雲端運算概念說明所謂「雲端」其實就是泛指「網路」,名稱來自工程師在繪製示意圖時,常以一朵雲來代表「網路」。因此,「雲端運算」用白話文講就是「網路運算」。舉凡運用網路溝通多台電腦的運算工作,或是透過網路連線取得由遠端主機提供的服務等,都可以算是一種「雲端運算」[4]。 雲端運算是個有著浪漫名字的科技新概念,基本上就是將目前PC中的儲存以及運算功能,全部放到一個超級電腦中心,也就是所謂的「雲」。「進入雲端」指的就是透過「網路」連結到這些超級電腦來處理資料,以後只要有一組密碼,任何可以連上網的電器,甚至是路邊的提款機,都能當成個人電腦[5]。 雲端運算亦可視為資訊科技之二次革命。猶如百年前汽車工業的製造廠開始利用輸送帶,設置裝配線。資訊科技最核心的「運算能力/ComputingPower」正悄悄在「雲端」進行。由現今主流的個人電腦運算轉移中央集權式的「資訊工廠」。 雲端運算的產業三級分層三級分層指:雲端軟體、雲端平台、雲端設備 (整理引用自 Ref. [2])。 上層:雲端軟體 Software as a Service (SaaS) 打破以往大廠壟斷的局面,所有人都可以在上面自由揮灑創意,提供各式各樣的軟體服務。 參與者:世界各地的軟體開發者 中層:雲端平台 Poftware as a Service (PaaS) 打造程式開發平台與作業系統平台,讓開發人員可以透過網路撰寫程式與服務,一般消費者也可以在上面執行程式。 參與者:Google、微軟、蘋果、Yahoo! 底層:雲端設備 Infrastructure as a Service (IaaS) 將基礎設備(如IT系統、資料庫等)整合起來,像旅館一樣,分隔成不同的房間供企業租用。 參與者:IBM、戴爾、昇陽、 惠普、亞馬遜 Photo Credit: Wikipedia 有關雲端運算的專訪林百里的願景與廣達的雲端佈局 / 文茜的世界財經周報 2009.11.22 趨勢科技張明正分析雲端運算 / 文茜的世界財經週報 2009.12.13 郭台銘與鴻海王國:環保科技城與雲端數據中心 / 文茜的世界財經周報 2010.01.03 專訪工研院雲端運算中心主任闕志克與「貨櫃型電腦」介紹 / 文茜的世界財經周報 2010.01.10 技術介紹"Do Whatever We Can Do" to achieve Distributed Computing is the technology of so-called Cloud Computing. The techology required is not new but very high, at least includes: High-Performance File System (HDFS), Large-Scale Database (HBase, Bigtable) Hardware/Platform Virtualization and Hypervisor (Xen) Parallel Programming 目前常用的雲端運算「技術組合」大致包括: Google: The Google File System, Bigtable Hadoop: HDFS, HBase, MapReduce, etc. Xen (Virtualization) 由「分散運算」返回「集中運算」個人電腦引領「分散運算」20多年後,以伺服器「集中運算」的潮流正捲土重來,這股潮流名之為雲端運算(cloud computing)。先前是電腦的運算、儲存功能分散到家家戶戶的個人電腦,現在是再度集中回到伺服器,由「雲端」的大型資料中心處理。 掌握這場革命的企業將能降低資訊成本,更有效使用資料數據。企業如果不能專精這種新的資訊流程,就外包給更擅長的公司。但這也帶來新風險,企業可能把自身關鍵資料的掌控權,交到外人手中。 這場地殼變動在幕後進行,一般企業主管渾然不覺。一般公司裡的資料中心基於安全理由,多深鎖大內,只有資訊部門負責看管;而且像是傳送收據、交易記錄與儲存企業機密這些資料中心的業務,常被視為理所當然。 但最近甲骨文(Oracle)併購伺服器大廠昇陽公司(Oracle),看重後者的高階伺服器以及思科(Cisco)要賣自家伺服器,都揭露了這場科技產業的新焦點。即便以個人電腦起家的微軟公司(Microsoft),也在建構世界最大的雲端運算系統之一。儘管微軟強調,雲端運算將與個人電腦體系共存。 集中運算可享規模經濟優勢 集中運算可享規模經濟優勢,高速網路完備則使運算中心的「算能」可輕易傳送。因此,大公司經營的巨型資料中心扮演愈來愈吃重的角色。微軟公司研究部門主管拉希德(Rick Rashid)指出,微軟、Google、雅虎(Yahoo)、亞馬遜(Amazon)屈指幾家公司,就買下20%的電腦伺服器。這些超級雲端運算中心的「算能」,都是過去的民間機構望塵莫及。 這些算能多被用來提供自家的網路服務,像是網路搜尋與電子商務。但這些龐大的運算能量,也逐步取代原本在個別電腦上執行的功能。 這有兩種方式。一是透過「網路服務」提供,例如改在網頁直接用 Google Docs 編輯文件,而不裝文書軟體。