云計(jì)算的五大挑戰(zhàn)問題

云計(jì)算目前仍然是IT領(lǐng)域里最熱門的名詞之一，在各種技術(shù)論壇或者研討會上，都能聽到大家在討論云，參與對象包括硬件廠商、軟件廠商、大型企業(yè)用戶。不同于以往只是大談云的理念，展望云計(jì)算的前景，現(xiàn)在都談?wù)摰牡脑掝}已經(jīng)是云設(shè)備、云平臺和云應(yīng)用，紛紛從觀望等待轉(zhuǎn)向云計(jì)算的實(shí)踐之路。有人說云計(jì)算是一個(gè)大的技術(shù)革命，帶來巨大的技術(shù)創(chuàng)新。也有人說云計(jì)算是一種市場理念，是對原有技術(shù)的一次包裝，只不過是新瓶裝舊酒。無論各方如何爭論，大家全少都認(rèn)可云計(jì)算對IT的發(fā)展帶來了新的契機(jī)，并在云計(jì)算的基本特征上達(dá)成共識。云計(jì)算的基本特征包括：基于陜西新華電腦軟件學(xué)校網(wǎng)絡(luò)（互聯(lián)網(wǎng)）提供的計(jì)算能力;主機(jī)和存儲設(shè)備采用虛擬技術(shù)可以提供快速部署能力，平臺以及軟件以服務(wù)的形式提供給用戶;通過資源共享，可以明顯提高資源利用率;具備快速伸縮性，能夠通過彈性部署滿足用戶的不同需求;在公共云方面采用按需付費(fèi)的商業(yè)模式。本文不關(guān)注云計(jì)算的具體實(shí)現(xiàn)技術(shù)，只從云計(jì)算涉及的開發(fā)運(yùn)維、標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范及不確定因素等方面提出個(gè)人的一些思考，希望能夠給云計(jì)算的各方推動(dòng)者提供一點(diǎn)不同角度的見解，為云計(jì)算的真正落地起到參考作用。1云計(jì)算的優(yōu)勢

云計(jì)算首先解決了應(yīng)用部署中的基礎(chǔ)設(shè)施和平臺環(huán)境的準(zhǔn)備難題，使得軟件開發(fā)人員不再為硬件的維護(hù)和集成耗費(fèi)精力。云計(jì)算的部署充分發(fā)揮了計(jì)算能力的集約化效應(yīng)，由于充分利用了硬件虛擬技術(shù)，在一臺主機(jī)上可以虛擬出數(shù)倍于物理主機(jī)能力的設(shè)備。由于云計(jì)算平臺對不同操作系統(tǒng)主機(jī)鏡像的同時(shí)支持，使得不同版本的操作系統(tǒng)可以和平共存，改變了傳統(tǒng)應(yīng)用隨操作系統(tǒng)升級被動(dòng)升級的局面。云計(jì)算提供了不同層次的開箱即用服務(wù)：在IaaS層提供了定制或標(biāo)準(zhǔn)化的硬件配置及操作系統(tǒng)的開箱即用;在PaaS層提供了開發(fā)部署環(huán)境和中間件平臺等平臺級軟件需求的一站式滿足;在SaaS層可以為中小企業(yè)或個(gè)人用戶提供標(biāo)準(zhǔn)化件務(wù)。云算術(shù)出和用，社服計(jì)技的現(xiàn)應(yīng)與會?；瘶I(yè)分工有異曲同工之妙。在硬件設(shè)備、中間件平臺、應(yīng)用獨(dú)立部署自成一體的年代，軟件系統(tǒng)類似于人類社會中早期的建筑公司，要從機(jī)械設(shè)備購置開始到雇傭技術(shù)工人來完成一項(xiàng)建筑工程，是麻雀雖小五臟俱全。建筑公司受設(shè)備規(guī)模和技術(shù)工人的限制，制約了公司的發(fā)展。在任務(wù)需求增大和減少時(shí)，設(shè)備和人員都是公司面臨的難題，需要的時(shí)候不趁手，用不著的時(shí)候還要養(yǎng)著。基礎(chǔ)設(shè)備服務(wù)公司的出現(xiàn)（類似于云計(jì)算中的IaaS提供商），解決了設(shè)備的難題，可以提供包括倉庫出租、機(jī)械設(shè)備出租等硬件租賃服務(wù)。在基礎(chǔ)服務(wù)的基礎(chǔ)上，衍生出了中間服務(wù)商，提供水暖安裝、隧道開挖、物料運(yùn)輸?shù)葘I(yè)服務(wù)，服務(wù)商把人力和設(shè)

