“云是一個(gè)更高層次、更抽象、更神秘的概念。
分布是一個(gè)非常具體的概念。
沒(méi)有分布式,就不會(huì)有云。 但分布式計(jì)算并不一定全是云。 ”
分布是通過(guò)應(yīng)用程序設(shè)計(jì)對(duì)任務(wù)進(jìn)行分解。
云計(jì)算使用類(lèi)似于網(wǎng)格的東西來(lái)由系統(tǒng)自動(dòng)組合資源。
什么是分布式計(jì)算? 所謂分布式計(jì)算,是研究如何將一個(gè)需要大量計(jì)算能力的問(wèn)題劃分為許多小部分,然后將這些部分分配給許多計(jì)算機(jī)進(jìn)行處理,最后將這些計(jì)算結(jié)果組合起來(lái)得到最終結(jié)果的一門(mén)計(jì)算機(jī)科學(xué)。 。 最近的分布式計(jì)算項(xiàng)目已被用來(lái)利用世界各地?cái)?shù)千臺(tái)志愿者計(jì)算機(jī)的閑置計(jì)算能力。 通過(guò)互聯(lián)網(wǎng),你可以分析來(lái)自外太空的電信號(hào),尋找隱藏的黑洞,探索可能的外星智慧生命; 可以搜索1000萬(wàn)位以上的梅森素?cái)?shù); 您還可以尋找和發(fā)現(xiàn)更有效的抗艾滋病毒藥物。 這些項(xiàng)目非常龐大,需要的計(jì)算量驚人。 單個(gè)計(jì)算機(jī)或個(gè)人在可接受的時(shí)間內(nèi)完成它們是絕對(duì)不可能的。
分布式計(jì)算是一種利用互聯(lián)網(wǎng)上計(jì)算機(jī)CPU的空閑處理能力來(lái)解決大型計(jì)算問(wèn)題的計(jì)算科學(xué)。 接下來(lái),讓我們看看它是如何工作的:
首先,發(fā)現(xiàn)一個(gè)需要巨大計(jì)算能力才能解決的問(wèn)題。 此類(lèi)問(wèn)題一般都是跨學(xué)科的、極具挑戰(zhàn)性的、人類(lèi)急需解決的科學(xué)研究課題。 比較有名的有:
1.解決更復(fù)雜的數(shù)學(xué)問(wèn)題,例如:GIMPS(求最大梅森素?cái)?shù))。
2.研究并找到最安全的密碼系統(tǒng),例如:RC-72(密碼破解)。
3.生物病理學(xué)研究,如:Folding@home(研究蛋白質(zhì)折疊、誤解、聚集以及由此引起的相關(guān)疾病)。
4.針對(duì)各種疾病的藥物研究,如:United Devices(尋找對(duì)抗癌癥的有效藥物)。
5、信號(hào)處理,如:SETI@Home(在家尋找外星文明)。
從這些實(shí)際例子可以看出,這些項(xiàng)目非常龐大,需要的計(jì)算量驚人。 單個(gè)計(jì)算機(jī)或個(gè)人在可接受的時(shí)間內(nèi)完成計(jì)算是絕對(duì)不可能的。 過(guò)去,這些問(wèn)題應(yīng)該由超級(jí)計(jì)算機(jī)來(lái)解決。 然而,建造和維護(hù)超級(jí)計(jì)算機(jī)的成本非常昂貴,這不是普通科研機(jī)構(gòu)能夠承受的。 隨著科學(xué)的發(fā)展,出現(xiàn)了一種廉價(jià)、高效、易于維護(hù)的計(jì)算方式——分布式計(jì)算!
