云計算原理

1. 引言 2. 云計算系統的構成 3. 云計算系統運行的程序 4. 云計算的問題

引言

假如您負責管理一家大公司，要保證所有員工都配有工作所需的計算機軟硬件。除了電腦，您還要為員工購買軟件或軟件使用授權，這樣員工才能正常工作。有了新員工，您還得繼續添置軟件或者保證現有的軟件授權能夠繼續使用。大筆大筆的鈔票就這樣花出去了，您是不是覺得壓力很大，每天晚上都難以入睡。

用不了多久，像您這樣的管理人員就不必發愁了。您不用給每臺計算機上都安裝上各種應用軟件，只要安裝一個就可以了。登陸這個軟件，員工可以訪問網絡服務器，遠程使用工作需要的所有程序。從電子郵件到文字處理，再到復雜的數據分析程序，一切都在專門的公司提供的遠程計算機群運行。這種模式被稱為“云計算（cloud computing）”，它有可能改變整個IT行業。

云計算實現了工作量的全面轉移。運行程序的重任不必再由本地計算機承擔，轉而由云計算中的計算機群來完成。這樣，對用戶端計算機的軟硬件要求就降低了。用戶端計算機只需運行像網絡瀏覽器一樣簡單的云計算系統界面軟件，其余工作都由云計算系統中的計算機群負責。

您很可能已經使用過某種形式的云計算。如果您注冊了Hotmail、雅虎或者Gmail之類的網絡郵箱，那么就已經在體驗云計算系統了。使用這些郵箱服務時，您不是在自己的計算機上運行電子郵件程序，而是遠程登陸網絡郵箱帳戶，您的帳戶對應的軟件和存儲空間都在服務商的計算機群上。

云計算系統的構成

我們在討論云計算系統時，可以把云計算系統分成兩部分：前端和后端，二者一般通過網絡互相連接。前端指的是用戶的計算機或客戶端，后端指的是系統中的計算機群，也就是“云”。

前端包括用戶計算機（或計算機網絡）以及云計算系統登陸程序。不同的云計算系統具有不同的用戶界面。以網絡為基礎的郵件系統一般都借助IE或Firefox等網絡瀏覽器登陸。其他云計算系統具有各自不同的登陸程序，用戶可以運行登陸程序接入網絡。

計算機后端是各種各樣的計算機、服務器和數據存儲系統，它們共同組成了云計算系統中的“云”。理論上，從數據處理到視頻游戲，只要您能想到的計算機程序，云計算系統都能運行。一般來說，每個應用程序都有其專用的服務器。

管理整個系統的是中央服務器，它監管流量和用戶需求以確保一切運行順利。中央服務器遵循一套被稱為協議的規則，并使用一種被稱為中間件（middleware）的專門軟件。中間件可以使聯網的計算機互相通訊。

如果一套云計算系統有大量用戶，那么很有可能需要很大的存儲空間。有些企業需要數以百計的存儲器。要保證所有存儲信息的安全，云計算系統至少要具備兩倍于用戶需求的存儲容量。因為存儲器和計算機一樣，有時會出現故障。云計算系統必須備份所有用戶信息，并存儲到備用存儲設備上。這樣，中央服務器就可以訪問備用存儲設備恢復丟失的數據。這種復制數據進行備份的技術叫做“冗余備份”。

云計算系統運行的程序

云計算系統能夠運行的程序實際上是沒有限制的。只要安裝了正確的中間件，云計算系統就能運行普通計算機運行的任何程序。從一般的文字處理軟件到專門為某公司設計的個性化計算機程序都能在云計算系統中使用。

人們為什么要用外部計算機系統運行程序、存儲數據呢？原因可能包括以下幾點：

• 用戶可以隨時隨地使用程序和數據，只要有連接到因特網的計算機，就能接入云計算系統，而無需通過用戶計算機或公司內部網絡訪問數據。
• 使用云計算系統能夠降低硬件成本，用戶可以省去購買高端硬件設備的開支。您不需要速度最快、內存最大的計算機，云計算系統能滿足您對速度和存儲空間的要求。您可以購買便宜的計算機，只要有顯示器、輸入設備（鍵盤和鼠標）以及足以運行中間件的處理器就能連接云計算系統。也沒必要購買大容量硬盤，因為所有信息都可以存儲在遠程計算機上。
• 依賴計算機的企業要確保安裝了合適的軟件，這樣才能正常使用云計算系統。云計算系統使得公司的所有員工都能運行應用程序，公司不必給每位員工購買軟件或軟件授權，只需以計量的方式向云計算服務商交納費用就可以了。
• 服務器和存儲設備要占用大量空間。有些公司由于辦公地點空間有限，要另外租用空間存儲服務器和數據庫。有了云計算服務后，這些公司可以把數據存儲到云計算服務商提供的硬盤里，省去了安放計算機的大量空間。
• 公司也可能節省IT技術支持的費用。從理論上說，與規格繁復的硬件和操作系統相比，精簡的硬件系統不容易出現問題。
• 如果云計算系統的后端使用了網格計算技術，那么客戶可以利用整個計算機網絡的處理能力。一般來說，科研人員進行的計算非常復雜，一臺普通的電腦要用幾年的時間才能完成。在網格計算系統中，用戶可以把計算輸送到“云”中進行。云計算系統能夠調動所有后端計算機的處理能力，極大加快運算速度。
  

云計算的問題

或許人們對云計算系統最大的擔心是安全和隱私。有些人對于把重要的數據交給其他公司保管心存疑慮。公司的管理人員可能在使用云計算系統上猶豫不決，他們認為只有把公司的信息保存在看得見、摸得著的電腦里才最安全。

也有人對這種觀點持反對意見，他們認為信譽是云計算服務商的命脈。可靠的安全措施有利于此類公司的發展，否則就會失去所有的客戶。為了自身的發展，云計算服務商會使用最先進的技術保護客戶的數據。

另一個問題是隱私。如果用戶可以從任何地點訪問數據和程序，用戶的隱私安全就會受到威脅。云計算服務商必須建立用戶隱私保護措施。一種方法是使用用戶名和密碼這樣的身份驗證技術；另一種方法是采取授權的訪問形式——每位用戶只能訪問與其工作相關的數據。

有些關于云計算的問題更為抽象。存儲在云計算系統中的數據由誰掌控，是購買了云計算服務的用戶還是提供存儲空間的服務商？云計算服務商是否有可能禁止用戶訪問自己的數據？這些涉及云計算核心的問題和其他相關話題引起了一些公司、律師事務所和高校的爭論。

云計算會對其他行業產生怎樣的影響呢？在IT行業中，越來越多的人考慮云計算興起后計算機維護和維修會發生哪些變化。如果企業選擇使用簡化的計算機系統，IT服務的市場需求將隨之減少。也有些專家認為對IT技術支持的需求將轉移到云計算系統的后端。