云计算通俗讲义(第二版)(txt+pdf+epub+mobi电子书下载)

作者:王良明

出版社:电子工业出版社

格式: AZW3, DOCX, EPUB, MOBI, PDF, TXT

云计算通俗讲义(第二版)

云计算通俗讲义(第二版)试读:

前言

从2011年开始,云计算成为国内线上线下的热谈,政府主导的5个云计算中心浮现在国人的眼前,各种新型云计算公司如雨后春笋般涌现,许多非互联网公司也纷纷增加与云计算有关的产品线,各种云存储产品容量节节攀升。伴随而来的是云计算书籍的大量涌现,在书店和网店都占据着显著的位置。笔者从2004年开始涉足云计算,自然不会错过这些新涌现的书籍,但翻遍了这些书之后发现,这些书中堆满了各种专业术语和英文单词,很多内容都是直译外国文档资料,但都没有说清楚什么是云计算。在云计算应用风起云涌的当下,云计算、物联网和大数据的概念异常混乱,而且诸如智慧小区、智慧城市和智慧地球等新概念又不断被国人炒出来,更是让人“不识庐山真面目”了。

在中国,云计算呈现冰火两重天的怪象:这边厢,供应商们个个摩拳擦掌、热情高涨,大家恨不得从“万亿云计算市场”蛋糕中分得一大块,却鲜有人脚踏实地做产品;那边厢,用户们迷茫、观望者众多,大家都牢牢捂紧各自的钱袋,怯怯地问:“云计算到底是什么?能给我带来什么好处?”

笔者深刻地感受到,必须要向民众简单明了地讲清楚云计算的概念,同时对各种热炒的新概念做一个全面的梳理,正本清源,才能使得国内云计算产业步入良性发展的轨道。

本书遵循由感性认识到理性认识、由浅入深的原则展开讨论。第1章“云”畅想,以未来一家人的衣食住行为情节来描述美好的云生活,使得读者对云计算有一个初步的感性认识。第2章“云”概念,从最基本的计算机知识开始,逐步引入云计算的几个主要特征,最后阐述云计算的概念就水到渠成了。第3章“云”架构,重点介绍美国国家标准与技术研究院(National Institute of Standards and Technology,NIST)发布的云计算架构模型。第4章“云”组件,从整体上梳理云计算的组成结构,并阐述各个组成部分对应的开源和商业解决方案。第5章“云”技术,介绍组建云计算中心需要用到的技术,向读者表明云计算只不过就是传统IT技术的集大成者,并没有什么神秘的新技术。第6章“云”安全,从多个角度介绍云计算的安全性,意在消除部分民众认为云计算不安全的恐惧心理。第7章“云”应用,罗列一些生活当中最典型的云应用,目前这些云应用无一被实现,是未来的重点发展方向。第8章“云”方案,以三个实际的云计算实施例子向读者展现实现一个具体的云计算并不可怕,三个例子覆盖小型、中型和大型云计算系统,但条件所限,实验数据存在瑕疵,就当抛砖引玉吧。

本书自第1版发行以来,收到了很多读者的反馈,于是笔者结合自己的最新教学总结,加上云计算快速发展带来的新东西,现推出第2版。第2版在第1版的基础上做了很大的改进:章节安排更合理,增加一章内容专门介绍云计算架构,云计算安全的内容更充实,增加了OpenStack有关的内容。

非技术人员通过阅读本书,能感性认识云计算;

企业管理者通过阅读本书,能发现商机;

IT技术人员通过阅读本书,能建立IT环境的全局观,并对云计算涉及的方方面面技术产生理性认识;

云计算工程师通过阅读本书,会重新梳理大脑中原先杂乱无章的概念,且有可能将对云计算的认识提高到哲学层面;

大学生通过阅读本书,可以很好地建构自己的云计算知识体系……

总之,每个读者都能从中获益,至少对云计算不再“云里雾里”了。

我要感谢一路陪同我的妻子、女儿、父母及兄弟姐妹,他们是上帝赐予我最宝贵的财富,我们一路同行,一路欢笑。

恳求各位读者提出宝贵的意见和建议,荣耀归于你们,不胜感激。

本书一些配套的资料请浏览网站www.veryopen.org,有意见和建议请发送邮件至wlm@veryopen.org。

作者于岭南·五桂山(广东理工职业学院)

2017年3月25日

轻松注册成为博文视点社区用户(www.broadview.com.cn),扫码直达本书页面。

● 提交勘误:您对书中内容的修改意见可在【提交勘误】处提交,若被采纳,将获赠博文视点社区积分(在您购买电子书时,积分可用来抵扣相应金额)。

● 与作者交流:在页面下方【读者评论】处留下您的疑问或观点,与作者和其他读者一同学习交流。

页面入口:http://www.broadview.com.cn/31426第1章“云”畅想

早上6:30,家庭壁挂云终端响铃并提醒:“现在是早上6:30。室内温度20℃,室外温度10℃,PM2.5指数20,湿度40%,有雾,适合晨练。”我家的壁挂云终端接入了人工智能公共云端,它为我们提供建议,协助我们作决定,成为我们生活中不可或缺的朋友。只不过这个全球人工智能公共云端诞生还不到两年,它的知识非常缺乏,各个国家都在不断完善其算法,并充实其知识库。

我瞄了一眼妻子手腕上的胎音监护仪,亮着微弱的绿光,于是起床把正在另一个房间睡觉的儿子叫醒:“该起床了,男子汉。”儿子一骨碌爬起来,昨天我们夸他是个男子汉,男子汉就该果断、说到做到、从不拖拉。我们父子二人照例到了客厅,在云终端上很快做完了体检并拍下照片,显示体重、心率、血压、体温、心电图、脑电波正常,儿子又长高了半毫米。到今日,儿子已经拍下了近2000张同角度的照片,而自己每天一张同角度的照片也已经拍了快8年了。每次按下连续播放按钮,看到快速长大的儿子,我都会哈哈大笑;但是看到自己慢慢老去的脸,心情就不一样了。儿子去了卫生间,我马上看到屏幕上出现了儿子的其他体能指标:体液微酸、尿液正常、大便偏干。我皱了皱眉头:“这小家伙肥肉又吃多了。”然后我又查看了一下昨夜老婆的监护记录,一共有7条数据,看起来一切正常。儿子去穿袜子和运动鞋了,我进了卫生间,本来是不想上厕所的,只是每天起床后都要收集体检数据,这是国家监护中心要求的。我发现自己的体液也偏微酸,以前吃碱性食品多,体液一直微碱,最近几个月经常在餐馆大吃大喝,生日Party、节日聚会特别多。本月12日我被升为公司的二级荣誉员工,经常被同事拉去请客吃饭。临出门,我根据壁挂云终端上给出的稀饭配方,淘好米并加入少许螺旋藻和高粱,这样我们回来时稀饭就煮好了。

我们跑出小区大门,然后右拐,继续朝前跑过两个街区,便到了小河边。河的两岸长着参天大树,左岸两米开外铺了一条三米宽的水泥路,路的左侧同样是参天大树,在路上行走就像进了隧道。这条路是晨跑的最佳场所,我在这条路上已经跑了足足六个年头。我向前加速跑了200米左右后,又往回跑,遇到儿子后鼓励他一番,然后又加速向前跑……

