破壞了或者供應(yīng)商使用了自己的加密算法?？赡苄枰蚬?yīng)商了解該算法。

另一個是云中數(shù)據(jù)潛在的問題。為了保護(hù)數(shù)據(jù)，可能需要管理自己的私有密匙。詢問供應(yīng)商私有密匙的管理問題。如果簽署的話，Amazon將提供證書。

4.6 云中的軟件開發(fā)

使用高端數(shù)據(jù)庫開發(fā)軟件，最可能的選擇是使用企業(yè)內(nèi)部數(shù)據(jù)中心的云服務(wù)器池，測試的時候可以使用AmazonWeb服務(wù)臨時擴展資源。這樣項目管理人員可以更好地控制成本、管理安全問題和分配資源。項目管理人員可以為不同的云類型分配不同的硬件資源：Web開發(fā)云、測試云和產(chǎn)品云。不同類型的云成本也是不一樣的。開發(fā)云的單位時間成本可能低于產(chǎn)品云，因為SLA和安全性等附加特性都分配在產(chǎn)品云中。

管理人員可以將項目限制為特定的云。比方說，產(chǎn)品云的部分服務(wù)可用于產(chǎn)品配置。開發(fā)云的服務(wù)僅用于開發(fā)。為了優(yōu)化軟件開發(fā)項目不同階段的資產(chǎn)，管理人員可以按項目和用戶跟蹤使用情況，從而獲得成本數(shù)據(jù)。如果發(fā)現(xiàn)成本很高，管理人員可花費較低的成本使用AmazonEC2臨時擴展資源，只要安全和數(shù)據(jù)恢復(fù)問題已經(jīng)得到解決。

4.7 環(huán)境友好的云計算

云計算的動機之一就是更高的環(huán)境友好性。首先，減少了企業(yè)內(nèi)部數(shù)據(jù)中心運行應(yīng)用程序需要的硬件，使用云計算替代它們可以減少運行硬件和降低其溫度需要的電能。將這些系統(tǒng)整合到遠(yuǎn)程中心里，可以更有效地進(jìn)行管理。

其次，云計算技術(shù)提高了電信技術(shù)，比如遠(yuǎn)程打印和文件傳輸，有可能降低辦公空間、購買新家具、淘汰舊家具、辦公室清潔等方面的需求。還減少了開車上班的需要，降低了二氧化碳的釋放。

5 結(jié)語

本文比較了云計算和網(wǎng)格計算之間的異同，介紹了如何解決云計算和網(wǎng)格計算中的問題，在按需付費環(huán)境中的數(shù)據(jù)恢復(fù)和管理私有密匙的安全問題，幫助您做好使用云計算的準(zhǔn)備。用戶對更大的Internet容量的潛在需求對開發(fā)人員和項目團隊的其他成員提出了挑戰(zhàn)。處理好Web應(yīng)用程序設(shè)計和潛在的安全問題可以減少團隊遇到的麻煩。要獲得幫助，請考慮可以幫助您創(chuàng)建Web應(yīng)用程序的IBM Rational Web Developer WebSphere軟件，以及可幫助減少應(yīng)用程序缺陷和實現(xiàn)應(yīng)用程序跟蹤的IBM Rational ClearQuest。

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