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透明计算与云计算的比较

木马童年 2021-6-1 18:30 17 0

云计算自提出以来一直受到业界的广泛关注,众多设备厂商和平台服务提供商纷纷推出各自的云计算产品与服务,电信运营商也紧跟着进入云计算时代。而被誉为“先于云计算、包含云计算”的透明计算,则由于获得2014年国家 ...

云计算自提出以来一直受到业界的广泛关注,众多设备厂商和平台服务提供商纷纷推出各自的云计算产品与服务,电信运营商也紧跟着进入云计算时代。而被誉为“先于云计算、包含云计算”的透明计算,则由于获得2014年国家最高科技奖而首次进入大众的视野,并在业界引起较大反响。究竟什么是透明计算?两者有何异同?

透明计算的概念

透明计算的概念是于2004年正式提出的,发表于电子学报上的定义如下:“透明计算是一种用户无需感知计算机操作系统、支撑工具以及应用程序的所在,并能根据自己的需求,从所使用的各种设备(包括固定和移动以及家庭的各类设备)中找到相关计算服务,而这些服务又是存储于位于分布式网络服务器中的计算模式。用户使用的设备(统称为客户机)与服务器之间的连接依靠内部的通信协议完成。”

在此基础上,提出了一种超级操作系统TransOS及其基于4VP 的实现示例。4VP 定义了服务端与客户端交互的两个协议和基于功能划分的四个虚拟逻辑层次。TransOS则定义为运行在传统操作系统与计算机主板BIOS之间,对包含各种传统操作系统在内的网络资源进行管理的超级操作系统。

简单来说,就是将数据的存储、计算与管理分离,将存储放在服务器端,使用时可灵活选择传统操作系统及应用程序,将其通过网络以块流的形式及时载入到客户端并运行。该方式理论上可简化客户端, 使用起来更轻便、更快捷、更安全。

透明计算与云计算的异同

透明计算的概念最初是作为普适计算的一种新模式而提出的。普适计算强调在任何时间和地点都可以为人们提供网络连接与计算,计算设备的灵活、便捷性非常重要。而现实中的终端设备却无法满足需求:一方面PC机指标越来越高,软件操作系统越来越复杂,维护成本越来越高;另一方面只能安装小型嵌入式系统的移动设备却面临难与其他设备互联互通的问题。针对这些问题,透明计算从用户服务选择透明的角度出发,通过存储、运算、管理的物理和逻辑分离,软硬件平台的跨平台选择,用户端系统流式执行等方式,实现计算机服务的无处不在和不知不觉。可以说,透明计算的提出是为了解决计算机的复杂性问题,降低客户端客户使用和维护成本,以达到普适计算的理想。

云计算的提出,是对当时Google、IBM、Amazon等公司已经提供或计划提供的技术服务的概括。现阶段,广为接受的是美国国家标准与技术研究院的定义:“云计算是一种按使用量付费的模式,这种模式提供可用的、便捷的、按需的网络方式,进入可以配置的计算资源共享池(资源包括网络、服务器、存储、应用软件、服务),这些资源能够被快速提供,只需投入很少的管理工作,或与服务供应商进行很少的交互。”相比而言,云计算更强调一种商业模式,集中资源,按需服务,按量付费。云服务平台运营商在构建云平台时,主要着力于如何在大规模的廉价服务器集群之上构建高可用性的服务,往往会综合采用多种技术手段和方法。

透明计算的技术特征

从技术实现的角度,透明计算与云计算具备一些共同特征,但在具体细节上仍存在各自特点: (1)以网络为中心。云计算平台以互联网为中心,将存储和运算能力分布在网络所连接的各个节点之中。透明计算同样依赖网络,通过网络把运算和存储分离,服务器存储操作系统、应用程序以及用户数据等软件资源,终端使用时才从服务器以块流方式及时载入并运行。

(2)虚拟(透明)化。云计算将底层的硬件,包括服务器、存储与网络设备全面虚拟化,建立起一个共享的可以按需分配的基础资源池。透明计算需解决多个操作系统和应用程序在同一台硬件设备上的共存及激活切换问题,也需使用虚拟化技术以实现“透明”。

(3)分布式计算和共享资源池。云计算可以说是分布式计算技术的一种延伸,通过计算机集群构建服务,将存储、计算能力等资源进行分布式管理,建立共享资源池,具备可动态扩展的特性。透明计算的服务端同样基于分布式管理,包括对硬件资源、传统操作系统、开发和管理工具、应用软件、结构化与非结构化等软件或数据资源的统一管理及调度。

与云计算相比,透明计算具备一些独有特征:

(1)计算完全在客户端执行和完成。

这是透明计算与云计算的显著不同。云计算平台中的计算是由云端的计算节点完成的,客户端不参与计算和存储。

(2)轻量化的终端客户机。

终端客户机甚至轻量化到仅仅是个裸机而无任何预制操作系统,在需要服务时,才从服务器中获取所需资源并执行。

(3)透明计算是需求驱动的流式执行。

终端客户机启动后,驻留在BIOS的TransOS内核部分负责获得终端控制权,并与服务器联系,获得系统运行所需的更多内核代码,并动态地以块流的方式加载到终端侧执行。块流是指每次只按需从网络服务器上获取一小部分代码或者数据块到终端上进行计算。如此循环反复,形成从网络服务器到终端的流。

云计算的服务呈现多样性,具有设施即服务(IaaS)、平台即服务(PaaS)和软件即服务(SaaS)等多种方式,并提供不同的用户接口,包括直接面向用户的软件服务界面、仅提供开发者使用的API接口等,对客户机以及服务的具体执行方式没有明确规定。

产业化前景可期

透明计算确实先于云计算而提出。尽管两者在以网络为中心、虚拟(透明)化、分布式计算和共享资源池方面有异曲同工之妙,然而却不存在包含关系。云计算是对商业模式的概括。透明计算则是对一种新计算模式的明确定义,具有云计算所不具备的独有技术特点:包括计算在客户端执行、轻量化到没有操作系统的客户端计算机、需求驱动的流式执行方式等。

虽然透明计算存在对网络要求较高、客户端计算效率方面的问题,但其简化客户端的理念具有广泛的应用场景,未来产业化前景可期。

云计算 服务提供商 运营商 计算机 操作系统 应用程序
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