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前不久,一家企業(yè)的CIO在CIO實名社區(qū)論壇上發(fā)出了這樣的討論議題:老板最近被忽悠了,如何說服老板不用云計算?
分析這個議題很有意思:一方面,老板“被忽悠了”,說明業(yè)界對云計算的大肆宣傳至少起到了作用,并且企業(yè)決策人確實被這些推廣宣傳所打動,影響到了企業(yè)的決策變化;另一方面,這家企業(yè)的CIO顯然抵觸在公司內應用云計算,其思維更多放在“如何說服老板不用”,而不是“如何與老板討論云計算”、“如何實現(xiàn)老板的想法”或“云計算先可以用在哪些地方”,這種思維說明這位CIO目前對云計算依然持全面否定的態(tài)度。
為什么在云計算已談了三年多的今天,企業(yè)中直接參與IT決策的CIO對云計算仍舊持否定態(tài)度,這確實值得深思。
對這個討論議題的CIO回貼,絕大部分都在給出各種“說服老板”的主意,其中信息安全和成本投入是提到最多的因素。其他還有企業(yè)管理不完善、網絡基礎環(huán)境不佳、應用時機不成熟等等,但也有提議可以先進行云計算試點,然后計算投入產出比,再說服老板打消念頭。這些言論總體反映出,國內CIO群體對云計算普遍持懷疑、觀望和謹慎的態(tài)度。
無獨有偶,在本期封面聚焦文章《尋找云中的“安泰力量”》中,記者面訪了十幾家國內主流的行業(yè)解決方案服務提供商,對云計算持保守觀望和謹慎投入的商家占據大多數。這與CIO群體的表現(xiàn)基本一致。
客戶和應用端冷靜、理性,但大型IT廠商、電信運營商和政府對云計算的肯定聲音卻不絕于耳。云計算數據中心落成的消息此起彼伏。這形成了一道很奇特的行業(yè)風景。由此,“投資過熱論”、“圈地論”等擔心言論冒頭也就不足為奇。
筆者在與海南源安隆藥品連鎖超市公司信息產業(yè)部總監(jiān)張志強交流時,同樣提到了云計算的話題,他直言云計算的應用和推廣需要一個長期的過程,也許要10年??蛻魪挠^望到信任再到應用,絕非一蹴而就的事情,期望在云計算數據中心上進行大投入,并盡快實現(xiàn)回報,這樣的愿望可能要落空。云服務提供商或許要有做公益的心態(tài),準備長期作戰(zhàn)。
這也可以解釋為什么主導云計算的三種角色是大型IT廠商、電信運營商和政府,至少大家都投得起。一家電信運營商代表在交流時坦言,投幾個億建設云計算數據中心,對運營商來說不算什么,但如果現(xiàn)在不投,一旦云計算服務形成潮流,后悔晚矣。由此看來,大家都在買一個未來。
云計算技術的發(fā)展越來越快,應用也越來越廣泛。NFV即網絡功能虛擬化,就是在電信云的基礎上,實現(xiàn)傳統(tǒng)和創(chuàng)新的網絡功能。
為了實現(xiàn)網絡功能的虛擬化,在電信云里如何實現(xiàn)高速流量轉發(fā),以及加解密功能就十分必要。瑞斯康達在云平臺里利用DPDK和CCK如何實現(xiàn)高速加解密功能。
技術介紹
DPDK。DPDK是X86平臺報文快速處理的庫和驅動的集合,使用UIO機制使網卡驅動程序運行在用戶態(tài),并采用輪詢和零拷貝方式從網卡收取報文,提高收發(fā)報文的性能,并且使用hugepage和cpu affinity機制提高應用程序處理報文的性能。
CCK。Intel Cave Creek(CCK)是Intel推出的帶有加解密功能的高性能處理芯片,最高處理性能可達50Gbps。
高性能虛擬網絡接口。高性能虛擬網絡接口(AVP)是云平臺使用DPDK技術提供的高性能數據收發(fā)接口,其具有雙向20Gbps的線速收發(fā)能力。
基于DPDK的數據處理方案(見圖1)
數據收發(fā)。每個I/O core處理一個NIC的數據收發(fā),I/O lcore與Worker lcore之間采用ring buffer通信,每個IO RX/TX core會與各個Worker lcore 之間創(chuàng)建一個無鎖的單生產者單消費者ring隊列,用于報文的傳遞。