大概7:40,我手腕上的终端铃响了,看到“张丽华”的名字在闪动,她是老婆妊娠期的监护医生。我按下通话按钮,张阿姨如连珠炮似的声音立马响起:“小王,不错啊,又在锻炼呢!哦,还带着儿子呢,我家那位就知道睡觉……我刚刚收到国家监护中心的消息,说你老婆今天下午15:00要生。你们做好准备,医院上午10:00左右安排车和医护人员过去接你老婆,床位我已经安排好了。”张阿姨就是这么爽快,说话从不拖泥带水。

国家监护中心的预产期预测软件是我所在的申云公司开发的,是我设计的预测算法。这是大数据算法的一种,这个算法具备自我完善功能,理论上只要基础数据足够,预测准确率可达百分之百,目前准确率达到了90%。国家监护中心是政府资助的非营利性机构,属于全国性的公共云计算中心,那里运行着成百上千个与国民健康有关的云软件,监护着国家十多亿公民的身体状况,肩负着各种疾病的预测预防任务。“张阿姨,我们要准备什么东西呢?你看,我和我老婆都没有经验,自从我儿子出生之后,国家政策发生了很大的变化。”“主要是心理准备,婴儿和产妇的用品,医院已经全部免费提供了。”

5年前国家施行妇女免费分娩政策,而且医疗、教育都全民免费了。由于国家健康云的成功实施,民众的日常体能监护、卫生保健都是免费的,而且体能监护还是实时的。国家监护中心会根据每个人的身体状况发送饮食建议菜单和注意事项,并能预测人什么时候得病、会得什么病,同时给出相应的预防措施。

我展开手腕上的终端屏幕,查看老婆的监护信息,没有什么异常。她已经起床了,看来她也知道今天要临产了,显得有点紧张。我和儿子拍了一张鬼脸合照发给老婆,同时留言:“我们现在就往回跑。”

到了小区楼下的社区服务部取了早餐和老婆的营养餐,这个服务部是老婆开的,请了两个员工。服务部一方面负责小区的社会性工作(如接收妇幼保健院免费提供的孕妇营养餐,并分发给小区内的孕妇,小区内居民云终端的发放、回收和维修,以及幼儿鲜奶的发放等);另一方面开展一些盈利性业务(如3D打印服务、快递收发等)。我们的早餐是国家监护中心根据早上的体检数据给出建议配单并通过3D打印机打印出来的,3D食品打印就是用营养胶把食品粉末粘贴成各种食品的形状而已。中国是目前唯一一个能把农产品研制成粉末并做长时间保存和运输而百分之百保留营养成分的国家,目前政府把此项技术无偿提交给联合国,相信很快就会在全世界推广。

吃完早饭,儿子被幼儿园校车接去上学了。上午9:00我参加了公司的虚拟会议,讨论了广西农业云项目的实施进展情况。根据国家的规划目标,再过五年,农业云要覆盖全国农村,功能包括水、土壤、空气监控,农作物种植专家指导,农产品收割、粉末研制加工、储藏及运输等,我工作的申云公司中标了广西壮族自治区农业云项目。

10:30张阿姨等人把我老婆接到了医院,虽然我可以不去,但我还是去了医院,其实我也帮不上什么忙,连待产室都不让进。于是,我来到病人家属休息区,把手腕上的云终端连接到桌子上的固定云终端上,然后接入到公司的私有办公云,登录云中的私人电脑桌面;同时我在屏幕的右上角开启一个小窗口,实时显示我老婆的体能状况。

今年年初,公司开始进入区域医疗云市场,当然不是终端医疗云应用软件,而是医疗云平台软件、中间件和远程医疗设备。我的工作是解决远程手术当中的通信协议,其中网络延时问题困扰了我很长时间。远程手术对于医生来说就像腹腔镜,看着一个屏幕操作两个把手,最大的区别就是腹腔镜的病人就躺在旁边的手术台上,而远程手术的病人却在另外一所医院、另外一个城市,甚至是另外一个国家。如果网络延时过大,那么医生每次移动一下把手,几秒钟后才能在屏幕上看到手术刀移动,这是不可接受的,而且很危险。通过查阅网络上论文库中的文章,我逐渐掌握了这样一个事实:网络延时是网络的固有属性,与网络路径上的转发设备的数量和转发速度相关,只在网络路径的两端是无法改善网络延时的。

中午3D打印服务部给我送来了营养餐,这是公司的一项福利,员工周一至周五的午餐免费提供,菜谱由国家监护中心定制,分量也由它预测,保证每个人每顿饭都能吃到可口且适量的饭菜。我顺便查看了一下儿子上午的活动轨迹,目前保持不动,应该在睡午觉。活动轨迹显示,这小家伙整个上午几乎没停过。咦,怎么这两根线离开学校了?线的另一端是博物馆,应该是去参观博物馆了。我又查看了他们班主任的教学日志,果然是去参观博物馆了。我透过产房的玻璃门看了看老婆,她正在张阿姨的陪同下吃饭,我向她挥手,她和我相视一笑。

突然,手腕上的云终端震了我一下,我急忙展开屏幕,公司研发部李总的脸出现了。“小王啊,美国AndG公司来了一拨人马,他们对我们的产妇预产期预测软件很感兴趣,下午14:30你给他们介绍一下,如何?”“老大,没问题。几号会议室?”“就安排在5号吧,那里有虚拟现实系统。”

现在是14:00整,我呼通秘书,请她准备5号会议室的会议系统,并开启虚拟现实设备。14:20我找到一个没人的小房间,把手腕云终端的屏幕调为最大模式,接入5号会议室。刚好看到李总带客人鱼贯而入,个个人高马大,还有一个美女。我开启了家里的电视节目录制程序,15:00—17:00直播世界杯足球比赛,同时预订17:30开始煮饭。我整了整衣冠,然后开启终端上的微型全息摄像头,我“进入”了会议室,“站”在众人的面前,看到他们惊愕的眼神,我自豪地用不太标准的普通话开始介绍。“各位远道而来的朋友,大家下午好。我是申云公司的王××,是产妇预产期预测软件项目的经理,现在由我来介绍这款软件。”过了一会儿,掌声响起来。

十年前的那次改革打开了中国人勤劳勇敢、创新无限的闸门。此后的十年,中国在经济、军事、科技、教育、国防等领域发生了翻天覆地的变化,很多领域已经超越了美国,每年超过一半的诺贝尔奖都被中国人领走。由此,在世界上掀起了一股学习中文的热潮,在中国留学、就业、取经、定居的外国人一拨接一拨。但凡来中国的外国人,都会一些中文,因此我用中文介绍他们是听得懂的,但是要说得慢一些。“这软件预测我老婆今天15:00临产,所以我上午就到了医院。现在是14:50,10分钟后各位就能见证奇迹了。”“这款软件属于大数据分析软件,中国是大数据非常丰富的国家,横向上有十多亿人口的数据,纵向上记录了每个女人从出生到现在的全部数据,尤其是女人怀孕期间,每隔1个小时采集一次数据。在这庞大的数据之上,再利用我们的预测模型,准确率在90%以上。”又是一阵掌声。

