王恩東談云計算與物聯網:有一種力叫計算力

主持人:崔建海(山東省科技廳副廳長)
主講人:高效能服務器和存儲技術國家重點實驗室主任,浪潮集團高級副總裁 王恩東
地點:山東科技大廈
主持人:這次省科技廳科技培訓,我們非常榮幸地請到我國信息領域的著名專家、信息領域的領軍人物王恩東來給我們做報告。王恩東是高效能服務器和存儲技術國家重點實驗室主任、浪潮集團高級副總裁;同時他也是“863”計劃信息領域的專家、中國存儲產業技術創新聯盟理事長、中國計算機學會副理事長、中國計算機行業協會副會長。王總在20多年間先后完成了國家“863”計劃重大科技8項,國家科技部和產業升級專項4項,電子發展基金3項,省科技攻關計劃7項,申請了發明專利50多項。讓我們以熱烈的掌聲歡迎王總就推進我們國家云計算物聯網做報告。
王恩東:我講的題目是《云計算與物聯網》。
云里霧里云計算
——計算模式的發展與云計算基本理念
出于各自的商業利益,業界對云計算和物聯網有眾多解釋,用戶往往也是云里霧里,并不清晰。云計算,總體上是為了促進資源共享,提高資源的利用率。云計算技術能夠使我們像用水、用電一樣,通過網絡使用計算資源。即除了水力、電力之外,可以還有一種力叫計算力。
而對于物聯網而言,也存在類似情況:一方面是我們現在有很多場合已經或多或少地使用了物聯網的技術,但另一方面,對于物聯網認識和后續發展,大家的理解也有很大的不同。所以,現在的物聯網也有一種霧里看花的感覺:一方面它是真實存在的,一方面又不夠清晰。未明確的事物,存在風險,但同時,也意味著機遇。所以,目前世界各國,包括我國政府都對物聯網投入了極大的關注。
很多人覺得云計算遙不可及,但實際上我們現在已經深處其中。我們很多的工作和生活,已經在使用云計算技術。如大家常用的百度、Google等搜索服務,就是云計算技術的具體運用。在搜索領域,云計算的突出優勢表現在能夠將分布在世界各地的信息搜索出來,速度優勢明顯,對終端要求低。現在通過手[FS:PAGE]機就可以,無論處在什么地方,我們拿出手機一搜,就可以獲取所需的信息,很方便。另外,我們在工作中也經常用到云計算技術。例如,在美國的時候,我們國家重點實驗室的一個同事發一個幾十兆的文件。用Email很慢而且不能支持這樣大的文件。后來使用了數據銀行的網絡硬盤,下載的速度非常快。
計算模式的發展,經歷了大型機、PC、網絡和云計算這幾個主要階段。大型機,性能好,能夠支撐多種大型任務,但也存在體積龐大,價格高昂的不足。大型機定位是高端的用戶,難以普及。后來,在上世紀80年代初,出現了低成本的PC,即個人計算機。PC雖然性能較差,但價格低,易于普及。在PC普及后,出于信息共享和異地通信的要求,上世紀90年代,網絡獲得了空前的發展,極大地促進了數據共享,對人們的生產、生活、學習以及商業行為,都產生了重大而深遠的影響。
網絡的發展,誕生出多種網絡計算模式,如集群計算、網格計算和云計算。可以說,云計算是網絡計算的一種,但顯然,網絡并不就等同于云計算。集群計算是網絡計算的早期形態,可以將眾多普通計算機虛擬成一臺性能超強的計算機,集群計算普遍應用于高效能計算領域;集群計算模式,要求集群內的計算機是同構的,即硬件配置相同,而且在計算過程中,如果某臺計算機宕機,會導致整個任務的終止。為了解決這些問題,出現了網格計算。網格計算支持不同計算機的并網,具有更好的兼容性,而且任一計算機宕機后,并不影響整個任務的運行,具有更好的容錯性。由于具備這些優勢,網格計算能夠實現異地資源的共享。但網格計算同時只能支持單一應用,應用面較窄。
云計算是在網格計算基礎上發展起來的,它具備網格計算兼容異構、支持資源動態伸縮的優點,同時又拓展開來,可以很好的支持多業務體系,以及計算資源在網絡上的流轉和資源的按量分配、按需付費。而云計算的資源流轉,則很好的體現了“人人為我、我為人人”的理念。
云計算技術,最初起源于2007年,Amazon和Google首先使用了云計算概念。初期,云計算多采用低端計算機,通過云技術,構建可靠的服務。
