中國(guó)電子學(xué)會(huì)云計(jì)算專家委員會(huì)委員、解放軍理工大學(xué)教授劉鵬(騰訊科技攝)

騰訊科技訊 11月2日下午消息，“網(wǎng)絡(luò)技術(shù)創(chuàng)新應(yīng)用論壇暨2009云計(jì)算產(chǎn)業(yè)峰會(huì)”在北京國(guó)際會(huì)議中心舉行。作為2009中國(guó)互聯(lián)網(wǎng)大會(huì)的重要組成部分，本次峰會(huì)將以“解讀云計(jì)算中的沸點(diǎn)與精彩”為主題，重點(diǎn)探討云計(jì)算的應(yīng)用與發(fā)展趨勢(shì)，對(duì)用戶信息化應(yīng)用將產(chǎn)生的實(shí)際影響，分享最新研究成果及實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。云計(jì)算的理念和模式如何能夠在中國(guó)特色互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用中落地，給中國(guó)互聯(lián)網(wǎng)用戶切實(shí)帶來怎樣的革命性進(jìn)步，都將在2009云計(jì)算峰會(huì)中給出全新答案。

2009互聯(lián)網(wǎng)大會(huì)會(huì)于11月2日至3日在北京召開，騰訊科技作為官方指定戰(zhàn)略合作門戶網(wǎng)站、官方指定獨(dú)家合作新聞中心進(jìn)行全方位的視頻、圖文采訪與直播。特設(shè)立4個(gè)現(xiàn)場(chǎng)專訪間，力邀業(yè)界專家與企業(yè)代表剖析產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀，暢談產(chǎn)業(yè)前景，并就金融危機(jī)一年來的發(fā)展進(jìn)行深度解讀。

以下為中國(guó)電子學(xué)會(huì)云計(jì)算專家委員會(huì)委員、解放軍理工大學(xué)教授劉鵬演講的文字實(shí)錄：

演講題目：《云計(jì)算－－將計(jì)算變成水和電》

對(duì)應(yīng)的PPT請(qǐng)下載：http://www.712333com.com/download/ppt/cloud_liupeng.ppt （11MB）

劉鵬：我今天主要講講云計(jì)算一些內(nèi)在的東西，從技術(shù)上看，它到底是什么？另外，云計(jì)算為什么受歡迎？然后我們對(duì)未來做一些預(yù)測(cè)。

我們有一個(gè)夢(mèng)想。這個(gè)夢(mèng)想始于很多年前。就是我們希望使用互聯(lián)網(wǎng)上的資源能不能像水和電一樣，打開龍頭插上插頭就可以使用了，而不必關(guān)心計(jì)算、存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)資源在什么地方。這個(gè)夢(mèng)想有沒有實(shí)現(xiàn)呢？我們正一步一步走向這個(gè)實(shí)現(xiàn)階段。

首先我們看網(wǎng)格計(jì)算。所謂網(wǎng)格計(jì)算，是在動(dòng)態(tài)變化，由多個(gè)機(jī)構(gòu)組成的虛擬組織中協(xié)調(diào)資源共享和求解問題。網(wǎng)格現(xiàn)在發(fā)展得怎么樣呢？現(xiàn)在美國(guó)的TeraGrid網(wǎng)格已經(jīng)集成了幾百家機(jī)構(gòu)的高性能計(jì)算資源。歐洲的EGEE網(wǎng)格已經(jīng)集成了48個(gè)國(guó)家250個(gè)站點(diǎn)的資源，平均每天運(yùn)行的作業(yè)量是15萬個(gè)。這個(gè)已經(jīng)朝我們剛才說的夢(mèng)想前進(jìn)了一大步。但是這個(gè)網(wǎng)格為什么沒有引起我們極大的興趣呢，因?yàn)檫@個(gè)網(wǎng)格主要是局限于一些大的研究機(jī)構(gòu)，沒有走進(jìn)我們的日常生活。

走進(jìn)日常生活的計(jì)算就是云計(jì)算。由于公眾對(duì)網(wǎng)格的熱情不像以前那么濃了，現(xiàn)在逐漸成為科學(xué)家的一種基礎(chǔ)設(shè)施了，而且它的應(yīng)用面是有限的。但是云計(jì)算，大家可以看到，從07到09年增長(zhǎng)速度是非常快的。包括Google、亞馬遜、微軟、IBM這些重要的大公司，以及Facebook、Salesforce這樣的小公司也在用云計(jì)算。

