云計(jì)算和電力：超越公用服務(wù)模型

企業(yè)對(duì)電力的依賴不亞于IT。然而，然而公司并不需要一個(gè)“首席電力官”及訓(xùn)練有素的專業(yè)工作人員來(lái)管理電力，將其集成于自己的業(yè)務(wù)中。電力運(yùn)用的歷史是否能為當(dāng)今云的創(chuàng)新提供有用的類比？

雖然公用服務(wù)模型提供了某些啟示，但我們要想理解云計(jì)算面臨的現(xiàn)實(shí)挑戰(zhàn)和機(jī)遇，就必須超越這個(gè)簡(jiǎn)單的類比。管理者試圖利用外部資源時(shí)將面臨創(chuàng)新、規(guī)模和地域等技術(shù)問(wèn)題。此外，與互補(bǔ)性、互操作性和安全性相關(guān)的商業(yè)模式的挑戰(zhàn)，也使得難以出現(xiàn)穩(wěn)定的云市場(chǎng)。過(guò)于簡(jiǎn)單地依賴公用服務(wù)模型可能使我們忽視云計(jì)算真正的機(jī)會(huì)和挑戰(zhàn)。

云計(jì)算和電力模型

云計(jì)算有不同的定義。從實(shí)踐者的觀點(diǎn)來(lái)看：“云計(jì)算是按需獲取自己數(shù)據(jù)中心之外的虛擬化IT資源，這些資源位于自己的數(shù)據(jù)中心之外，是與他人共享的，簡(jiǎn)單易用，采取付費(fèi)訂閱，并通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)訪問(wèn)。”從學(xué)術(shù)的觀點(diǎn)來(lái)看：“云計(jì)算既包括通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)作為服務(wù)交付的應(yīng)用，也包括數(shù)據(jù)中心里提供這些服務(wù)的硬件和系統(tǒng)軟件。……數(shù)據(jù)中心的硬件和軟件即是我們所謂的‘云’。當(dāng)云以用后付費(fèi)方式提供給公眾時(shí)，我們稱之為公用云;而所出售的服務(wù)即為效用計(jì)算(Utility Computing)。”兩種定義都暗示或明確地使用“公用服務(wù)”模型，該模型嵌入了無(wú)處不在的供水、電網(wǎng)或下水道體系。盡管這種模型具有重要的優(yōu)勢(shì)，但也存在重大的缺點(diǎn)。

硬件供應(yīng)商把“公用服務(wù)”計(jì)算(即現(xiàn)在流行的效用計(jì)算)的說(shuō)法引入了市場(chǎng)。但也許關(guān)于電力模型最嚴(yán)密、最有力的表述來(lái)自于尼古拉斯·卡爾，一位獨(dú)立的博主。在他最近的《大轉(zhuǎn)變》一書(shū)中寫(xiě)道：“在純粹的經(jīng)濟(jì)層面，信息技術(shù)和電力之間的相似性更突出。兩者都是經(jīng)濟(jì)學(xué)家所稱的通用技術(shù)。……通用技術(shù)，被認(rèn)為是構(gòu)建許多不同工具或應(yīng)用程序的平臺(tái)，而不是獨(dú)立的工具。……一旦可能集中地提供技術(shù)，大型公用事業(yè)供應(yīng)商就會(huì)出現(xiàn)，以取代獨(dú)立小公司。可能需要幾十年的時(shí)間才會(huì)使企業(yè)放棄其專有的供應(yīng)業(yè)務(wù)及其投資。但最終公用事業(yè)所節(jié)省的成本即便對(duì)于最大的企業(yè)也讓人難以拒絕。網(wǎng)格終將勝出。”

公用服務(wù)模型的優(yōu)勢(shì)