I/O core采用輪詢的方式從網卡收包,收到報文后,直接將報文的內存地址放入Worker core的RX隊列中;同樣采用輪詢的方式從Worker core的TX隊列中收取要發(fā)送的報文,再通過網卡將數據發(fā)出。數據的整個處理過程中傳遞的都是內存指針,減少了內存拷貝帶來的性能損失。
數據分流。對于上述方案,每個網卡對應一個I/O core,但Worker core可能有多個,這就需要I/O core具備loadbalance功能,根據分流原則將收到的數據分發(fā)到不同的Worker core中。
數據收發(fā)過程。I/O RX core從網卡收包,將報文放入內存中,并對數據包進行解包,解析出源目的ip地址、源目的port等信息。I/O RX core根據分流原則將報文所在的內存地址放入對應Worker core的RX ring隊列,Worker core從RX ring隊列收包;Worker core對數據進行加解密處理;I/O TX core從Worker core的TX隊列中取出報文,經過路由查找等操作后從相應網卡發(fā)出。
基于CCK的加解密處理
CCK加速卡使用QuickAssist技術提供高速的加解密功能。QuickAssist專為基于數據平面的加解密提供一套API,以提高加解密的性能。為提高數據的存取效率,報文和操作參數都是以物理地址的方式傳送到CCK加速引擎中。
CCK的加解密過程。加解密預處理,如報文頭修改、重建等;建立會話instance并構建操作參數;調用CCK驅動接口,將報文和操作參數交由CCK加速引擎執(zhí)行加解密操作;加解密完成后,CCK調用回調函數對報文進行加解密后處理,如計算checksum。
基于DPDK和CCK的IPsec加解密方案
分分鐘部署幾十臺虛擬機
與這位負責人持相同觀點的還有IBM軟件集團大中華區(qū)Tivoli軟件總經理許偉利。“相比傳統(tǒng)的運維方式,云計算環(huán)境下的運維更加復雜:從物理機轉變?yōu)樘摂M機,從幾臺、幾十臺轉變?yōu)槌砂偕锨?,甚至更多服務器,從平行的簡單應用轉變?yōu)樯疃冉徊娴膹碗s應用,從這些角度看,IT運維是越來越復雜了。”許偉利說,“但也正是因為這樣,用戶對整合服務管理的需求也越來越強了?!?/p>
面對復雜多樣的基礎設施、IT設備和應用,在2009年,IBM Tivoli就推出了整合服務管理理念(Integrated Service Management,ISM),它通過可視化、可控化和自動化,幫助企業(yè)實現(xiàn)IT設施、人員與流程的互通互聯(lián),進而達到業(yè)務與IT系統(tǒng)的全面融合。
而在云計算環(huán)境下,客戶需要更快、更高效、更安全的整合服務管理?!安捎脗鹘y(tǒng)技術部署虛擬機十分耗時,且需要IT員工實施大量的人工管理?,F(xiàn)在,我們的軟件可以在數秒鐘內部署好一臺虛擬機,數分鐘內部署好幾十臺虛擬機,而數百乃至上千臺虛擬機的部署也只需要不到一小時的時間?!?許偉利自豪地說。
企業(yè)更依賴于計算資源的快速可用性,對虛擬機的需求大幅增加。這就要求供應商提供自動化的方案,在支持大量虛擬機的同時,減少管理器的數量,既降低成本,又減少因人工錯誤帶來的風險。
麻省理工計算機專業(yè)博士、專門負責大中華區(qū)云計算及所有IBM服務管理產品的開發(fā)工作的IBM Tivoli中國開發(fā)中心總經理關德向記者介紹了IBM最新推出的全新鏡像管理軟件ISAAC( IBM Service Agility Accelerator for Cloud)。他介紹,該軟件能夠滿足快速部署虛擬機和關聯(lián)服務器鏡像的需求,在動態(tài)變化的環(huán)境中提供云服務。
不只管IT 還要管樓宇
在大會上,IBM除了著力描繪整合服務管理如何助力云計算時展,還介紹了Tivoli在“智慧的建筑”方面的發(fā)展策略和舉措。