備進(jìn)行了包裝（相當(dāng)于云計(jì)算中的PaaS服計(jì)技的現(xiàn)應(yīng)與會專從社會學(xué)角度看，專業(yè)化社會分工必然會增加管理成本，這在云計(jì)算實(shí)踐中也是同樣的。同時(shí)專業(yè)化社會分工又為服務(wù)租用方帶來節(jié)約成本、增強(qiáng)市場應(yīng)變能力的好處，為服務(wù)提供商帶來因規(guī)?；图谢?yīng)降低單位服務(wù)成本而產(chǎn)生的差額利益，對雙方而言是獲得了雙贏的機(jī)會。而在云計(jì)算中，由于主機(jī)及存儲資源在虛擬能力和實(shí)際占用資源的差異，軟件和中間服務(wù)軟件等虛擬資產(chǎn)的可復(fù)制性，服務(wù)提供商具備了更靈活的利潤空間，從而促進(jìn)服務(wù)價(jià)格的進(jìn)一步下調(diào)，吸引更多的服務(wù)使用者，這也正是各方積極投身云計(jì)算實(shí)踐的重要驅(qū)動(dòng)力。2云計(jì)算對應(yīng)用開發(fā)的挑戰(zhàn)云計(jì)算是互聯(lián)網(wǎng)信息技術(shù)發(fā)展和信息服務(wù)需求共同作用下的產(chǎn)物，傳統(tǒng)的軟件開發(fā)模式并不能直接適用于云計(jì)算環(huán)境下的應(yīng)用開發(fā)。在IaaS層面的云計(jì)算環(huán)境中，由于平臺提供的是標(biāo)準(zhǔn)化的可水平擴(kuò)展的虛擬機(jī)供給能力，因此當(dāng)應(yīng)用需求的主機(jī)計(jì)算能力高于虛擬機(jī)能力時(shí)，開發(fā)人員需要對應(yīng)用程序進(jìn)行解耦，分解成多個(gè)可以在分離的虛擬機(jī)上運(yùn)行的細(xì)粒度應(yīng)用，通過調(diào)度程序來協(xié)調(diào)各個(gè)程序間的任務(wù)。在PaaS層面的云計(jì)算框架中，平臺提供了進(jìn)一步的抽象，通過對云應(yīng)用進(jìn)行分類，總結(jié)出實(shí)踐中的共性問題，抽象出特定的模式和解決方案。提供了包括負(fù)載均衡、緩存、數(shù)據(jù)存取、消息通信等基礎(chǔ)功能服務(wù)。由于PaaS平臺提供商在平臺軟件和基礎(chǔ)服務(wù)的實(shí)現(xiàn)上具有多樣性，提供的基礎(chǔ)服務(wù)面向不同的特定需求，所針對的應(yīng)用類型、客戶定位和實(shí)現(xiàn)方式上也存在差異，這給最終開發(fā)者的應(yīng)用帶來運(yùn)行在不同PaaS平臺上時(shí)必須面臨的兼容性問題。當(dāng)在PaaS平臺上開發(fā)云計(jì)算應(yīng)用時(shí)，需要遵循平臺層提供的一系列開發(fā)規(guī)范。由于平臺層提供了應(yīng)用部署、應(yīng)用性能管理、使用計(jì)量和計(jì)費(fèi)等基礎(chǔ)服務(wù)，因此在應(yīng)用開發(fā)規(guī)范中約定在應(yīng)用中必須掛載一系列的測試樁。由于平臺的許多配置是不允許應(yīng)用開發(fā)者隨意進(jìn)行調(diào)整的，這將帶來調(diào)優(yōu)方面的影響。如果應(yīng)用還需要把自己的一些功能暴露為服務(wù)，供其他應(yīng)用所用，應(yīng)用開發(fā)者還需要考慮服務(wù)注冊等問題。此外，云應(yīng)用本身還要考慮集成來自不同云服務(wù)提供商所提供的功能或服務(wù)。事實(shí)上，采用云計(jì)算對開發(fā)的需求并沒有降低，因?yàn)樽罱K實(shí)現(xiàn)的功能在最終用戶看來是一致的。所以云計(jì)算的采用，對于企業(yè)的前端業(yè)務(wù)需求部門，沒有明顯驅(qū)動(dòng)力，需求部門不會鼓勵(lì)I(lǐng)T部門去采用云計(jì)算，也不會承擔(dān)云計(jì)算帶來的風(fēng)險(xiǎn)。因此企業(yè)的IT部門必須想辦法把采用云計(jì)算可能帶來的風(fēng)險(xiǎn)以及未來持續(xù)發(fā)展中的風(fēng)險(xiǎn)消滅在部門內(nèi)部。前面談到的都是云計(jì)算對開發(fā)帶來的新要求，換個(gè)角度來看，云計(jì)算也為應(yīng)用開發(fā)帶來一些積極的變化。