網(wǎng)格計算與云計算的對比研究

楊立華

一、網(wǎng)格計算

所謂網(wǎng)格計算,就是以“計算網(wǎng)格”為基礎(chǔ)設(shè)施實施的計算。在計算網(wǎng)格中每一臺計算機都為整體的計算任務(wù)貢獻力量,這種計算模式利用互聯(lián)網(wǎng)把分散在不同地理位置的計算機組織成一個虛擬的超級計算機,其中每一臺參與計算的計算機就是一個節(jié)點,而整個計算是由成千上萬個節(jié)點組成的一張網(wǎng)格,“人人為我,我為人人”,資源的共享和計算的分布達到了最高境界。這樣組織起來的虛擬超級計算機有三個優(yōu)勢:一個是數(shù)據(jù)處理能力超強;二是能充分利用網(wǎng)上的閑置處理能力;三是價格相對于超級計算機低廉。

網(wǎng)格計算是分布式運算的一種方法,不僅包括位置,而且還涵蓋組織、硬件和軟件,以提供無限的能力,使連接到網(wǎng)格的每個人都可以進行合作和訪問信息。網(wǎng)格計算關(guān)注的是如何將一個工作任務(wù)移動到它所需要的,一般來說是一個遠程的而且已經(jīng)可用的資源的所在。通常情況下,一個網(wǎng)格就是一組服務(wù)器,一個大的計算任務(wù)可以被拆分成多個小的任務(wù)被分配到這些服務(wù)器上去并行運行。網(wǎng)格計算主要應(yīng)用在教育和科研機構(gòu),而在企業(yè)中應(yīng)用的較少。

二、云計算

云計算也是一種基于Internet的計算。在云計算中,存儲和運算將不再運行在本地計算機或服務(wù)器中,而是運行在分布于Internet上的大量計算機上,也就是說,云計算通過把原來由個人計算機和私有數(shù)據(jù)中心執(zhí)行的任務(wù)轉(zhuǎn)移給分布在Internet上由全體用戶共享的大型計算中心來完成,實現(xiàn)了計算機硬件、軟件等計算資源及對這些計算資源進行安裝、配置與維護等服務(wù)資源的充分共享。所謂的“云”其實是指分布在Internet中的形形色色的計算中心,包含成千上萬甚至幾十萬、幾百萬臺計算機或服務(wù)器。用戶不再購買高性能的硬件,也不再購買或開發(fā)各種功能的軟件,而是使用任何可上網(wǎng)的設(shè)備,連接“云”,利用“云”提供的的軟件或服務(wù),直接在“云”上處理并存儲數(shù)據(jù)。因此,云計算可以看作是并行計算、分布式計算和網(wǎng)格計算的發(fā)展。

云計算的體系架構(gòu)可以分為三層,從下到上依次是基礎(chǔ)管理層、應(yīng)用接口層和訪問層。其中,基礎(chǔ)管理層主要是解決計算資源的共享問題,應(yīng)用接口層主要是解決以何種方式對外提供服務(wù),訪問層是指采用云計算方式實現(xiàn)的一些具體應(yīng)用。

云計算的妙處之一,即是按需分配的計算方式,能夠充分發(fā)揮大型計算機群的性能。如果你只需使用5%的資源,就只需要付出5%的價格,而不必像以前那樣,為100%的設(shè)備買單。

盡管使用云計算服務(wù)的好處聽起來如此誘人,但也有人對之抱以否定的態(tài)度。對它的批評也不絕于耳:云計算沒有新技術(shù),不過是高性能、虛擬化加網(wǎng)格計算;云計算是回鍋肉,把隔夜的肉炒一炒就算是新菜了;云計算是IT廠商忽悠用戶更新?lián)Q代的手段。對云計算來說也是一樣。評論家們火眼金睛地指出云計算像SOA一樣不過是個概念,歸根結(jié)底還是IT廠商忽悠用戶更新?lián)Q代的“伎倆”。其實IT業(yè)界不是計劃經(jīng)濟,市場經(jīng)濟自有看不見的手來調(diào)控。用戶也不是傻子,東西適不適合自己,能不能用起來,自有自己的考慮。概念創(chuàng)意不是最重要的,有沒有人買單才是硬道理。

