「网格运算(Grid Computing)」的发明,号称是第三次的资讯革命。在其概念下,网路的功能将可发挥到极致,不但可以处理庞大的运算需求,还可以有效运用既有的计算资源,在效能及成本的考量上,网格都可以说是最佳的企业解决方案。因此包含微软、IBM、升阳电脑(Sun)、甲骨文(Oracle)和HP等国际大厂也都看好其应用,相继成立网格事业部门,希望将此一技术带入商业范畴。
然而,时至今日,网格运算却依然停留在学术殿堂,仅仅需要庞大计算资源的大型研究计画采用外,甚少企业愿意部署这「俗阁大碗」的技术。究竟部署网格有何困难,导致企业的接受度不高;商用网格的发展又到了什么样的地步,能否如期所愿,促成第三次的资讯革命,本文即针对以下几个要点来探讨商用网格运算目前所遭遇的困难。
网格是什么?
在谈整个主题之前,首先我们必须定义一下网格,或者说,把「网格是什么?」说清楚。
被称作「网格之父」的Ian Forster曾多次为网格技术下过定义。根据他的说法,网格并不单单仅是一种软体或硬体技术,而必须要看其应用和提供的价值。因此一个系统要能称为网格,不能只看它的结构,而是要看它的应用。 Ian Forster所认为的网格系统必须符合以下三项特色﹕
协调非集中控制资源
网格必须能整合各种资源,协调各种使用者,而这些资源和使用者皆在不同的控制域中。
使用标准、开放、通用的协议和介面
网格必须建立在多功能的协议和介面上,这些介面和协议能解决认证、授权、资源存取等基本问题。
得到极大的服务质量
网格允许它的资源被分享使用,以得到更多种的服务质量,满足不同的使用者需求。
透过这三项指标,我们可以大略了解什么样的系统才能称做网格。目前一般的丛集管理软体便不能被归类为网格,虽然它能在一个网域上形成强大的运算系统,能获得不凡的服务效能,但由于它并不允许其下个别电脑有自主性,只能由统一的控管中心进行管理,因此便不能算是网格系统,这类的系统多半是由商业公司所推出。
目前比较符合这三项指标的系统,多存于学术机构,像用来连接美国各主要学术机关的TeraGrid就是明显的例子。
网格的商用产品
若不考虑前面所提的三项指标,目前市场上提供「网格」服务的厂商约略如表一。
(表一) 商用网格厂商产品表
公司
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简介
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产品
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Sybase
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全球最大的独立软体公司之一,总部位于美国加州。透过并购网格软体公司之后,获取网格技术能力,并将其软体并入自己的资料库软体内。
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【Avaki EII】,以提供即时营运资料为主要功能,能快速有效的完成跨部门运作。
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Axceleon
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为高效能分散丛集运算软体的领导商
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【EnFuzion】,目前最新的版本为8.2,能提供”网格功能”的商用软体。
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DataSynapse
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虚拟应用软体商,提供企业在共享的基础建设上达成减少成本增加效能的目的。
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【GridServer、GRIDesign】,能建立自我管理的网格基础建设。
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GridSystems
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一家欧洲软体商,致力于开放软体架构的虚拟运算。
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【IG V】,支援开放原码标准的虚拟运算软体。
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著名的电脑巨人,为企业网格技术的主要研发商之一,现专注于资讯服务及网路事业。
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【IBM Grid solutions】,从基础建设到资料库,以及使用介面等,协助企业建置完整的网格系统。
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Oracle
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知名的资料库大厂,提供应用软体、资讯管理软体及关连式资料库管理系统等产品,同为网格技术的主要厂商。
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【Oracle Database 10g】,号称是第一套专为网格技术所设计的资料库系统,能支援目前绝大多数的作业系统。