在傳統(tǒng)的應(yīng)用開發(fā)中，由于系統(tǒng)軟件、中間件平臺、數(shù)據(jù)庫和開發(fā)環(huán)境的不斷升級，已有程序的運(yùn)行環(huán)境不斷受到挑戰(zhàn)，每次環(huán)境升級帶來的程序兼容性檢查都是一個(gè)夢魘，系統(tǒng)的不兼容性常常是系統(tǒng)運(yùn)行所面臨的最大問題。而在云計(jì)算環(huán)境下，用戶對操作系統(tǒng)等運(yùn)行環(huán)境擁有了自主選擇權(quán)，用戶完全可以將原有應(yīng)用運(yùn)行在安全的沙箱環(huán)境內(nèi)。云計(jì)算的技術(shù)的引入，也為大規(guī)模應(yīng)用傳承開發(fā)的未來指明了方向。計(jì)算機(jī)應(yīng)用軟件在企業(yè)的大規(guī)模使用自20世紀(jì)90年代開始，經(jīng)歷的幾乎都是應(yīng)用開發(fā)、部署、遷移、升級、換廠商、再開發(fā)部署這樣的輪回。如果看各大企業(yè)的軟件資產(chǎn)，除了在用的系統(tǒng)外，多年前的軟件投資已經(jīng)幾乎見不到任何蹤影。早期的軟件變革通常是由于流程未固化，需求變化等原因造成頻繁升級，本質(zhì)上軟件的基本功能是適應(yīng)生產(chǎn)需求，而從企業(yè)的長期發(fā)展來看，雖然局部的流程調(diào)整是存在的，但大部分基本功能還是穩(wěn)定的。因此對企業(yè)應(yīng)用來說，基本功能在長期也是應(yīng)該穩(wěn)定的。在采用云計(jì)算技術(shù)后，設(shè)備的維護(hù)問題，軟件運(yùn)行環(huán)境兼容性問題都已經(jīng)得到解決，虛擬主機(jī)隔離了不同操作系統(tǒng)版本的影響，按需分配資源的方式已經(jīng)足以允許業(yè)務(wù)量很低的應(yīng)用長期處在運(yùn)行狀態(tài)。因此將企業(yè)應(yīng)用中最基礎(chǔ)的，長期穩(wěn)定的功能固化下來，作為服務(wù)長期運(yùn)行應(yīng)該被列為開發(fā)的首要考量內(nèi)應(yīng)用云化的核心思想是如何使大型應(yīng)用平衡分配到許多獨(dú)立的物理或虛擬機(jī)上進(jìn)行計(jì)算的技術(shù)。通過這種運(yùn)用，可以降低不同規(guī)模的應(yīng)用對主機(jī)能力的差異化需求，通過橫向增加標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備的技術(shù)，滿足從小到大不同規(guī)模的應(yīng)用對處理能力的需求。應(yīng)用云化帶來的是應(yīng)用管理的復(fù)雜性上升，這和日常工作是一樣的，當(dāng)一個(gè)全能型技術(shù)高手在做一件事情時(shí)，任務(wù)的分解調(diào)度和協(xié)調(diào)都由他自我合理安排，而如果要把同樣的工作分配給多個(gè)僅具備一項(xiàng)或兩項(xiàng)能力的初級技術(shù)人員來完成時(shí)，就需要考慮任務(wù)的銜接，每個(gè)人工作的合理性，兩個(gè)人工作交接的完整性，還需要及時(shí)進(jìn)行檢查，防止某些環(huán)節(jié)產(chǎn)生紕漏。這些都是云計(jì)算應(yīng)用開發(fā)必須面臨的挑戰(zhàn)。3云計(jì)算對運(yùn)維的影響云計(jì)算在企業(yè)用戶中的實(shí)踐首先面對的是對運(yùn)維的挑戰(zhàn)。在采用云計(jì)算技術(shù)之前，運(yùn)維人員會認(rèn)為一切盡在掌控之中，可以如數(shù)家珍地講述系統(tǒng)A運(yùn)行在第X排Y列機(jī)柜里的Z主機(jī)上，設(shè)備已經(jīng)納入備份管理，最近設(shè)備運(yùn)行正常，安全上只允許B網(wǎng)段的主機(jī)訪問。而采用云計(jì)算技術(shù)后，運(yùn)維人員很難講清楚A系統(tǒng)具體運(yùn)行在哪個(gè)主機(jī)上，因?yàn)槿坎捎昧嗽O(shè)備虛擬化管理，A系統(tǒng)在不同時(shí)刻可能處在不同主機(jī)上。運(yùn)維人員需要改變靜態(tài)管理的固有思維，主動(dòng)迎接動(dòng)態(tài)管理的挑戰(zhàn)。