我對(duì)云計(jì)算下的定義是：云計(jì)算是一種商業(yè)計(jì)算模型，它是將計(jì)算任務(wù)分布在由大量計(jì)算機(jī)構(gòu)成的資源池上面，使各種應(yīng)用系統(tǒng)能夠根據(jù)需要獲取計(jì)算力，存儲(chǔ)空間和信息服務(wù)。我們理解的云計(jì)算實(shí)際上是一個(gè)資源池，就好象今天中午我們?cè)诔宰灾鸵粯印Ｔ瓉砦覀兏鼽c(diǎn)各的菜，現(xiàn)在我們把所有的菜集中在一起，你可以按需獲取你的資源。資源共享了，品種多了，浪費(fèi)少了。你點(diǎn)來的菜，可能吃掉的只有50%，這還因?yàn)槲覀兠刻祜嬍车男枨蠡旧鲜谴_定的。如果你每天的需求是不確定的，浪費(fèi)還會(huì)更嚴(yán)重。有的時(shí)候我們非常餓的時(shí)候，點(diǎn)的菜非常多，但是吃不掉。

我們來看看亞馬遜提供的典型的云計(jì)算服務(wù)，一個(gè)是S3，叫簡(jiǎn)單存儲(chǔ)服務(wù)。S3提供給公眾的編程接口很簡(jiǎn)單，就是把數(shù)據(jù)放到虛擬的桶里，交給亞馬遜。想要的時(shí)候，把桶中的數(shù)據(jù)取出來。存儲(chǔ)方式的確非常簡(jiǎn)單，但是使用起來不方便，用戶必須要調(diào)這個(gè)接口，而且沒有目錄，不能直接存儲(chǔ)文件，因?yàn)樗恢蜳OSIX接口。但是S3非常受歡迎，為什么呢？它非常便宜。你存儲(chǔ)一個(gè)GB的數(shù)據(jù)，存放一個(gè)月只需要花費(fèi)0.15美元。

我們?cè)賮砜纯磥嗰R遜的EC2服務(wù)，即彈性計(jì)算云服務(wù)。有了EC2，你可以用租用亞馬遜的服務(wù)器，動(dòng)態(tài)租用它10臺(tái)機(jī)器，或者是100臺(tái)機(jī)器。它給你提供一個(gè)工具，這個(gè)工具可以把你機(jī)器目前運(yùn)行的環(huán)境整個(gè)打成一個(gè)包，這個(gè)包叫一個(gè)映象。將這個(gè)映象傳到亞馬遜的服務(wù)器上面，展開之后就可以恢復(fù)出跟你機(jī)器一模一樣的環(huán)境，這個(gè)過程叫做虛擬化。我想將租來的機(jī)器虛擬化什么樣都可以，比如我想將租用的機(jī)器做成一個(gè)數(shù)據(jù)庫，做成一個(gè)網(wǎng)站，做成數(shù)據(jù)處理節(jié)點(diǎn)，都可以。我覺得，這是EC2受歡迎最根本的原因之一，即通用性，它使用亞馬遜云計(jì)算可以用來滿足各種應(yīng)用的要求。EC2受歡迎的第二個(gè)原因是它的可伸縮性。你的一個(gè)映象可以傳到十臺(tái)機(jī)器，也可以傳到一百臺(tái)機(jī)器，只要你付錢。當(dāng)業(yè)務(wù)量大的時(shí)候，你可以多租一些機(jī)器，當(dāng)業(yè)務(wù)量下來的時(shí)候，你可以退掉一些機(jī)器。EC2受歡迎的第三個(gè)原因是它非常便宜，租用一個(gè)服務(wù)器一小時(shí)，只需要付0.10美元，比到網(wǎng)吧用電腦還要便宜得多。

由于亞馬遜提供了非常便宜又非常強(qiáng)大的服務(wù)，所以我們可以用它來做以前想都沒想到的事情。比如這家小公司，它的設(shè)施基本都可以租用亞馬遜的機(jī)器，存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)是放在S3服務(wù)，處理節(jié)點(diǎn)用的是EC2。還有一家公司SMUGMUG，它的網(wǎng)站上面已經(jīng)有幾億張高清圖片，擁有幾十萬付費(fèi)用戶，這么大的規(guī)模，這家公司人數(shù)只有五十人，之所以如此，是因?yàn)樗械脑O(shè)施都是托管于亞馬遜的。紐約時(shí)報(bào)曾經(jīng)使用亞馬遜的服務(wù)，在24小時(shí)之內(nèi)就把歷史上所有的文章從TIF格式轉(zhuǎn)化成PDF格式，一共才花了240美元。別少看這240美元，它可以租2400個(gè)機(jī)器小時(shí)。如果紐約時(shí)報(bào)要用自己的機(jī)器來完成的話，需要幾個(gè)月的時(shí)間才能做好。所以亞馬遜的服務(wù)給業(yè)務(wù)量不確定應(yīng)用帶來非常大的好處。事實(shí)上，大多數(shù)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用都是業(yè)務(wù)量不確定的。

