諞一諞透明計(jì)算和云計(jì)算那些事
云計(jì)算自提出以來(lái)一直受到業(yè)界的廣泛關(guān)注,眾多設(shè)備廠商和平臺(tái)服務(wù)提供商紛紛推出各自的云計(jì)算產(chǎn)品與服務(wù),電信運(yùn)營(yíng)商也緊跟著進(jìn)入云計(jì)算時(shí)代。而被譽(yù)為“先于云計(jì)算、包含云計(jì)算”的透明計(jì)算,則由于獲得2014年國(guó)家最高科技獎(jiǎng)而首次進(jìn)入大眾的視野,并在業(yè)界引起較大反響。究竟什么是透明計(jì)算?兩者有何異同?
本文引用地址:http://butianyuan.cn/article/278083.htm透明計(jì)算的概念
透明計(jì)算的概念是于2004年正式提出的,發(fā)表于電子學(xué)報(bào)上的定義如下:“透明計(jì)算是一種用戶無(wú)需感知計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)、支撐工具以及應(yīng)用程序的所在,并能根據(jù)自己的需求,從所使用的各種設(shè)備(包括固定和移動(dòng)以及家庭的各類設(shè)備)中找到相關(guān)計(jì)算服務(wù),而這些服務(wù)又是存儲(chǔ)于位于分布式網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器中的計(jì)算模式。用戶使用的設(shè)備(統(tǒng)稱為客戶機(jī))與服務(wù)器之間的連接依靠?jī)?nèi)部的通信協(xié)議完成。”
在此基礎(chǔ)上,提出了一種超級(jí)操作系統(tǒng)TransOS及其基于4VP+的實(shí)現(xiàn)示例。4VP+定義了服務(wù)端與客戶端交互的兩個(gè)協(xié)議和基于功能劃分的四個(gè)虛擬邏輯層次。TransOS則定義為運(yùn)行在傳統(tǒng)操作系統(tǒng)與計(jì)算機(jī)主板BIOS之間,對(duì)包含各種傳統(tǒng)操作系統(tǒng)在內(nèi)的網(wǎng)絡(luò)資源進(jìn)行管理的超級(jí)操作系統(tǒng)。
簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō),就是將數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)、計(jì)算與管理分離,將存儲(chǔ)放在服務(wù)器端,使用時(shí)可靈活選擇傳統(tǒng)操作系統(tǒng)及應(yīng)用程序,將其通過(guò)網(wǎng)絡(luò)以塊流的形式及時(shí)載入到客戶端并運(yùn)行。該方式理論上可簡(jiǎn)化客戶端, 使用起來(lái)更輕便、更快捷、更安全。
透明計(jì)算與云計(jì)算的異同
透明計(jì)算的概念最初是作為普適計(jì)算的一種新模式而提出的。普適計(jì)算強(qiáng)調(diào)在任何時(shí)間和地點(diǎn)都可以為人們提供網(wǎng)絡(luò)連接與計(jì)算,計(jì)算設(shè)備的靈活、便捷性非常重要。而現(xiàn)實(shí)中的終端設(shè)備卻無(wú)法滿足需求:一方面PC機(jī)指標(biāo)越來(lái)越高,軟件操作系統(tǒng)越來(lái)越復(fù)雜,維護(hù)成本越來(lái)越高;另一方面只能安裝小型嵌入式系統(tǒng)的移動(dòng)設(shè)備卻面臨難與其他設(shè)備互聯(lián)互通的問(wèn)題。針對(duì)這些問(wèn)題,透明計(jì)算從用戶服務(wù)選擇透明的角度出發(fā),通過(guò)存儲(chǔ)、運(yùn)算、管理的物理和邏輯分離,軟硬件平臺(tái)的跨平臺(tái)選擇,用戶端系統(tǒng)流式執(zhí)行等方式,實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)服務(wù)的無(wú)處不在和不知不覺(jué)??梢哉f(shuō),透明計(jì)算的提出是為了解決計(jì)算機(jī)的復(fù)雜性問(wèn)題,降低客戶端客戶使用和維護(hù)成本,以達(dá)到普適計(jì)算的理想。
云計(jì)算的提出,是對(duì)當(dāng)時(shí)Google、IBM、Amazon等公司已經(jīng)提供或計(jì)劃提供的技術(shù)服務(wù)的概括?,F(xiàn)階段,廣為接受的是美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)研究院的定義:“云計(jì)算是一種按使用量付費(fèi)的模式,這種模式提供可用的、便捷的、按需的網(wǎng)絡(luò)方式,進(jìn)入可以配置的計(jì)算資源共享池(資源包括網(wǎng)絡(luò)、服務(wù)器、存儲(chǔ)、應(yīng)用軟件、服務(wù)),這些資源能夠被快速提供,只需投入很少的管理工作,或與服務(wù)供應(yīng)商進(jìn)行很少的交互。”相比而言,云計(jì)算更強(qiáng)調(diào)一種商業(yè)模式,集中資源,按需服務(wù),按量付費(fèi)。云服務(wù)平臺(tái)運(yùn)營(yíng)商在構(gòu)建云平臺(tái)時(shí),主要著力于如何在大規(guī)模的廉價(jià)服務(wù)器集群之上構(gòu)建高可用性的服務(wù),往往會(huì)綜合采用多種技術(shù)手段和方法。