云計算是一個新生事物,對于云計算的看法,也是眾說紛紜。百度百科有它的定義,美國國家標準技術研究院也有它的定義,大家的看法不盡相同,缺乏現實標準,[FS:PAGE]但總體上,大家也有一個基本共識:云計算是一種讓用戶能夠便捷獲取的,資源共享的,隨機應變的,可實時訪問的網絡計算模式。
云計算的特征,主要表現在兩個方面。一是后臺資源層面,是兼容異構的,一如電網,無論后臺是風電廠、核電廠,還是水電廠,其電能都能夠并網;而且資源是可以流轉和動態分配的,一如西電東送、南水北調,哪里缺,就往哪里調。二是應用層面,云計算實現了按需獲取、按量計費,用戶需要多少就可獲取多少,用了多少就付多少錢。這些,都為用戶提供了便利的計算資源獲取模式。
云計算是社會分工的必然結果。采用云計算模式后,后臺資源供給可以實現規模化和集約化,有效降低單位資源成本;而用戶也可以擺脫基礎設施建設和維護等繁雜工作,可以更專注于自己的工作。對整個社會而言,云計算使得各行各業更專業化,更有利于整個社會的創新。
基于上述理解,浪潮也給出了云計算的定義:云計算是以虛擬技術和大規模基礎資源管理為基礎,以按需分配、按量計費為基本運營模式,具備兼容異構基礎設備、支持資源彈性伸縮、實現資源共享和動態調度等特點的新型網絡計算模式和信息化應用模式。
浪潮股票緣何漲
——云計算的服務層次與市場
云計算主要包括云SaaS、云PaaS和云IaaS三個服務層次。云SaaS即云軟件即服務,是面向云應用的,如基于云基礎設施的網絡郵箱、網絡辦公系統等;云PaaS即云平臺即服務,提供云軟件的開發和運行平臺;而云IaaS即云基礎設施即服務,主要提供云模式下的計算、存儲等資源服務。
需要留意的是,根據美國國家標準技術研究院的定義,云SaaS和云PaaS都是構建在云基礎設施之上的。對比傳統的SaaS,如傳統郵箱和Gmail郵箱,客戶感受與云SaaS是類似的。但傳統的網絡郵箱直接構建在硬件設備之上,不能實現硬件資源的共享,也無法實現資源的動態流轉,實際并不屬于云計算的范疇。云SaaS郵箱的優勢,體現在后臺資源的動態伸縮和流轉上,其后臺資源利用率更高,可擴展性更強,這一重大優勢是傳統SaaS所不具備的。
在云計算應用領域比較知名的有Google、Amazon、微軟等公司。微軟以前在單機軟件銷售[FS:PAGE]方面成績顯著,而向云計算的轉變則有些被動。2009年微軟講云計算除了云之外還要“端”,之所以強調“端”,在于其擁有大量的商品化“端”軟件,如Office。Office在傳統模式下,是賣給客戶的軟件產品。但到了云計算模式,市場沖擊很大——谷歌采用了云SaaS模式,提供在線Office,即Google Docs。如果用戶轉向Docs,微軟的市場就會流失。所以微軟在2010年也推出了它的云SaaS,即Office 365,與Google Docs類似,提供在線Office服務。我們現在使用的PPT文稿,是作者寫完之后再傳給其他相關人員。而通過這種在線的Office,則相關人員可以在線的瀏覽、修改和添加自己的注解。
對于IBM、惠普這樣的傳統設備供應商,隨著云計算的發展,也在探索找一些機會,也在嘗試著推出自己的云計算戰略。
浪潮在2010年8月,發布了自己的云計算戰略。我們通過云海OS把數據中心的計算、存儲和網絡資源進行整合,能夠進行統一的資源管理和運維管理。浪潮的云基礎設施可以有效支撐云計算業務平臺,構成具體的云計算業務運營的平臺。
而在云硬件裝備方面,我們推出了機柜式服務器和集裝箱數據中心。這些新型硬件裝備集成了計算、存儲、網絡設備,具有集中散熱、集中管理、易維護、易拓展的優勢。現在,我們可以在郊區看到很多箱式的變電站,今后則很可能看到眾多的集裝箱式的數據中心。集裝箱數據中心的整體優勢明顯,可以隨時接入和擴展。需要的時候,拉過來一個集裝箱數據中心,接上電源,接入網絡,即可以快速啟用。
目前,云計算市場處于起步階段,大家對云計算的認識尚不一致,存有各種各樣的說法。但毫無疑問,云計算的市場前景受到了廣泛關注。2010年8月到12月,浪潮信息的股票從10塊錢漲到了接近30塊錢,原因就在于浪潮發布了自己的云計算戰略,明確云計算的重點方向在于核心云計算硬件裝備和面向云計算中心的云海OS。這一戰略受到投資者的廣泛關注和認同,而到了10月中下旬,我國政府出臺了多項促進云計算發展的政策。這些,促成了云計算相關企業股票的快速上漲。