此后发生的事情是这样的:我老婆在15:20产下一名女婴,然后张阿姨把一个婴儿微型手腕云终端戴在我女儿的手上,同时向国家信息云中心申请开通了一个账户,输入了虹膜、指纹和DNA等信息。国家信息云中心下发了身份证号码,并开通了免费的具有1TB容量的存储空间。我把照片传到了会议室,并简单介绍了中国国家信息云中心。“中国国家信息云中心是世界上最大的大数据中心,存储了世界上最庞大的数据,它由中国政府建设和管理,公民免费使用。活着的每个人都有一个账号和1TB的存储空间,这1TB的空间采用分层授权模式,保存着个人生老病死的全部信息,如档案记录、健康数据、活动轨迹、学习工作状况、个人资料、云桌面等。有了这个大数据平台,我们可以做很多分析和预测。”“大家应该注意到了戴在我女儿手腕上的像手镯一样的东西,其实绝大多数中国人每人都戴了一个,但是偏远的山区农村还没有普及到,那里的网络基础设置正在铺设。这是一个高科技电子产品,功能主要有两个:一是通信终端,二是数据采集器。出生时配发,上小学时更换。使用微波定向技术,所以对佩戴者没有丝毫的辐射影响,孕妇、老人和小孩都可以安全佩戴。它有一个柔性屏幕,完全展开时可达五英寸。它能采集脉搏、心率、体温、体液酸碱度、脑电波、周围环境,以及位置等信息,采集到的信息被实时传递到国家信息云中心。”

……

下午17:00,我去东方幼儿园接儿子,然后一起回到医院。小家伙见到妈妈就吵着要见妹妹,于是我抱着他通过无菌室的玻璃门往里看,5号床就是我的女儿,但由于离得太远看不清楚,儿子就说我骗他。

现在中国的妇幼保健系统非常完善,妻子生小孩,丈夫什么都不用操心,生完前三天吃住都在医院,随后医院会把母婴送回家,并配送妇幼用品,以后还会定期赠送产后营养餐、婴儿纸尿裤等用品,而且还安排专门的接口医护人员,可随时咨询和上门服务。

我带儿子回家的路上去了一趟3D打印服务部,根据菜谱建议,我购买了胡萝卜、菠菜和蘑菇,家里还有一些瘦肉,我打算晚上自己炒菜。

一到家,儿子就打开电视,要看3D版《大头儿子小头爸爸》。我把电视调到眼睛保护模式,这样儿童即使长时间观看,眼睛晶体也不会形成习惯性惰性,所以对眼睛没有丝毫影响。

晚饭后,我呼通老家老妈的云终端,儿子也加入了,我发现老妈红光满面,体能状况良好。我顺便说了老婆生孩子的事情,老妈知道现在城市妇幼保健系统完善,根本不用我操心,所以她也没有啰唆什么。

儿子去邻居家玩耍了,我开启了虚拟现实设备,重播下午录制的足球比赛节目,是中国队与朝韩队争夺冠亚军。中国足球从8年前开始突飞猛进,在上一次世界杯中成为一匹黑马——第三名。朝韩队也进步很快,自从南北合并之后,这个国家在各个方面的发展都非常迅速,很多方面已经超越了日本。上半场结束后,比分还是0:0。“王先生,您的银行账户目前有20.5万元余额,建议您买进娄胜生物的股票5万股,持有时间为三年半,抛掉毛颖地产股,为您女儿购买宝贝人生保险。”壁挂云终端提醒我。我粗略地翻看了一下投资理财云中的信息,同意了这个计划,因为这个投资理财云的算法是我们公司设计的,该算法利用大数据分析,准确率非常高。只不过要成为投资理财云的用户,年费也不低,但公司员工是免费的,这是一项福利。

我顺便点开了购物云,了解一下近期家里需要购买什么商品,反馈的主要信息如下:车子需要保养,推荐的保养项目和地点与上次不同,价格降低了;洗发水还能用5天,推送购买的是海华波,适合大人使用;牙膏还有两盒,建议购买狮王,经常更换牙膏品牌有利于保护牙齿;父母的老年钙片需要补充两瓶,推送的是最优惠的价格……我看了一下,总价为5890元,于是直接点击“同意”按钮,其他的事情全部由购物云搞定,我们等着收货即可。

我通过手腕云终端接入到桌子上的固定云终端上,然后切换到家庭私有云端——壁挂云终端,其实也是家庭的云服务器和NAS服务器。在云端,我配置了一套家庭电子图书馆,目前已经收藏了一万多本家人感兴趣的书籍;配置了一套视频系统,收藏了两千多部经典影视作品,并且可以录制节目,可以在电视和各种云终端上点播;配置了一套音乐系统,该系统同时具备卡拉OK的功能,还能根据人的情绪变化播放合适的音乐;配置了一套游戏系统,安装的都是一些开发智力的游戏;配置了一套家庭监控系统。同时,卧室、书房、阳台、客厅各摆放了一台固定云终端,终端屏幕采用薄如纸张的钢化玻璃,会自动感应周围的接入设备。当我靠近它时。固定云终端自动接管手腕云终端的屏幕,每台固定云终端都是通过手腕云终端做接入认证的。

目前,我有三个云桌面:一个是国家免费提供的国家信息云中心的公共云桌面,一个是公司的私有办公云,还有一个是家庭私有云桌面。不过,我另外购买了下面的云应用:文字材料处理、实时天气预报、开发测试云、学习云、出行云、购物云等,这些云应用已经集成到我的公共云桌面上了。我个人的文档资料统一存放在国家信息云中心,这样无论何时何地,我都能访问到自己的资料,就算云终端丢了,个人信息也永远不会丢。我还在家里组建了物联网,把冰箱、电视、空调、洗衣机、电饭煲、微波炉、护理机器人、监控设备等全部通过无线或射频接入家庭私有云终端,从而可以远程控制这些家电设备。

晚上睡觉前,我接通了老婆的云终端,看到她睡得很好;我又呼通女儿的云终端,发现护士正在给她换尿布。我们一家人的云终端都默认设成了互信模式,只要本人没有按下“隐私”按钮,我们随时都可接通对方的云终端,并控制对方的微型摄像机,查看周围的环境。

第二天,送走儿子后,我早早来到公司。虽然我是公司的二级荣誉员工,上下班不用考勤,没有固定的任务安排,但我喜欢公司的工作环境,帅哥美女一大堆,尤其是坐我左侧的尤韵丽,简直就是仙女下凡,身材高挑、凹凸有致,智商高得让帅哥们望而生畏。奇怪的是,这样的美女竟然喜欢哲学,动不动就说“事物的本质是什么”。我不赞同她主张的“哲学就是元知识”的观点,宗教才是知识的原点,尤其是圣经,哲学上的很多观点都可以在圣经里找到原型。记得那次入职教育,我和新员工分享了人类知识架构模型,尤韵丽眨巴着大眼睛,一脸迷糊,后来她几次找我探讨,才算是对我信服了。

我阐述的人类知识架构模型是这样的:宗教是原点,之上是哲学,再之上是艺术,艺术之上是科学,科学之上是技术。其中,底三层代表人类的文明,也是人的精神、思想和心灵的载体,更是人之所以与动物不同的原因。科学就是发现,技术就是模仿,今天的计算机与猿用来掏洞里白蚁的木棍没有本质的不同,人类不能创造,唯有上帝能创造万物。

