如何使用Linux瘦客戶機實現(xiàn)云計算

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我們已經(jīng)在大量場合中從不同的角度討論了云計算。對于嵌入式 Linux 工程師和愛好者，云計算的一個令人興奮的方面就是它在瘦客戶機上的應(yīng)用。

云計算的一個基本概念就是利用通過 Internet 得到的資源。通過綜合功能有限的客戶機，云計算在很大程度上類似于借助 LAN 的客戶機-服務(wù)器計算，使用了啞(dumb)終端或曾經(jīng)十分流行的瘦客戶機。(“瘦” 的含義是這些設(shè)備本身只有有限的處理能力(或根本沒有處理能力)，它們依賴于服務(wù)器上的處理能力)。

由于必須通過網(wǎng)絡(luò)傳輸大量數(shù)據(jù)，帶寬成為了限制因素。在 20 世紀(jì) 90 年代中期，圖形化瘦客戶機風(fēng)靡一時，但是由于無法滿足帶寬需求，它們的應(yīng)用在很大程度上仍然限制在 LAN 中。對于 Internet 來說，速度還有待提高。但是即使面對這樣的限制，集中化 — 特別是硬件成本，因為計算機較貴而瘦終端很便宜 — 帶來的好處仍然值得人們做出權(quán)衡。

網(wǎng)絡(luò)計算

隨著高速 Internet 訪問的快速發(fā)展以及 Internet 基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)自身功能的不斷完善，不再需要作出上述的權(quán)衡。遷移到更高的吞吐量使各種有趣的技術(shù)變得可行。

現(xiàn)在，可以使用一個 Web 瀏覽器來在遠程服務(wù)器上執(zhí)行任務(wù)，而在以前這只能通過本地機器上托管的軟件來實現(xiàn) — 即使是一些頁面布局或圖像編輯等圖形化操作。大量公司創(chuàng)建服務(wù)來滿足需求。想象一下您在本地執(zhí)行的任何任務(wù)，而一些位于其他位置的公司在線提供這種服務(wù)，并且很可能是免費的。

這一范例為通過網(wǎng)絡(luò)訪問信息的新方法鋪平了道路，包括全新的軟件和設(shè)備。不再使用啞終端，不再存在非常瘦的客戶機。對于某些人來說，“瘦” 的定義已經(jīng)得到了擴展，包含可以訪問 Internet 的任何系統(tǒng)，而與總體功能無關(guān)：手機、netbooks 和移動 Internet 設(shè)備(MID)等新式設(shè)備，甚至重新設(shè)計的老式桌面和筆記本電腦。如果服務(wù)器在功能、內(nèi)容和連接性方面能夠達到和 Internet 相同的程度，那么所有客戶機都屬于瘦客戶機。

大部分行業(yè)分析師都認為瘦客戶機的應(yīng)用 — 特別是手機 — 得到了急劇增長。事實上，在不久的未來，對于大部分人來說，瘦客戶機將成為訪問 Internet 的主要手段。

正如 John Gage 在 1984 年所預(yù)測的那樣，網(wǎng)絡(luò)最終演變成為計算機。

底線

然而，有用性通常并不是決定能否得到廣泛采用的主要因素。在與價值有關(guān)的絕對成本和相對成本方面可以做出更加精確的判斷(特別是考慮在發(fā)展中國家進行采用時)?？蛻魴C的 “胖瘦” 程度與它的成本有直接關(guān)系，因為功能較弱的系統(tǒng)在成本方面要低一些。類似地，基于云的軟件的成本直接關(guān)系到它是否能夠得到大規(guī)模采用。

創(chuàng)新的市場和成本價值比

云計算以及瘦客戶機等支持技術(shù)正在促使組織考慮采用不同的投資和營銷方法。例如，One Laptop Per Child (OLPC) 生產(chǎn)價格極其低廉的設(shè)備(目前價位在 US$200 左右)，開發(fā)與教育有關(guān)的軟件，并且為了在此前不具備任何 Internet 訪問或技術(shù)培訓(xùn)的國家中創(chuàng)造教育機會，營銷目標(biāo)指向了發(fā)展中國家的政府，而不是個人。雖然這種行為必然會為公司帶來豐厚的收益，但是，總體來說，它對于整個世界都是有益的。

