云计算实践分析

云计算实践分析

2011-07-27 17:16 | 419次阅读 | 【已有1条评论】发表评论

来源：程序员 | 作者：李德毅 | 收藏到我的网摘

导读：在第三届中国云计算大会上，李德毅院士就我国当前云计算的实践情况做了三方面的分析：云计算给软件园带来的变化、传统电信行业的纠结、云计算实践的试点。

李德毅 中国电子学会副理事长，中国工程院院士，欧亚科学院院士，中国人工智能学会理事长，中国电子学会云计算专家委员会主任委员，国家973项目首席科学家，国家和军队信息化专家咨询委员会委员。

全球云计算自2007年开始成为整个信息领域，尤其是通信、计算机和网络领域的前沿和热点。经过这几年的发展，云计算变得越来越聚焦、越来越务实。可以说，我们已经走过了“理念清晰、操作模糊、八仙过海、云里雾里”的一段路程，正在进入云计算快速发展的阶段，走上了云计算的应用之路，期盼着“云开雾散、腾云驾雾”的这一天早日到来。在这里，我想围绕我国当前的云计算实践作三方面的分析。

云计算给软件园带来的变化

截至2009年底，我国35个国家级软件园入驻企业达2万多家，从业人员超过130万人，占全国软件从业人员的一半；销售收入7677亿元，占我国软件产业总额的60%；软件出口额为75.4亿美元，占软件出口的40%；总收入与GDP的比值达到2.29%。可以说，软件园是我国软件产业中最重要的组成部分之一。那么，云计算会给软件园带来什么变化？

下面以一个软件园中的软件测试中心为例。目前，我国软件测试中心的主要工作包括以下几个方面：

作为第三方，面向各行各业的IT系统实施现场测试，为系统的验收和鉴定提供依据；

通过国家和行业的授权认证，提供软件质量保证的信誉担保；

对基于互联网的应用软件进行测试。

云计算下的软件正在转向服务，对于软件测试而言，前面两部分的工作会越来越少，第三部分的工作会越来越重要。互联网环境中的应用软件测试主要是测功能、测性能（如响应时间、负载能力等）、测安全性、测可靠性、测易用性、测互操作性（如数据、接口的兼容性等）以及检查文档的一致性和完整性等。为了完成这样的测试任务，传统的软件测试中心首先需要软件生产商提供测试任务列表、详细的文档和待测软件；然后，根据测试任务列表，软件测试中心制定相应的测试大纲和测试任务包，在搭建的物理测试环境中实施测试，最后返回测试结果。通过多次的回归测试，软件生产商逐步更正检测出的软件缺陷，改善软件产品的质量。

大家知道，建立物理的测试环境是个耗资、耗时、耗力的工作。应用软件的规模不同，测试环境又会有很大差异，尤其是负载测试和压力测试。以前，一个针对互联网应用软件的压力测试的环境需要自行构造，如果是百万级的并发用户，数据流量大（可达每秒GB级），实现起来将会很难。有了云计算的方式，软件测试中心则可能转为通过云计算方法来租用软硬件设施及相应的服务，用来快速、低成本地模拟网络环境和用户流量。

举一个对社交网站MySpace进行百万数量级的并发用户压力测试的案例，这个案例来源于SOASTA CloudTest。传统的方法采用1:20的缩微仿真模拟5万并发用户，使用专业测试软件在每台PC上模拟1000个并发用户，需要50台PC和2台服务器作为测试控制器和结果数据库；而操作系统、数据库、测试软件等需自行安装和配置，网络环境需自行管理和维护。若使用云计算下的计算资源租用方式，如已经广泛应用的Amazon的EC2 Spot Large Instance，每个Large Instance（7.5GB的内存、4核虚拟CPU、850GB的存储空间和Linux操作系统）可模拟1300个并发用户，则800个Large Instance和2个Extra-large Instance作为测试控制器和结果数据库，完全可以模拟百万级的用户规模。与传统方法形成鲜明对比的是，这种方法的部署时间甚至可能控制在小时数量级上，而且租用价格也相对低廉，每个Large Instance每小时仅仅0.115美元，租用的所有Large Instance的费用每小时才100美元左右。

通过这个案例可以看出，基于云计算的方式不再需要自行物理配置和维护所需的软硬件和网络设施，准备时间短，成本低，按需租用，灵活方便，云计算给软件测试带来了极大的改变。同样，软件园区中其他应用领域的软件企业也会因为云计算而发生改变，如电子邮件服务、云存储、客户关系管理服务等。尤其突出的是，越来越多的移动计算需求，催生了基于云存储服务的视频点播、相片管理应用、移动办公等新服务。如果通过云计算为每个移动终端用户提供100GB的虚拟存储资源容量，相当于100部左右的高清电影或5万张左右的电子照片，在带宽迅速发展的前提下，避免了用户各自购买服务器的开销和各自管理存储设备的负担，将会极大地提高用户的移动服务体验。

