雲計算商業成功的三個必要前提

      

第一次發博文,權當做一個嘗試,就偷懶省事從三年前自己寫的一篇關於雲計算的成本效益的文章中,截取的一部分發出來。剛纔百度了一下相關話題,三年前的文章赫然在列,相比當年寫該文的時候,還多了很多類似方面研究的文章。這些年從技術轉商務,對這個的理解又深刻了一些。而這次,就先拋個小石頭出來,而題目之所以寫成是商業成功,是因爲在我看來,雲計算的成功,本來就是商業模式的成功。

雲計算的存在形式多樣,從技術形態與業務模式劃分,可以分爲SaaSPaaSIaaS;從用戶使用範圍劃分,可以分爲公用雲,私有云,混合雲。但是無論Google App EnginePaaSSaleforceSaaSAmazon EC2IaaS,還是IBMSun的私有云,都有其共同的特點,即:

1.   都要通過互聯網,或者企業內部網絡提供服務;

2.   都提供了基於大規模的計算,或者存儲,或者軟件服務;而且即便是SaaS的軟件服務模式,其底層同樣依賴大規模的計算和存儲資源的支持;

3.   用戶使用雲所提供服務的成本,都低於用戶直接建立系統的綜合成本。

    通過對現有的成功的雲計算運營商的雲計算模式的研究,會發現上述三點——網絡、大規模的計算和存儲資源、低成本——成爲雲計算能夠成功的必要條件。

一、網絡帶寬——雲計算的網絡技術前提

SUN微系統公司的合作創建者約翰.蓋奇20年前就曾經說過"網絡就是計算機",可以說是雲計算的開端。之後IT產業的走向可能蓋奇先生並沒能準確預料到,但是互聯網的興起,毫無疑問使雲計算成爲可能,可以說網絡就是雲計算的技術前提。

就像電力網絡一樣,首先需要有技術手段將分佈在不同地域的計算資源連接起來,資源纔有可能被分享使用。90年代隨着網絡技術的進步,互聯網高速興起,當前人們談論更多的是雲計算會對互聯網產生什麼樣的影響,但實際上從更基礎的層面來說,網絡的發展,才從根本上影響着雲計算的發展。

回顧90年代中期,互聯網進入中國時(中科院網絡中心1994年建立),北京到香港的長途通話費每分鐘4元,模擬手機(大哥大)的入網費用高達2萬元,終端帶寬僅有十幾Kbps到幾十Kbps,僅僅能夠滿足基本的網頁瀏覽和Email發生。大規模集中的數據中心IDC成爲可能,但是帶寬,以及帶寬成本限制了內容的分發,通過互聯網利用遠端的計算和存儲資源僅僅在理論上可行。

而在雲計算從發端到興起的0709年時,帶寬已經飛速成長,家用網絡帶寬已經達到Mbps級別,光纖開始入戶,局端帶寬更是飛速成長。同時,寬帶的價格也開始下降,以前撥號上網費用昂貴,想着包月1Mbps帶寬僅需要幾十元。帶寬的飛速提升與成本的下降,使得內容的分發大爲擴展,照片、視頻等等多媒體內容提供商快速崛起爲雲計算最初的發展提供了需求。從網頁大小及視頻的變化可以看到互聯網與雲計算髮展的趨勢,以及帶寬和內容的相互影響[1]

      關於網頁

      2003年,全世界網頁的平均大小是93.7KB2008年增長到312KB5年中翻了3.3倍。(這裏的網頁大小包括圖片、CSS文件、Javascript文件、flash文件等等。)

      每張網頁包含的對象數,從25.7個上升到49.9個。(凡是需要發出獨立http請求的網頁元素,都算作一個對象。)

      據統計,每增加1個對象,網頁載入的平均時間就增加40毫秒(寬帶)或250毫秒(窄帶)。

      研究表明,凡是包含超過4個對象的網頁,都會產生顯示延遲問題,因爲瀏覽器需要時間下載全部對象。

      關於視頻

      1997年的時候,網頁上的視頻長度一般不超過45秒。到了2005年,網頁視頻長度的中位數,增加到120秒,2007年又進一步增加到192.6秒。

      2005年,觀看Youtube上的視頻,要求的平均帶寬是200Kbps(相當於網速每秒25KB)。到了2007年,上升到328Kbps(相當於網速每秒42KB)。

