“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。
沒有分布式,就不會有云。 但分布式計(jì)算并不一定全是云。 ”
分布是通過應(yīng)用程序設(shè)計(jì)對任務(wù)進(jìn)行分解。
云計(jì)算使用類似于網(wǎng)格的東西來由系統(tǒng)自動組合資源。
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)果組合起來得到最終結(jié)果的一門計(jì)算機(jī)科學(xué)。 。 最近的分布式計(jì)算項(xiàng)目已被用來利用世界各地?cái)?shù)千臺志愿者計(jì)算機(jī)的閑置計(jì)算能力。 通過互聯(lián)網(wǎng),你可以分析來自外太空的電信號,尋找隱藏的黑洞,探索可能的外星智慧生命; 可以搜索1000萬位以上的梅森素?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的空閑處理能力來解決大型計(jì)算問題的計(jì)算科學(xué)。 接下來,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題。 此類問題一般都是跨學(xué)科的、極具挑戰(zhàn)性的、人類急需解決的科學(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.針對各種疾病的藥物研究,如:United Devices(尋找對抗癌癥的有效藥物)。
5、信號處理,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)算是絕對不可能的。 過去,這些問題應(yīng)該由超級計(jì)算機(jī)來解決。 然而,建造和維護(hù)超級計(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)人電腦開始走進(jìn)千家萬戶。 隨之而來的是計(jì)算機(jī)使用的問題。 越來越多的電腦處于閑置狀態(tài),CPU的潛力即使在開啟的情況下也遠(yuǎn)未得到充分利用。 我們可以想象,一臺家用電腦大部分時(shí)間都在“等待”。 即使用戶實(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)算塊的問題,然后通過研究機(jī)構(gòu)的大量努力開發(fā)出計(jì)算服務(wù)器和客戶端。 服務(wù)器負(fù)責(zé)將計(jì)算問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)到甚至超過世界上最快的超級計(jì)算機(jī)。
您還可以選擇參與某些項(xiàng)目來捐贈CPU核心處理時(shí)間,您會發(fā)現(xiàn)您提供的CPU核心處理時(shí)間會出現(xiàn)在項(xiàng)目的貢獻(xiàn)統(tǒng)計(jì)中。 您可以與其他參與者競爭電腦已進(jìn)入千家萬戶,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,那么您會在中國分布式計(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。 希望您在中國分布式總部和論壇中找到樂趣。
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,然后該程序就會在優(yōu)先級最低的計(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)在就行動起來,你的微不足道的貢獻(xiàn)可能會讓你在人類科學(xué)發(fā)展史上留下濃墨重彩的一筆!
專業(yè)定義(中國科學(xué)技術(shù)情報(bào)研究所對分布式計(jì)算的定義)
分布式計(jì)算是近年來提出的一種新的計(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計(jì)算機(jī)上運(yùn)行,??也可以在通過網(wǎng)絡(luò)連接的多臺計(jì)算機(jī)上運(yùn)行。 分布式計(jì)算相對于其他算法有以下優(yōu)點(diǎn):
1.稀有資源可共享,
2.通過分布式計(jì)算,可以將計(jì)算負(fù)載均衡到多臺計(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、軟件)。 提供資源的網(wǎng)絡(luò)稱為“云”。 “云”中的資源從用戶角度來看是可以無限擴(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:
這個(gè)資源池稱為“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,通過軟件自動管理,無需人工干預(yù)。 這使得應(yīng)用提供商可以更加專注于自己的業(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)。
總的來說,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,我國的劉鵬針對傳統(tǒng)網(wǎng)格計(jì)算思想不切實(shí)際的問題,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,利用專門設(shè)計(jì)的中間件軟件Web界面有機(jī)地粘合在一起,接受來自世界各地的科學(xué)工作者的計(jì)算請求,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”,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100萬臺服務(wù)器,亞馬遜、IBM、微軟、雅虎等的“云”也都擁有數(shù)十萬臺服務(wù)器。 企業(yè)私有云一般擁有數(shù)百或數(shù)千臺服務(wù)器。 “云”可以賦予用戶前所未有的計(jì)算能力。
(2)虛擬化。 云計(jì)算允許用戶在任何地點(diǎn)、使用各種終端獲取應(yīng)用服務(wù)。 所請求的資源來自“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。 只需一臺筆記本電腦或一部手機(jī),我們需要的一切都可以通過網(wǎng)絡(luò)服務(wù)來實(shí)現(xiàn)電腦已進(jìn)入千家萬戶,甚至是超級計(jì)算之類的任務(wù)。
(3)可靠性高。 “云”通過數(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)模可以動態(tài)擴(kuò)展,以滿足應(yīng)用和用戶規(guī)模增長的需求。
(6)按需服務(wù)。 “云”是一個(gè)按需購買的龐大資源池; 云可以像自來水、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”的自動化集中管理,讓大量企業(yè)無需承擔(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,用戶可以充分享受“云”的低成本優(yōu)勢,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)萬美元和數(shù)月才能完成的任務(wù)。
云計(jì)算未來可以徹底改變?nèi)藗兊纳睿瑫r(shí)也必須關(guān)注環(huán)境問題,這樣才能真正為人類進(jìn)步做出貢獻(xiàn),而不是簡單地改進(jìn)技術(shù)。