我們?cè)賮砜纯碐oogle。Google幾乎所有的業(yè)務(wù)，包括Gmail、Google Maps、Google Earth、Google Docs和新近出來的Google Wave，全部都是在云計(jì)算上運(yùn)行的。我們可以通過各種終端、在各種平臺(tái)上訪問Google服務(wù)，可以是手機(jī)，可以是PC，也可以是Macintosh，或者在Linux環(huán)境中。Google之所以能夠做到這一點(diǎn)，根本原因是它后面的云計(jì)算設(shè)施。Google把這些云設(shè)施建到非常偏遠(yuǎn)的地區(qū)，比較冷和靠近電站的地區(qū)，用電成本非常低，通過光纖傳信息來代替通過電線傳電力。Google有一個(gè)說法，傳輸光子的成本要遠(yuǎn)遠(yuǎn)地公共低于傳輸電子。Google的云計(jì)算數(shù)據(jù)計(jì)算中心目前分布于30多個(gè)不同地點(diǎn)，共有200多萬臺(tái)計(jì)算機(jī)。我們來看看一些圖片，這些云設(shè)施，被人們稱為“信息時(shí)代的核電站”。再看看機(jī)房?jī)?nèi)部，有些機(jī)房里的機(jī)器就是一大堆普通的PC。極其廉價(jià)，但非常容易壞。Google認(rèn)為，機(jī)器會(huì)壞是正常的，不壞是不正常的。Google牛就牛在任意一個(gè)節(jié)點(diǎn)壞，或者兩個(gè)節(jié)點(diǎn)同時(shí)壞，它的數(shù)據(jù)不會(huì)丟，服務(wù)不會(huì)中斷。它的云計(jì)算設(shè)施管理起來也非常方便，一個(gè)人可以管理上千臺(tái)機(jī)器。這個(gè)人用小推車推了一些機(jī)器，看到機(jī)架上哪臺(tái)機(jī)器的燈在閃，就將它拿下來，換一個(gè)新的插上去就可以了。你們看，圖片上的機(jī)器是難看的背面對(duì)外，為什么？更換方便！

要做到這個(gè)境界，Google主要依靠四個(gè)技術(shù)：GFS、MapReduce、Bigtable和Chubby。這里我主要講下Google文件系統(tǒng)GFS。這個(gè)文件系統(tǒng)能做什么呢？我們看這張圖：GFS將集群里的節(jié)點(diǎn)分為管理節(jié)點(diǎn)和數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)兩類。管理節(jié)點(diǎn)存儲(chǔ)元數(shù)據(jù)，客戶端通過訪問管理節(jié)點(diǎn)來獲得文件應(yīng)該存儲(chǔ)在什么位置的信息。一個(gè)文件被分布若干塊存儲(chǔ)于不同的數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)上，客戶端從管理節(jié)點(diǎn)知道存儲(chǔ)的節(jié)點(diǎn)編號(hào)后，就可以直接訪問數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)存取數(shù)據(jù)。這樣，數(shù)據(jù)傳輸是直接發(fā)生在客戶端與管理節(jié)點(diǎn)之間的，管理節(jié)點(diǎn)只需要處理元數(shù)據(jù)訪問請(qǐng)求，從而不會(huì)在管理節(jié)點(diǎn)形成瓶頸。我們?cè)賮砜磾?shù)據(jù)是怎么存放的。Google的數(shù)據(jù)塊是比較大的，默認(rèn)是64MB一塊，這和Google應(yīng)用的特點(diǎn)有關(guān)。任何一塊數(shù)據(jù)在GFS里默認(rèn)是有3份的，當(dāng)客戶端向數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)A存儲(chǔ)了一個(gè)數(shù)據(jù)塊，A會(huì)立即將它復(fù)制給B和C。如果B壞了，會(huì)自動(dòng)再復(fù)制一份給D。Google對(duì)GFS的訪問作了許多限制，例如不允許在文件的中間去修改數(shù)據(jù)，但可以在后面加數(shù)據(jù)。之所以作限制，是為了實(shí)現(xiàn)方便并提高整體的可靠性。這個(gè)系統(tǒng)無論規(guī)模做得很大，瓶頸也不會(huì)顯現(xiàn)出來，這個(gè)Google文件系統(tǒng)，看似非常簡(jiǎn)單，但是是一個(gè)非常巧妙的系統(tǒng)。如果GFS只管理了100臺(tái)機(jī)器，看起來并不高明，甚至比不上常見的分布式文件系統(tǒng)，但當(dāng)GFS管理了100萬臺(tái)機(jī)器時(shí)，它的優(yōu)勢(shì)就顯現(xiàn)出來了。這就是規(guī)模效應(yīng)。

