文/王華倩

?雖然IT行業(yè)對云計(jì)算(Clouding Computing)有不同的看法，但它仍然是近幾年最熱的IT詞匯之一。究竟什么是云計(jì)算，它對我們所關(guān)注的企業(yè)研發(fā)信息化有何幫助呢？

?“云計(jì)算既指通過互聯(lián)網(wǎng)以服務(wù)方式提供的應(yīng)用程序，也指在數(shù)據(jù)中心用來提供這些服務(wù)的硬件和系統(tǒng)軟件。這些服務(wù)長期以來一直被稱為軟件即服務(wù)（SaaS），于是我們?nèi)匀蛔裾者@個說法。數(shù)據(jù)中心的硬件和軟件就是我們說的“云”。

當(dāng)云以現(xiàn)用現(xiàn)付方式提供給一般公眾時，我們稱之為“公共云”。被***的服務(wù)稱作“公用計(jì)算”。我們用“私有云”指代那些商業(yè)企業(yè)或其他組織的不對公眾開放的內(nèi)部數(shù)據(jù)中心。因此，云計(jì)算是SaaS和公用計(jì)算的合集，但一般不包括私有云。

——以上摘自UC Berkeley高可靠適應(yīng)性分布式系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室（UC Berkeley Reliable Adaptive Distributed Systems Laboratory） 11位學(xué)者在2009年2月10日聯(lián)合發(fā)表的一篇關(guān)于云計(jì)算的報(bào)告(http://d1smfj0g31qzek.cloudfront.net/abovetheclouds.pdf)

比較通俗的說法，云計(jì)算就是硬件+軟件+服務(wù)。這三者并不是簡單的相加，對于研發(fā)信息化而言，云計(jì)算應(yīng)該定義為，適應(yīng)研發(fā)需求的硬件與軟件合理搭配，并為研發(fā)提供易用、高效、低成本的信息服務(wù)。

對于企業(yè)內(nèi)部來講，“私有云”是現(xiàn)代企業(yè)研發(fā)信息化發(fā)展的趨勢之一。本文從桌面、計(jì)算、存儲、可視化、網(wǎng)絡(luò)等幾個方面闡述一下云計(jì)算在大型企業(yè)研發(fā)信息化應(yīng)用。

“桌面云”

研發(fā)人員每天都要通過計(jì)算機(jī)的桌面系統(tǒng)進(jìn)行交互操作參與研發(fā)活動。傳統(tǒng)的做法是根據(jù)研發(fā)人員的需求，每人配置一臺筆記本、PC或工作站作為終端機(jī)，操作系統(tǒng)大部分是Windows系統(tǒng)。隨著硬件價格的不斷降低，好像這種做法的成本也隨之降低。但傳統(tǒng)的桌面方式存在較高運(yùn)營成本和安全隱患。由于這些桌面系統(tǒng)是分布在研發(fā)各科室、各部門的，難以集中管理。數(shù)據(jù)保存在個人終端機(jī)的硬盤中，而這些硬盤往往沒有很好的容災(zāi)措施（例如病毒、硬盤壞道）等，數(shù)據(jù)安全得不到保證，同時也無法保證終端機(jī)數(shù)據(jù)的物理安全。

桌面臺式圖形工作站，以及安裝在上面的各類研發(fā)類CAX商業(yè)軟件，目前仍是研發(fā)工程師的必須裝備。但這些企業(yè)花巨資購買的軟、硬件分散在研發(fā)各科室各部門，其使用率很可能并不飽滿。例如3D CAD設(shè)計(jì)和工程仿真需要專業(yè)3D加速卡，如果臺式圖形工作站分布在個人的桌面上，則使用者如果不是每天都在用3D軟件，或在外出差等，昂貴的3D圖形加速卡和工作站將閑置。再例如某個科室可能根據(jù)某項(xiàng)目重金采購了某工程仿真軟件，如果只安裝在這個科室，那么一旦項(xiàng)目結(jié)束，此分析軟件可能就閑置，即使別的科室有項(xiàng)目需求，也很可能不方便使用。

桌面云將能很好地解決上述分布式桌面帶來的資源浪費(fèi)的問題。例如把這些軟、硬件放到企業(yè)的數(shù)據(jù)中心，讓硬件和軟件都通過企業(yè)資源調(diào)度系統(tǒng)，配置合理的配置策略，讓用戶遠(yuǎn)程使用。對軟、硬件的使用記錄及統(tǒng)計(jì)、管理和維護(hù)（例如空調(diào)、電力等）水平、數(shù)據(jù)的安全等都得到革命性的提升。