“整合服務管理要把一個服務從端到端所有的東西都要管理起來?!痹S偉利說。的確如此,從IBM早前收購Maximo做資產設備管理,到現(xiàn)在收購BigFix公司做終端管理,不難看出它將IT一管到底的決心。而IBM對智慧樓宇解決方案廠商TRIRIGA收購的完成,又讓我們看到,似乎它要管的不只是IT,而是所有。
關鍵詞:KVM;顯卡;虛擬化;直傳
DOIDOI:10.11907/rjdk.162148
中圖分類號:TP319
文獻標識碼:A文章編號:16727800(2016)010014202
0引言
隨著虛擬化技術的發(fā)展,桌面虛擬化方案已經在X86硬件架構上取得了顯著成果,并且逐漸成為當前云計算發(fā)展和研究的一個熱點方向,在并行計算、大數據存儲、虛擬云桌面方面得到了廣泛應用[1]。
虛擬化技術針對底層硬件資源實現(xiàn)資源的虛擬、共享和隔離,具有安全性高和對上層用戶透明的特性。目前,虛擬化技術在視頻顯卡訪問方面還面臨很大挑戰(zhàn),很多研究人員采用基于遠程應用編程接口的方法開發(fā)出針對視頻顯卡的虛擬化框架,從而實現(xiàn)虛擬機對于顯卡的訪問,但是這種方法在應用中需要虛擬機與宿主機之間進行大量的圖像數據傳輸,嚴重影響了物理顯卡使用性能。如何通過改進和優(yōu)化虛擬化方案提升虛擬機內部訪問硬件顯卡的性能是本文研究的重點[2]。
本文針對視頻顯卡在虛擬化環(huán)境中的應用需求和存在的問題,從圖像數據傳輸量和傳輸機制方面入手,提出一種基于KVM虛擬化的顯卡直傳技術,解決虛擬機共享物理顯卡的性能問題。
1KVM虛擬機技術概述
KVM全稱是Kernel Virtual Machine,即基于內核的虛擬機,是一個開源的虛擬化模塊。KVM是由以色列的名為Qumran的開源組織提出的基于硬件虛擬化的實現(xiàn)方案。KVM虛擬化方案包括內核模塊和處理器模塊兩個部分。其中,內核模塊由kvm.ko文件來提供核心的虛擬化實現(xiàn);處理器模塊由kvm-intel.ko和kvm-amd.ko文件分別提供對Intel處理器和AMD處理器的虛擬化技術支持。Linux內核通過加載KVM模塊成為VMM即虛擬機監(jiān)控器,而KVM模塊借助Linux內核完成程序的調度、內存管理等。
1.1KVM虛擬化實現(xiàn)
KVM虛擬化技術作為VMM的實現(xiàn)方案,有兩種模式:Kernel模式和User模式,分別對應VMX模式下的特權級0和特權級3。Kernel模式下運行的是KVM內核模塊,User模式下運行的是QEMU模塊。而KVM虛擬機運行在VMX的非根模式即Guest模式。KVM虛擬化技術的工作模式如圖1所示。
利用硬件虛擬化VT-x技術,KVM為每一臺虛擬機分配多個vCPU即虛擬處理器,其中一個vCPU對應QEMU的一個線程,KVM虛擬機的生命周期主要是vCPU的創(chuàng)建、初始化、運行以及推出處理,這些都是在QEMU的上下文環(huán)境中完成的,需要KVM的Kernel、User和Guest三種模式配合實現(xiàn),Kernel模式與User模式之間以系統(tǒng)調用ioctl的方式進行交互和通信,而內核模塊與虛擬機內部進程之間通過VM Entry和VM Exit指令操作完成切換[34]。
1.2KVM虛擬化的特點
作為基于Linux內核的全虛擬化解決方案,不同于半虛擬化方案,KVM能夠提供基于X86架構的完整硬件平臺,包括處理器、硬盤、內存、網絡適配器以及設備等,同時虛擬機操作系統(tǒng)不需要作任何的修改便可運行X86平臺上的應用軟件。因此KVM虛擬化技術的主要優(yōu)勢有:①KVM是開源的虛擬化解決方案,虛擬機開發(fā)成本低;②KVM模塊整合在Linux系統(tǒng)內核中,可以兼容內核中的硬件驅動;③KVM具有優(yōu)良的系統(tǒng)性能和穩(wěn)定性[56]。
2虛擬化中的顯卡直傳技術