卡爾正確地突出了通用技術(shù)的概念。這類技術(shù)歷來(lái)是現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)力增長(zhǎng)的最大推動(dòng)力量。它們不僅直接貢獻(xiàn)，而且也催生無(wú)數(shù)的作為其補(bǔ)充的進(jìn)一步創(chuàng)新。對(duì)于電力，這包括電力照明、電機(jī)和機(jī)械。對(duì)于IT，這包括交易處理、企業(yè)資源管理(ERP)系統(tǒng)、在線商務(wù)和其他無(wú)數(shù)的應(yīng)用程序，甚至是商業(yè)模式創(chuàng)新。

云計(jì)算的某些規(guī)模經(jīng)濟(jì)性和成本節(jié)約也和電力生產(chǎn)中的情況類似。通過(guò)基于統(tǒng)計(jì)的多路技術(shù)，集中化的設(shè)施的運(yùn)行效率將高于以各種方式分散部署的服務(wù)器。例如，一個(gè)系統(tǒng)管理員可以在一個(gè)大型數(shù)據(jù)中心管理1000多個(gè)服務(wù)器，而在一個(gè)中等規(guī)模的數(shù)據(jù)中心，同樣的人往往只管理大約140個(gè)服務(wù)器。

將數(shù)據(jù)中心移到更接近能源生產(chǎn)的地方，云計(jì)算將會(huì)帶來(lái)更多的成本節(jié)約。通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)的光纖骨干網(wǎng)移動(dòng)光子，要比通過(guò)輸電網(wǎng)傳遞電子經(jīng)濟(jì)得多。把數(shù)據(jù)中心放到低成本的電力產(chǎn)地附近，如距美國(guó)西北水電站很近的地方時(shí)，就實(shí)現(xiàn)了這種節(jié)約。

但是，具有優(yōu)勢(shì)的同時(shí)，這種電力效用的類比也有三個(gè)技術(shù)缺點(diǎn)和三個(gè)商業(yè)模式缺點(diǎn)。

公用服務(wù)模型的技術(shù)缺點(diǎn)

創(chuàng)新的步伐 發(fā)電和配電創(chuàng)新進(jìn)程需要經(jīng)過(guò)幾十年或幾個(gè)世紀(jì)。與此形成鮮明對(duì)比的是摩爾定律以月衡量。與今天一個(gè)200美元的iPod相當(dāng)?shù)幕�本�?jì)算能力，在1976年可能值10億美元，而且那時(shí)無(wú)論花多少代價(jià)都不可能實(shí)現(xiàn)iPad的全套功能，更別說(shuō)小到裝進(jìn)口袋。管理信息系統(tǒng)這樣的創(chuàng)新和迅速變化的系統(tǒng)需要高技能的、有創(chuàng)造力人員的關(guān)注，即使是別人的創(chuàng)新。這不同于管理穩(wěn)定的技術(shù)。

規(guī)模的限制 能夠快速獲得額外的服務(wù)器實(shí)例是云計(jì)算的主要優(yōu)勢(shì)，但這也有局限性。首先，并行問(wèn)題只是難處理的計(jì)算任務(wù)的一方面情況：某些問(wèn)題和進(jìn)程必須由其它處理、記憶和存儲(chǔ)的體系結(jié)構(gòu)來(lái)處理，因此簡(jiǎn)單地租用更多節(jié)點(diǎn)可能根本沒(méi)有任何幫助。第二，很多商業(yè)應(yīng)用依賴于關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)支持的完整一致的事務(wù)計(jì)算。CAP(Consistency、Availability、Partition tolerance，一致性、可用性和分區(qū)容錯(cuò)性)定理告訴我們不能同時(shí)得到一致性和可擴(kuò)展性。實(shí)現(xiàn)具有與SQL一樣豐富的應(yīng)用程序編程接口的云中可擴(kuò)展的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)是個(gè)難題，它使大容量的、執(zhí)行關(guān)鍵任務(wù)的事務(wù)交易系統(tǒng)難以在云環(huán)境中運(yùn)行。