我和同事们处得非常融洽,和他们坐在一起办公,心情特别愉快。另外,公司的桌面固定云终端配备弧形屏幕和视距变换模块,长时间对着屏幕办公,对眼睛没有丝毫影响。这个云终端是我们公司开发的,销售到世界各地。去年年会上,记得公司总裁提到过,已卖出100万台,由此申云公司成为世界上最大的云计算公司。

我来到19楼的研发三部,门禁系统马上和我手腕上的云终端建立联系并验证了我的身份。在我走到离门1米的地方,门自动开了,我几乎没有停留地直接走到我的办公桌边。手腕在固定云终端左侧一晃,马上就进入了我的私有办公云桌面。昨天未完成的方案文档仍然处于编辑状态,同时屏幕上跳出了一个窗口,是研发三部李总代表大家发来的贺电,上面还有我女儿的照片,末尾是“今晚大家去龙泉食府探讨一下移动虚拟现实技术”。又来这一套,看来我又得破财了。研发三部是公司的要害部门,我们的云桌面处于公司云中的二级安全环中,只有一级安全环和授权的其他二级安全环中的部门才可以访问,而且采用了基于虚拟机的独立云桌面,隔离效果非常好。

突然屏幕上跳出窗口,是公司研发部郁副总呼我,我点击“同意”按钮,郁总的头像就出现了:“小王,那个远程手术网络延时问题有没有突破,我们的合作方等不及了。”“郁总,我可以肯定,延时只跟网络路径上的转发节点的性能和数量有关。”我顺便把我的电脑桌面投射到郁总的云终端上,并调出白板,“也就是说,跟广域网的架构相关。理论上,最小延时就是最短路径上的延时,在网络路径两端投入更多的精力只能增加带宽,而对延时毫无作用。”“你有没有解决办法?”“办法只有一个,那就是减少路径上的转发节点数目,控制在4个节点以下,回路延时就能控制在100毫秒以内,这对于远程手术来说是可以接受的。”“说说具体的办法。”“一是建议国家把远程医疗纳入快速网络系统中;二是改变病人或者医生的地理位置,比如省医院的医生只能远程做地市级医院的手术,地市级医院的医生只能远程做县级医院的手术。如果某个乡的患者要接受省医院医生的远程手术,那么他必须到市级医院去。不过,我们应该对整个江苏省的网络延时做一下实测和统计。”“这个好办,我把小廖呼进来。”小廖是公司售前工程师,最近几个月都在江苏出差。一会儿,小廖的头像就出现在屏幕上,同时展开的还有他手腕云终端上的小屏幕。郁总说:“小廖,你这周把江苏从省医院到各个地市级医院、县人民医院、乡医院的网络延时统计出来。另外,地市级医院到县人民医院、乡医院,县人民医院到乡医院的数据也要。”

……

后来,我又跟李总讨论了一个上午。中午研发部的同事一起去公司的6号餐厅吃饭,那里配备了几十台3D食品打印机。大家依次用手腕云终端在打印机右侧一晃,然后找个大圆桌坐下,天南海北地聊着。聊着聊着,尤美人又扯到哲学上去了。“你们说苏格拉底主张的一个城邦里的男女同吃同住、共妻共子,好不好呀?”“我看行,像你这样的美女就应该共享,哈哈。”“我有一个问题,如何解决近亲‘结婚’生子的问题?每个人都知道自己的母亲,但是不知道自己的父亲是谁。”

餐厅机器人陆续把定制的午餐送过来了,大家一边吃一边继续聊。“也不知道自己的母亲,因为一生下来就被集中抚养和哺乳,对于一个城邦来说,同一天出生的人多了去了。”尤韵丽补充说。“要不‘结婚’前先做个滴血认亲?”“这是迷信,根本不准。不过,可以规定只能与城邦外的人结婚,女人嫁过去让那边的男人共享,那边的女人嫁过来让这边的男人共享。”“这存在一个男人与他的外甥女结婚生子的可能。”我提出疑问。“刚才阿毛提到的滴血认亲虽然迷信,但倒是提醒了我,我们自己来研发手持DNA检测仪,通过两个人的头发立即检测出DNA相似度,或者干脆直接显示结果,是否允许这两个人‘结婚’生子。”尤博士显得有点兴奋。“还研究啥,现在每个人的DNA都已经登记在国家监护中心了,只要法律允许,我们随时都可以查到。”“啊?是啊,我们都还以为生活在苏格拉底时代呢,哈哈。”

……讨论没有结果,大家回到各自的休息室午睡去了。但我毫无睡意,看了一眼妻子、女儿和儿子,然后呼通龙泉食府订餐终端,预订了那个最大的孔乙己包房,并把订餐信息定时到15:00发到研发三部全体同事的终端上。最后又想起了那该死的网络延时问题。

下午14:20,我走进了远程教学中心的6号格子间,14:30我要给广西西林县25所三年级小学生上公民教育课。西林县是最早搞教育云试点的县之一,也是由我们公司免费承建并开展远程教学任务的,现在已经对接到全省的大云之中。我们为每个课桌配备了超轻超薄的云终端(都是用高强度钢化玻璃做成的,用锤子也砸不烂),同时用巨大的弧形多点触摸屏代替传统的黑板,并且安装了虚拟现实系统。其中,公民教育、自然及科学三门课的教学任务一直由我们公司负责,其中研发三部负责公民教育课,客服部负责自然课,科学课没有对口部门,由员工自愿报名,人事部门考核通过后方可上课。

我开启了虚拟现实系统,唉,这些小家伙又是这样,简直要拆房子了,我“啪啪”地猛敲教鞭,同时把系统切换到远程教学状态。学生们看到“我”出现在讲台上,高举着教鞭,马上坐回到自己的座位上,但并没有马上安静下来。“对于木沉村小学的马云彪同学现在的做法,其他同学说说他做得对不对啊?”“不对!”“为什么不对呀?”“上课了,他还在大喊大叫。”“他影响别人听课。”

"……"“同学们说得很对,上课了如果还大喊大叫,就会影响其他同学听课。”由于大家都在看马云彪同学,他红着脸很快便安静下来。我得表扬他一下:“不过,马云彪同学也有做得好的地方,他不怕老师,敢于发表自己的观点,大家为他鼓鼓掌吧。”

啪啪啪……课后,我把下面的作业题发送到每个学生的云终端里:“找出父母的一个你认为错误的观点,并给出理由。”