KVM虛擬化實現(xiàn)架構中,虛擬機需要訪問QEMU模擬仿真出來的設備,而這個處理過程需要通過虛擬化中間層傳遞和處理,才能將真實數據發(fā)送給物理硬件設備來處理。對于低速設備來說,這種實現(xiàn)方案能夠滿足其數據傳輸和處理的要求的,但是對于顯卡虛擬化來說,對于性能要求極為嚴格,因此本文采用顯卡直傳方式將物理顯卡地址直接、隔離地分配給每一臺虛擬機獨占式訪問,虛擬機內部操作系統(tǒng)可以直接驅動底層物理顯卡,進行內存映射輸入輸出訪問或者直接內存訪問操作。圖2為顯卡直傳處理與QEMU模擬仿真顯卡實現(xiàn)架構對比,可以看出,直傳技術能夠滿足虛擬機調用物理顯卡驅動實現(xiàn)圖像顯示,最大化發(fā)揮顯卡性能。
2.1顯卡直傳技術原理
KVM虛擬機要實現(xiàn)PCI設備直傳,需要考慮以下問題:
①如何對PCI設備的配置空間進行映射;
②如何映射PCI設備的內存和I/O資源;
③如何實現(xiàn)PCI設備中斷請求的映射;
④如何實現(xiàn)設備的直接內存訪問。
KVM虛擬化方案可以通過軟件映射機制很好地實現(xiàn)PCI設備的前3個問題,而對于物理顯卡的DMA操作,由于DMA本身的技術機制,KVM虛擬化難以用軟件實現(xiàn)。
DMA可以實現(xiàn)外設與系統(tǒng)之間的高速數據傳輸,外設繞過中央處理器對內存進行直接內存讀寫訪問,傳輸前申請一個能夠被DMA訪問的地址空間,然后發(fā)送傳輸指令進行DMA操作。DMA的傳輸機制對于物理機來說是可行的,因為操作系統(tǒng)會為驅動分配一段獨立的地址空間,但是在KVM虛擬化環(huán)境中,采用影子頁表實現(xiàn)虛擬機物理地址到宿主機物理地址的映射,驅動申請獲取的地址不是宿主機的物理地址,這樣DMA操作必然會引發(fā)系統(tǒng)崩潰。
利用硬件輔助虛擬化技術,比如Intel的VT-d和AMD的IOMMU技術來實現(xiàn)DMA操作在KVM虛擬化中的運用,借助北橋中內置的DMA虛擬化和IRQ虛擬化硬件來維護一張DMA重映射表,當外設需要進行DMA操作時,查詢DMA重映射表,映射成虛擬機物理地址對應的宿主機真實物理地址,從而實現(xiàn)DMA虛擬化。
2.2顯卡直傳技術實現(xiàn)
KVM虛擬機直接訪問物理顯卡前,需要通過QEMU注冊一個pci-assign的特殊qdev虛擬設備。這類虛擬設備專門用來進行PCI設備直接訪問,這里將顯卡注冊為pci-assign虛擬設備,在虛擬機內部所有對此類設備的MMIO訪問都會被映射到真實物理設備上,當KVM啟動時,將顯卡的BDF號作為參數傳遞給KVM,完成顯卡設備到虛擬機的注冊。
要實現(xiàn)物理顯卡的直傳需要將顯卡掛接到獨立的PCI總線上,而QEMU默認只虛擬一根PCI總線。這根總線上掛接有網卡、硬盤、CD-ROM驅動器等設備。為保證顯卡獨占式使用PCI總線,修改QEMU源碼,在初始化虛擬機系統(tǒng)總線是,注冊2個QEMU虛擬PCI橋設備,即總線1和2,然后修改顯卡設備的實現(xiàn),直接將顯卡的BDF 號注冊到總線上,實現(xiàn)虛擬機內部顯卡驅動直接訪問物理顯卡的目的。
實現(xiàn)顯卡直傳的關鍵是將宿主機的預留內存和輸入輸出地址空間映射到虛擬機對應的地址空間中,利用Linux系統(tǒng)中的設備文件/dev/men,在QEMU為虛擬機分配完內存后,將宿主機特殊的預留內存使用mmap方法直接映射到虛擬機的內存空間偏移處,而輸入輸出端口地址空間的映射,通過注冊I/O讀寫函數,函數向宿主機的I/O端口發(fā)送讀寫操作的指令。
3結語
本文介紹了虛擬化技術在視頻顯卡應用方面的現(xiàn)狀,當前主要采用遠程調用編程接口的方式實現(xiàn)對物理顯卡的訪問,但是由于需要虛擬化中間層的傳遞嚴重影響了圖像顯示效率。針對此問題,本文從圖像數據傳輸量和傳輸機制方面入手,基于KVM虛擬化進行了二次開發(fā)和優(yōu)化,提出一種顯卡直傳技術。首先給出KVM虛擬化的原理和實現(xiàn),然后提出解決顯卡虛擬化需要解決的幾個問題,顯卡直傳技術利用直接地址映射將物理顯卡地址空間映射到虛擬機內存空間,虛擬機內部實現(xiàn)驅動直接訪問物理顯卡的要求,虛擬機運行表明顯卡直傳提升了視頻圖像顯示的性能。