三、網(wǎng)格計算與云計算的比較

以往的網(wǎng)格計算似乎是供專家使用的居多,多用于在需要復(fù)雜計算的“單一任務(wù)”,例如基因定序、核爆模擬。但云計算則比較偏大眾應(yīng)用,相當(dāng)高比例的大眾應(yīng)用其實不需要進行復(fù)雜的計算,但是由于“大眾”相當(dāng)多,所以累積起來的計算需求也相當(dāng)可觀。所以在應(yīng)用上,云計算可以被視為平民化的網(wǎng)格計算。另外,為了方便管理,并充分運用服務(wù)器的功能,云計算也經(jīng)常會使用到“虛擬化”技術(shù);而且以往的網(wǎng)格計算通常也只使用專有的應(yīng)用協(xié)議和資源,但云計算則受近年Web潮流的影響很深。

具體來說,可以從以下幾方面來分析云計算和網(wǎng)格計算的差別。

首先,我們可以從網(wǎng)格計算的作業(yè)調(diào)度方面來進行比較。作業(yè)調(diào)度是網(wǎng)格技術(shù)的核心價值,網(wǎng)格的目標(biāo),是想要盡可能地利用各種資源。它通過特定的網(wǎng)格軟件,將一個龐大的項目分解為無數(shù)個相互獨立的、不太相關(guān)的子任務(wù),然后交由各個計算節(jié)點進行計算。即便某個節(jié)點出現(xiàn)問題,沒有能夠及時返回結(jié)果,也不影響整個項目的進程,甚至即便某一個計算節(jié)點突然崩潰,其所承擔(dān)的計算任務(wù)也能夠被任務(wù)調(diào)度系統(tǒng)分配給其他的節(jié)點繼續(xù)完成。而云計算也像網(wǎng)格計算一樣將所有的資源構(gòu)筑成一個龐大的資源池,但是云計算向外提供的某個資源,是為了完成某個特定的任務(wù)。比如,某個用戶可能需要從資源池中申請一定量的資源來部署其應(yīng)用,而不會將自己的任務(wù)提交給整個網(wǎng)格來完成。從這一點來看,網(wǎng)格的構(gòu)建大多為完成某一個特定的任務(wù)需要,這也是會有生物網(wǎng)格、地理網(wǎng)格、國家教育網(wǎng)格等各種不同的網(wǎng)格項目出現(xiàn)的原因。而云計算一般來說都是為了通用應(yīng)用而設(shè)計的,沒有專門的以某種應(yīng)用命名的網(wǎng)格。

其次,云計算將在三大方面產(chǎn)生影響:對互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的影響、對產(chǎn)品應(yīng)用模式的影響、對IT產(chǎn)品開發(fā)方向的影響。當(dāng)然,所謂的改變并不是徹底的顛覆,而是增加了新的特點。這一優(yōu)勢,是對網(wǎng)格技術(shù)提出的挑戰(zhàn)。網(wǎng)格計算產(chǎn)生時同樣具有以下優(yōu)勢:通過任何一臺計算機都可以提供無限的計算能力,可以接入浩如煙海的信息。這種環(huán)境將能夠使各企業(yè)解決以前難以處理的問題,最有效地使用他們的系統(tǒng),滿足客戶要求并降低他們計算機資源的擁有和管理總成本。但對于云計算來說,是對這些優(yōu)勢的更大擴展。今后通過云計算,更多地應(yīng)用能夠以互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)的方式進行。云計算將擴大軟硬件應(yīng)用的外延并改變軟硬件產(chǎn)品的應(yīng)用模式。通過云計算,用戶可以不必購買新的服務(wù)器和部署軟件,就能得到應(yīng)用環(huán)境或者應(yīng)用本身。對于用戶來說,軟硬件不必是部署在自己身邊的、專屬于自己的產(chǎn)品,而是可以變身為可利用的、虛擬的一種資源。而且,可以利用的軟硬件資源也不僅限于自己企業(yè)內(nèi)部的設(shè)備和軟件,而是可以通過網(wǎng)絡(luò)得到擴展的軟硬件資源。IT產(chǎn)品的開發(fā)方向也將發(fā)生變化,以適應(yīng)上述兩種情況。

四、小結(jié)

云計算與網(wǎng)格計算的主要區(qū)別在于:網(wǎng)格計算側(cè)重于解決計算和存儲資源的分配,即將大家提供的計算和存儲資源根據(jù)各自應(yīng)用的需要重新分配給大家;而云計算則傾向于計算、存儲和應(yīng)用資源的共享,在云計算中,用戶不僅不需要像網(wǎng)格計算那樣,提供計算和存儲資源,也不需要自己購買或開發(fā)應(yīng)用,所有的一切全都由云服務(wù)商提供。□(編輯/永安)