离开了可爱的孩子们,我去了医院,顺路捎上儿子。女儿躺在妻子的怀中,老婆正在和岳母视频通话,我们都凑过去,让岳母看看我们一家四口的模样。

下午18:00,我带着儿子到了餐厅,同事们差不多都到齐了。但是吴新华没来,这家伙自从生了个儿子后,下班就回家陪儿子去了。落座后,我把女儿的视频投放到墙上,让各位“膜拜”了一下。“来,大家一起敬王工,恭喜他喜得千金。”李总首先发话了。“恭喜,一起喝掉!”“你们说说,废除计划生育政策后,也没见大家都生一窝仔啊,这是为什么?”“我不知道原因,但我知道生两个就足够了。我喜欢和大家一起工作、一起喝酒,闲时带上家人一起外出旅游。”我说。“你说到根儿上了。现在社会福利好,工资又高,没有压力,人人都喜欢工作、旅游、一起喝酒,享受生活。”“对,以前是为了下一代的幸福辛苦自己,但结果是代代辛苦;现在是享受生活幸福自己,结果是代代幸福。其实本质的原因是人们所处的环境变了,变得和谐、美丽、没有压力,人人心中充满喜乐。”尤博士又在说本质了。“现在的机器人基本上代替了人类的体力劳动,人类的工作全是创造性的工作以及信仰、哲学、人文社科方面的了。你们看到新闻没?今天早上的,说那个人工智能云已经输入了全人类75%的既有知识了,基于智能云的机器人终端具备相当的研究创造能力。未来我们都不用动脑、动手了,这不都成二奶了吗,哈哈。”大家喝着酒、吃着菜、聊着天,慢慢转到了正题上。“今天下午上课,有一个学生趴在桌子上,我调看了他的体能数据,显示发烧。我很想走过去抚摸他的头以示安慰,但我远在千里之外啊。”“好,那我们接下来讨论讨论如何实现移动的虚拟现实技术,让老师可以在教室里走动,使同学们能感觉到老师在向他走来,抚摸他、关爱他。”李总开启了话题。“我们现在的技术还处于初级阶段,只实现了视觉和听觉的部分功能,触觉、嗅觉、味觉几乎是空白。”“所以离真正的能混淆现实和虚拟界限的虚拟现实系统还差很远,这玩意涉及的技术太多了,还有跨学科的内容。”“云计算能提供无限的计算能力,网络带宽也不存在问题,现在的关键点是感官终端设备,要实现真正的全浸入式虚拟现实系统,离不开手套、头盔、衣服、鞋子这些终端设备。”“我们公司作为世界上最大的云计算公司,理应要在这些方面有所贡献才对。”李总说。

……

讨论的结果是李总向上级申请一个研发项目,项目取名为“触觉感知”。

……

不知不觉过了三个月,老婆和女儿已经从医院回到了家里,儿子开始读小学了,他的手腕终端已经更换。看到他们快乐地生活、学习、成长,作为一个中国人,我感到无比自豪。“触觉感知”项目早已批下来了,而且得到了政府的资助,不过我不是项目成员。

下午15:00工程四部一群云计算工程师坐上了公司的商务机飞赴贵州仁怀市,那里的名酒工业园区联合云是我们公司几年前实施的云计算项目。这次应甲方的要求实施云端服务器扩容,云服务器已经先行送达。今日的行程安排本来没有我,但我想从用户的角度去看看云计算通信协议的使用效果。我依然记得五年前参与投标的情景,标书还是我起草的,取了一个豪迈的题目——《以云计算实现酿酒产业链全控制·助力仁怀市向“国酒文化之都”迈进》,下面还有一个小标题“——针对遵义市仁怀名酒工业园区的云计算解决方案”。后来参与吉林通化医药高新技术产业开发区的联合云项目招标,我继续把标书写得很豪迈——《以云计算提升园区软实力·助力园区向“国际化医药名城”迈进》,再加一个小标题“——针对通化医药高新技术产业开发区的云计算解决方案”,招标的结果可想而知。

飞机在蓝天白云中飞翔,我透过地板观景窗鸟瞰祖国的大地。看啊,那是绿意盎然的太原,新能源汽车取代了煤炭成为这里的支柱产业;那是黄河,像一根彩带,水不再那么浑浊;那是高原,黄色不再那么抢眼;进入了河南,一马平川,秋收在即,又是一个丰收年;哦,看到了长江,它恢复了千年前的气势,奔腾呼啸;飞过重庆上空,一个花园般的城市展现在眼前,我想它其实就是一个白里透红的川妹子,只是曾经花容失色了几十年……祖国,看到伤疤慢慢愈合、体格逐渐强壮的您,我感慨万千。我下意识地握紧了拳头,为了这个国家,我必须奉献自己!

飞机开始向下滑翔,迎接我们的首先是时隐时现的酱香型酒味。“嘟嘟”,领队的手腕云终端响起来,他展开一看,咧嘴笑了:“马总发来了迎接词呢,说‘兄弟们,今晚酒里泡泡,一醉方休’。”酒乡就是酒乡,直接泡酒。

我们一行人照例先来到云端机房,那栋三层楼高的造型很别致的灰色建筑,半米厚的钢筋混凝土墙壁表面覆盖着从意大利进口的海底岩石板,这种石头具备超强的信号屏蔽效果,手机在里面根本没有信号。整栋楼里面就一层,一进门首先是更衣室、防火墙,上方是一个凸台,凸台上设立着摄像监控设备和巡视岗位。往里就是阶梯式的机房了,阶梯上摆放着机柜,阶梯间采用具备防火效果的加厚高透明钢化玻璃分隔,层级越高,安全级别越高。我们依次穿过5级门禁,隔着玻璃看到了最高层级的三台服务器闪着一排幽蓝色的小灯。在我看来,这就是云端的心脏,欢快闪动着的蓝色小灯告诉我们它的心脏是多么强壮。在我们脚下半米厚的钢筋混凝土下面是供电系统,采用三级多路供电机制,确保云端供电六个“9”的高可用性。云端采用水冷机制,里面的温度恒定在25℃,流出的水温达到50℃,热水集中到一个保温水池里,然后通过热水管流入各家各户。如果把整栋楼看成一个黑盒子,那么流进去的是冷水和电力,流出来的是热水和强大的计算能力,无谓损耗的能源非常小。

在这个云计算中心“漂浮”着这样几朵“云”:企业应用云(如ERP、CRM、SCM等)、电子商务云、电子政务云、教育培训云、移动办公云、数据存储云、物联网云、高性能计算云,覆盖了从田间到餐桌的酿酒全产业链,打通了上下游企业的信息通路,避免了恶性竞争,使得“贵州白酒”品牌和“贵州茅台”品牌价值不断攀升。

第二天一大早,我驱车沿着赤水河北上,行驶在两侧大树覆盖的青色马路上。我索性打开天窗,早上清新的夹杂着酒香的空气从头顶灌下,使我如痴如醉。昨晚小麦呼我,说孩子明天刚好九岁,他们都想见我。我瞄了一眼旁边的蛋糕、AK-47玩具枪和儿童玩伴机器人(都是昨晚打印出来的),九年前的那个晚上,那惊心动魄的一幕马上浮现在我的脑海里。沿路所见使我惊叹于勤劳的中国农民的智慧,只要不阻止他们劳动和破坏他们的财富,他们就能创造出一个美好的家园。加上政府对农民的大力扶持,这才五年的时间,这里家家别墅、人人汽车、村村马路、处处酒香,教育、医疗、养老全免费了。

上午8:30,我看见了被绿树环绕的河腰坎村,几年不见,这里变化好大。但那村头朝我挥手的小麦却依然风姿绰约、楚楚动人,我老远就认出她来了。她牵着的男孩肯定就是麦小聪。我右手开车,左手拿着AK-47玩具枪抖着,朝他们“叭叭叭”(按汽车喇叭),笑得他们前俯后仰。