透明計(jì)算的技術(shù)特征
從技術(shù)實(shí)現(xiàn)的角度,透明計(jì)算與云計(jì)算具備一些共同特征,但在具體細(xì)節(jié)上仍存在各自特點(diǎn):
(1) 以網(wǎng)絡(luò)為中心。云計(jì)算平臺(tái)以互聯(lián)網(wǎng)為中心,將存儲(chǔ)和運(yùn)算能力分布在網(wǎng)絡(luò)所連接的各個(gè)節(jié)點(diǎn)之中。透明計(jì)算同樣依賴網(wǎng)絡(luò),通過(guò)網(wǎng)絡(luò)把運(yùn)算和存儲(chǔ)分離,服務(wù)器存儲(chǔ)操作系統(tǒng)、應(yīng)用程序以及用戶數(shù)據(jù)等軟件資源,終端使用時(shí)才從服務(wù)器以塊流方式及時(shí)載入并運(yùn)行。
(2)虛擬(透明)化。云計(jì)算將底層的硬件,包括服務(wù)器、存儲(chǔ)與網(wǎng)絡(luò)設(shè)備全面虛擬化,建立起一個(gè)共享的可以按需分配的基礎(chǔ)資源池。透明計(jì)算需解決多個(gè)操作系統(tǒng)和應(yīng)用程序在同一臺(tái)硬件設(shè)備上的共存及激活切換問(wèn)題,也需使用虛擬化技術(shù)以實(shí)現(xiàn)“透明”。
(3) 分布式計(jì)算和共享資源池。云計(jì)算可以說(shuō)是分布式計(jì)算技術(shù)的一種延伸,通過(guò)計(jì)算機(jī)集群構(gòu)建服務(wù),將存儲(chǔ)、計(jì)算能力等資源進(jìn)行分布式管理,建立共享資源池,具備可動(dòng)態(tài)擴(kuò)展的特性。透明計(jì)算的服務(wù)端同樣基于分布式管理,包括對(duì)硬件資源、傳統(tǒng)操作系統(tǒng)、開(kāi)發(fā)和管理工具、應(yīng)用軟件、結(jié)構(gòu)化與非結(jié)構(gòu)化等軟件或數(shù)據(jù)資源的統(tǒng)一管理及調(diào)度。
與云計(jì)算相比,透明計(jì)算具備一些獨(dú)有特征:
(1)計(jì)算完全在客戶端執(zhí)行和完成。
這是透明計(jì)算與云計(jì)算的顯著不同。云計(jì)算平臺(tái)中的計(jì)算是由云端的計(jì)算節(jié)點(diǎn)完成的,客戶端不參與計(jì)算和存儲(chǔ)。
(2)輕量化的終端客戶機(jī)。
終端客戶機(jī)甚至輕量化到僅僅是個(gè)裸機(jī)而無(wú)任何預(yù)制操作系統(tǒng),在需要服務(wù)時(shí),才從服務(wù)器中獲取所需資源并執(zhí)行。
(3)透明計(jì)算是需求驅(qū)動(dòng)的流式執(zhí)行。
終端客戶機(jī)啟動(dòng)后,駐留在BIOS的TransOS內(nèi)核部分負(fù)責(zé)獲得終端控制權(quán),并與服務(wù)器聯(lián)系,獲得系統(tǒng)運(yùn)行所需的更多內(nèi)核代碼,并動(dòng)態(tài)地以塊流的方式加載到終端側(cè)執(zhí)行。塊流是指每次只按需從網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器上獲取一小部分代碼或者數(shù)據(jù)塊到終端上進(jìn)行計(jì)算。如此循環(huán)反復(fù),形成從網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器到終端的流。
云計(jì)算的服務(wù)呈現(xiàn)多樣性,具有設(shè)施即服務(wù)(IaaS)、平臺(tái)即服務(wù)(PaaS)和軟件即服務(wù)(SaaS)等多種方式,并提供不同的用戶接口,包括直接面向用戶的軟件服務(wù)界面、僅提供開(kāi)發(fā)者使用的API接口等,對(duì)客戶機(jī)以及服務(wù)的具體執(zhí)行方式?jīng)]有明確規(guī)定。
產(chǎn)業(yè)化前景可期
透明計(jì)算確實(shí)先于云計(jì)算而提出。盡管兩者在以網(wǎng)絡(luò)為中心、虛擬(透明)化、分布式計(jì)算和共享資源池方面有異曲同工之妙,然而卻不存在包含關(guān)系。云計(jì)算是對(duì)商業(yè)模式的概括。透明計(jì)算則是對(duì)一種新計(jì)算模式的明確定義,具有云計(jì)算所不具備的獨(dú)有技術(shù)特點(diǎn):包括計(jì)算在客戶端執(zhí)行、輕量化到?jīng)]有操作系統(tǒng)的客戶端計(jì)算機(jī)、需求驅(qū)動(dòng)的流式執(zhí)行方式等。
雖然透明計(jì)算存在對(duì)網(wǎng)絡(luò)要求較高、客戶端計(jì)算效率方面的問(wèn)題,但其簡(jiǎn)化客戶端的理念具有廣泛的應(yīng)用場(chǎng)景,未來(lái)產(chǎn)業(yè)化前景可期。
評(píng)論