微軟也推出了Azure云計(jì)算服務(wù)。你可以到微軟的網(wǎng)站上申請(qǐng)一個(gè)帳號(hào)，它給你一個(gè)空間，這個(gè)空間是免費(fèi)的25個(gè)GB。這個(gè)免費(fèi)空間的容量是一個(gè)非常驚人的數(shù)字。因?yàn)槲覀冎溃瓉鞧oogle發(fā)布Gmail的時(shí)候是一個(gè)G，后來163做了3個(gè)G的免費(fèi)空間，現(xiàn)在還是3的G。25GB免費(fèi)，用傳統(tǒng)的技術(shù)是根本做不出來的，成本太高。只有用計(jì)算才有可能，因?yàn)樵朴?jì)算的成本是傳統(tǒng)技術(shù)的1/30。如果25個(gè)GB用亞馬遜的架構(gòu)的話，是多少錢呢？考慮到利用率，大概不到十塊錢人民幣，基本上微軟公司每個(gè)月花在你這25個(gè)G的空間的成本上是只有十塊錢。

國(guó)內(nèi)呢，中移動(dòng)的“大云”是比較早的，從2007年就開始了。這個(gè)云設(shè)施一共有256個(gè)結(jié)點(diǎn)，前面他們已經(jīng)介紹了。我們也做了云計(jì)算存儲(chǔ)系統(tǒng)MassCloud，現(xiàn)在有少量的部署，在技術(shù)上比較特別和實(shí)用。

云計(jì)算的技術(shù)體系是不統(tǒng)一的，不同廠家，亞馬遜、Google、微軟都有不同的解決方案，現(xiàn)在，我們認(rèn)為它們其實(shí)是有共性的。這是我們畫的云計(jì)算共用體系結(jié)構(gòu)圖，它們都有資源池，由中間件來管理，只是不同的廠家實(shí)現(xiàn)了不同的模塊。

為什么云計(jì)算擁有劃時(shí)代的優(yōu)勢(shì)？主要原因在于它的成本。企業(yè)的IT開銷，分為三部分：硬件開銷、能耗和管理成本。根據(jù)IDG的調(diào)查，全球企業(yè)IT開銷中的硬件開銷是逐年下降的。能耗的成本上升得很厲害，管理的成本上升最厲害。如果使用云計(jì)算的話，成本有很大的區(qū)別。剛才中國(guó)移動(dòng)說成本節(jié)省30倍，Google也說節(jié)省了30倍，我們來算一算：根據(jù)UC Berkeley的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，使用云計(jì)算技術(shù)后，特大型數(shù)據(jù)中心的網(wǎng)絡(luò)、存儲(chǔ)和管理成本較之中型數(shù)據(jù)中心可以降低5－7倍。另外，雖然在我們國(guó)家電是統(tǒng)一價(jià)格，但在美國(guó)是不一樣的，夏威夷本地沒有資源，要運(yùn)煤過去發(fā)電，所以價(jià)格比較貴。愛達(dá)荷州的水電比較方便，所以電價(jià)比較便宜。二者相差7倍。再者，資源的利用率也不同。比如一個(gè)網(wǎng)站，平時(shí)訪問人很少，但是到圣誕節(jié)前時(shí)候訪問量很多。再比如某一個(gè)網(wǎng)站，之前默默無聞，但是突然來個(gè)芙蓉姐姐，訪問量爆增。網(wǎng)站擁有者為了應(yīng)對(duì)這些突發(fā)流量，會(huì)按照峰值要求來配置服務(wù)器資源，造成這些資源的平均利用率只有10－15％。而云計(jì)算平臺(tái)是大家共享的，資源的利用率平時(shí)都能維持在80%左右，這又是5－7倍。云計(jì)算有更低的硬件成本和更低的電價(jià)，更高的資源利用率，兩個(gè)乘起來就是30倍以上的成本節(jié)省。