隨著計(jì)算機(jī)的普及,個(gè)人電腦開(kāi)始走進(jìn)千家萬(wàn)戶(hù)。 隨之而來(lái)的是計(jì)算機(jī)使用的問(wèn)題。 越來(lái)越多的電腦處于閑置狀態(tài),CPU的潛力即使在開(kāi)啟的情況下也遠(yuǎn)未得到充分利用。 我們可以想象,一臺(tái)家用電腦大部分時(shí)間都在“等待”。 即使用戶(hù)實(shí)際使用計(jì)算機(jī)時(shí),處理器仍然在做大量靜默工作(等待輸入但實(shí)際上不執(zhí)行任何操作)。 互聯(lián)網(wǎng)的出現(xiàn),使得連接和調(diào)用所有這些計(jì)算資源有限的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)成為現(xiàn)實(shí)。
然后提出一些本身非常復(fù)雜但又很適合劃分為大量較小計(jì)算塊的問(wèn)題,然后通過(guò)研究機(jī)構(gòu)的大量努力開(kāi)發(fā)出計(jì)算服務(wù)器和客戶(hù)端。 服務(wù)器負(fù)責(zé)將計(jì)算問(wèn)題劃分為許多小的計(jì)算部分,然后將這些部分分配給參與網(wǎng)絡(luò)的許多計(jì)算機(jī)并行處理,最后整合這些計(jì)算結(jié)果得到最終結(jié)果。
當(dāng)然,這可能看起來(lái)原始且困難,但隨著參與計(jì)算的參與者和計(jì)算機(jī)數(shù)量不斷增加,計(jì)算計(jì)劃變得非常快,并且在實(shí)踐中被證明是可行的。 目前,一些較大的分布式計(jì)算項(xiàng)目的處理能力可以達(dá)到甚至超過(guò)世界上最快的超級(jí)計(jì)算機(jī)。
您還可以選擇參與某些項(xiàng)目來(lái)捐贈(zèng)CPU核心處理時(shí)間,您會(huì)發(fā)現(xiàn)您提供的CPU核心處理時(shí)間會(huì)出現(xiàn)在項(xiàng)目的貢獻(xiàn)統(tǒng)計(jì)中。 您可以與其他參與者競(jìng)爭(zhēng)電腦已進(jìn)入千家萬(wàn)戶(hù),根據(jù)您的時(shí)間貢獻(xiàn)進(jìn)行排名,也可以加入現(xiàn)有的計(jì)算小組或組建自己的計(jì)算小組。 這種方法對(duì)于激勵(lì)參與者非常有用。
隨著私人團(tuán)隊(duì)逐漸增多,許多大型組織(如公司、學(xué)校和各種網(wǎng)站)也開(kāi)始組建自己的團(tuán)隊(duì)。 同時(shí),也形成了大量以分布式計(jì)算技術(shù)和項(xiàng)目討論為主題的社區(qū)。 這些社區(qū)大多翻譯制作分布式計(jì)算項(xiàng)目的使用教程并發(fā)布相關(guān)技術(shù)文章,并提供必要的技術(shù)支持。
那么誰(shuí)可以加入這些項(xiàng)目呢? 當(dāng)然任何人都可以! 如果您已經(jīng)加入了一個(gè)項(xiàng)目,并且曾經(jīng)考慮加入一個(gè)計(jì)算小組,那么您會(huì)在中國(guó)分布式計(jì)算中心和論壇中找到自己的家。 任何人都可以加入我們網(wǎng)站組建的任何分布式計(jì)算小組。 希望您在中國(guó)分布式總部和論壇中找到樂(lè)趣。
參與分布式計(jì)算——充分利用個(gè)人計(jì)算機(jī)最有意義的選擇之一——你只需要下載相關(guān)程序,然后該程序就會(huì)在優(yōu)先級(jí)最低的計(jì)算機(jī)上運(yùn)行,??正常使用是正常的。 使用電腦幾乎沒(méi)有影響。 如果您想利用計(jì)算機(jī)上的空閑時(shí)間做一些有用的事情,您為什么還要猶豫呢? 現(xiàn)在就行動(dòng)起來(lái),你的微不足道的貢獻(xiàn)可能會(huì)讓你在人類(lèi)科學(xué)發(fā)展史上留下濃墨重彩的一筆!
