云计算商业成功的三个必要前提

      

第一次发博文，权当做一个尝试，就偷懒省事从三年前自己写的一篇关于云计算的成本效益的文章中，截取的一部分发出来。刚才百度了一下相关话题，三年前的文章赫然在列，相比当年写该文的时候，还多了很多类似方面研究的文章。这些年从技术转商务，对这个的理解又深刻了一些。而这次，就先抛个小石头出来，而题目之所以写成是商业成功，是因为在我看来，云计算的成功，本来就是商业模式的成功。

云计算的存在形式多样，从技术形态与业务模式划分，可以分为SaaS，PaaS，IaaS；从用户使用范围划分，可以分为公用云，私有云，混合云。但是无论Google App Engine的PaaS，Saleforce的SaaS，Amazon EC2的IaaS，还是IBM、Sun的私有云，都有其共同的特点，即：

1.   都要通过互联网，或者企业内部网络提供服务；

2.   都提供了基于大规模的计算，或者存储，或者软件服务；而且即便是SaaS的软件服务模式，其底层同样依赖大规模的计算和存储资源的支持；

3.   用户使用云所提供服务的成本，都低于用户直接建立系统的综合成本。

    通过对现有的成功的云计算运营商的云计算模式的研究，会发现上述三点——网络、大规模的计算和存储资源、低成本——成为云计算能够成功的必要条件。

一、网络带宽——云计算的网络技术前提

SUN微系统公司的合作创建者约翰.盖奇20年前就曾经说过"网络就是计算机"，可以说是云计算的开端。之后IT产业的走向可能盖奇先生并没能准确预料到，但是互联网的兴起，毫无疑问使云计算成为可能，可以说网络就是云计算的技术前提。

就像电力网络一样，首先需要有技术手段将分布在不同地域的计算资源连接起来，资源才有可能被分享使用。90年代随着网络技术的进步，互联网高速兴起，当前人们谈论更多的是云计算会对互联网产生什么样的影响，但实际上从更基础的层面来说，网络的发展，才从根本上影响着云计算的发展。

回顾90年代中期，互联网进入中国时(中科院网络中心1994年建立)，北京到香港的长途通话费每分钟4元，模拟手机(大哥大)的入网费用高达2万元，终端带宽仅有十几Kbps到几十Kbps，仅仅能够满足基本的网页浏览和Email发生。大规模集中的数据中心IDC成为可能，但是带宽，以及带宽成本限制了内容的分发，通过互联网利用远端的计算和存储资源仅仅在理论上可行。

而在云计算从发端到兴起的07至09年时，带宽已经飞速成长，家用网络带宽已经达到Mbps级别，光纤开始入户，局端带宽更是飞速成长。同时，宽带的价格也开始下降，以前拨号上网费用昂贵，想着包月1Mbps带宽仅需要几十元。带宽的飞速提升与成本的下降，使得内容的分发大为扩展，照片、视频等等多媒体内容提供商快速崛起为云计算最初的发展提供了需求。从网页大小及视频的变化可以看到互联网与云计算发展的趋势，以及带宽和内容的相互影响[1]。

•      关于网页

•      2003年，全世界网页的平均大小是93.7KB，2008年增长到312KB，5年中翻了3.3倍。（这里的网页大小包括图片、CSS文件、Javascript文件、flash文件等等。）

•      每张网页包含的对象数，从25.7个上升到49.9个。（凡是需要发出独立http请求的网页元素，都算作一个对象。）

•      据统计，每增加1个对象，网页载入的平均时间就增加40毫秒（宽带）或250毫秒（窄带）。

•      研究表明，凡是包含超过4个对象的网页，都会产生“显示延迟”问题，因为浏览器需要时间下载全部对象。

•      关于视频

•      1997年的时候，网页上的视频长度一般不超过45秒。到了2005年，网页视频长度的中位数，增加到120秒，2007年又进一步增加到192.6秒。

•      2005年，观看Youtube上的视频，要求的平均带宽是200Kbps(相当于网速每秒25KB)。到了2007年，上升到328Kbps（相当于网速每秒42KB）。

