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中国电子学会赵文银:云计算到底是什么?

时间:2010-11-29 14:11 栏目:主页 > 行业资讯 >
一、云计算,一个传奇而神秘的名字 从2006年出现,2007年引起关注,到2010年成为新一轮技术革命的开始,云计算这个名字似乎具有一种神奇的魔力,有节奏、有计划的在人群中迅速传播

      一、云计算,一个传奇而神秘的名字

从2006年出现,2007年引起关注,到2010年成为新一轮技术革命的开始,云计算这个名字似乎具有一种神奇的魔力,有节奏、有计划的在人群中迅速传播,首先是企业界,然后是学界,然后是政府。而在2010年的11月,莫名其妙的360和QQ大战,一夜之间让中国的几亿网民知道了“云计算”这个名字,而“云查杀”、“云报复”这样频繁出现的名词让网民感觉到了云计算的威力。

      尽管云计算成了人们津津乐道的话题,然而几乎所有的人都不能准确地描述云计算是什么,业内专家各执一词,犹如盲人摸象。据网上资料显示,目前给出的定义有上百种,而且数量还在不断地增加。国外IT巨头每家公司都有自己的不同定义。中国目前也有几种定义。比如中国电子学会云计算专家委员会、北京乾坤化物数字技术有限公司等。

      二、云计算的定义

      概念的命名和定义是夺取国际话语权的第一步。当一个名字在全球流行的时候,无论这个名字的内涵后来发生怎样的改变,最早给出这个名字的人拥有最多的话语权。其次就是对这个名字给出准确定义的人,他可以抢先给这个概念指定具体的内涵和制定具体的标准规范,从而获得更多的商业利益。这也是国际IT巨头的云计算定义各不相同,难以统一的原因之一。

      中国电子学会云计算专家委员会委员赵文银从哲学、经济学、社会学、东方文化、数学、软件开发以及云计算研究等不同领域分析研究,并在实际应用的基础上提出了包含东方文化思想的定义。

       云计算是以应用为目的,通过互联网将大量必要的硬件和软件按照一定的组织形式连接起来,并随应用需求的变化不断调整组织形式所创建的一个内耗最小、功效最大的虚拟资源服务集合。

       1、云计算的构成

       按照这个定义,云计算包含两大部分,一个是“有形”的硬件,是基础。这部分的资源和能力是有限的,使用完了的时候就没有了。比如一台服务器,使用了就不能被其他人再使用。另外一个是“无形”的应用,是目的。这部分的资源和能力是无限的,是可以再生的。比如“知识云”体系,无数的人可以同时使用。

       云计算本身并不是计算,也不是单纯的技术,是方法论,是下一代信息网络技术的总称,是一个新时代来临的标志。如同1765年珍妮纺纱机的出现,标志着工业革命在英国乃至世界的爆发一样,云计算代表新的信息革命的到来。

       2、“服务”和“应用”的区别

       目前有个大家公认的术语,叫 XAAS(everything as a service),指所有的事都可以作为服务来提供。这个观点是国外提出来的,现在很多人认为云计算就是如何把“一切变成服务”。

       尽管“服务”和“应用”都是为对象提供满足需求的“功能”,但是它们之间是有区别的。这两个词的解释如下:

       服务:履行职务,为大家做事。为一定的对象工作。

       应用:适用需要,以供使用。

       服务是预先设计出指定用户所需要的各种功能,然后按照规则为满足条件的用户服务。“服务”是以目标对象为中心设计“产品”,因此其“服务产品”是有限的。

       应用是设计开发“物质”本身的各种功能,用户根据需要获得不同的服务。应用是以“物质”为中心设计功能,目标对象根据自己的需求组织连接“功能”,从而获得自己的“产品”,因此这种“服务产品”是无限的。

       以“医疗云”的开发为例来分析“服务”和“应用”之间的差别。

       在以“服务”为中心的开发思想里,疾病、人、设备、药品、医院、政府部门、社团组织等是一个整体,在开发的过程中,这些“物质”是作为整体考虑来开发的,设计一个“医疗”系统的时候必须要把很多“物质”关联起来,系统完成后,所有这些“物质”就结合成为不可分割的整体,同时其“服务功能”也就确定了。

