‧ 雲端運算技術發展的六大趨勢

來源：綠色資料中心 作者：duang

　　

雲端運算技術發展的六大趨勢：資料中心向整合化和綠色節能方向發展，虛擬化技術向軟硬協同方向發展，大規模分散式儲存技術進入創新高峰期，分散式運算技術不斷完善和提升，安全與隱私將獲得更多關注，SLA細化服務品質監控即時化。

　　

一、資料中心向整合化和綠色節能方向發展

目前傳統資料中心的建設正面臨異構網路、靜態資源、管理複雜、能耗高等方面問題，雲端運算資料中心與傳統資料中心有所不同，它既要解決如何在短時間內快速、高效完成企業級資料中心的擴容部署問題，同時要兼顧綠色節能和高可靠性要求。高利用率、一體化、低功耗、自動化管理成為雲端運算資料中心建設的關注點，整合、綠色節能成為雲端運算資料中心構建技術的發展特點。

　　

資料中心的整合首先是實體環境的整合，包括供配電和精密製冷等，主要是解決資料中心基礎設施的可靠性和可用性問題。進一步的整合是構建針對基礎設施的管理系統，引入自動化和智慧化管理軟體，提升管理運營效率。還有一種整合是儲存設備、伺服器等的優化、升級，以及推出更先進的伺服器和存放裝置。艾默生公司就提出，整合創新決勝雲端運算資料中心。

　　

兼顧高效和綠色節能的集裝箱資料中心出現。集裝箱資料中心是一種既吸收了雲計算的思想，又可以讓企業快速構建自有資料中心的產品。與傳統資料中心相比，集裝箱資料中心具有高密度、低PUE、模組化、可移動、靈活快速部署、建設運維一體化等優點，成為發展熱點。國外企業如谷歌、微軟、英特爾等已經開始開發和部署大規模的綠色集裝箱資料中心。

　　

通過伺服器虛擬化、網路設備智慧化等技術可以實現資料中心的局部節能，但尚不能真正實現綠色資料中心的要求，因此，以資料中心為整體目標來實現節能降耗正成為重要的發展方向，圍繞資料中心節能降耗的技術將不斷創新並取得突破。資料中心高溫化是一個發展方向，低功耗伺服器和晶片產品也是一個方向。

　　

二、虛擬化技術向軟硬協同方向發展

按照IDC的研究，2005年之前是虛擬化技術發展的第一階段，稱之為虛擬化1.0，從2005年到2010年時虛擬化發展的第二階段，稱之為虛擬化2.0，目前已經進入虛擬化2.5階段，虛擬化3.0階段在不久也將會到來。根據Gartner的預測，到2016年中國70%的X86企業伺服器將實現虛擬化。

　　

ArsTechnica網站上刊出的一篇文章評論到，當前的虛擬化市場當中，VMware是老大，微軟Hyper-V老二，思傑Xen第三，紅帽和甲骨文在爭奪第四把交椅。隨著伺服器等硬體技術和相關軟體技術的進步、軟體應用環境的逐步發展成熟以及應用要求不斷提高，虛擬化由於具有提高資源利用率、節能環保、可進行大規模資料整合等特點成為一項具有策略意義的新技術。

　　

首先，隨著各大廠商紛紛進軍虛擬化領域，開源虛擬化將不斷成熟。Gartner也指出，雖然目前開源虛擬化的市場還比較小，但到2014年底其市場份額將翻番，而且未來也會快速增長。

　　

其次，隨著虛擬化技術的發展，軟硬協同的虛擬化將加快發展。在這方面，記憶體的虛擬化已初顯端倪。

　　

第三，網路虛擬化發展迅速。網路虛擬化可以高效地利用網路資源，具有節能成本、簡化網路運維和管理、提升網路可靠性等優點。VMware和思科公司通過四年的合作，在網路虛擬化領域取得突破創新，推出了VXLAN(虛擬可擴展局域網)。VXLAN已獲得多個行業領先廠商的支持。

　　

三、大規模分散式儲存技術進入創新高峰期

在雲端運算環境下，儲存技術將主要朝著從安全性、便攜性及資料存取等方向發展。分佈儲存的目標，是利用多台伺服器的儲存資源，來滿足單台伺服器不能滿足的儲存需求，它要求儲存資源能夠被抽象表示和統一管理，並且能夠保證資料讀寫操作的安全性、可靠性、性能等各方面要求。

為保證高可靠性和經濟性，雲端運算採用分散式儲存的方式來儲存資料，採用冗餘儲存的方式來保證儲存資料的可靠性，以高可靠軟體來彌補硬體的不可靠，從而提供廉價可靠的海量分散式儲存和計算系統。

在大規模分散式儲存技術中，基於塊設備的分散式檔案系統適用於大型的、海量資料的雲端運算平臺，它將客戶資料冗餘部署在大量廉價的普通儲存上，通過並行和分散式運算技術，可以提供優秀的資料冗餘功能。且由於採用了分散式併發資料處理技術，眾多儲存節點可以同時，向使用者提供高性能的資料存取服務，也保證資料傳輸的高效性。

目前國際上很多大學、研究機構和公司已經或正在著手開發分散式檔案系統，已經湧現出一批著名的分散式檔案系統，如PVFS、GPFS、zFS、Google FS、Hadoop FS等，進一步更深入的研發也還在進行中。

　　

除了大規模分散式存儲技術，P2P儲存、資料網格、智慧海量儲存系統等方也是海量儲存發展的趨勢體現。其中，P2P儲存可以看做是分散式儲存的一種，是一個用於對等網路的資料儲存系統，旨在提供高效率、魯棒和負載均衡的檔存取。