專(zhuān)業(yè)定義(中國(guó)科學(xué)技術(shù)情報(bào)研究所對(duì)分布式計(jì)算的定義)
分布式計(jì)算是近年來(lái)提出的一種新的計(jì)算方法。 所謂分布式計(jì)算,就是兩個(gè)或多個(gè)軟件相互共享信息。 這些軟件可以在同一臺(tái)計(jì)算機(jī)上運(yùn)行,??也可以在通過(guò)網(wǎng)絡(luò)連接的多臺(tái)計(jì)算機(jī)上運(yùn)行。 分布式計(jì)算相對(duì)于其他算法有以下優(yōu)點(diǎn):
1.稀有資源可共享,
2.通過(guò)分布式計(jì)算,可以將計(jì)算負(fù)載均衡到多臺(tái)計(jì)算機(jī)上。
3. 您可以將程序放置在最適合運(yùn)行它的計(jì)算機(jī)上。
其中,共享稀缺資源和平衡負(fù)載是計(jì)算機(jī)分布式計(jì)算的核心思想之一。
事實(shí)上,網(wǎng)格計(jì)算是分布式計(jì)算的一種。 如果說(shuō)某項(xiàng)工作是分布式的,那么參與該工作的一定不僅僅是一臺(tái)計(jì)算機(jī),而是一個(gè)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)。 顯然,這種“螞蟻搬山”的方式將具有強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理能力。 網(wǎng)格計(jì)算的本質(zhì)是資源的組合和共享,保證系統(tǒng)的安全。
狹義的云計(jì)算是指IT基礎(chǔ)設(shè)施的交付和使用模式,是指通過(guò)網(wǎng)絡(luò)以按需且易于擴(kuò)展的方式獲取所需的資源(硬件、平臺(tái)、軟件)。 提供資源的網(wǎng)絡(luò)稱(chēng)為“云”。 “云”中的資源從用戶(hù)角度來(lái)看是可以無(wú)限擴(kuò)展的,并且可以隨時(shí)獲取、按需使用、隨時(shí)擴(kuò)展、按使用付費(fèi)。 這一特性通常被稱(chēng)為使用水和電等 IT 基礎(chǔ)設(shè)施。
2. 廣義云計(jì)算
廣義的云計(jì)算是指服務(wù)交付和使用模型,是指通過(guò)網(wǎng)絡(luò)以按需且易于擴(kuò)展的方式獲取所需的服務(wù)。 這種服務(wù)可以是IT、軟件、互聯(lián)網(wǎng)相關(guān)的或任何其他服務(wù)。
解釋?zhuān)?/p>
這個(gè)資源池稱(chēng)為“云”。 “云”是一些可以自我維護(hù)和管理的虛擬計(jì)算資源,通常是一些大型服務(wù)器集群,包括計(jì)算服務(wù)器、存儲(chǔ)服務(wù)器、寬帶資源等。云計(jì)算將所有計(jì)算資源集中起來(lái),通過(guò)軟件自動(dòng)管理,無(wú)需人工干預(yù)。 這使得應(yīng)用提供商可以更加專(zhuān)注于自己的業(yè)務(wù),而不必?fù)?dān)心繁瑣的細(xì)節(jié),有利于創(chuàng)新和降低成本。
有人打了個(gè)比方:這就像從古老的單機(jī)模式切換到發(fā)電廠的集中供電模式。 這意味著算力也可以作為商品流通,就像煤氣、水、電一樣,易于獲取且成本低廉。 最大的區(qū)別在于它是通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)傳輸?shù)摹?/p>
云計(jì)算是并行計(jì)算(ParallelComputing)、分布式計(jì)算(DistributedComputing)和網(wǎng)格計(jì)算(GridComputing)的發(fā)展,或者說(shuō)是這些計(jì)算機(jī)科學(xué)概念的商業(yè)實(shí)現(xiàn)。 云計(jì)算是虛擬化(Virtualization)、效用計(jì)算(UtilityComputing)、IaaS(基礎(chǔ)設(shè)施即服務(wù))、PaaS(平臺(tái)即服務(wù))、SaaS(軟件即服務(wù))等概念混合演進(jìn)和飛躍的結(jié)果)。