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Parabon
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专营企业网格服务,目前正推广一项以网格技术协助对抗癌症的计画。
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【Frontier grid platform】,少数几家以Frontier为平台的企业。
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Platform
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基础软体建设商,以加速应用程式及提高管理敏捷度为名。于1992年成立,为早期HPC(Hight performance computing,高效能运算)的认证者之一,以网格应用及丛集运算为主要技术。
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【Platform Enterprise Grid Orchestrator (EGO)、Platform Globus Toolkit】,是第一套自动管理的虚拟网格系统,能针对各式的应用进行加速;Platform Globus Toolkit则是一个开放的商用网格建置工具。
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Sun
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伺服器及企业软体大厂,同为网格技术的主要支持者之一。
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【Sun N1 Grid Engine 6、Grid Computing Solutions】,Grid Engine 6是Solaris系统企业版的一部分,可透过下载的方式安装,能为企业建置网格系统;为出租运算资源的服务,目前的价格为美金$1/cpu-小时,美金$1/GB-mo。
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United Devices
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商用网格技术的推动者之一,致力于网格环境下的资料库虚拟运算解决方案。
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【Grid MP】,旗下的知名产品,能建立一个企业级的动态IT网格基础建设,能针对不同的使用者及应用进行管理。
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Amazon
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线上电子商务的经营者,以网路书局著称。
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【Amazon S3、Amazon EC2(Elastic Compute Cloud)】,S3为储存网格服务;EC2为计算资源出租服务,计价为美元小时,目前仍在测试中。
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HP
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电脑及伺服器大厂,网格技术的主要推广厂之一,目前仍积极的推动网格的商用事业。
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【HP StorageWorks Grid、HP Grid Consulting Services】,HP的储存网格服务;Grid Consulting Services则是提供企业建置网格的咨询服务。
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我们可以发现,号称能提供网格功能的产品其实不在少数,但若以前三项指标来判定的话,真的可以称做「网格」的产品,其实寥寥可数。其中我们就可发现一个问题,就是商业的考量与网格的精神有所出入。对于企业体来说,功能与效益才是重点,至于是不是共通的标准,有没有具备分享的精神,多数的企业并不是很在乎。
网格商用的挑战
知名研究机构Insight曾在去年7月发表一份研究报告,报告中指出,目前网格运算的发展已经跨越了最初采用此技术的大型研究机构,并开始进入主流商业运算的「早期阶段」;另一个研究机构QUOCIRCA也发布一份全球2005网格指数报告,该机构表示,2005年全球网格指数?5.2,其中北美、欧洲、亚太分别?5.8、5.1与4.9,较上一次统计的结果增加11 ﹪。
综合以上两份研究报告的结果显示,网格运算进入商业应用领域有其一定的发展空间,并且逐渐成熟中,但能否如预料进入”主流市场”则尚待观察。其面临的困难有﹕
共通标准的建立缓慢
一项成熟技术的建立,其牵涉的范围很广,不单只是自身技术必须达到一定的水准,其支援的应用和搭配的软硬体也都必须是成熟且符合需求。为了达到这个目标,势必要建立一套共通的协议和标准,让相关的服务及技术开发者能够依循,借以创造一个完整的应用环境。