OLPC 的案例也表明了價值和成本的關(guān)系的重要性?？紤] “胖” 客戶機的總體成本。想像一名在咖啡館使用筆記本電腦工作的技術(shù)作家。筆記本電腦中可能包含用于完成項目所需的所有資源 — 文字處理程序、頁面布局程序、用于處理插圖和圖例的繪圖工具、用于處理 XML 和 PDF 的轉(zhuǎn)換工具 — 所有都包含在筆記本電腦中，這臺筆記本電腦可能價值 2,000 美元，并且具有與桌面電腦類似的功能。軟件的價格可能接近系統(tǒng)本身的價格，從而導(dǎo)致最終的總投資達到 4,000 美元。

相比之下，假設(shè)這個技術(shù)作家在同一家咖啡館中使用的是瘦客戶機 — 一種更小巧、資源有限的系統(tǒng)，其價格可能只有前面提到的昂貴筆記本電腦的十分之一。這要歸功于云中提供的軟件和存儲，這個瘦客戶機可能沒有活動部件，只有一個非常簡單的處理器、僅夠運行現(xiàn)代 Web 瀏覽器的資源，以及快速的網(wǎng)絡(luò)連接，但是這名技術(shù)作家卻可以擁有大量資源，甚至可能要比本地用戶擁有更多的資源，并且還擁有了良好的安全性，他或她能夠知道在電池沒電或筆記本電腦被盜的情況下，所做的工作是否能夠保存下來。

與使用本地機器相比，云中的可用軟件可以生成相同品質(zhì)的文檔，對最終的工作成果也采用同等程度的控制，但是它是完全免費的，同時得到了企業(yè)采用、廣告宣傳或其他一些創(chuàng)新的盈利過程。用戶的總投資只有 200 美元。

云的特征

圍繞云計算的瘦客戶機的***操作環(huán)境具有以下特征：

·高度可定制

·廉價的甚至免費的操作系統(tǒng)

·所有必需的應(yīng)用程序，廉價的或免費的

·聯(lián)網(wǎng)功能被內(nèi)置到操作系統(tǒng)內(nèi)核中

·足夠小巧，可以放入到小型設(shè)備中

·提供了足夠的靈活性和功能性來運行完整的筆記本電腦

·十分省電，可以***限度地延長電池壽命

Linux 符合所有這些標(biāo)準(zhǔn)。它被應(yīng)用于移動領(lǐng)域、企業(yè)領(lǐng)域和嵌入式領(lǐng)域，包括圖書閱讀器和 set-top 盒等專用消費設(shè)備。并且通過實現(xiàn)虛擬化，Linux 還可以運行針對 Windows®、Mac OS X 和其他操作系統(tǒng)構(gòu)建的應(yīng)用程序。

Linux：面向云的操作系統(tǒng)

Linux 已經(jīng)發(fā)展成熟，并且已經(jīng)可以作為嵌入式操作系統(tǒng)使用;它的免費性 — 在成本和免版稅許可方面 — 徹底改變了以前只由少數(shù)幾家公司統(tǒng)治的市場，這幾家公司都要求嚴格按照使用單位交付版稅。Linux 現(xiàn)在提供了實時支持以及結(jié)構(gòu)化驅(qū)動支持，它的靈活性是其他專有實時操作系統(tǒng)所無法比擬的，而相關(guān)應(yīng)用程序的可用性也是***的。Linux 構(gòu)成了至少 4 個新的 netbook 操作系統(tǒng)的基礎(chǔ)，***了智能手機的爆炸性增長，并且預(yù)計在未來 5 到 10 年內(nèi)將繼續(xù)擴展市場份額。

Linux 的靈活性、開發(fā)人員控制力、電源管理實用工具以及整體的穩(wěn)定性使它非常適合老式的、可循環(huán)利用的系統(tǒng)。通過加載 Linux 來替代(或補充)主機操作系統(tǒng)，可以使老式機器煥發(fā)新的活力。

訪問云的應(yīng)用程序

應(yīng)用程序是什么?它指的是云訪問過程中除操作系統(tǒng)以外的組件，并且這里還必須考慮成本。云使瘦客戶機成為可能，但是降低成本的關(guān)鍵是限制運行瘦客戶機的軟件的成本。