這在企業詞彙稱做「軟體即是服務(software as servive)」。有些公司藉此承包會計與客戶管理,例如 Salesforce 與 NetSuite。 第二種形式是廠商提供資料儲存空間以及原始資料(raw data)的運算能力,企業付費「租用」算能,就不必為臨時需求添購機器,甚至不必養自己的資訊部門。亞馬遜意外成為這方面的領先廠商,科技長佛格斯(Werner Vogels)說,亞馬遜伺服器逾半的算能是其他公司在使用,客戶包括紐約時報以及那斯達克。 許多企業也隨集中化趨勢,整合內部運算中心,以規模經濟降低單位資訊成本。例如,奇異公司(GE)的資料中心現在用掉集團45%的資訊預算,比三年前的25%大增。 軟體即是服務已成趨勢 但過份誇大雲端運算的趨勢有風險,思科資訊長馬拉傑諾(Dante Malagrino)說,這個詞只是「網路資源」的時髦講法。太陽底下無新事,資訊業尤其如此。在小型伺服器與個人電腦普及之前,中央伺服器本來就是常態。 但雲端運算已說明了「軟體即是服務」的潮流,也顯示企業現在更願意把運算需求外包出去。科技進步讓小公司能享有接近大公司的規模經濟優勢,這是經濟上的的強力誘因。 此外,今日顧客已習於 Google 與亞馬遜彈指間的服務,其他公司得設法看齊。與 Google 的超級工程團隊競爭的想法可能使自家資訊部絕望,那何不就用 Google 的服務?而且雲端運算的頂端可能只有少數幾家,下面卻可開啟更多應用商機。 龐大低價的運算能力,還不必苦等資訊部門,這為市場分析開創新的局面。企業可以藉此快速比對分析顧客資料,洞悉市場潮流。對於經理人來說,便宜充沛的電腦算能還能鼓勵他們嘗試新點子。 拉希德說,這種運算集中化對商業與社會的影響難以預測,因為最大的衝擊常不是舊有經驗所能推得。現在的想法是消費者將使用雲端的文書服務,而不安裝文書軟體,但這只是舊經驗的衍生看法,實際上常常並非如此。 虛擬化技術促成這場革命 雲端運算可能帶來的好處之一,是讓各種科學主題都能收集到海量資料,這可能使科技進展超出想像。 雲端運算興起的背後,是「資訊工作室」變成「資訊生產線」(Studio to Assembly Line) 的流程革命。這常被拿來與豐田對汽車業的衝擊比擬。而這場「資訊工業化」的觸媒是所謂的「虛擬化」技術(virtualizarion)。 虛擬化能使程式模擬成伺服器,讓一台實體伺服器可以同時運作多個「虛擬伺服器」。一般著眼的是這能提昇機器使用效率;但對雲端運算的關鍵處在於,虛擬化技術讓電腦運算與實體機器脫鉤,可以自由轉移。 虛擬伺服器可在繼續運作的狀況下,毫不中斷地轉換伺服器硬體、遷至其他資料中心。既然一台電腦的運算功能可以輕易轉到另一台;那麼,把程式運算從公司電腦轉到外包伺服器,也就只剩一步之遙。 雲端運算之分層第一層 各個資料中心 第二層 雲端運算服務架構 第三層 各種應用服務程式 a.搜尋服務,例如Google b.企業服務,例如Salesforce.com c.一般服務,例如Google Docs d.娛樂服務,例如YouTube 第四層 接收終端 例如筆記型電腦、智慧手機、手持裝置、iPod 雲端運算基礎訓練課程Google 的雲端運算課程 (Google Code University): Lecture of MapReduce : http://gcu.googlecode.com/files/Lecture011609A.pdf (PDF) 趨勢科技課程 (http://www.wretch.cc/blog/trendnop09): 2.
Hadoop 與分散式檔案系統 HDFS http://www.wretch.cc/blog/trendnop09/21192609 3.
MapReduce 介紹 http://www.wretch.cc/blog/trendnop09/21192617 4.
相關技術The Google File System: http://labs.google.com/papers/gfs.html Bigtable (Google): http://labs.google.com/papers/bigtable.html Hadoop: http://hadoop.apache.org/ Xen: http://www.xen.org/ (中文wiki) Reference[1] 雲端運算 重拾中央集權運算架構 / 世界日報 (2009.07.04) [2] 雲端運算為何改變10億人 / 商業周刊 第1146期 (2009.11.09) [3] 「雲端運算」(雲計算)已經講到爛?Gartner建議從二分法重新學起 / Mr. 6 (2008.10.02) [4] 淺談雲端運算 (Cloud Computing) / 台大計中技術論壇 (2009.3.20) [5] 林百里的「雲端運算」專訪與雲端運算介紹 / 文茜的世界財經周報 (2009.11.22) 雲端運算的論壇文章 [ 發表文章 ]
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