參考文獻參考文獻:
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【關鍵詞】云計算;資源調度;輪詢系統(tǒng)
1.目前云計算的發(fā)展
目前,如何實現(xiàn)資源和計算能力的分布式共享以及應對當前互聯(lián)網數據量高速增長的勢頭,是目前互聯(lián)網界亟待解決的問題。正是在這樣一個發(fā)展背景下,云計算應運而生。
云計算是一種新興的計算模型,也是目前國內外商業(yè)和科研機構研究的熱點之一。虛擬化技術是云計算中的一個重要特點。在云計算環(huán)境下,虛擬技術將網絡中的服務器、存儲和網絡等虛擬成一個資源池,統(tǒng)一靈活調配。每一個應用的部署環(huán)境和物理平臺無關,通過虛擬平臺進行管理實現(xiàn)對應用的擴展、遷移和備份。資源的分配和調度是云計算中的關鍵技術,也是研究者們面臨的挑戰(zhàn)。
2.云計算調度特點
云計算包含了網格計算的基本涵義,但它還具有一些網格計算所不具備的特點。
網格計算是把大的任務分割成小塊給不同的資源去執(zhí)行,而云計算則是整合足夠多的資源去執(zhí)行一個大的任務。云計算將所有的計算資源集中起來,這些資源數量龐大,分布性強,并且是動態(tài)變化的,那么,采用何種資源調度策略;對這些資源如何進行組織和調度,解決資源的自動調節(jié)和負載均衡;資源分配的靈活性和按需分配如何實施等問題,對于充分利用資源、發(fā)揮云計算的優(yōu)勢具有重要的意義。
3.輪詢系統(tǒng)
輪詢控制策略是一類重要的資源分配共享理論。早期的工業(yè)過程控制中的指令傳輸、計算機通信網絡中的信道資源分配、公共交通的車輛調度等,無不采用高可靠性的輪詢控制策略。相關學者將設備故障檢測、工業(yè)過程控制、多址接入控制、資源分配調度等采用輪詢系統(tǒng)模型進行表征,并利用概率論、排隊論、隨機過程理論等加以研究,使其成為實際應用分析和研究的一類重要模型。隨著信息網絡技術的快速發(fā)展,輪詢系統(tǒng)有了更廣泛的應用,輪詢系統(tǒng)理論早已成為網絡資源分配的控制理論。輪詢系統(tǒng)分析的目標是要建立起與輪詢控制機制相吻合的數學模型及其函數關系式。
4.輪訓系統(tǒng)在云計算中的服務
在資源調度中資源分組的突發(fā)性和負載的均衡性,提出了一種多級門限服務的輪詢系統(tǒng)控制模型該系統(tǒng)在服務的公平性和信息分組時延性方面都有較好的特性,同時也能較好處理突發(fā)性業(yè)務,為其提供優(yōu)質的QoS服務。本文構建了系統(tǒng)的分析模型,精確解析了多級門限服務輪詢系統(tǒng)的平均調度隊長、平均輪詢周期和資源分組的平均等待時延。根據終端業(yè)務的突發(fā)性和資源分組傳輸的QoS要求,采用更為靈活的多級門限服務輪詢控制策略。資源在t時刻輪詢x號客戶端,x號客戶端等待資源調度的資源分組數為Fx(n)。資源為x號客戶端提調度服務,若在服務時間內又x號客戶端要求有新的資源,則按服務規(guī)則要求,資源池繼續(xù)為x號客戶端提供調度服務。調度服務最多進行d次。若在調度服務過程中,x號客戶端沒有要求更多的資源,則服務的次數可以少于d次,這樣就可通過調控d值的大小,與輪詢系統(tǒng)的業(yè)務強度優(yōu)化匹配。
5.總結
本文提出了一種簡單地解決云計算中資源調度的方法。運用輪詢系統(tǒng)中的多級門限服務輪詢系統(tǒng)模型來對云計算資源進行調度。隨著云計算越來越普及,運用云計算的企業(yè)和個人也會越來越多,云計算的資源調度必將成為一個非常重要的話題,而我在此只是提出了一種理論上的想法,之后希望能在實際中進行運用。
參考文獻:
[1]王西民.云計算中資源調度策略的研究[D].南京郵電大學,2010.
[2]趙東風.多級門限服務輪詢系統(tǒng)MAC離散時間控制協(xié)議模型分析[D].云南大學,2010.