從市場的預測來看,2012年全球云計算的市場規模能夠達到420億美元,相關產業的產值會達到4500億美元。而對于中國市場,預計近四年,云計算將產生1.1萬億元的市場。雖然不同的統計機構的統計方法好對市[FS:PAGE]場的預期存有不同,但總體上,這些機構普遍認為云計算市場發展迅速,發展空間巨大。
2007年,美國公司率先提出云計算理念。2009年9月,美國總統奧巴馬宣布將執行一項影響深遠的長期性云計算政策,將云計算作為國家戰略大力持續推動。歐盟,在2008年2月,啟動“RESERVOIR”云計算計劃。而在2010年,歐洲領導人又在歐洲議會建議通過立法加強云計算安全建設,以規范云計算的發展。2010年8月,日本經濟產業省以《云計算與日本競爭力研究》報告的形式,發布了日本的國家云計算戰略,計劃2020年前培育累計規模超過40萬億日元(約3萬億元人民幣)的云計算市場。
可見,云計算,是世界強國爭奪新型戰略產業的主戰場。在這一個背景下,云計算發展,需要有政府的高度重視,并在政府宏觀指導下,在“核高基”、“863”等項目里加大對云計算方向的支持。
2010年6月,胡總書記在兩院院士大會上提出:科學技術迅猛發展正在引發社會生產方式的深刻變革。云計算等信息網絡技術的廣泛應用不斷推動生產方式發生變化。這從國家層面為云計算的發展明確了戰略方向。而我國地方政府也十分關注云計算的發展。2010年7月,北京發布了“祥云工程”云計算行動計劃,計劃到2015年形成500億元產業規模,帶動產業鏈形成2000億元的產值;2010年8月,上海發布了“云海計劃”,計劃在3年時間,帶動信息服務業新增經營收入千億元。而在2010年10月,工信部和國家發改委聯合發文,確定在北京、上海、深圳、杭州、無錫等五個城市先行開展云計算服務創新發展試點示范工作。
公眾云 私有云 行業云
——云計算面臨的挑戰與機遇
云計算面臨的最主要問題,在于認識不清。很多人將高性能計算機群視為云計算,這也是國內很多單位對云計算的認識。高性能計算機群主要采用的是集群計算技術,雖然也可以采用云計算技術改造,但簡單將高性能計算等同云計算后,就往往忽視了云計算的核心內涵。由于各個機構各做各的,各說各話,一如“盲人摸象”,片面化的闡述云計算。而很多客戶也因此陷入“人云亦云”的窘境。云計算在本質上是面向資源共享和資源流轉的,是面向服務的。如果認識不清,則很容易將云計算做成形象工程。
[FS:PAGE] 其次,云計算產業還面臨一個網絡環境問題,即帶寬問題。我們把應用部署在云計算上,自己無需開展基礎設施建設,也無需維護。基礎設施建設是運營商集中解決的,建設維護都由運營商負責。但我們的具體業務需要部署到運營商提供的資源上,具體的操作普遍通過網絡進行,如果網絡帶寬不足,響應時間將會很長,將直接影響業務的開展。因此,云計算是網絡發展到一定階段的產物,是網絡帶寬達到一定程度后的新興業務模式。
再者,網絡安全問題也是云計算面臨的一個重大問題。云計算環境下,運營商對云平臺提供專業的維護。從分工專業化的角度,文件存放在云上,會更安全。因為個人考慮安全問題往往不夠專業,在當前復雜的網絡環境下,病毒、木馬侵入個人電腦,多數人甚至都不知道,更不要說如何防范和殺毒了。因此,云平臺,從分工的角度,更專業,也更安全。但另外一個層面,云計算突出了資源共享,客戶存放在共享資源上的文件,需要保證很好的隔離保護,這需要從身份認證和訪問權限等角度進行全面和深入控制。
第四個問題,是云計算的平臺穩定性問題。傳統應用,業務是分散的,如果一臺設備宕機,只會終端某一具體業務,影響范圍小。云計算,由于實現資源共享和資源流轉,普遍采用了集約化的運營模式,即資源、業務集中化。一如以前傳統模式都是各個單位自建小電廠,現在云計算是全市統一的大電廠。如果平臺出現問題,影響的廣度和深度都會大很多。所以,當前云計算普遍采用計算HA、網絡冗余和分布式文件系統等容錯技術確保平臺的可靠和穩定。