引入了云計(jì)算之后，運(yùn)維的重點(diǎn)將不僅僅是原來管理的設(shè)備運(yùn)行正常，網(wǎng)絡(luò)暢通，還將關(guān)注資源的主動(dòng)供給、自動(dòng)配置、可持續(xù)性、可追蹤的實(shí)時(shí)配置管理。在傳統(tǒng)的運(yùn)維管理中，為了保證可靠性和伸縮性，不僅需要在部署階段進(jìn)行支持，而且還需要隨時(shí)監(jiān)視應(yīng)用的運(yùn)行狀態(tài)，判斷是否存在節(jié)點(diǎn)失效或者負(fù)載過高等情況，一旦發(fā)生異常，管理員根據(jù)事先制定好的工作流程來啟動(dòng)備用的服務(wù)器，運(yùn)行相應(yīng)的管理腳本來對新的服務(wù)器進(jìn)行配置和初始化等。而在云計(jì)算環(huán)境中運(yùn)維人員一部分負(fù)責(zé)物理設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)，一部分負(fù)責(zé)應(yīng)用相關(guān)的監(jiān)控和管理。運(yùn)維人員定位系統(tǒng)故障不再只是依靠傳統(tǒng)的網(wǎng)管手段，需要更深入地通過云計(jì)算管理平臺以及虛擬設(shè)備管理平臺，來分析系統(tǒng)的運(yùn)行效率和故障原因。在云計(jì)算環(huán)境中，虛擬機(jī)虛擬鏡像磁盤文件把基本操作系統(tǒng)、客戶需要使用的應(yīng)用及運(yùn)行應(yīng)用所需的中間件等組件一并打包在內(nèi)，免去了傳統(tǒng)環(huán)境下為用戶進(jìn)行復(fù)雜安裝配置的過程，做到開箱即用，實(shí)際上成為了企業(yè)的虛擬資產(chǎn)。這和傳統(tǒng)環(huán)境下需要保留主機(jī)運(yùn)行環(huán)境，保存安裝軟件不同，虛擬機(jī)鏡像文件隨時(shí)加載意味著新的虛擬設(shè)備可以在需要時(shí)快速進(jìn)入生產(chǎn)狀態(tài)，特別是一些測試開發(fā)環(huán)境的準(zhǔn)備，可以通過原始的虛擬鏡像快速恢復(fù)到用戶所需要的狀態(tài)。在云計(jì)算實(shí)踐之前，數(shù)據(jù)中心的絕大多數(shù)應(yīng)用服務(wù)都部署在物理機(jī)上，隨著物理設(shè)備逐漸老化，性能逐漸下降，所運(yùn)行的應(yīng)用軟件的穩(wěn)定性和可靠性都受到了極大的影響。要把服務(wù)遷移到新的系統(tǒng)上會面臨很大的風(fēng)險(xiǎn)：一方面是因?yàn)殚_發(fā)人員的流動(dòng)性，當(dāng)需要遷移服務(wù)時(shí)，難以找到原開發(fā)團(tuán)隊(duì)的相關(guān)人員;另一方面是軟件對新運(yùn)行環(huán)境的兼容性問題，軟件所依賴的特定接口或者函數(shù)庫在新的系統(tǒng)里并不一定兼容。引入云計(jì)算技術(shù)以后，人們采用新的虛擬化的輔助技術(shù)（P2V）能夠把應(yīng)用服務(wù)與操作系統(tǒng)一起從物理服務(wù)器上遷移到虛擬環(huán)境中，管理員不再需要觸及與系統(tǒng)緊密整合的應(yīng)用的相關(guān)代碼，大大提高了系統(tǒng)遷移的可行性和成功率。遷移后的服務(wù)器，不僅可在一個(gè)統(tǒng)一的界面中進(jìn)行管理，而且借助虛擬機(jī)化管理軟件，在這些服務(wù)器因故障停機(jī)時(shí)，可以自動(dòng)切換到網(wǎng)絡(luò)中其他可替代的虛擬服務(wù)器中，從而達(dá)到不中斷業(yè)務(wù)的目的。4企業(yè)在標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范中的作用云計(jì)算技術(shù)包含硬件設(shè)備，虛擬化平臺，數(shù)據(jù)庫中間件等基礎(chǔ)應(yīng)用，應(yīng)用軟件開發(fā)等多方面內(nèi)容，涉及的本期關(guān)注MonthlyFocus宋齊軍，齊少安云計(jì)算熱潮下的幾點(diǎn)思考072012/07/DTPT規(guī)范也比較多。