我在远程医疗室门口停车,小聪扛着步枪跑开了,这小家伙肯定是找其他伙伴们“突突”去了。

他爸是英雄,在那边;他妈是英雄,在这边,他和她都是北京医科大学的研究生,郎才女貌,他们两个人的命运在那年发生巨变,之后她怀着身孕一个人回到老家。那年的11月,我出差到这里,主要任务是摸清光缆损毁情况,晚上就住老乡家。夜里一个老婆婆的一声撕心裂肺的呼叫惊动了整个村子:小麦难产,母婴危在旦夕!“英雄必须留后”,我一跃而起,顺手取走卫星可视电话,直接冲入人声鼎沸的房子。男人们在外面急得团团转,里面传来女人的哭声和接生婆的哭腔:“咋办咧?咋办咧?”“别慌,我要进来了!”等了十几秒后,我进入了房间,发现小麦还能说话,于是让她赶紧打电话给她的导师。小麦的导师是全国有名的妇产科专家,因为他和她的事,大家都知道小麦导师的名字。小麦的导师也在媒体上公开表态:“小麦以后就是我的亲闺女。”电话打通了,导师稳重自信的声音使得我们很快安静下来,我开启视频并且和导师的计算机连上。我双手举着卫星电话并做翻译,由接生婆来操作,一切都有条不紊地进行着。我生平第一次见证了生命的伟大诞生过程,“母爱”、“生命”,字字珠玑,金山银山在这里显得轻如鸿毛,争权夺利在这里显得幼稚可笑。经过这场“血”的洗礼,从此我敬畏生命、敬仰女人,更敬畏上帝造人的大能。

最终母婴平安,全村释然,而我成了麦小聪的干爹。后来在她导师的帮助下,我带领公司团队完成了贵州省首个远程医疗室的建设,小麦成了这里有名的医生。现在每个村子都建设有相同的医疗室,而且全部接入了全国医疗云平台。小麦为十里八乡做了不计其数的远程手术,而且她的卫生保健云网站开展得有声有色,注册用户过十万,有近五千名用户购买了小麦的卫生保健咨询服务。小麦服务好、收费低,大部分保健品直接取自这里的青山绿水间,纯天然、无污染。

我们走进医疗室,房间内一尘不染,这里的设备先进,有虚拟现实系统、远程手术刀、远程腹腔镜等,几个穿白大褂的阿姨都在忙于收集各种器材。“她们都是来自附近乡村的志愿者,还有几个大学生志愿者今天没来。”小麦一边和她们打招呼一边介绍,看到她们“诡异”的眼神,我就知道她们在想什么。“小麦,这么多年了,你还放不下他吗?”“他是一个英雄,早已经融入了中国欣欣向荣的每个领域中、每个城市中、每个村落中,我放不下他,它们也忘不了他。”望着她自豪的、发自内心的一张笑脸,我转变了话题。

接下来的两天,我整理了远程医疗室中这几年的云计算通信日志,并且由小聪带路,跑遍了这里的山山水水,测试了每个角落的信号强度、带宽和延时。在云中的地图上标记了这里每处险要的地方,并写下注意事项,最后把地图发给小麦,并叮嘱她采药时给我开启位置信息。

……第2章“云”概念在IT行业,存在一个15年周期现象,从1966年开始到可预知的未来若干年,可分为6个周期,每个周期的技术热点分别如下:1966—1980年为大型机时代,1981—1995年为个人计算机时代,1996—2010年为互联网时代,2011—2025年为云计算时代,2026—2040年为人工智能时代,2041—2055年为机器人时代。每一个周期都以前一周期的产品为基础,诞生并迅猛发展出新的产业,但这并不意味着前一周期的产品会消亡。显然,当前正处于云计算蓬勃发展的时代。云计算在眼下的中国呈现出冰火两重天的怪象:这边厢,云服务提供商们个个摩拳擦掌、热情高涨,大家恨不得从“万亿云计算市场”蛋糕中分得一大块,却鲜有人脚踏实地做产品;那边厢,用户们迷茫、观望者甚多,大家纷纷捂紧各自的钱袋,弱弱地问:“云计算到底是什么东西?能给我带来什么好处?”政府也不甘示弱,大手笔的云计算中心像雨后春笋般在神州大地上拔地而起,只见机房机器轰鸣,壁挂大屏幕闪烁,却不见云应用,这等同于天上电闪雷鸣,就是不见下雨。深圳超算中心,强大的计算能力没有得到充分利用,能源无谓消耗严重。在云计算领域,政府不应该越位参与到具体的事务当中。“云计算”可谓是目前大家理解得最为混乱的概念之一了,要么是学术味特浓的定义,让人看了不知所云;要么是举例式描述,没有抓到本质,而且将其比喻成“水”、“电”、“煤气”等,很容易误导读者。诚然,“云计算”是一个技术性很强的概念,要想给普通读者解释清楚确非易事。尽管如此,把“云计算”说清楚是很有必要的,因为云计算正扑面而来,绝大多数人已经在使用它并从中获益。可以预计,再过五年,我们每个人的生活都将被云计算逐渐改变,就像之前的互联网一样,只是云计算对人们生活的影响将更深刻、更持久、更彻底。云计算不是新的技术,而是传统IT技术的集大成者,因此要想讲清楚它的概念,必须得从IT的传统技术讲起。2.1软件的概念

软件,也叫程序,那么究竟什么是软件?在回答这个问题之前,先来看下面的例子。

老李要求他的痴呆儿子(下称小李)在一张纸上画三角形并计算出三角形的面积。老李准备了两张白纸:一张白纸上标注了三个点:A点、B点和C点,以及每个点的坐标;另一张白纸上写下了画三角形的步骤和计算三角形面积的方法。小李只要按照这些步骤和计算方法动手即可。步骤如下:(1)画一条直线连接A点和B点。(2)画一条直线连接A点和C点。(3)画一条直线连接B点和C点。(4)根据下面的公式计算三角形的面积并写在纸上:(5)把那张画了三角形并标注了面积的纸张交回给老李。

老李把这两张纸交给小李后,小李在书桌上摊开这两张纸开始工作。大概过了十分钟,老李得到了一张画好三角形并标注了面积的纸张,任务完成,如图2-1所示。图2-1 画三角形并计算面积(1)

现在把小李比喻成计算机的CPU(中央处理器),那么书桌就是内存,绘制三角形的步骤就是软件,一个步骤就是一条指令(语句),老李就相当于程序员,而那张画了三角形并标注了面积的纸张就相当于软件的输出(在屏幕上显示或者打印出来),“画一个三角形并计算面积”就是软件要完成的任务(程序要处理的数据)。

几天后,老李要画更多形状不同的三角形并计算出各自的面积,如果还是按照原来的方式,那么针对每个三角形,老李都要给小李提交两张纸,一张纸标明三个点,另一张纸写明步骤。这样做一方面浪费了纸张,另一方面增加了工作量。于是老李想出了一个办法,只交给小李一张写有步骤的纸张,画一个三角形并计算面积的步骤改为:(1)询问A点的坐标。(2)询问B点的坐标。(3)询问C点的坐标。(4)画一条直线连接A点和B点。(5)画一条直线连接A点和C点。(6)画一条直线连接B点和C点。(7)根据下面的公式计算三角形的面积并写在纸上:(8)把那张画了三角形并标注了面积的纸张交回给老李。