       在以“应用”为中心的开发思想里,疾病、人、设备、药品、医院、政府部门、社团组织等是独立的个体,在开发过程中,这些“物质”是独立开发的,彼此之间没有关联关系,在设计“医疗”系统的时候,使用者从疾病、人、设备、药品、医院等“应用功能库”里选择相关功能,然后按照自己设计的组织形式连接起来就得到了一个完整的系统。在这个系统里,组织形式的改变会导致“服务功能”的改变。

       三、有形的“物质”和无形的“应用”

       “三十辐共一毂,当其无,有车之用。埏埴以为器,当其无,有器之用。凿户牖以为室,当其无,有室之用。故有之以为利,无之以为用”,这是《道德经》里对有形的物质和无形的应用的描述。老子认为,看得见的东西可以带来利益,但是这种利益是短期的、有限的、可以预见的,看不见的东西可以带来应用,这种应用是长久的、无限的、不可预见的。

       三十根辐条,加上一个轮子,这就是古代的车,有形的物质是辐条和轮子。辐条和轮子是木头,木头本身可以带来利益,比如取暖、作为武器等。但是当把木头变成辐条和轮子,然后按照一定的组织形式连接起来,就变成了车,给人们带来的应用完全不同了。可以说车的发明极大地推动了人类社会的发展。

       但是车的应用目的和构成车的物质本身所具备的应用目的是不同的,是质变的过程。

       经过几千年的不断创新,从最古老的车开始,到现在的车,形状五花八门,构成物质也发生了重大改变,但是其应用目的以及构成应用的方式没有改变,其应用目的是:获得可以移动的空间。构成应用的方式是:有形的物质按照一定的组织形式连接在一起。

       从车的发明和演变我们可以得到一些启发:

       1、自然界的物质是有限的,物质本身可以提供给人们的利益也是有限的。简单的消耗自然界存在的物质是不可取的。

       2、物质按照一定的组织形式连接在一起,可以得到和物质本身完全不同的应用,这种应用给人们提供的利益是巨大的,超出了物质本身。

       3、真正推动人类社会发生重大革命的不是人类认识了物质本身,而是发明了一种新的组织形式,使这些物质连接在一起后,出现了一种新的物质形态。

       4、必定存在一个简单的组织形式,可以解决人类的某种需求。人类一代一代的探索,从本质上来讲,就是在寻找这样的组织形式。比如能量,必定存在一种简单的组织形式,把一些物质连接起来后,可以提供源源不断的能量。

       四、“复杂”是由事物的组织形式决定的

       事物的“复杂”是由组织形式来决定的,而不是该事物本身就是复杂的,构成事物的最基本的单元是简单的。人类赖以生存的宇宙是巨复杂的系统,但是这个“复杂”是由宇宙的组织形式来决定的,并不是指宇宙本身就是一个单一的复杂系统。事实上,宇宙是由一些简单的系统按照某种组织形式完成的,比如采用自组织非线性方式来完成。如果是这样的话,宇宙就是一个局部系统相似的完整的整体,并且从局部的研究是不可能获得对整体的了解的。

       曼德勃罗特集是人类有史以来做出的最奇异,最瑰丽的几何图形,曾被称为“上帝的指纹”。 这个点集均出自公式:Zn+1=(Zn)^2+C。

       这是一个迭代公式,式中的变量都是复数,这是一个大千世界,从他出发可以产生无穷无尽美丽图案。他是曼德勃罗特教授在二十世纪七十年代发现的。你看上图中,有的地方象日冕,有的地方象燃烧的火焰,只要你计算的点足够多,不管你把图案放大多少倍,都能显示出更加复杂的局部。这些局部既与整体不同,又有某种相似的地方。这个梦幻般的图案具有无穷无尽的细节和自相似性。曼德勃罗特教授称此为"魔鬼的聚合物"。