软件园汇聚了众多软件企业和软硬件设备，因此，软件园往往也是一个城市的耗电大户。粗略地估算，一个入驻数百家企业、几千名员工的软件园，每月需支出的电费将会超过240万元。如果软件园的企业可以共享同一个云计算平台（包括硬件平台、开发工具、测试环境和运行平台等）来进行软件即服务、平台即服务和基础设施即服务的工作，将会减少软硬件的耗电需求，逐步构建起绿色的软件园，促进节能减排。

这些云计算所带来的软硬件的部署、开发等方面的深刻变化，会使软件园内小而散的行行色色的软件企业，通过动荡、分化、改组和归并，演化为有特色的云计算中心，针对细分需求，提供集中的、面向不同领域的计算、存储和交互服务，逐步形成社会化、集约化和专业化的面向特定领域的服务。当前，有些地方另起炉灶，成立云基地的做法，也许不是一个正确的选择。

传统电信行业的纠结

我们知道，北京固话用户每月21.6元的月租费持续了十年左右，一户一月21.6元，在北京、在全国的范围内，这对传统电信行业是一笔可观的收入。很多的消费者对此感到不满意，同时，固话用户的数量在全国范围内急剧减少。据工信部网站的统计数据，2010年1月至7月，全国固定电话用户累计减少了997.4万户。现在，更多的用户倾向于使用手机、电脑和互联网，曾经的固话业务通过WiFi、IP电话和互联网应用等途径流失了，传统的收费被绕过去了，对于传统电信行业而言，能不感到纠结吗？

从这种纠结可以看到，传统电信行业，曾经以提供话音为主，仅仅满足了大众用户最基本的需求。随着数据通信的普及、互联网以及Web应用的快速发展，人们对相互之间沟通的质量要求提高了，这导致了文字、话音、视频等多种多样的、更为直接和个性化的需求，因此，传统电信运营商的纠结，归根结底是新技术所带来的市场需求的提升，是需求的精细化造成的。

过去，电信行业常常是地区割据、行业割据，是一种典型的金字塔式的层次结构。现在，要求我们从割据到融合。原来是先有设备制造商，再有电信运营商，以后再有增值服务商。我们曾经把非话业务叫做增值服务，现在，谁是谁的增值服务？说不清楚了。对于做广播电视的人来说，不但电视传输要IP化，而且在实现IPTV的同时也可以提供话音服务。因此，做广播电视的IPTV，认为话音是他们的增值业务不行吗？VoIP将声音的模拟信号以IP数据包在互联网上实时传递，利用全球互连的网络，可提供比传统话音业务更多、更灵活的服务。话音本身已成为一种互联网应用，从工信部网站上的统计数据可以看到，传统意义上的“非话”业务，其收入从2008年占电信业务总量的33.1%，到2010年就快速上升到了42.3%，在业务量、收入等方面与传统话音业务的比较正在取得优势。另一方面，随着智能终端的快速发展，手机已不再像原来那样仅仅提供单纯的话音和短信服务；现在手机同时也是在线支付的购物工具、在线阅读的电子书，导航、微博、SNS、IM等Web2.0应用更多地出现在手机上。据统计，智能手机的应用中，话音应用所占的使用时间仅仅为27%，包括地图、社交网站、电子邮件等Web应用，占据了72%之多。手机不再仅仅是简单的通话工具，大量互联网应用已使得话音业务的份量逐渐降低。

应用为王、内容为王所导致的需求为王，使得我们必须要以提供服务来切入。信息的服务、内容的服务，导致了应用软件就是服务的思想。因为应用软件是服务，才导致了支撑应用软件的开发平台也是服务；因为开发平台是服务，才导致了支撑开发平台运转的基础设施也是服务，产业链的走向倒过来了。在商业运营模式上，话音业务的大幅缩水，移动互联网应用的多样化，智能手机和平板电脑的普及，迫使我们必须重视产业链倒置的事实及其带来的巨大变化。越来越丰富的应用正在大量消耗带宽，电信运营商既没有从通道中获得合理的投资回报，也没有在高附加值的信息服务领域创造更大的企业价值。因此，传统电信行业要改变、要转型。

要充分利用细分市场所形成的各种各样的服务，产业链上其他各方对信息基础设施服务的依赖性，获取传统电信行业的依附优势。电信运营商的依附优势，一方面，体现在电信网对用户先入为主、偏好依附所形成的自然垄断；另一方面，电信运营商拥有丰富的客户信息等基础数据资源。电信运营商在为用户提供服务的过程中获得了客户的特征信息，包括用户的身份信息、网络使用状态信息、业务使用记录信息等。通过这些信息的挖掘，可以从服务“小众”中抽取更为精细的大众的公共需求，适应信息服务灵活分众、融合资源的需求。