这样小李收到老李递过来的纸张后,先询问老李三角形的三个顶点的坐标,然后再去画三角形并计算面积,如图2-2所示。图2-2 画三角形并计算面积(2)

现在不只是老李,任何人只要复印那张写了步骤的纸张,都可以叫小李画出任何他们想要的三角形,只不过小李在画三角形前要询问顶点的坐标。继续把这些步骤比喻成软件,那么相对于前面的软件,这次增加了三条输入语句,用户在运行这个软件时,要用键盘输入三角形的三个顶点的坐标,然后就会在屏幕上看到一个三角形以及这个三角形的面积。

至此,我们总结出这个软件已经具备如下特征。

● 完成任务:画三角形并计算面积。

● 输入数据:顶点坐标。

● 输出结果:三角形及三角形的面积。

● 指令集:详细定义画一个三角形的步骤和计算三角形面积的方法。

指令集保存在一个文件中,这个文件就叫可执行程序,允许存放在硬盘、U盘、光盘或者网盘中,可以任意复制和传播。比如,Windows操作系统中的“计算器”这个程序(指令集)保存在硬盘上的C:\Windows\system32\calc.exe文件中,用鼠标双击它或者单击“开始”(“所有程序”(“附件”(“计算器”,即表示命令CPU现在就按照里面的步骤进行操作(专业术语叫执行指令)。

最后,我们通俗地定义一下软件:由程序员写的需要让CPU来完成某项任务的步骤。只不过这些步骤是用计算机语言来描述的。常见的计算机语言有C语言、C++、Java、PHP、Go等,编程人员必须严格按照计算机语言的语法规则来写程序,如下面用C语言语句实现的加法运算。

上面左侧灰色框内就是程序员用C语言写的两个数相加的程序语句,右侧是额外加上的说明信息。

软件必须包含输入/输出语句和计算语句,没有包含输入/输出语句的软件没有任何用途,因为它就像一个黑盒子,既不能输入任何东西,也不能从它那里得到任何东西。在这里,我们要澄清两个概念:实时输入/输出和批量输入/输出。实时输入/输出是指CPU执行输入/输出步骤时,立即完成输入/输出动作;而批量输入/输出是一次性输入全部的信息,一次性输出全部的计算结果。大部分计算机软件,如办公软件,都要求实时输入/输出;绝大部分网站都是批量输入/输出的,比如注册一个在线免费邮箱,我们要一次性输入全部的注册信息,然后再单击“提交”按钮,送出全部的输入信息。

实时输入/输出软件可进一步划分为强交互性软件和弱交互性软件两种,强交互性软件是指在运行时需要实时地进行大量输入/输出操作,且输入之后马上能看到输出结果;而弱交互性软件是指软件运行时实时地进行少量的输入操作,然后就源源不断地输出了。属于强交互性软件的有:微软的办公软件(Word、Excel、PowerPoint)、记事本、QQ、Photoshop、AutoCAD、金山的办公软件WPS、金山词霸、Visual Studio、Eclipse、Vim、飞信等,共同特点是用键盘输入的东西马上能在屏幕上显示出来;而下面这些软件属于弱交互性软件:酷狗音乐播放器、暴风影音、千千静听、PPTV、Adobe Reader、家庭相册、迅雷下载等,共同特点是在程序运行初期只需输入少量信息,然后就源源不断地输出了。

在规划云计算方案时,要特别关注软件的输入/输出是实时的还是批量的。如果是实时的,那么还要进一步区分是强交互性的还是弱交互性的。对于实时的强交互性软件,有两种解决方法:(1)计算机网络的延时控制在合理的范围内(一般要小于100毫秒),手段是就近部署云计算分支中心。如果延时过大,那么当使用诸如Word等排版软件时,需要等一会儿才能在屏幕上看到刚才用键盘输入的字符,用户体验很差。(2)改造软件以便能通过网页浏览器访问,用户只与本地的网页浏览器进行实时输入/输出交互,而网页浏览器与“云”中软件进行批量输入/输出传输,示意图如图2-3所示。图2-3 使用浏览器改造强交互性软件

计算机网络延时的概念在2.3节会详细介绍。

最后,我们用图2-4来表示一个软件运行模型。图2-4 软件运行模型

一个软件以文件的形式保存在硬盘上,当我们用鼠标双击它时,这个软件就被读到内存,此后CPU就按照里面的步骤一步步执行。执行到一些输入步骤时,就要从输入设备上获取信息(常见的输入设备有键盘、鼠标、扫描仪、话筒、摄像头、网络等);执行一些计算步骤时,要用到计算设备;执行输出步骤时,把计算的结果通过输出设备输出(常见的输出设备有计算机显示器、打印机、绘图仪、音箱、耳机、网络、机械手等)。对于一些较大的软件,不一定就是按照“输入—计算—输出”的顺序进行的,在软件执行的过程中,随时可能需要输入,也随时可能会输出,计算步骤也可能安排在任意时刻。

注意:硬盘上的文件既可以作为输入设备,也可以作为输出设备。例如,编辑一个已经存在的PPT文档,首先作为输入设备,PPT文档中的内容被读到内存,编辑完成后保存时又作为输出设备,内存中被修改的内容又被写到这个PPT文档中。计算设备一般指CPU、内存、存储(硬盘属于最典型的存储)和网络,为什么网络也算计算设备呢?在云端运行一个分布式应用程序时,网络是必需的。换个角度来看,计算设备就是程序运行时需要使用的资源——计算资源。硬盘上的PPT文档本身不是程序,只是用于输入/输出的数据文件,双击它能打开进行编辑,实际上运行了微软的办公套件中的powerpoint.exe程序,因为在安装办公软件时自动建立了数据文件和程序的关联,建立好关联之后,只要双击数据文件,就能运行关联的程序。

最后我们总结一下本节的知识点:(1)软件是由程序员写的让CPU来完成某项任务的步骤。(2)这些步骤包括输入/输出步骤和计算步骤两大类。(3)输入/输出步骤要使用输入/输出设备,计算步骤要使用计算设备,计算设备也称为计算资源。(4)键盘和鼠标是最常见的输入设备,显示器和音箱是最常见的输出设备,CPU、内存、存储和网络统称为计算资源。(5)软件平时保存在硬盘里,但必须读到内存中去执行,一个软件可以被多次执行。

计算设备和输入/输出设备的分离是云计算的特征之一。也就是说,对于云计算而言,计算设备位于远方的云端,而输入/输出设备就在眼前。究竟如何分离计算设备和输入/输出设备,请看后续章节。2.2计算机系统