而業(yè)界目前在云計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的分布呈正三角形，底層標(biāo)準(zhǔn)相對成熟，通過驅(qū)動(dòng)程序或操作系統(tǒng)的兼容性，使得設(shè)備有較高的可互換性。越往上層，靠近應(yīng)用層方面，除了虛擬機(jī)層面有開放虛擬化格式（OVF）標(biāo)準(zhǔn)外，其他方面幾乎沒有成型的標(biāo)準(zhǔn)。企業(yè)用戶花費(fèi)精力參與底層標(biāo)準(zhǔn)的制定不僅沒有精力，而且也沒有話語權(quán)，因此只要對底層規(guī)范有所了解，能夠?qū)ζ髽I(yè)的技術(shù)選型提供參考即可。對企業(yè)而言，最重要的是在應(yīng)用層面的標(biāo)準(zhǔn)制定中，起到主導(dǎo)者的作用，把握規(guī)范的重點(diǎn)。從企業(yè)信息化的角度來看，對企業(yè)未來信息化建設(shè)影響最大的有2個(gè)層面的規(guī)范，一個(gè)是WebService中應(yīng)用層面的服務(wù)，因?yàn)閺姆?wù)注冊、接口語意和調(diào)用邏輯等框架性方面，可以找到相應(yīng)的國際規(guī)范，各應(yīng)用提供商都可以遵循，但是接口內(nèi)容層面的規(guī)范，是必須依賴企業(yè)內(nèi)部制定的自有規(guī)范。另外一個(gè)是云計(jì)算應(yīng)用管理平臺方面的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，云計(jì)算建設(shè)不是3?5年的建設(shè)和存續(xù)周期，企業(yè)一旦開始采用云計(jì)算技術(shù)來整合整個(gè)IT系統(tǒng)，就意味著企業(yè)信息化的整體方向已經(jīng)確定，而且這個(gè)方向在較長時(shí)間內(nèi)是難以改變的。因此在應(yīng)用管理平臺的規(guī)范上應(yīng)盡量發(fā)揮引導(dǎo)作用，從選型之初就必須堅(jiān)持可替換和可遷移的原則，要求云應(yīng)用管理平臺提供的基礎(chǔ)能力對外服務(wù)接口是標(biāo)準(zhǔn)化的，而且是可被其他管理平臺所兼容的。云計(jì)算要打造的是企業(yè)的計(jì)算航母，一旦依賴在某個(gè)管理系統(tǒng)上，對企業(yè)未來的影響是致命的，軟件廠商可以因?yàn)槭袌鲈蛑鸩降觯髽I(yè)的信息化卻是必須長久存在并發(fā)展的。因此企業(yè)應(yīng)根據(jù)管理平臺的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行嚴(yán)格約束，要求所有應(yīng)用開發(fā)商所使用的標(biāo)準(zhǔn)服務(wù)必須是企業(yè)所明示，經(jīng)過兼容性測試的服務(wù)。采用云計(jì)算技術(shù)后，應(yīng)用開發(fā)對標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的執(zhí)行必須提高到一個(gè)戰(zhàn)略層面，因?yàn)閰⑴c構(gòu)成云計(jì)算環(huán)境的不再是一個(gè)獨(dú)立的應(yīng)用，而是由很多服務(wù)共同完成的復(fù)雜任務(wù)。因此標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范將是參與各方的開發(fā)契約，任何不遵從契約的開發(fā)行為都是在挑戰(zhàn)應(yīng)用管理的權(quán)威性。而規(guī)范的嚴(yán)肅性和延續(xù)性，也將改變軟件廠商長期在應(yīng)用開發(fā)中側(cè)重功能，不注重接口標(biāo)準(zhǔn)的開發(fā)陋習(xí)。云計(jì)算的服務(wù)接口面向不特定的服務(wù)請求者，特別是一些重要的服務(wù)，面向許多服務(wù)請求者，不恰當(dāng)?shù)姆?wù)接口變更，可能對業(yè)務(wù)造成難以評估的影響。最穩(wěn)妥的方案是建立一個(gè)兼容服務(wù)提供者，同時(shí)提供新老服務(wù)接口的服務(wù)，然后通過服務(wù)尋址重定位功能，完成新老服務(wù)的替換。5云計(jì)算的不確定因素目前主流的商用中間件平