總的來(lái)說(shuō),云計(jì)算可以被視為網(wǎng)格計(jì)算的商業(yè)演進(jìn)。 早在2002年,我國(guó)的劉鵬針對(duì)傳統(tǒng)網(wǎng)格計(jì)算思想不切實(shí)際的問(wèn)題,提出了計(jì)算池的概念:“將分散在各地的高性能計(jì)算機(jī)用高速網(wǎng)絡(luò)連接起來(lái),利用專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)的中間件軟件Web界面有機(jī)地粘合在一起,接受來(lái)自世界各地的科學(xué)工作者的計(jì)算請(qǐng)求,并將其分配到適當(dāng)?shù)墓?jié)點(diǎn)上運(yùn)行,計(jì)算池可以大大提高服務(wù)質(zhì)量和資源利用率,同時(shí)避免需要跨應(yīng)用劃分程序造成的低效率和復(fù)雜性在當(dāng)前條件下可以滿足實(shí)際要求。 如果把文中的“高性能計(jì)算機(jī)”換成“服務(wù)器集群”,把“科學(xué)工作者”換成“商業(yè)用戶(hù)”,就非常接近現(xiàn)在的云計(jì)算了。
云計(jì)算具有以下特點(diǎn):
(1)規(guī)模非常大。 “云”具有相當(dāng)?shù)囊?guī)模。 谷歌云計(jì)算已經(jīng)擁有超過(guò)100萬(wàn)臺(tái)服務(wù)器,亞馬遜、IBM、微軟、雅虎等的“云”也都擁有數(shù)十萬(wàn)臺(tái)服務(wù)器。 企業(yè)私有云一般擁有數(shù)百或數(shù)千臺(tái)服務(wù)器。 “云”可以賦予用戶(hù)前所未有的計(jì)算能力。
(2)虛擬化。 云計(jì)算允許用戶(hù)在任何地點(diǎn)、使用各種終端獲取應(yīng)用服務(wù)。 所請(qǐng)求的資源來(lái)自“云”而不是固定的有形實(shí)體。 應(yīng)用程序運(yùn)行在“云”中的某個(gè)地方,但用戶(hù)實(shí)際上不需要知道或擔(dān)心應(yīng)用程序運(yùn)行的具體位置。 只需一臺(tái)筆記本電腦或一部手機(jī),我們需要的一切都可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)來(lái)實(shí)現(xiàn)電腦已進(jìn)入千家萬(wàn)戶(hù),甚至是超級(jí)計(jì)算之類(lèi)的任務(wù)。
(3)可靠性高。 “云”通過(guò)數(shù)據(jù)多副本、容錯(cuò)、計(jì)算節(jié)點(diǎn)同構(gòu)互換等措施保證服務(wù)的高可靠性。 使用云計(jì)算比使用本地計(jì)算機(jī)更可靠。
(4)普遍性。 云計(jì)算不針對(duì)特定應(yīng)用。 在“云”的支持下,可以構(gòu)建千變?nèi)f化的應(yīng)用,同一個(gè)“云”可以同時(shí)支持不同應(yīng)用的運(yùn)行。
(5)可擴(kuò)展性高。 “云”的規(guī)模可以動(dòng)態(tài)擴(kuò)展,以滿足應(yīng)用和用戶(hù)規(guī)模增長(zhǎng)的需求。
(6)按需服務(wù)。 “云”是一個(gè)按需購(gòu)買(mǎi)的龐大資源池; 云可以像自來(lái)水、電和煤氣一樣計(jì)費(fèi)。
(7)極其便宜。 由于“云”特殊的容錯(cuò)措施,可以用極其廉價(jià)的節(jié)點(diǎn)組成云。 “云”的自動(dòng)化集中管理,讓大量企業(yè)無(wú)需承擔(dān)日益高昂的數(shù)據(jù)中心管理成本。 “云”的多功能性提高了資源利用率。 與傳統(tǒng)系統(tǒng)相比,用戶(hù)可以充分享受“云”的低成本優(yōu)勢(shì),往往只需花費(fèi)幾百美元和幾天的時(shí)間就可以完成以前需要數(shù)萬(wàn)美元和數(shù)月才能完成的任務(wù)。
云計(jì)算未來(lái)可以徹底改變?nèi)藗兊纳睿瑫r(shí)也必須關(guān)注環(huán)境問(wèn)題,這樣才能真正為人類(lèi)進(jìn)步做出貢獻(xiàn),而不是簡(jiǎn)單地改進(jìn)技術(shù)。