讓IT價值最大化的意義
經濟繁榮時,企業(yè)IT預算相對充足,IT價值最大化的經濟效益相對沒那么明顯。而在經濟形勢不確定的情況下,探討如何實現(xiàn)IT價值最大化這個話題格外有現(xiàn)實意義?!?013中國CIO洞察白皮書》顯示,未來一年,56.6%的企業(yè)IT預算會保持不變甚至縮減。這反映出在不少國內企業(yè)IT仍被視為成本中心,而不是戰(zhàn)略投資,IT與業(yè)務之間的互動性和依賴關系也未得到企業(yè)最高決策層的重視。因此,在經濟形勢不明朗的情況下,IT預算就非常容易受到影響。事實上, IT技術的發(fā)展速度遠遠已經超過了企業(yè)IT投資的增長速度。在這種情況下,企業(yè)如果不能制定積極、有效的投資策略,及時抓住技術升級帶來的業(yè)務變革的機遇,有可能會面臨“掉隊”的風險。
提高投資回報率對每個CIO肯定都不陌生,更通俗的說法就是“少花錢多辦事”。綜合IDC在全球不同區(qū)域的調研數據,企業(yè)把每年IT整體預算的70%用于原有IT系統(tǒng)的改造和維護,只有30%用于業(yè)務創(chuàng)新。因此,如何將更多的IT預算用于加速業(yè)務創(chuàng)新、獲取更多收益,是CIO們必須認真思考的問題。只有不斷減少舊系統(tǒng)維護的成本,才能更好地體現(xiàn)IT投資的成果,提高投資回報率,將IT這一傳統(tǒng)意義上的成本中心逐漸轉變?yōu)槔麧檨碓粗行模孖T投資真正成為企業(yè)的戰(zhàn)略投資。
好鋼用在刀刃上
來自業(yè)務的壓力迫使企業(yè)開始思考如何通過技術和業(yè)務的不斷創(chuàng)新,增強企業(yè)的競爭優(yōu)勢。不少企業(yè)現(xiàn)有IT架構所提供的服務和支撐已經無法滿足其業(yè)務發(fā)展需求,企業(yè)希望借助IT架構,提升效率,提高決策水平,實現(xiàn)信息驅動創(chuàng)新,同時也將IT人員從繁瑣的IT維護工作中解放出來,把精力投入到更有意義的項目中,比如,更多地熟悉業(yè)務,從而更好地將IT與業(yè)務相融合,促進業(yè)務的快速發(fā)展。
來自HDS的調查結果也印證了CIO們的這些觀點,在談到未來企業(yè)IT建設的重點時,部署云策略,走向大數據成為未來一年CIO們的首要任務,約占48.5%。同時提高服務器和存儲的利用率(11.5%),管理數據增長(11.5%),提高IT的安全性(17.3%),縮短規(guī)劃、部署和生產的時間(11.5%)成為CIO們要實施的項目。而這幾個環(huán)節(jié)也是提升企業(yè)IT基礎架構效率、降低成本的關鍵。企業(yè)如果能將業(yè)務與IT更好地融合,就能更有效地將數據、信息轉變?yōu)檩o助企業(yè)決策的依據,提升企業(yè)的洞察力,也能加快客戶服務的響應速度,提高IT服務能力和客戶滿意度。
好鋼用在刀刃上。在IT預算有限的情況下,企業(yè)IT優(yōu)化和升級的目標就是提升效率,降低整體擁有成本。在這一條件下,高性價比的IT基礎架構則就成為企業(yè)的首選。虛擬化、融合、云計算等技術已被實踐證明能有效改善IT基礎架構的效率和成本。歷史經驗告訴我們,很多在商業(yè)上取得成功的企業(yè)都非常注重后端的IT建設與規(guī)劃,并善于利用IT促使企業(yè)達到既定的目標。
基礎架構云是起點
實現(xiàn)IT價值的飛躍,從成本中心轉變?yōu)槠髽I(yè)的智囊中心,云計算無疑是一個好的答案。很多CIO也都認識到這一點,數據顯示,未來一年,近50%的企業(yè)把IT工作的重心放在部署云架構、走向大數據方面。