组装一台计算机的步骤大概就是写好计算机配单、采购零部件、组装、安装操作系统和各种应用、交付给用户使用,更详细的描述如下。(1)写好配单,重点考虑用户的需要和各种零配件之间的兼容性。(2)买齐配件,包括CPU、主板、内存、电源、硬盘、机箱、显示器、键盘、鼠标、音箱、光驱。(3)把配件组装到一起,此时我们得到一台纯硬件的裸机。(4)安装操作系统,如Windows 8。(5)安装驱动软件,此时我们得到一台只安装了操作系统的计算机,称为平台机。(6)安装需要的应用软件,如聊天软件、办公软件、音视频播放软件、上网软件和游戏软件等,此时我们得到安装了操作系统和应用软件的准计算机系统。(7)最后把以前备份的数据资料(如文档、照片、视频等)复制到计算机硬盘中,这样完整的计算机系统就诞生了。

由此可知,完整的计算机系统包括硬件、软件和数据资料。软件又可分为平台软件和应用软件,操作系统和数据库软件是典型的平台软件。应用软件种类繁多,涉及人们生活的方方面面,如聊天软件、办公软件、上网软件、音视频播放软件、图片处理软件等。计算机系统体现出如图2-5所示的逻辑层次结构。图2-5 计算机系统逻辑层次结构

传统的个人计算机由于操作系统没有固化,感染病毒、不正常关机、误删除重要文件、配置不正确等都可能导致操作系统损坏,由此导致死机、蓝屏等各种问题。这些问题一直困扰着计算机用户,而重装操作系统、应用软件并恢复数据资料要消耗大量的时间和精力,严重时甚至丢失数据资料或者外泄私人资料。所以说,传统的计算机系统是专家系统,意思是说只有计算机专家才能很好地使用计算机,普通民众使用计算机会面临很多困难。

现在有两个趋势:第一个趋势是操作系统固化,用户自己不能安装和更改操作系统,只能在线对操作系统进行升级。应用软件也不能随便安装,只能从官方应用软件库中在线安装,如平板电脑、智能手机、老年机等。第二个趋势是云计算,后面的章节会展开讨论。

人们为什么要购买和使用计算机?也就是说人们购买和使用计算机的目的是什么?目的只有一个,那就是处理数据资料,如上网查看别人的网站信息、编辑自己的PPT、写个人简历、编辑图片、听音乐、看电影、和他人传递聊天信息(聊天)、发微博等,其实这些只是一些数据资料的浏览、编辑、传递和存储罢了。如果没有裸机,或者有了裸机但没有安装操作系统,或者安装了操作系统但没有安装应用软件,那么我们就无法达到处理数据资料的目的。由此可以说,准计算机系统(硬件、操作系统、应用软件)是手段,数据资料是目的。不难想象,如果没有数据资料要处理,就根本没必要购买和使用计算机。

手段与目的分离是云计算的另一个特征,即云计算服务提供商拥有计算资源这个“手段”,而云计算用户拥有数据资料这个“目的”。2.3计算机网络

今天是周末,位于深圳南山区荔湾小区28栋801房间的云计算专家正在通过计算机和北京海淀区学院路文山花园30栋2802房间的做服装生意的朋友解释什么叫“云计算”,双方你一句我一句地在计算机上互传信息。做服装生意的朋友越说越糊涂,最后云计算专家输入了如下一句话:“如果我能给你解释清楚,那么我的智商就下降到和你一样的水平了。”

然后单击“发送”按钮,对方马上反馈了一个晕倒的表情,聊天就这样无疾而终。现在的问题是,单击“发送”按钮后,“如果我能给你解释清楚,那么我的智商就下降到和你一样的水平了。”这句话如何能准确无误地立即显示在北京海淀区学院路文山花园30栋2802房间里的那台计算机屏幕上呢?而地球上千千万万的其他计算机就不会显示这句话呢?这两个问题可归结为:如何把一台计算机发出的信息准确无误地发送到另外一台计算机上?这个问题就是计算机网络所要解决的问题,示意图如图2-6所示。图2-6 两台计算机进行通信

写过纸质信件的人很清楚,为了能使信件送到对方手中,必须要在信封上写上收信人的详细地址和姓名,且“地址+姓名”是唯一的。至于这封信具体如何传递,那就是邮局的事了,不用我们操心。如果两台计算机之间要通信,那么同样每台计算机要定义一个唯一的地址——32个由0和1组成的二进制数字(为了便于人们记忆,常把32位0和1组成的数字分成四段,每段8位,8位二进制数再换算成十进制数,最后写成xxx.xxx.xxx.xxx格式,如192.168.0.10对应的二进制分段为11000000.10101000.00000000.00001010,因此最终的32位二进制地址是11000000101010000000000000001010),有点类似于身份证号码,且必须全球唯一,这不同于邮局寄信的“XX市XX区XX街XX号”格式的地址,计算机的地址称为IP地址,格式是“xxx.xxx.xxx.xxx”。有读者可能马上会想到这样一个问题:32位二进32制数字最多能给多少台计算机分配唯一的IP地址呢?答案是2,约等于43亿台计算机。目前32位的地址(简称为IPv4地址)早已分配完毕,其中分配给中国的IPv4地址非常少,只与微软一家企业的数量相当。在中国,公网IPv4极度匮乏,因此租用一个公网IP地址,价格非常昂贵。为了解决IPv4地址不够用的问题,人们发明了IPv6。IPv6采128用128位二进制数字编码,可以分配的地址数量可达2,这是一个天文数字,平摊下来,地球上每平方米可以分配上百万个IPv6地址。但是现在IPv6地址还没有被普遍采用,尽管现在的网络设备都已支持IPv6。聪明的中国人还发明了动态域名服务(DDNS,比较有名的产品有花生壳等),利用花生壳,解决了外网如何通过域名访问局域网内的计算机的问题。

现在我们再来看看深圳的云计算专家发送的“如果我能给你解释清楚,那么我的智商就下降到和你一样的水平了。”消息是如何传递到北京朋友面前的计算机的。单击“发送”按钮后,消息、自己计算机的IP地址、对方计算机的IP地址被打包在一起并通过宽带发送给深圳电信,然后电信内部传递,最后到达北京海淀区电信局后,由海淀区电信局通过对方的宽带发送给对方计算机。注意:消息的打包和传递都是由计算机网络自动完成的,而且以电或光的速度传播,所以速度非常快。传递路径上转发机构(通常是路由器)的多少决定了一条消息到达对方计算机所消耗的时间(术语称延时),因此位于深圳的用户给美国的朋友发送消息有可能比给武汉的朋友发送消息还快。实时输入/输出的软件对计算机网络的延时要求较高,尤其是实时强交互性软件,对计算机网络延时更苛刻;而批量输入/输出的软件对计算机网络的延时要求并不高,比如在线看电影,刚开始有点延时,后面就一直流畅地播放了。

一个云计算中心的延时半径通常为100毫秒,即一个数据包从云中心出发,50毫秒所能到达的范围(返回也要50毫秒),这个数字与地理位置没有直接关系,而与网络路径上的转发机构和数目有关。比如深圳的超算中心50毫秒延时半径可能包括了美国的洛杉矶,但没有包括广东省内的梅州市,因为深圳与梅州市之间要经过太多性能低下的转发设备,而达到美国只经过少数几台高速路由器,如图2-7所示。

试读结束[说明:试读内容隐藏了图片]

下载完整电子书

若在网站上没有找合适的书籍,可联系网站客服获取,各类电子版图书资料皆有。

客服微信:xzh432

登入/注册
卧槽~你还有脸回来
没有账号? 忘记密码?