以网格技术来说,其角色接近一种中介的系统,对下,必须能与目前的作业系统和资料库软体相结合;对上,要能与各式文件和应用需求进行沟通,因此能否建立一套共通的标准,乃推行网格技术一项决定性的关键。
为了制定标准,美国于1996年由能源部、美国国家科学基金会、太空总署、美国国防部防御先进研究计画办公室、IBM、Microsoft、Cisco等单位,在美国Argonne国家实验室成立了「Globus 」研发专案,集合全美共12所大学和研究机构参与该专案,开始对资源管理、安全、资讯服务及资料管理等网格计算的关键理论进行研究,并推出一个能在各种平台上运行的网格计算工具软体「Globus Toolkit」,也是目前最被认可的网格标准。它是开放源码架构,为建立在网路协定之上,以网路协定中的通信、路由、网域分析等功能为基础的一项协定,可以运作的平台有:Linux、IBM AIX、Sun Solaris与IRIX,实际运作则以Linux为主。
除了标准和协定的产生外,产学界也成立了网格标准的推广单位。由IBM、Intel、HP和升阳电脑等四大领导厂商共组了业界的网格推广组织,称为Globus Consortium,目的在促进网格技术在业界能够落实。除此之外,还有甲骨文与其他厂商所成立的「企业网格协会」(EGA)、Globus Alliance(Globus专案的延续组织),和另一个网格标准组织「全球网格论坛」(GGF)等,都是目前几个推广网格的单位。
然而网格技术发展至今,却在标准的建立上始终无定论。并非是无组织倡导或无相关标准供依循,而是相较于目前成熟商业软体和电脑系统的更新速度来说,网格标准的发展速度可谓是「蜗行牛步」,在现今此等快速的产业变化下,若不能迎合产业的需求,网格要进入主流市场仍言之过早。
缺乏具体的商业模式
网格可带来的好处可说是无庸置疑,但如何将优势化成营收数字,恐怕就是多数企业心中的大疑问。
现阶段来看,网格的技术及应用可说是相当成熟,不管是导入或维护,都有相关的厂商和组织可以提供此服务。但它就像是一个个的小零件,并不能整合成一个的完整的服务环境。
以中小型企业来说,网格对其的诉求多半是「经济」和「节省运算资源」,只要在现行的硬体架构下,便能达到数倍以上的效能。但中小型企业的经营特性是「弹性」和「快速反应」,在其余外部的软硬环境尚未完整支援的情况下,一但导入网格技术,恐怕反倒会造成副作用。
而对于大型企业,网格技术则是另一个层次的问题。由于大型企业的营运系统和人员文件管理都有一定的标准,经常是使用特定公司的解决方案来作为整体的营运系统,因此在导入网格技术上,就变成仅要针对特定系统进行沟通,这做法在技术上的困难度并不高,甚至就有特定公司可提供全套的解决方案。对企业主来说,最大问题是在导入技术之后人员的训练和培育,以及重新制定一套因应此新架构的营运方式,甚至连相继而来的安全问题都必须考量。因此这牵一发而动全身所需耗费的成本恐怕难以计算,仅有极少数成熟的科技公司有能力投入,这也可以解释,为何网格技术多在学术单位实施,因其无营利考量,且遭遇的变动不大。
资源分享难以达成
在网格的建立过程中,有一个很重要的核心价值存在,便是开放与分享。以个人电脑来说,就是要将自己空闲的运算资源提供给超载的电脑使用,其中还包括一些资料夹和储存空间。然而在一般人的作业习惯上,保密和隐私反倒是个人比较着重的部分,他们往往愿意牺牲一点效能,以获得更大隐私空间,甚至将多余的资源运用在「个人」的私事上。
再者,安全考量也是让资源分享不易进行的一大原因。以大型金融企业的营运性质来说,其实非常适合导入网格技术,但真要他们采用此一技术却多所疑虑,原因就是他们处理的资料需要具有极高的安全性,最好能在单一封闭的线路上进行处理,以网格这种分散和开放的架构,难以确保不会造成资料流失和外泄。
事实上,机密文件的安全考量一直都是各家企业所关心的议题,尤其是近年来资安需求不断的提升,也让网格技术的推行越来越难以落实,以眼前的趋势来看,越多的开放,代表越多的攻击,而这正是企业所不愿见到的。
既有的产业链不易打破
网格若真成功,势必为整个产业带来一次新的革命,首先会影响的便是既有的电脑系统商,有趣的是,这些系统商几乎都是网格的推动者。我们无法确知这是开拓市场或者两手策略,只能确定若网格真推行成功,则他们便无需年年增加其设备规格,消费需求也会年年下降。
然而真实的情况是网格推行并不顺利。自第一部电脑生产以来,只有规格不断的提升,新的处理器、新的记忆体、新的作业系统不断的推出,几十年下来,累积成一个巨大的电脑王国。每个人都以拥有「私人」的超级电脑为荣,并没有人愿意「待援」或「分享」,厂商也这么告诉消费者,「个人性」乃是独一无二的消费法则。
在这么合作无间、密不透风的产业链之下,网格要突围而出实在有所困难,即便是获得许多厂商的支持和投入,恐怕也只是特殊市场,只能当做个案处理,而不是真的「大客户」。
结论
有一份研究报告曾指出,「虚拟化」和「网格」是未来网路发展最重要的两个主轴。以目前的发展来看,「虚拟化」可说是已经实现,许多伺服器及储存设备已经使用虚拟化技术来达到多系统和分散计算的效能;至于网格,恐怕还有一大段路要走。
根据GridWorld大会举办者IDG World Expo的资料指出,在参加2006年度GridWorld大会的600位与会者中,只有15%的购买者来自企业。
著名研究机关Gartner的分析师Rob Batchelder也曾直言,网格的构想一直是计算领域的「乌托邦」,在科技应用上虽有巨大的愿景,但最大的问题就是缺乏明显的商业应用。
的确,以现今的环境来看,软硬体建设、技术、人员等都不是网格商用的真正困难所在,真正的问题恐怕是究竟为什么要做网格?而这个问题的答案必须要是「Money」。而在这个答案付诸实行之前,网格要串起的不是一部部的电脑,而是一颗颗的人心。