总之，要想不纠结，就要找出路。一是电信行业的金字塔式层次结构要向扁平的组织结构转型，融合资源、弹性配置；二是要发挥信息基础设施的依附优势，从小众中获取大众基本信息，挖掘需求，灵活分众，深度服务；三是要适应信息即服务、软件即服务、平台即服务和基础设施即服务的变化，拓展应用，合作共赢。

云计算实践的试点

2010年10月，工业和信息化部、国家发改委等联合确定了在北京、上海、深圳、杭州、无锡五个城市先行开展云计算服务创新发展的试点示范。应该说，北京的祥云计划、上海的云海计划、无锡的物联网和云计算基地等都已经开始了务实的推动，在全国起到了引领、示范的作用。

基于互联网的云计算，节点可大可小，距离不再重要，因此在五个城市试点的基础之上，我个人认为更应该加强行业的应用和领域的应用示范。如果我们让这五个城市连成线、形成片、形成特定业务领域的专业服务，示范作用就更强了。

这里我想强调一下基于位置的服务LBS（Location Based Service），如果从北京到深圳可以实现整个区域范围内的导航服务和定位服务，那么这就为物联网的应用提供了基础。大家知道，地理信息系统是每一个行业都需要的基本信息，有了地理信息服务，有了导航定位的精度保证，比方说，导航的精度可以到几十厘米，而不是几米，不仅可以导航到道路，而且要导航到车道，那么就可以实现从北京到上海，乃至到深圳的网络导航。我们还可以有基于地理信息的旅游服务、基于地理信息的教育服务、基于地理信息的社会保险服务、基于地理信息的应急救生服务等。如果每个老百姓、每个农民工的身体健康指标都能够在线测试，在家门口、在打工场就可以得到健康和医疗的服务支持，那会是一个什么情景？民生问题是一个国家的基本问题，如果我们能够通过网络实现民生当中最基本的社会保障，实现物联网的话，那又会是一个什么情景？

当前，物联网正在全球兴起，在人人联网的基础之上，实现物物联网。我想从我个人的科研经历讲一个例子。我曾经做过一个三级倒立摆的控制研究，通过计算机，让三级摆表现出各种不同的动平衡模式，是一个典型的控制问题，要解决多变量、不确定、非线性等难题。在今天这个网络环境下，我们能不能通过互联网在远程实现对这样一个倒立摆的控制呢？比如，能不能在上海通过一个手机来控制北京的一个倒立摆，摆出各种动平衡姿态，如果我们能够做到这一点的话，将来就可以做到通过网络控制空中的飞行器、家庭监护机器人以及电力调度等。因此，我认为物联网的最高境界是机器人联网（Internet of Robots），就是把机器、生产线等通过机器人或智能代理与网络连接起来，实现网络化控制，让云计算真正成为物联网的基石。也许有一天，我们可以通过智能控制卡随时将手机变换成为虚拟遥控器或虚拟卡（身份卡、信用卡、驾驶证、门卡等）。甚至可以想象，设计一个生物芯片植入到人的大脑中实现联网。想得到也许就能看得到，当然这是后话。

总之，我们正进入利用信息和信息技术精确调控物质和能量的时代。云计算的实践，我们要从行业和领域入手，从老百姓得到实惠入手，从解决民生入手，不在于拼服务器集群的规模，不是说五万台服务器的集装箱就伟大，五千台服务器的就不伟大，也不是说把一百万台服务器集中起来就叫云计算。

随着试点的推开，云计算的实践也许还要考虑整个中国IT行业的战略布局，将来是不是要在某些地方设立一些国家级的海量基础数据中心和服务中心，是考虑在电力供应相对丰富的低温地区建立海量数据中心，还是考虑在靠近数据中心最终用户的地区建立呢？大家知道，电力传输是比较昂贵的，而宽带传输消耗的经费是比较少的。中国联通研究院就光纤传输与电能传输的成本和能耗做过一个对比分析，光纤传输的百公里建设成本为210万元，而电能传输的百公里建设成本高达2亿4000万元，后者是前者的一千多倍；电力损耗为5.2千瓦时，电能传输则为25千瓦时，后者是前者的5倍。显然，可以在靠近电厂的低温地区建设大规模的“超级数据中心”，利用宽带通信网络向华东、华南传输数据，以替代大量煤炭和电力向华东、华南的输送，变“以电力网输送电能”为“以电信网输送数据”，以减少二氧化碳的排放，改善生态环境。

结束语

云计算是网络环境下计算资源的优化，是技术的创新，也是商业模式的进步。云计算的实践没有现成的成熟模式可供借鉴，而且有地域和文化差异，必将是一个长期演进的过程。但我相信，在国家有关部委云计算示范试点政策的推动下，有产、学、研、用同仁的共同努力，云计算技术创新和应用实践之路会越走越宽广。