同時(shí)，具有一定規(guī)模的企業(yè)可以通過(guò)部署私有云獲得最好的結(jié)果。例如，英特爾正在合并其數(shù)據(jù)中心，最終從100多個(gè)減少到大約10個(gè)。到2008年其總數(shù)已下降至75個(gè)，節(jié)省了9500萬(wàn)美元。據(jù)英特爾公司首席信息官黛安·布萊恩特稱，英特爾85%服務(wù)器用于支持工程計(jì)算，且這些服務(wù)器以90%的利用率運(yùn)行——這樣一個(gè)具有戰(zhàn)略重要性和業(yè)務(wù)績(jī)效相結(jié)合的例子將平息任何將負(fù)荷轉(zhuǎn)移到云供應(yīng)商的議論。具有諷刺意味地是，恰在公用服務(wù)模型在計(jì)算領(lǐng)域被炒得沸沸揚(yáng)揚(yáng)時(shí)，高度集中的方法對(duì)電力本身也不那么有效了：新興的分布式發(fā)電系統(tǒng)的特征是利用運(yùn)行微型水電、風(fēng)電、微型渦輪機(jī)和燃料電池等更小的節(jié)點(diǎn)。不僅如此，實(shí)際上很多企業(yè)自己發(fā)電或生產(chǎn)蒸汽，出于同樣的原因，他們?yōu)榱丝煽啃�、�?zhàn)略優(yōu)勢(shì)或成本可視將繼續(xù)在企業(yè)內(nèi)保持某些類IT。

延遲 距離也不會(huì)變得無(wú)關(guān)緊要。物理學(xué)中少數(shù)的永恒規(guī)律之一即是光速。因此，延遲仍然是一個(gè)艱巨的挑戰(zhàn)。在網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域，對(duì)計(jì)算機(jī)化股票交易的即刻執(zhí)行需求，將導(dǎo)致金融服務(wù)公司把自己的數(shù)據(jù)中心設(shè)置在盡可能靠近股票市場(chǎng)的地方。讀/寫(xiě)磁盤(pán)帶來(lái)的限制只能減小而不可能消除，但提高速度要付出容量的代價(jià)：大磁盤(pán)慢，快磁盤(pán)小。對(duì)于許多類型的應(yīng)用，性能、便利性和安全方面的考慮仍將要求計(jì)算的本地化。把數(shù)據(jù)中心轉(zhuǎn)移至遠(yuǎn)離客戶的地方也許會(huì)節(jié)省電費(fèi)成本，但延遲的成本往往高于這些節(jié)約的成本。

超越電力：云的商業(yè)模式

重要的是，云計(jì)算和電力之間商業(yè)模式的差異與技術(shù)差異一樣重要，但比之更為根本。

互補(bǔ)和共生發(fā)明 類似于電力，IT是一種通用技術(shù)。這意味著關(guān)鍵利益來(lái)自于由基本技術(shù)促成的共生發(fā)明。經(jīng)歷了30至40年的時(shí)間，美國(guó)的工廠才得獲電力的所有好處。起初，生產(chǎn)線和生產(chǎn)流程沒(méi)有為利用電力而重新設(shè)計(jì)：大型中央蒸汽發(fā)動(dòng)機(jī)被簡(jiǎn)單地替換為大型的電動(dòng)馬達(dá)，然后與原先的舊曲軸和齒輪相連。只有在改造生產(chǎn)流程之后，電氣化的潛力才得到了充分發(fā)揮。今天，電力已變成相對(duì)成熟的商品。而計(jì)算則仍處于創(chuàng)新和共生發(fā)明劇增的時(shí)期。簡(jiǎn)單地用云計(jì)算替換企業(yè)資源而沒(méi)有進(jìn)行其他變化，肯定無(wú)法充分利用新技術(shù)帶來(lái)的好處。

