另類云計算

李銘是中南大學(xué)計算機系的學(xué)生。剛打開學(xué)校計算機實驗室電腦的他，今天的任務(wù)是在Windows XP系統(tǒng)上編寫一段病毒程序。李銘輸入自己的學(xué)號和密碼，隨后進入了一個彈出的新頁面，頁面上縱列著Windows XP、Linux等多個系統(tǒng)，李銘點選了Windows XP，幾秒鐘后熟悉的開機聲音響起，李銘順利開始了自己的編程工作。

對李銘而言，這一切和他打開自己裝有多操作系統(tǒng)的電腦沒有什么區(qū)別。他不知道的是，他使用的這臺電腦正是中南大學(xué)“透明計算”技術(shù)的一個客戶端，他用到的所有應(yīng)用程序和數(shù)據(jù)并不在本地，而是由服務(wù)端傳遞過來。工作完成，這些數(shù)據(jù)和他在這臺電腦所做的配置信息都會保存到服務(wù)器，下次登錄時這些信息會在新登錄的電腦上恢復(fù)，這給李銘帶來了很大方便。當(dāng)然，除了學(xué)生之外，透明計算也給中南大學(xué)實驗室的老師帶來了便捷，比如，老師們不用一一為編寫過病毒程序的電腦重新設(shè)置系統(tǒng)，只要在服務(wù)器端就可以輕松完成。

讓用戶更便捷

如今，透明計算正在中南大學(xué)的各個角落逐漸落地。今年暑假期間，中南大學(xué)與透明計算相關(guān)的光纖、硬件等基礎(chǔ)設(shè)施基本建好，數(shù)據(jù)完善、終端服務(wù)等工作也在進行當(dāng)中。未來，中南大學(xué)的學(xué)生手拿一張校園卡，就可以用任意終端登錄校園網(wǎng)，查詢課程表、會議、教室等各種資源。目前，計算機教學(xué)中已經(jīng)先期應(yīng)用上透明計算技術(shù)。不久之后，透明計算將把這種便捷性從計算機實驗室?guī)朊恳粋€同學(xué)的寢室。

中南大學(xué)計算機科學(xué)系主任、中南大學(xué)可信計算研究所所長王國軍簡單地描述了透明計算的優(yōu)勢。“其一，把數(shù)據(jù)存儲在本地，安全性大大提升；其二，一個終端可以為多種操作系統(tǒng)的應(yīng)用提供支持。”王國軍說。

應(yīng)該說，透明計算在中南大學(xué)的落地與中南大學(xué)校長、中國工程院院士張堯?qū)W有著緊密的聯(lián)系。張堯?qū)W是透明計算的發(fā)明人，1998年“透明計算”由當(dāng)時在清華大學(xué)工作的張堯?qū)W教授首次提出。

“透明計算是一種使應(yīng)用程序能夠跨多操作系統(tǒng)和多體系架構(gòu)運行的技術(shù)。”張堯?qū)W解釋說，“透明計算通過把存儲、運算、管理進行邏輯或者物理分離，在平臺上實現(xiàn)軟硬件相互獨立，在執(zhí)行上實行有緩存的流式運算，從而把計算還原成‘不知不覺、用戶可控’的個性化服務(wù)。”

那么“透明”二字的真正含義是什么呢？美國紐約大學(xué)計算機科學(xué)博士、美國哥倫比亞大學(xué)數(shù)學(xué)博士陳建二的解釋頗有代表性。他說：“透明有三層含義，一是用貫了傳統(tǒng)PC機的用戶無需重新培養(yǎng)全新的使用習(xí)慣；其二，用戶不需要知道自己是否在使用透明計算，更不需要了解指令背后的支持軟件；第三，透明計算系統(tǒng)的本身安全性高、容易維護。”

與云計算異曲同工

雖然透明計算是上個世紀(jì)90年代提出的概念，但其技術(shù)原理與時下流行的云計算有著驚人的相似之處，比如，都是集中存儲、把軟件以服務(wù)形式提供等，甚至被認(rèn)為是一種特殊類型的云計算，或者被當(dāng)做云計算的補充，來解決傳統(tǒng)軟件向云平臺遷移的問題。

張堯?qū)W解釋說，云計算通過網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)了資源共享和服務(wù)供給，但在使用為獨立計算機設(shè)計的軟件方面并沒有太多優(yōu)勢。比如，云計算類型之一的軟件即服務(wù)（SaaS），其實現(xiàn)是運行遠(yuǎn)程服務(wù)器上的服務(wù)軟件，其運行結(jié)果通過瀏覽器返回給客戶端。但是，目前獨立的軟件系統(tǒng)很少針對Web架構(gòu)進行設(shè)計，將全部獨立軟件轉(zhuǎn)變成Web架構(gòu)幾乎是不可能的。

如何才能在云中重用這些傳統(tǒng)軟件？透明計算解答了這個問題。據(jù)張堯?qū)W介紹，透明計算的一個關(guān)鍵點是，存儲并不是在本地，而是被抽象為一種來自網(wǎng)絡(luò)的服務(wù)，用戶可以邏輯地訪問一個遠(yuǎn)程虛擬磁盤，就像磁盤被物理地連接在客戶端上一樣。由于存儲與計算的分開，從而可以實現(xiàn)相同軟件在不同硬件上運行、不同軟件在同一硬件上運行。

在張堯?qū)W看來，透明計算有三大主要特點：首先，存儲、計算和管理分離，存儲放在中央服務(wù)器上，運算由本地完成；其二，軟件和硬件分離，一臺PC機可以運行Linux應(yīng)用、Windows應(yīng)用，而無需重新配置；最后，程序以一種流的模式執(zhí)行。

如今，透明計算這一概念已經(jīng)走出了國門。2012年9月，在美國舊金山舉行的英特爾信息技術(shù)峰會（IDF）上，英特爾公司高級副總裁、軟件與服務(wù)事業(yè)部總經(jīng)理詹睿妮在她的主題演講中對透明計算做了詳細(xì)論述。

當(dāng)然，詹睿妮關(guān)注透明計算，與張堯?qū)W所在的中南大學(xué)與英特爾深入的合作有著一定關(guān)系。而今年10月這種合作又被向前推進了一步，10月18日中南大學(xué)—英特爾透明計算聯(lián)合實驗室揭幕成立。通過該聯(lián)合實驗室，張堯?qū)W領(lǐng)導(dǎo)的課題組將與英特爾等廠商合作，共同建設(shè)一個基于透明計算的智能移動終端化應(yīng)用平臺，并研發(fā)面向智能移動終端的網(wǎng)絡(luò)化操作系統(tǒng)和基于透明計算的大數(shù)據(jù)存儲與分析的關(guān)鍵技術(shù)。這其中，英特爾UEFI（Unified Extensible Firmware Interface，統(tǒng)一的可擴展固件接口）將是雙方合作的一個重要技術(shù)基礎(chǔ)。據(jù)悉，英特爾從2006年起就同各大學(xué)開展技術(shù)合作，把UEFI這一可擴展固件接口應(yīng)用于透明計算之中，而透明計算也正是借助于這一相對成熟的技術(shù)得以加快了產(chǎn)業(yè)化的步伐。

透明計算的一個關(guān)鍵點是，存儲并不是在本地，而是被抽象為一種來自網(wǎng)絡(luò)的服務(wù)，用戶訪問一個遠(yuǎn)程虛擬磁盤，就像磁盤被物理地連接在客戶端上一樣。

——中南大學(xué)校長、中國工程院院士張堯?qū)W