三步云戰(zhàn)略正是這樣一個步步為營,幫助企業(yè)從基礎架構云、到內容云再到有價值的信息,實現(xiàn)IT價值最大化的過程。其中基礎架構云目的為提供動態(tài)基礎架構,以實現(xiàn)支持所有數據的單一平臺。而內容云則基于這一單一平臺,借助智能工具,實現(xiàn)對所有類型數據的索引、搜索和發(fā)掘。讓數據可以更容易地被發(fā)現(xiàn)、利用。在信息云中,則讓各種信息分析工具和流程與底層基礎架構完美集成,連接不同的數據集,揭示其中的規(guī)律,以為企業(yè)用戶提供有價值的信息和商業(yè)洞察??梢哉f基礎架構云是起點,也是目前國內很多企業(yè)要花力氣去做的,內容云是核心,信息化走在前列的企業(yè)已經有不少開始著手,而信息云則是目的,實現(xiàn)大數據挖掘和洞察。
截止到2011年5月27日,奇虎360的月度活躍用戶數已達到3.45億個!奇虎360是如何做到同時服務如此多的用戶在線實時殺毒的?其一直倡導的“云查殺”技術內涵是什么?近期,本報記者獨家專訪了360安全專家石曉虹博士,他向《計算機世界》報社記者透露了“云查殺”的秘密。
互聯(lián)網安全
適合云計算模式
“在互聯(lián)網時代,網民面臨的安全環(huán)境發(fā)生了巨大的變化,傳統(tǒng)殺毒模式已經跟不上這個變化,必須選擇新的模式和新技術管理桌面安全。”石曉虹博士介紹。
這種變化體現(xiàn)在互聯(lián)網上就是每天出現(xiàn)的木馬、病毒呈爆炸式增長――在互聯(lián)網時代,每天會產生超過500萬個病毒樣本,每小時超過20萬個;第二個變化是黑客開始以盈利為目的地散播病毒和木馬;第三個變化是互聯(lián)網接入的用戶數呈海量態(tài)勢,動則上億個;第四個變化是病毒的傳播渠道開始多樣化起來,除了郵件,還能通過網頁掛馬、U盤、移動終端等多種渠道傳播。這時,傳統(tǒng)的單機殺毒模式出現(xiàn)了嚴重缺陷,必須選擇新的技術模式適應外界的變化。
“具體來說,傳統(tǒng)殺毒模式有兩個致命的弱點。首先,它采用的是‘黑名單’的做法:黑名單就是病毒庫,通過比對病毒庫中的病毒樣本,判斷軟件是否為病毒或木馬?!笔瘯院缃榻B說,傳統(tǒng)殺毒模式下,病毒庫一般放在用戶電腦終端,隨著每日爆發(fā)的新病毒數量越來越多,病毒庫也隨之變大,因此占用的用戶硬盤存儲和內存資源也就越多,電腦變得不堪重負。
“另一個致命弱點是殺毒軟件的更新速度遠遠滯后于病毒木馬的變化速度,因為查殺的流程是:發(fā)現(xiàn)可疑軟件樣本分析軟件確定為病毒后提取特征碼將特征碼更新到用戶終端病毒庫比對病毒庫殺毒,這個過程通常需要數個小時,而目前每小時出現(xiàn)的病毒木馬數是數十萬計?!笔瘯院缯f。
此外,在新的互聯(lián)網環(huán)境下,除了查殺病毒,更重要的是要積極防護。傳統(tǒng)的模式顯然不能勝任如此海量的殺毒需求,也不能勝任提前防御的需求。
“從2007年開始,云計算概念在全球興起,360仔細研究國外一些大型互聯(lián)網企業(yè)的技術架構后,認為云計算一定是未來服務海量用戶的關鍵技術,于是開始研發(fā)‘云查殺’技術?!笔瘯院绮┦拷榻B。
全球應用規(guī)模最大的云安全服務體系
石曉紅表示,360“云查殺”的基本思路是,從海量終端收集可疑程序或網頁文件樣本,在云端建立兩個數據庫:黑名單――這是傳統(tǒng)的病毒庫;白名單――被認證為正常軟件的數據庫。后者是360獨創(chuàng)的新技術,通過認證,目前覆蓋了98%以上的國內流行的正常軟件,數量超過2000萬個,這個數量每天還在通過認證體系增加。然后,將用戶的文件通過聯(lián)網實時查詢,在云端與黑白名單比對,對分析結果為異常的軟件進行刪除或隔離,分析結果為正常的軟件才予以通過。
“這樣做的好處是,取消了終端病毒庫,極大減輕了終端的負擔,未來連接入網的移動終端的種類越來越多,各種PAD、手機、PC、筆記本電腦等,都可以用這種模式輕易殺毒?!笔瘯院缯f。
但同時,這種模式對云端的數據處理能力提出了極大的挑戰(zhàn)。
目前,360每天要服務的活躍用戶數達到了近兩億人;每天要通過云端鑒定軟件、網頁等內容達600億次;每天采集到新的文件樣本超過1000萬個;每天新增的文件樣本存儲空間為4TB~6TB;每天掃描檢測2000萬個不同網頁;每天累計查殺的惡意軟件數量超過了5000萬個;每天攔截的對惡意軟件的訪問次數達到6000萬次!