各IT廠商都提出了類似的“云”桌面解決方案。例如HP的CCI/VDI/SAM/RGS方案和Sun Ray等。涉及刀片PC、刀片工作站、桌面虛擬化、工作站虛擬化、遠(yuǎn)程圖形壓縮及傳輸技術(shù)、瘦客戶機(jī)等技術(shù)。

桌面云的實(shí)施可循序漸進(jìn)，例如先把對數(shù)據(jù)安全性要求最高的人員的桌面移到機(jī)房的刀片工作站或刀片PC上，圖形工作站也可以移到數(shù)據(jù)中心機(jī)房里作遠(yuǎn)程使用，其他人員隨著個人PC或工作站的更新?lián)Q代，更換為刀片PC（或刀片工作站）+瘦客戶機(jī)的模式。

“計(jì)算云”

工程仿真在企業(yè)研發(fā)中得到越來越多的應(yīng)用，如何以更短的時間求解更大規(guī)模、更復(fù)雜問題，目前仍然是很多研發(fā)人員頭疼的問題。單臺工作站往往無法滿足此類軟件高性能計(jì)算的需求，越來越多的企業(yè)已經(jīng)或正在考慮建設(shè)工程仿真高性能計(jì)算(HPC)系統(tǒng)。這類系統(tǒng)不是簡單的集群或小型機(jī)的采購，以下幾點(diǎn)往往容易被忽略：

①?針對工程仿真求解器的特點(diǎn)選配硬件架構(gòu)，包括服務(wù)器種類，互聯(lián)結(jié)構(gòu)，存儲架構(gòu)等。例如有些應(yīng)用需要海量內(nèi)存，一般的瘦節(jié)點(diǎn)集群就無法求解。再例如有些應(yīng)用需要低延遲互聯(lián)進(jìn)行大規(guī)模分布式并行求解，則千兆以太網(wǎng)不能獲得理想的并行效率。還例如有些軟件在運(yùn)行過程中需要持續(xù)讀寫磁盤系統(tǒng)，普通的NFS等文件系統(tǒng)就成為系統(tǒng)性能的瓶頸。

②?選擇適合自身的計(jì)算資源調(diào)度軟件，與工程仿真軟件“親密”集成，配置優(yōu)化計(jì)算調(diào)度策略，讓最重要、最迫切的計(jì)算任務(wù)優(yōu)先得到軟件許可證和硬件計(jì)算資源。對硬件資源的調(diào)度我們認(rèn)為目前相對成熟，無論商業(yè)的或開源的都可以作的很好，但對軟件許可證的調(diào)度，由于應(yīng)用軟件的種類繁多、許可證格式五花把門，很可能需要作一些定制或代碼開發(fā)工作。

③?HPC系統(tǒng)與工程仿真軟件前后處理、數(shù)據(jù)管理軟件、流程管理軟件等的接口。工程仿真平臺是企業(yè)研發(fā)平臺的重要子平臺。如何將HPC系統(tǒng)嵌入到工程仿真平臺中，讓使用者以最方便易用的方式調(diào)用HPC系統(tǒng)進(jìn)行求解，也是需要一些定制或代碼開發(fā)工作。

如果HPC系統(tǒng)能很好地解決上述性能優(yōu)化、資源（包括許可證）調(diào)度及統(tǒng)計(jì)、與前后處理和數(shù)據(jù)及流程管理軟件集成三方面問題，我們認(rèn)為可以把此HPC系統(tǒng)稱作企業(yè)內(nèi)部的“計(jì)算云”。

“存儲云”

數(shù)據(jù)是信息的載體，研發(fā)信息化的相關(guān)數(shù)據(jù)與一般的企業(yè)信息化應(yīng)用的數(shù)據(jù)相比，數(shù)據(jù)塊更大（例如以GB計(jì)的大工程仿真數(shù)據(jù)），對數(shù)據(jù)讀寫的性能要求更高，安全性要求更高。一些IT廠商提出的數(shù)據(jù)生命周期管理的概念值得考慮。例如從性能上，將正在研發(fā)的相關(guān)數(shù)據(jù)放在性能最好的存儲器上，供研發(fā)人員快速讀寫（例如基于萬兆以太網(wǎng)、光纖或Infiniband的存儲），將舊的研發(fā)項(xiàng)目數(shù)據(jù)放在性能一般，但容量較大的存儲上（例如大容量的SATA盤陣，用iSCSI協(xié)議等）。將長期不用的數(shù)據(jù)用光盤庫或磁帶庫進(jìn)行永久保存等。

