1、张 尧 学 2012年05月18日,用户控制的云计算:透明计算 A User Controlled Cloud Computing: Transparent computing,目录,一、问题的提出 二、为什么用户控制的云计算？ 三、透明计算：用户控制的云计算 四、透明计算/云计算操作系统 五、应用实例,一、问题的提出,1. 计算机的3个理论基础:差分方程: 模拟世界到数字世界 布尔代数: 数字运算基础 图灵机: 并行世界到串行世界2.马克维瑟（19531999）: 后PC之父Ubiquitous Computing 无处不在、不知不觉Pervasive Computing (比尔盖茨)3.
2、2007年IBM、GOOGLE等提出云计算4.串行世界正回归并行世界,一、问题的提出,1.云计算的目标：“通过对资源的集中使用和共享，为用户提供不知不觉、无处不在的个性化服务” 2. 云计算技术的核心和出发点：从服务器和网管出发，存储、运算和管理分离以及相应的海量数据存储、管理、搜索、浏览方法与架构（Bigtable、GFS、MapReduce、SaaS、PaaS、IaaS等）存储：存储服务器群运算：前端或指定服务器群管理：管理服务器群,一、问题的提出,云计算的问题： 如何解决用户的跨平台需求？Appstore,OVi,MM等能运行在一个手机上吗？IBM的云和Google的云能共享吗？ 云计算
3、的终端平台能保持低功耗、低成本、高安全性和易操作性吗？ 如果用户不愿意把数据提供给云中心，还能得到云中心提供的个性化服务吗？ 云安全：莫罗佐夫：“互联网不是一股向善的力量”，能防止云中心的数据作恶吗？,二、为什么用户控制的云计算？,1. 用户控制的云计算：云计算: “存储、运算、管理” 分离 还应加上:“硬件平台和OS软件平台Independent”、“终端系统以流（Stream）方式执行程序”由用户控制：自己的存储、运算和管理,二、为什么用户控制的云计算？,存储、运算、管理的分离：网络信息获取、存储、处理的“精、广、深”的基础硬件/软件平台的Independent：1）用户可灵活选择硬件主板
4、或软件OS，为跨平台资源开放提供基础2）OS可被看做资源，供用户自由选择“流”式执行：1）端系统少存储，功耗少、体积小、少升级、简单易用、计算虚拟化2）安全性高、易实现云管理3）保护知识产权,、透明计算：用户控制的云计算,从网络（并行）计算角度出发，把存储、运算、管理进行逻辑或物理分离，在执行上进行有缓存的流式运算；把计算还原成“不知不觉、用户可控”的个性化服务。,1. 什么是透明计算？,三、透明计算：用户控制的云计算,特点： 运算：虚拟化的前端和指定服务器 存储：网络化的云后端 管理：集中化的后端 终端： 轻巧移动小型虚拟化的前端 服务：用户选择,2. 关键技术 1）主板BIOS和传统OS之
5、间的标准接口,TNOS客户端,TNOS服务器端,其他操作系统 (虚拟执行),其他操作系统 (虚拟执行),TNOS客户端,其他操作系统,其他操作系统,其他操作系统,2）基于标准接口的MetaOS(管理其他操作系统等网络软硬件资源),例如：,3）各硬件平台和MetaOS的驱动程序接口，供用户选择硬件平台,计算平台,数字家电,电话服务,PC,手机,MID,LID,不同硬件平台,电话服务,同一服务,透明 操作 系统 客户 端,透明操作系统 服务端,4）MetaOS和传统OS的接口，供用户选择软件平台和服务,有线或无线通信网络,终端系统(MID),操作系统,网络,终端,不同服务,不同操作系统,服务,透明
6、操作系统服务端,透明 操作 系统 客户 端,不同硬件和网络平台,客户端硬件,BIOS,服务端硬件,BIOS,透明操作系统服务器端,客户端硬件,BIOS,5）云管理/虚拟/轻载的端到端服务,透明操作 系统客户 端,透明操作系统客户 端,透明操作系统 服务器端,Servers,Clients,6）有缓冲的“流” 执行,服务请求,泛在网络,服务响应（块）,四、透明计算/云计算操作系统,1. OS的基本概念与变迁,操作系统：管理和控制计算机系统中硬件和软件资源的系统软件,四、透明计算/云计算操作系统,2. 操作系统的两条技术路线,1）单机操作系统 （Windows, Linux, Symbian）单机
7、、通信协议、通用2）嵌入式网络操作系统 （Chrome、iOS等） 单机、通信协议、专用、网络资源平台3）考虑第3类？kernel分布在网络、协议通信、管理OS在内的网络资源？,四、透明计算/云计算OS（底层的OS）,3. 为什么要透明计算/云计算OS？,是研发新的OS取代已有OS，还是研制管理OS的OS ? （将OS看作一类网络资源） ?网络资源是分开管理有效安全? 还是协同管理有效安全?,五、透明计算/云计算操作系统,4 关键技术 Kernel的布局 网络资源调度 虚拟计算与中央管理 网络中断/驱动 虚拟计算与服务 网络资源分配/回收 网络存储与管理 网络资源搜索与导航搜索引擎和浏览器 网
8、络文件系统非结构化数据库 底层通信新的传输协议 界面 便于服务 体系结构和硬件网络化设计,五、透明计算/云计算操作系统,单机的中断与驱动 (缺页中断、键盘中断等) 网络的中断与驱动 (boot区启动中断、网络缺页中断等),5 技术问题示例：网络中断/驱动,龙星2000,小宝1,小宝2,网锐2110,龙星4000,1 台式应用,六、几个应用实例,用于教育培训、管理等，取代原有PC，降低成本1/2以上 提高了可管理性和安全性,五、几个应用实例,2 手机应用,3 平板电脑,4.“流”式管理与监测管理程序资源存储在服务器端，用户访问该服务器时按访问路径将管理程序代理安置在端系统和路由器等上，并监控访问内容和所有资源。用户访问结束时流掉这些程序代理。 5.“流”式测量仪全球几千亿美元市场，从示波器到电磁兼容实验室。测量程序和模拟环境放在服务器端，传感器和计算机在用户端。“流”式测量时，测量程序和模拟环境到用户端执行，完成测量后流掉。 6.T-Pad 7.T-phone,谢 谢 ！ Thanks!,