在這里，我們總結(jié)一下云計(jì)算的特點(diǎn)。它是超大規(guī)模，是靠規(guī)模效應(yīng)取勝的；它是虛擬化的，它是高可靠的。它是通用的，這個(gè)和網(wǎng)格有很大不同，云計(jì)算可以把遠(yuǎn)端的云變成任何想要的樣子，而網(wǎng)格計(jì)算只能跑高性能計(jì)算程序。另外它是高可擴(kuò)展的，它是按需服務(wù)的，它是非常便宜的。由于云計(jì)算有這些驚人的特性，所以，我們可以預(yù)料，在未來三到五年里，傳統(tǒng)的IT企業(yè)將發(fā)生翻天覆地的變化。例如，IDC企業(yè)如果不轉(zhuǎn)型的話，如果國(guó)內(nèi)出來一個(gè)云計(jì)算的數(shù)據(jù)中心，它可以用原來三十分之一的價(jià)格拉你的客戶的話，你的客戶肯定跑光了。所以云計(jì)算將計(jì)算變成了大眾用得上和用得起的水和電。

由于云計(jì)算的出現(xiàn)，使得曾經(jīng)被認(rèn)為是正確的，后來又認(rèn)為是非常荒謬的預(yù)言又變成接近正確的了。一個(gè)是IBM的創(chuàng)始人Thomas Watson，他說：“我認(rèn)為全球大概只需要五臺(tái)計(jì)算機(jī)就夠了”。的確，云計(jì)算是靠規(guī)模取勝的，Google、Amazon、Microsoft和IBM等企業(yè)都在拼命擴(kuò)展他們的云計(jì)算版圖。這至少已經(jīng)有4臺(tái)“計(jì)算機(jī)”了。第5臺(tái)是誰的？會(huì)是中國(guó)的嗎？這需要做許多工作。另一個(gè)預(yù)言是BillGates作的。他說：“640KB內(nèi)存應(yīng)該對(duì)任何人都?jí)蛄恕薄ｋS著云計(jì)算的發(fā)展，上網(wǎng)本、手機(jī)上網(wǎng)流行起來了，甚至彩電、冰箱、攝像頭、數(shù)碼相機(jī)都能直接上網(wǎng)，對(duì)終端的能力要求不強(qiáng)了，即使640KB內(nèi)存不夠，2GB應(yīng)該在相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間里夠了。我們以前老覺得機(jī)器慢，老是升級(jí)操作系統(tǒng)，但現(xiàn)在Windows XP我們已經(jīng)用了許多年了，還不覺得非換不可，為什么？是因?yàn)槲覀兩暇W(wǎng)了，我們的精彩在網(wǎng)上，不在本機(jī)上。試想，有了云平臺(tái)，未來的精彩將更精彩！

我們來看看網(wǎng)絡(luò)計(jì)算發(fā)展的趨勢(shì)。95年出現(xiàn)了集群計(jì)算，98年出來網(wǎng)格計(jì)算，99年出了對(duì)等計(jì)算(P2P)，07年出來云計(jì)算，那么下一個(gè)會(huì)出現(xiàn)什么？我們暫且叫做云格，我造了一個(gè)新詞，叫Gloud，它是Grid+Cloud。我們把云計(jì)算和網(wǎng)格計(jì)算做一個(gè)比較，網(wǎng)格計(jì)算集成不同單位的異構(gòu)資源，云計(jì)算集成同一單位的同構(gòu)資源。網(wǎng)格計(jì)算以科學(xué)計(jì)算為主，云計(jì)算是以數(shù)據(jù)處理為主，網(wǎng)格計(jì)算是共享高性能計(jì)算機(jī)，云計(jì)算共享普通計(jì)算機(jī)。網(wǎng)格主要用在科學(xué)界，云計(jì)算主要用在商業(yè)社會(huì)。網(wǎng)格計(jì)算與云計(jì)算有很強(qiáng)的互補(bǔ)性。未來它們將融在一個(gè)面向服務(wù)的開放環(huán)境里面，云和云之間融合，云和網(wǎng)格融合，所有的東西都是服務(wù)，這就是我們的未來。

云格（Gloud）的世界將更精彩...

謝謝！