       图形是由美国数学家曼徳勃罗特教授于1975年夏天一个寂静的夜晚,在冥思苦想之余翻看儿子的拉丁文字典是想到的,起拉丁文的原意是“产生无规则的碎片” 。

       如果我们不知道创造“上帝的指纹”的迭代公式,而是从看到的图形上分析它的来源,那么人们能准确地获得答案吗?结论是不可能,除非我们知道它的源头,否则从中间的局部开始是不可能得到真正的答案的。曼德勃罗特的图形告诉人们,无法从已知的局部真实地还原整体的,因为未知的局部和已知的局部有相似性,但是也有差异性。在不同的层面,规则是有变化的。

       五、云计算到底是什么

       科学、准确地说明云计算是什么是有一定的难度的,对于一个革命性的事件,一个可能超出目前知识范围内的事物,人们是很难准确地描述出来的。但是人们可以根据已经掌握的知识,参考已经知道的事件,推演出云计算的一些重要特征。

       1、云计算和云计算产品是完全不同的

       人们在谈论云计算的时候,基本上会把云计算和云计算产品混淆起来。

       其实云计算和云计算产品是不同的,云计算属于社会学认识范畴,其具体体现是一些抽象的标志性特征。云计算产品是云计算时代的表现形式,是有形的物体。比如对工业革命的认识是机器的出现提高了人们的生产效率,而蒸汽机、珍妮纺纱机是有形的、人们可以认识的产品。

       另外一个例子是互联网。对互联网的认识是网站的出现提高了人们获得信息的能力,而服务器、路由器、软件是人们可以认识的产品。

       对云计算的认识表现在效率的极大提高,而云计算产品是服务器、路由器、其它硬件设备和软件等按照一定的组织形式,通过网络有机地连接在一起,形成一个具有自相似性的体系。比如亿盟258网(http://em258.com)是按照地名结构连接起来的、具有自相似性的“多系统多用户”云计算产品。

       2、云计算是一种质变的过程

       既然云计算带来的是一场革命,那么就意味着云计算产品和目前的产品相比较,应该发生质变,如果只是量变,就不是革命。
当前的云计算数据中心把大量的服务器集中在一起,而在这之前,这些服务器可能分布在不同的机房。这种形式只是服务器数量增加了,但是没有发生质变。云存储、云安全等也是数量的改变,没有发生质变。

       那么如何理解质变?“三十辐共一毂,当其无,有车之用。 埏埴以为器,当其无,有器之用。凿户牖以为室,当其无,有室之用”,这是《道德经》里描述的质变,三十根辐条和轮子组合在一起,发生了质变,上面那些空间可以用来运输货物,陶罐里面是空的,空的部分可以用来装食物,房子中间是空的,空的部分可以住人。这体现了从量变到质变的过程,一根辐条和一个轮子成不了车,只有达到一定数量的时候才能成为车。简单的数量增加也很难产生质变,只有按照一定的组织形式,三十根辐条和一个轮子才变成了车。

       3、云计算强调的“无形”的应用,而不是“有形”的物质

       长期以来,人类通过不断地发明工具来改善自身的生存环境。早期的医疗工具减少了人们的疾病痛苦。工具带来了新的“应用”,而且这种应用是无穷无尽的,比如一根“骨针”可以给很多的人治病。

       时间和空间是阻碍人类发展的最基本因素,而计算机、互联网的出现为人们提供了有效的工具,极大地推动了人类社会的发展。计算机缩短了人们分析问题的时间,互联网消除了人们在空间上的距离。人类已经进入了信息全球化的时代。

       但是目前的硬件和软件的使用效率很低,造成了巨大的浪费。云计算就是为了解决这些问题而出现的。所以云计算关注的是这些硬件和软件如何组织才能获得更好的“应用”,而不是这些硬件本身的改进。比如目前强调的服务器虚拟化技术,即便把一台服务器虚拟成5台服务器,也只能5个人使用。这是在“物质”层面上的使用,但是能否有一种办法,上升到“应用”层面,让50人,500人都能使用?