      2007年底,網頁視頻的平均大小爲63MB

      87%的網頁流媒體節目,在開始播放的10秒內,就會被用戶關掉。它們浪費的帶寬佔到服務器端總帶寬的20%

       流暢播放一段320X240、每秒15幀畫面的視頻,要求的網速是每秒38.4KB。如果視頻大小增加到640X480,要求的網速就會增加到每秒153.6KB。(請注意,每秒15幀是視頻質量的最低限,正常質量的視頻至少需要每秒24幀。)

    從數據統計可以看出,得益於網絡帶寬的增加,以及成本的下降,使得內容極大的豐富,進而對分發平臺提出了更高的要求,並最終催生了雲計算技術。

二、大規模的計算與存儲資源——雲計算的資源基礎

    帶寬的提升使雲計算成爲可能,而云計算的基礎,是大規模的計算與存儲資源,而且這些資源被集中存放並管理,就好比是發電廠,源源不斷的向外提供計算能力和存儲能力。與帶寬一樣,計算資源與存儲資源也經歷了性能從低到高,成本從高到低的過程。遵循摩爾定律,CPU或者說大規模集成電路,集成於其上的晶體管數每18個月就會翻一番。這成爲了信息時代的源動力。

    80年代末期,80386臺式機推出時,售價曾高達10萬元,如此昂貴的設備很難想象能夠像今天的雲計算平臺這樣成十萬臺的大規模部署,也很難讓每一戶家庭甚至每個人,都使用上電腦;而且其計算能力尚不及當前的很多移動設備。而在2009年,僅僅不到3000元就可以獲得一臺不錯的PC機,城市PC機的覆蓋率幾乎可以做到人手一臺,企業與IDC的服務器數量也是飛速增長,如圖1[2],計算能力更是呈現幾何級上升,如圖2超級計算機的計算能力增長趨勢[3]

 

1 IDC統計服務器年增長

 

2 Top500超算計算能力發展

    服務器規模的快速增長和計算能力的飛速提升,使得應用系統將主要的業務邏輯放到服務器端完成,終端僅作爲展現使用成爲可能。快速增長的服務器數量當然導致了其它一系列的問題,例如功耗和管理成本的上升,以及資源的浪費。對資源高效利用的需求,反過來促進了技術的進步,最明顯的就是虛擬化技術的誕生。

    2006年,AMDIntel雙雙不約而同的在處理器中集成了虛擬化技術,分別命名爲AMD-VIntel-VT技術。這就如同打開了一個潘多拉的魔盒,刺激服務器管理領域發生了一次革命。虛擬化技術使原先冗餘的,利用率不高的服務器資源可以被充分的利用起來,冗餘的服務器資源和虛擬化技術促使Amazon最早開始考慮將資源更有效率的利用,併爲之盈利,並進而推動了EC2和雲計算概念的出現。

    所以雲計算的概念從2007年開始逐漸清晰並非偶然,很重要的因素就是大規模的服務器計算資源由於虛擬化技術的成熟,而開始能夠被更高效的利用起來了。

三、低成本——雲計算的成功保證

    從技術角度分析了網絡與大規模計算和存儲資源對於雲計算成功的貢獻,而云計算是否能夠吸引用戶的使用則是它成功的另一個必要條件。從IDC(市場調研機構)的統計數據來看,IDC(互聯網數據中心)的服務器安裝規模和開銷正在逐年上升。如圖3

2-13 IDC服務器規模與相關成本

    大量服務器的開銷加重了企業的負擔,超過使用年限而退役的服務器處理,同樣是企業頭痛的問題。因此,如果能夠通過網絡獲得必要的計算和存儲資源,而這種方法還能夠降低企業的運營成本,那這正是很多企業用戶所追求的目標。

    雲計算的詳細成本分析將在下一章中詳細論述,從需求角度來說,只有採用雲計算的綜合成本低於企業購買、使用、維護、管理自身數據中心的成本時,雲計算才能夠獲得生存的空間。

    綜上所述,通過對不同雲計算模式的研究,會發現雖然實現方法可能完全不同,但是都必須遵循如上的三個必要條件,即網絡帶寬能夠支持、服務端具備大規模的計算和存儲資源、低成本的優勢,該雲計算實例纔有可能成功。

參考文獻

[1] Andrew B. King. Website Optimization. O’Reilly Media 2008

[2] Wan Ning. Trend of PRC Server Market. Copyright 2008 IDC

[3] TOP500. Performance Development. http://www.top500.org/

 

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