存儲還應(yīng)與桌面應(yīng)用、計(jì)算應(yīng)用以及基于Web和數(shù)據(jù)庫的應(yīng)用相集成。例如工程仿真?zhèn)鹘y(tǒng)的做法，是利用Windows圖形工作站進(jìn)行前處理，生成求解所需的輸入文件，然后上傳到Linux HPC系統(tǒng)進(jìn)行并行求解后下載結(jié)果到本地。不僅文件的上傳下載耗費(fèi)網(wǎng)絡(luò)帶寬，還容易造成磁盤空間的重復(fù)占用。如果將圖形工作站或刀片工作站放在數(shù)據(jù)中心，就有可能與HPC系統(tǒng)高速共享一個并行文件系統(tǒng)，無論是Linux/Unix還是Windows。讓計(jì)算節(jié)點(diǎn)和前后處理節(jié)點(diǎn)（工作站）像讀寫本地硬盤一樣讀寫統(tǒng)一的存儲。這樣就避免了文件的傳輸問題，而且統(tǒng)一的存儲可很方便地進(jìn)行磁盤限額及數(shù)據(jù)備份。

如果充分考慮了企業(yè)研發(fā)所需存儲的性能、容量、安全以及與桌面及計(jì)算等應(yīng)用軟件的集成性和易用性等因素，我們可以稱之為企業(yè)研發(fā)的“存儲云”。

“可視化云”

研發(fā)中如果遇到需要用到海量圖形處理，而一臺圖形工作站無法滿足要求，例如內(nèi)存不夠，3D圖形加速卡處理能力不夠等，則很可能需要用一臺性能更好的服務(wù)器或集群配合多塊3D加速卡來處理海量圖形數(shù)據(jù)?！翱梢暬啤钡姆?wù)器也可與“計(jì)算云”的一部分，在沒有“可視化”需求時應(yīng)用于普通的浮點(diǎn)計(jì)算。

我們同意一些IT行業(yè)注明人士的說法，云計(jì)算并不是全新的概念，它與Grid、ASP、SOA、SaaS等概念或方法有很多類似的地方。云計(jì)算的最終目的是為某一業(yè)務(wù)提供服務(wù)的，例如本文闡述的研發(fā)信息化應(yīng)用。作為企業(yè)內(nèi)部的“私有云”，也沒必要為了趕潮流而一刀切，可根據(jù)企業(yè)自身的實(shí)際情況逐步改造。

對于中小企業(yè)，憑自身的實(shí)力搭建私有的研發(fā)信息化云計(jì)算環(huán)境或許不太現(xiàn)實(shí)。但中小企業(yè)對研發(fā)的需求與大型企業(yè)是一樣的，因此我們認(rèn)為，有必要搭建公共的研發(fā)信息化云計(jì)算平臺，讓普通中小企業(yè)也能以較低的成本，以云計(jì)算的模式，應(yīng)用以往只有大型企業(yè)才能考慮的研發(fā)工具。尤其是針對某一個行業(yè)（例如模具行業(yè)），在這個行業(yè)企業(yè)比較密集的工業(yè)園區(qū)內(nèi)，搭建這樣的公共平臺更有實(shí)際意義。