       4、云计算产品具有多层次、自组织特性

       云计算产品所提供的局部服务和传统产品提供的服务没有区别,但是云计算产品通过自组织方式在不同的范围内构成关联关系,使得不同区域的服务既具有相似性,又具有差异性。

       ● 是一个多层次的系统

       比如为某个县医院开发的“医疗”系统完成后,按照成员组织管理方式为这个县的每个医院提供同样的系统,这样就构造出了县级医疗服务体系。然后按照地理行政架构,往下构造出乡镇、村、社区医疗系统,往上构造出地区、省、国家层面上的医疗体系,最终形成全球“医疗云”体系。这个“医疗云”体系来自一个县级医院的医疗系统,这个原始系统采用非线性自组织的形式形成了全球性的“医疗云”。很显然,不同区域的医疗系统具有相似性,同时又具有差异性。

       ● 是一个自组织系统

       在这个全球“医疗云”体系里面,医生、病人、药品、医院、制药厂、政府部门按照相互默契的某种规则,各尽其责而又协调地自动运做,每个成员的活动具有不确定性。医生是随机的,可能是美国的医生,病人也是随机的,可能是中国的一个农村的病人,制药厂可能在日本的一个小镇。这一切的发生是在没有外部指令的情况下发生的。其组织结构和运行模式将不断地自我完善,从而不断提高其对于环境的适应能力。

       六、云计算的本质难题是什么

       从目前人们所掌握的计算技术来看,云计算的本质难题有两个,一个是软件危机,另外一个是数量增长危机。而其它的一些难题比如访问速度、可用性和可靠性、安全性等,都属于非本质的,有些难题是人为因素产生的。

       非本质的难题的解决实际上是由本质难题决定的,也就是说在本质难题没有解决之前,任何非本质难题是不可能被解决的,同样的道理,当本质难题得到了解决,非本质难题也就可以得到解决。

       比如安全性一般包括四大元素,即身份验证、授权、访问控制和审计。安全性属于非本质难题。如果软件危机和数量增长危机得到了解决,也就是说在云计算产品体系里,任何一个构成对象都有一个唯一的识别码,任何一个软件功能代码里不存在不可控的漏洞,那么所谓的安全性也自然就可以解决了。比如目前的“后门”是因为软件系统里面的漏洞被黑客控制了,而开发商和使用者无法控制这个漏洞。但是如果这个漏洞是可控的,那么“后门”就不存在了,因为在“后门”出现的时候就已经被用户或者开发商控制了。

       七、云计算将带来社会结构的变革

       云计算导致社会结构发生破坏性的重建。

       首先,使现有的技术和产品得到更加高效的应用,并通过信息化加快缩短了农村和城市的差距;

       其次,社会财富和资本从代表少数人利益的企业转入新兴的代表大多数人利益的企业手中;

       第三,万物相连瓦解了行业垄断,农村和城市家庭的结构和功能趋于一致,分散的社会组织在技术和规则的约束下有序运做;

       第四,有序管理的市场竞争替代了无序的自由生产竞争,加速了新技术的发明和使用,缩短了科学知识转变为直接生产力的过程;

       第五,科技极大的提高了原材料的使用效率,人们在有序可控的状态下展开世界性贸易竞争和掠夺;

       第六,道德规范成为指导人们生活行为的重要准则。

       八、中国如何把握云计算带来的机会

       尽管云计算给中国带来了新的机会,但是能否真正把握这次机会,战略战术的运用是非常重要的。如果采用常规的方法,那么抓住这次机会的可能性接近于零。这是因为云计算是建立在互联网时代的基础上的,硬件、软件、网络等基础设施没有发生改变,而在PC时代、互联网时代,中国没有任何话语权,没有掌握任何核心技术或者关键技术。

       云计算目前处于早期阶段,中国和美国基本上在相同的起跑线上,国际IT巨头所拥有的传统核心技术优势在云计算产品的开发中没有太大的意义,开源软件将成为云计算产品的基础。比如现在的服务器虚拟化技术、大型关系数据库技术在云计算时代将失去优势,云计算产品里将采用大量的廉价的PC服务器(Google模式),新型的能够存储无限数据的系统将代替现在的大型数据库系统(如Oracle、DB2数据库等)。

       因此,中国的机会在于尽快掌握云计算真正的核心技术和关键技术,以及云计算产品的组织形式。

来源:中国IDC产业联盟 作者:赵文银
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