面對這些數據,如果依靠傳統(tǒng)技術根本無法實現(xiàn),必須依靠新興的云計算技術。石曉虹表示,這種基于云的應用規(guī)模,在全球都很罕見。
那么360具體是如何實現(xiàn)云計算的?石曉虹介紹,首先在系統(tǒng)硬件后臺性能上要有足夠的保證。經過了3年時間,為了服務不斷增長的用戶,目前360在全國的70個城市建立了100個數據中心,存儲、服務器數量近萬臺,而且還在以兩位數不斷增長。
其次,在最關鍵的基礎軟件上,360開發(fā)了自己獨有的云計算核心技術:一個是海量存儲技術,讓數據存儲的效率最大化;其次是分布式并行計算技術,實現(xiàn)不斷增長的海量計算能力;第三是高性能的搜索引擎技術,以便快速、高效地搜索新增的軟件或網站。
“好在360的前身是做搜索引擎出身的,這些必需的技術,對360技術團隊來說不是問題?!笔瘯院缃榻B,“目前,360的云查殺可實現(xiàn)快速響應,‘從任何一個終端發(fā)現(xiàn)采集新樣本云端分析更新數據庫終端查殺’這樣一個流程,只需要30秒就能完成。”
移動互聯(lián)網,就是將移動通信和互聯(lián)網二者結合起來,使移動用戶也能通過移動設備接入互聯(lián)網。移動互聯(lián)網采用國際先進移動信息技術,整合了互聯(lián)網與移動通信技術,將大量信息及各種各樣的業(yè)務引入到移動互聯(lián)網之中,搭建了一個適合業(yè)務和管理需要的移動信息化應用平臺,提供全方位、標準化、一站式的移動業(yè)務服務。目前質監(jiān)的移動辦公系統(tǒng)、移動執(zhí)法系統(tǒng)、移動巡查系統(tǒng)、移動監(jiān)管系統(tǒng)等都是通過移動互聯(lián)網技術實現(xiàn)了質監(jiān)業(yè)務的互聯(lián)互通,移動互聯(lián)網技術的使用有以下特性:
(1)高便攜性:除了睡眠時間,移動設備一般都以遠高于PC的使用時間伴隨在其主人身邊。這個特點決定了,使用移動設備上網,可以帶來PC上網無可比擬的優(yōu)越性,即溝通與資訊的獲取遠比PC設備方便。
(2)隱私性:移動設備用戶的隱私性遠高于PC端用戶的要求。不需要考慮通訊運營商與設備商在技術上如何實現(xiàn)它,高隱私性決定了移動互聯(lián)網終端應用的特點——數據共享時即保障認證客戶的有效性,也要保證信息的安全性。
(3)應用輕便:除了長篇大論,休閑溝通外,能夠用語音通話的就用語音通話解決。移動設備通訊的基本功能代表了移動設備方便、快捷的特點?;谶@些特性,我們在進行“智慧質監(jiān)”建設時,可以通過網絡技術將需要了解的質監(jiān)業(yè)務信息上傳到網絡服務器,并由網絡服務器保存管理,把質監(jiān)業(yè)務從紙質文檔上解放出來;再通過移動互聯(lián)網技術,使用手機等移動終端,將需要了解的質監(jiān)業(yè)務信息的交流地點從辦公室解放出來,實現(xiàn)異地辦公、異地執(zhí)法,提高工作效率。
2智能質監(jiān),充分利用云計算技術
云計算能夠將所有的計算資源集中起來,并由軟件實現(xiàn)自動管理,可以憑借高端服務器、海量存儲、云操作系統(tǒng)、信息安全技術打造領先的云基礎架構,實現(xiàn)質監(jiān)云、質量安全云等行業(yè)云應用,可實現(xiàn)資源集約化、數據一體化、管理服務化,全面提升質監(jiān)工作效率,為質監(jiān)信息化領域帶來便捷與安全保障。近年來,質量安全、特種設備安全、食品安全已成為舉國關注的焦點。采用基于云計算和物聯(lián)網技術的食品安全解決方案,為質量安全監(jiān)管部門、經營企業(yè)以及消費者提供綜合化的信息服務平臺。利用物聯(lián)網技術進行數據采集,在搭建的數據采集平臺基礎上通過云計算中的SaaS服務模式為質監(jiān)管理部門、經營企業(yè)、消費者提供全程可視、可跟蹤、可溯源的信息綜合服務平臺??苫谠朴嬎慵夹g和云服務模式進行質監(jiān)信息資源整合,將IT平臺、數據資源以及運維人員整合,形成高效的質監(jiān)云平臺,提供智能化的分析數據。
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