我們認(rèn)為研發(fā)信息化公共云計(jì)算平臺除了具備“私有云”的特征以外，還要考慮如下幾個特點(diǎn)：

1．?網(wǎng)絡(luò)帶寬
研發(fā)信息化涉及的數(shù)據(jù)塊往往較大，數(shù)據(jù)在最終用戶客戶端與數(shù)據(jù)中心服務(wù)器之間的傳輸需要穩(wěn)定的帶寬，遠(yuǎn)程圖形操作（例如3D）需要較低的網(wǎng)絡(luò)延遲。隨著Internet基礎(chǔ)設(shè)施不斷擴(kuò)容，Internet接入的帶寬、質(zhì)量不斷提高，成本不斷降低。尤其3G無線通訊的迅速普及，將使移動寬帶變成現(xiàn)實(shí)。3G的帶寬最高達(dá)7~8Mb/s左右，甚至超過了普通的家用有線寬帶（目前大多2M）接入。我們曾經(jīng)測試使用家庭的2M的小區(qū)寬帶，遠(yuǎn)程操作公司里（同一城市但相隔3個行政區(qū)）的一臺圖形工作站進(jìn)行復(fù)雜3D模型操作，認(rèn)為3D模型的縮放、旋轉(zhuǎn)、平移等稍有延遲，但操作順暢，平滑，完全可以接受。如果將公共仿真平臺放在工業(yè)園區(qū)的數(shù)據(jù)中心，此工業(yè)園區(qū)中的企業(yè)終端到數(shù)據(jù)中心服務(wù)器經(jīng)過的路由更少，帶寬更高，網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量更好。因此我們認(rèn)為工業(yè)園區(qū)內(nèi)網(wǎng)絡(luò)帶寬足以滿足上百個賬戶同時訪問公共研發(fā)服務(wù)平臺的軟、硬件資源。

2．?數(shù)據(jù)安全
研發(fā)的數(shù)據(jù)越來越成為企業(yè)發(fā)展的命脈之一。如何保證公共服務(wù)平臺上的數(shù)據(jù)的安全性，是需要重點(diǎn)考慮的內(nèi)容之一。

一般的中小制造型企業(yè)一般不會花費(fèi)巨資購買成熟的網(wǎng)絡(luò)安全和數(shù)據(jù)安全相關(guān)軟、硬件，容災(zāi)、備份等設(shè)備、手段和制度，往往在專業(yè)的數(shù)據(jù)中心相差很遠(yuǎn)。因此放在數(shù)據(jù)中心的數(shù)據(jù)應(yīng)該是更安全的。中小企業(yè)建私有云的成本也比較高，存放數(shù)據(jù)的硬盤往往就在研發(fā)人員的桌子上的圖形工作站里，人員的流動會造成潛在數(shù)據(jù)丟失的隱患，太苛刻的IT安全管理制度有可能會造***員信任上的危機(jī)。使用公共服務(wù)平臺，數(shù)據(jù)全部在數(shù)據(jù)中心，可有效避免上述弊端，反而使企業(yè)重要的研發(fā)數(shù)據(jù)更安全。

此外從技術(shù)上和管理制度上，公共云計(jì)算服務(wù)平臺將采用業(yè)界領(lǐng)先的安全技術(shù)和手段，例如數(shù)字證書、VPN、數(shù)據(jù)加密、數(shù)據(jù)備份及恢復(fù)等。甚至可以考慮采用一部分銀行或軍用的安全技術(shù)，平臺正式運(yùn)營前將獲得業(yè)界認(rèn)可的安全認(rèn)證，大小中小企業(yè)應(yīng)用此平臺進(jìn)行研發(fā)活動在信息安全方面的疑慮。

3．?費(fèi)用結(jié)算
研發(fā)信息化公共云計(jì)算平臺將采用類似token的計(jì)點(diǎn)的方式計(jì)費(fèi)。通過對用戶對硬件資源（例如圖形工作站的登錄和注銷、使用計(jì)算服務(wù)器的數(shù)量和計(jì)算時間）、軟件資源（例如軟件模塊許可證使用的數(shù)量及時間）、存儲資源（占用的存儲空間）的使用記錄的統(tǒng)計(jì)，結(jié)合可調(diào)整的token的計(jì)點(diǎn)算法，計(jì)算每次使用的token值。Token還可用戶平臺內(nèi)其他服務(wù)的消費(fèi)，例如e-learning及技術(shù)交易等。

研發(fā)信息化云計(jì)算，無論是大型企業(yè)的私有云，還是中小企業(yè)的公共云，都將逐步改變在研發(fā)活動時使用信息化工具的方式，讓企業(yè)以更低的成本、更高的效率、更安全地進(jìn)行研發(fā)活動。安世亞太積極與國內(nèi)外知名的IT廠商合作，推廣和應(yīng)用云計(jì)算在企業(yè)研發(fā)信息化方面的應(yīng)用。幫助用戶推薦、策劃、實(shí)施企業(yè)信息化云計(jì)算基礎(chǔ)IT架構(gòu)平臺。