信息科技推動(dòng)者商業(yè)模式的創(chuàng)新和組織的重新設(shè)計(jì)，這種趨勢(shì)帶來(lái)的機(jī)遇和風(fēng)險(xiǎn)正在改變著整個(gè)產(chǎn)業(yè)。例如，蘋(píng)果公司從永久許可模式過(guò)渡到付費(fèi)使用，iTunes商店使得其收入四年增長(zhǎng)4倍。將蘋(píng)果ERP系統(tǒng)和每天處理約1000萬(wàn)收入的計(jì)費(fèi)引擎緊密集成，在云環(huán)境下，即使未必不可能，但也將是很困難的。

鎖定和互操作性 電力的鎖定問(wèn)題很早是通過(guò)對(duì)壟斷的監(jiān)管來(lái)解決的，后來(lái)則通過(guò)立法將發(fā)電和傳輸分離及創(chuàng)造市場(chǎng)結(jié)構(gòu)來(lái)解決。因?yàn)殡娮佣际且粯拥�，所以市�?chǎng)起了作用。在19世紀(jì)90年代，旋轉(zhuǎn)變流器使得不同發(fā)電技術(shù)得以相互連接，但近期還無(wú)法找到可與此類比的技術(shù)來(lái)為顧客服務(wù)，以適應(yīng)多個(gè)云供應(yīng)商。企業(yè)計(jì)算若要像線路電壓一樣工作，就需要本質(zhì)上不同的數(shù)據(jù)管理，而不是任何個(gè)人的技術(shù)路線圖。

也許最關(guān)鍵的是信息比特不是電子。根據(jù)其應(yīng)用、工程和期望的用途，云計(jì)算不能在云供應(yīng)商間互換。簡(jiǎn)單地說(shuō)，企業(yè)計(jì)算支持的業(yè)務(wù)流程不是電機(jī)或燈泡。

安全性 云計(jì)算所遇到的安全問(wèn)題在電氣應(yīng)用方面從未遇到過(guò)。沒(méi)有監(jiān)管或執(zhí)法機(jī)構(gòu)會(huì)去審核公司的電子，但與客戶資料、商業(yè)秘密和機(jī)密的政府信息相關(guān)的進(jìn)程都面臨嚴(yán)格的審核要求和標(biāo)準(zhǔn)。通常是共享的、動(dòng)態(tài)的云計(jì)算資源(包括CPU、網(wǎng)絡(luò)等)減弱了用戶的控制能力，造成了許許多多新的嚴(yán)峻的安全問(wèn)題。在受防火墻保護(hù)的本地計(jì)算中不會(huì)遇到這些問(wèn)題。

結(jié)論

如果公用服務(wù)模型是適用的，那么云計(jì)算面臨的挑戰(zhàn)就可以采用類似于電力的解決方案來(lái)解決，但是事實(shí)并非如此。現(xiàn)實(shí)情況是，云計(jì)算還不能實(shí)現(xiàn)電力那樣簡(jiǎn)單的“即插即用”，這就需要云計(jì)算本身的創(chuàng)新，并促成眾多應(yīng)用和商業(yè)模型的創(chuàng)新繼續(xù)快速進(jìn)步才能實(shí)現(xiàn)這種簡(jiǎn)單性。雖然電力公司被認(rèn)為是簡(jiǎn)單和穩(wěn)定的模范，但是，這個(gè)行業(yè)也不能避開(kāi)IT的變革力量。諸如“智能電網(wǎng)”之類的創(chuàng)新正在以一種早期電氣化時(shí)代所未見(jiàn)過(guò)的速度引發(fā)其根本性的變革。

云計(jì)算真正的力量在于它是更多創(chuàng)新的催化劑。事實(shí)上，隨著云計(jì)算繼續(xù)變得更便宜、更普及，組合創(chuàng)新的機(jī)會(huì)不斷增長(zhǎng)。這就必然要求IT和業(yè)務(wù)主管有更多的創(chuàng)造力和技能。最后要說(shuō)的是，這方面的發(fā)展不可避免，我們應(yīng)該歡迎和擁抱它。

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