資料網格是有機的智慧單元的組合，類似於計算網格。智慧海量儲存系統包括主動的資料獲取、資料分析、主動調整等。雲端運算中儲存的海量資料應用將為雲端運算提供新的價值高點，也必將成為雲端運算發展的重點方向之一。

　　

四、分散式運算技術不斷完善和提升

資源調度管理被認為是雲端運算的核心，因為雲端運算不僅是將資源集中，更重要的是資源的合理調度、運營、分配、管理。雲端運算資料中心的突出特點，是具備大量的基礎軟硬體資源，實現了基礎資源的規模化。但如何合理有效調度管理這些資源，提高這些資源的利用率，降低單位資源的成本，是雲端運算平臺提供商面臨的難點和重點。

業務/資源調度中心、副本管理技術、任務調度演算法、任務容錯機制等資源調度和管理技術的發展和優化，將為雲端運算資源調度和管理提供技術支撐。不過，正成為業界關注重點的雲端運算作業系統，有可能使雲端運算資源調度管理技術走向新的道路。

雲端運算作業系統是雲端運算資料中心運營系統，是指架構於伺服器、儲存、網路等基礎硬體資源和單機作業系統、中介軟體、資料庫等基礎軟體管理海量的基礎硬體資源和軟體資源的雲端平臺綜合管理系統，可以實現極為簡化和更加高效的計算模型，以低成本實現指定服務級別、回應時間、安全性原則、可用性等規範。

　　

現在雲端運算的商業環境，對整個體系的可靠性提供了更高的需求，為了支援商業化的雲端運算服務，分散式的系統協作和資源調度最重要的就是可靠性。未來成熟的分散式運算技術將能夠支援線上服務(SaaS)，自從2007年蘋果iPhone進入市場開始，事情發生很大的變化，智慧手機時代的到來使得Web開始走進行動終端，SaaS的風暴席捲整個網路，線上應用成為一種時尚。分散式運算技術不斷完善和提升，將支援在跨越資料中心的大型集群上執行分散式應用的框架。

　　

五、安全與隱私將獲得更多關注

雲端運算作為一種新的應用模式，在形態上與傳統網路相比發生了一些變化，勢必帶來新的安全問題，例如資料高度集中使資料洩漏風險激增、多用戶端訪問增加了資料被截獲的風險等等。

雲安全技術是保障雲端運算服務安全性的有效手段，它要解決包括雲基礎設施安全、資料安全、認證和訪問管理安全，以及審計合規性等諸多問題。雲端運算本身的安全，仍然要依賴於傳統資訊安全領域的主要技術。

不過另一方面，雲端運算具有虛擬化、資源分享等特點，傳統資訊安全技術需要適應其特點採取不同的模式，或者有新的技術創新。另外，由於在雲端運算中使用者無法準確知道資料的位置，因此雲端運算提供商和用戶的信任問題是雲端運算安全要考慮的一個重點。

總體來說，雲端運算提供商要充分結合雲端運算特點和用戶要求，提供整體的雲計算安全措施，這將驅動雲計算安全技術發展。適應雲端運算的特點和安全需求，雲端運算安全技術在加密技術、信任技術、安全解決方案、安全服務模式方面加快發展。

此外，未來的安全趨勢，勢必會涉及終端及行動終端各個層面，包括各類PC、手機在內的智慧終端機、可穿戴設備，都有可能會面臨攻擊者的挑戰，這樣的攻擊對多種設備會變得日益難以防護。

解決終端安全，雲安全是首先需要解決的，即從雲端首先判斷安全的趨勢，而不是孤立的從一台終端來判斷。通過雲端安全的大數據分析，可以清晰發現其中存在的多種威脅趨勢，從而及時攔截新木馬，以及防止網路入侵和攻擊。

隱私權保護問題雖是雲端運算普及過程中需要解決的一大難題，但隨著雲端運算的發展及相關標準的成熟。相信隱私權會得到更好地保護，雲端運算也將像互聯網上的其他應用環境一樣，深刻地影響我們的生活方式。

　　

六、SLA細化服務品質監控即時化

要想讓用戶敢於將關鍵業務應用放在雲端運算平臺上，粗放的服務協定顯然無法讓人放心，使用者需要知道雲端運算廠商能否快速地將資料傳遍全國、網路連接狀況又能好到何種程度。

對於激增的商業需求而言，性能的拓展是不夠的，而雲端運算提供商能夠多快地拓展性能也事關重要。使用者需要能夠讓他們高枕無憂的服務品質協定，細化服務品質是必然趨勢。

雲端運算對計算、儲存和網路的資源池化，使得對底層資源的管理越來越複雜，越來越重要，基於雲端運算的高效工作負載監控，要在性能發生問題之前就提前發現苗頭，從而防患於未然，即時的瞭解雲計算運行詳細資訊將有助於交付一個更強大的雲端運算使用體驗，也是未來發展的方向。

　　

此外，開源雲端運算技術進一步普及應用。資料表明，目前全世界有90%以上的雲端運算應用部署在開源平臺上。雲端運算對於安全、敏捷、彈性、個性化開源平臺的需求以及突出的實用、價廉的特性，也決定了開源計算平臺在雲時代的領軍位置。

很多雲端運算前沿企業和機構如亞馬遜、穀歌、Facebook都在開發部署開源雲計算平臺。開源雲端運算平臺不僅減少了企業在技術基礎架構上的大量前期投入，而且大大增強了雲端運算應用的適用性。開源雲端運算技術得到長足發展的同時，必將帶動雲端運算專案更快更好落地，成為企業競爭的核心利益。為此，開源雲端運算技術將進一步得到重視和普及。