第五個問題,是標準和通用性的問題。云計算目前還沒有普遍認可的標準,無論是云基礎設施、云服務平臺還是云業務應用,相關標準要么是空白,要么不成熟。缺乏標準,意味著當前各個云計算平臺上的業務無法自由遷移。一如A市的電網是110伏特電壓,B市的電網是220伏特電壓,電網不能簡單相連,所使用電器也完全無法通用。標準化問題,需要盡快解決,這樣在后面的產業化過程中,業務推廣可以更加順利,無謂的浪費也可以減少到最低的程度。
云計算的部署模式包括公眾云、私有云還有行業云。公眾云是可為公眾所使用的云平臺,一般為一個專門出售云服務的機構所擁有。公有云的數據來源于外部用戶,服務也往往以公開的形式面向外部用戶。公眾云的典型代表包括百[FS:PAGE]度、谷歌等云搜索引擎。公眾云較為廣泛的應用了分布式并發技術,但其云技術的適用面有限,當前僅適用于搜索等并行計算,對于包含大量串行計算的傳統業務并不適用。此外,百度、谷歌等公司是云SaaS供應商,雖然對外提供云應用服務,但其技術僅限內部使用,并不對外公開,出于定位的考慮,也不會為客戶構建客戶自己的云計算平臺。所以其應用范圍是有限的,對于廣大傳統業務的云計算改造,往往無能為力。
私有云是指僅供一個組織單獨使用的云平臺。私有云的數據來源于組織內部,其數據是私有的,服務對象也主要面向組織內部,私有云往往是企業內部云計算平臺的構建方式。對于缺乏云計算自主研發能力的政府單位和廣大中小企業,需要有浪潮這樣的云計算軟硬件一體化方案供應商幫助,這也是浪潮重要的云計算業務方向。
行業云是由行業內或某個區域內起主導作用或者掌握關鍵資源的組織建立和維護,以公開或者半公開的方式,向行業內部或相關組織和公眾提供有償或無償服務。行業云的數據來源于行業內部的核心組織單位,數據的獲取是分級的:私密數據僅對行業內某些組織開放,某些公眾數據,則通過行業內的組織開放給公眾。對于行業而言,多年來,信息化建設有了長足的進步,但信息化工程往往并沒有對社會大眾提供服務。比如說現在公眾對藥品的安全問題存有顧慮,藥監部門不是沒有數據,但是缺乏服務的提供方式,這樣,就存在信息的隔閡。而采用行業云后,藥監部門可以開放一些公眾數據或利用這些數據提供相關的服務。如此,公眾到藥店買藥的時候,就可以用手機實時查出自己所買的藥品來自哪個藥廠,是真是假。所以,采用行業云后,行業信息化建設將更具社會意義。在我國,各個行業都有自己的特色,其信息化發展模式、技術架構的實現模式都很重要,所以浪潮提出行業云的建設構想,以更好的推動具有中國特色的信息化建設工作。
公眾云的數據來自于公眾,也向公眾開放,常常不需要收費。行業云的數據來源于行業內的核心組織,數據是分級管理的。行業云跟公眾云有很大的差別:公眾云是以技術服務為核心的云,而行業云是以數據服務為核心的云。醫療、質監、交通,這些行業的數據都不是可以完全公開的,用谷歌或者百度往往也搜索不到,因為它有一定的保密性。公眾云在數據上是可以復制的,而行業云不一樣,它在行業內部,具有一定的保密性,不同[FS:PAGE]的受眾有不同的權限。
在公眾云里面,由于數據是開放的,技術就變得不可復制和不可共享,這個不可復制和不可共享并不是說技術本身不能復制和共享,而是企業出于壟斷的目的,為了防止產生新的競爭對手,而將技術作為核心競爭力加以保密。而私有云和行業云,其核心競爭力在于數據,其技術是開放的,即其云計算方案則是可以面向通用業務的,方案的供給者也可以將方案用于不同的行業。因此,在私有云和行業云中,云計算技術是通用和共享的。因而,在社會信息化建設中,這類云計算技術可以發揮更大的作用,也更具推廣價值。
當前,我國政府,比較偏重公眾云的發展,這會產生更多的像百度、騰訊這樣的公司,使公眾獲取更多的公眾服務。但同時,面向傳統業務市場,也需要有私有云和行業云深入發展,為企業和行業的信息化建設來提供云技術、云產品、云平臺等各方面的解決方案,現在這一領域基本上還是一個空白,目前業界還缺乏成熟的產品和方案。所以,這對于我國信息產業來講,是一個很好的歷史發展機遇,同時也是我們在研發創新、科技投入等方面需要重點關注的地方。
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