•      2007年底，网页视频的平均大小为63MB。

•      87%的网页流媒体节目，在开始播放的10秒内，就会被用户关掉。它们浪费的带宽占到服务器端总带宽的20%。

•       流畅播放一段320X240、每秒15帧画面的视频，要求的网速是每秒38.4KB。如果视频大小增加到640X480，要求的网速就会增加到每秒153.6KB。（请注意，每秒15帧是视频质量的最低限，正常质量的视频至少需要每秒24帧。）

    从数据统计可以看出，得益于网络带宽的增加，以及成本的下降，使得内容极大的丰富，进而对分发平台提出了更高的要求，并最终催生了云计算技术。

二、大规模的计算与存储资源——云计算的资源基础

    带宽的提升使云计算成为可能，而云计算的基础，是大规模的计算与存储资源，而且这些资源被集中存放并管理，就好比是发电厂，源源不断的向外提供计算能力和存储能力。与带宽一样，计算资源与存储资源也经历了性能从低到高，成本从高到低的过程。遵循摩尔定律，CPU或者说大规模集成电路，集成于其上的晶体管数每18个月就会翻一番。这成为了信息时代的源动力。

    在80年代末期，80386台式机推出时，售价曾高达10万元，如此昂贵的设备很难想象能够像今天的云计算平台这样成十万台的大规模部署，也很难让每一户家庭甚至每个人，都使用上电脑；而且其计算能力尚不及当前的很多移动设备。而在2009年，仅仅不到3000元就可以获得一台不错的PC机，城市PC机的覆盖率几乎可以做到人手一台，企业与IDC的服务器数量也是飞速增长，如图1[2]，计算能力更是呈现几何级上升，如图2超级计算机的计算能力增长趋势[3]。

 

图1 IDC统计服务器年增长

 

图2 Top500超算计算能力发展

    服务器规模的快速增长和计算能力的飞速提升，使得应用系统将主要的业务逻辑放到服务器端完成，终端仅作为展现使用成为可能。快速增长的服务器数量当然导致了其它一系列的问题，例如功耗和管理成本的上升，以及资源的浪费。对资源高效利用的需求，反过来促进了技术的进步，最明显的就是虚拟化技术的诞生。

    2006年，AMD和Intel双双不约而同的在处理器中集成了虚拟化技术，分别命名为AMD-V和Intel-VT技术。这就如同打开了一个潘多拉的魔盒，刺激服务器管理领域发生了一次革命。虚拟化技术使原先冗余的，利用率不高的服务器资源可以被充分的利用起来，冗余的服务器资源和虚拟化技术促使Amazon最早开始考虑将资源更有效率的利用，并为之盈利，并进而推动了EC2和云计算概念的出现。

    所以云计算的概念从2007年开始逐渐清晰并非偶然，很重要的因素就是大规模的服务器计算资源由于虚拟化技术的成熟，而开始能够被更高效的利用起来了。

三、低成本——云计算的成功保证

    从技术角度分析了网络与大规模计算和存储资源对于云计算成功的贡献，而云计算是否能够吸引用户的使用则是它成功的另一个必要条件。从IDC(市场调研机构)的统计数据来看，IDC(互联网数据中心)的服务器安装规模和开销正在逐年上升。如图3。

图2-13 IDC服务器规模与相关成本

    大量服务器的开销加重了企业的负担，超过使用年限而退役的服务器处理，同样是企业头痛的问题。因此，如果能够通过网络获得必要的计算和存储资源，而这种方法还能够降低企业的运营成本，那这正是很多企业用户所追求的目标。

    云计算的详细成本分析将在下一章中详细论述，从需求角度来说，只有采用云计算的综合成本低于企业购买、使用、维护、管理自身数据中心的成本时，云计算才能够获得生存的空间。

    综上所述，通过对不同云计算模式的研究，会发现虽然实现方法可能完全不同，但是都必须遵循如上的三个必要条件，即网络带宽能够支持、服务端具备大规模的计算和存储资源、低成本的优势，该云计算实例才有可能成功。

参考文献

[1] Andrew B. King. Website Optimization. O’Reilly Media 2008

[2] Wan Ning. Trend of PRC Server Market. Copyright 2008 IDC

[3] TOP500. Performance Development. http://www.top500.org/