大多數(shù)開發(fā)人員都知道，目前一些功能***大的面向網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用程序是完全免費的，包括 Web 瀏覽器(比如 Firefox、Opera 和 Chrome)、電子郵件軟件(比如 Thunderbird 和 Evolution)、即時消息傳遞(比如 Pidgin 和 Trillian)，以及多平臺應(yīng)用程序環(huán)境(比如 Java? 技術(shù))。僅綜合這四種應(yīng)用程序類型將構(gòu)成一個強大的瘦客戶機，并且是完全免費的。

然而，需要注意，免費的、開源的操作系統(tǒng)和應(yīng)用程序并不意味著可以構(gòu)成一個完全免費的設(shè)備。正如著名的開源開發(fā)人員 Jamie Zawinski 曾經(jīng)說過的一句名言一樣：“免費軟件只有在您的時間無法創(chuàng)造價值的情況下才是免費的”。您必須在免費軟件的基礎(chǔ)上付出一定的勞動來設(shè)計和實現(xiàn)系統(tǒng)，就好象您在開發(fā)專有軟件時所必須做的工作一樣。但是，由于基本產(chǎn)品是免費的，并且可以獲得它的源代碼，因此在這段時間內(nèi)從免費軟件獲得的價值要遠遠高于付費軟件，即使此過程本身花費的時間更長。

因此，嵌入式 Linux 開發(fā)人員的數(shù)量目前已超過了 100000 名，這并沒有什么好奇怪的，并且這個數(shù)字還在增長。

目前存在哪些瘦客戶機?

本小節(jié)將介紹目前市場上出現(xiàn)的幾種類型的瘦客戶機。其中許多客戶機都屬于新設(shè)備，仍然在客戶和企業(yè)中尋找它們的縫隙市場。所有這些客戶機都具有一些相同的特性：它們本身只具備較低的存儲和處理能力，用來執(zhí)行相關(guān)的功能，它們?nèi)繃@云計算設(shè)計，并且全部運行在基于 Linux 和其他開源軟件的操作系統(tǒng)之上。

Netbooks

netbook 是一種體型小巧、處理能力較低(按照現(xiàn)代標(biāo)準(zhǔn)衡量)但功能全面的筆記本電腦，通常支持無線上網(wǎng)。Netbooks 被設(shè)計為作為瘦客戶機使用，并且大部分都不具備風(fēng)扇或磁盤驅(qū)動。

netbook 的例子包括 OLPC XO、Asus EEE PC 和 MSI Wind。大部分 netbook 運行完整的 Linux 發(fā)行版，比如 Fedora 或 Ubuntu，但是也有一些使用了針對它們量身定做的發(fā)行版，比如 OLPC 的基于 Linux 的 Sugar 操作系統(tǒng)，這是由教育者們作為學(xué)習(xí)環(huán)境而開發(fā)的。Sugar 界面也可以運行在標(biāo)準(zhǔn)的 Windows 或 Apple 系統(tǒng)之上(參見 參考資料 中的鏈接，獲得更多信息)。

MID

移動 Internet 設(shè)備(MID)是一種非常小巧的設(shè)備，它帶有觸摸屏，有時可以選擇安裝一個微型鍵盤。MID 有時也被稱為超移動(ultra-mobile)PC(UMPC)，MID 支持無線上網(wǎng)，并且專門針對移動應(yīng)用設(shè)計(它們的大小和手機相仿)。netbooks 和 MID 之間的主要區(qū)別在于體積大小，因為兩者通常使用相同的處理器，但是 MID 的功能總體來說要弱一些：它們使用更少的存儲、更少的內(nèi)存，并且屏幕也更小。

MID 的例子包括 Nokia N810、Sony Vaio P 和 Acer Aspire ONE 系列。幾乎所有 MID 設(shè)備都運行在各種 Linux 版本上。特別是，Nokia 設(shè)備運行 Maemo，這是一種綜合性內(nèi)核和中間件平臺，其用戶環(huán)境比較有限并且進行了優(yōu)化，可以保持應(yīng)用程序資源的可用性，但是一些開發(fā)人員還創(chuàng)建了替代的桌面環(huán)境。還可以使用 Ubuntu MID Edition，它可以與 Moblin 一起構(gòu)建在基于 Intel® 的中間件集之上，從而生成一個功能強大的操作環(huán)境。

智能手機

這些發(fā)展迅速的手機最初是作為用于讀取電子郵件并瀏覽 Web 的企業(yè)設(shè)備，后來變得十分流行。許多智能手機都附帶了小鍵盤以及快速、持久的 Internet 連接，這得益于 2.5G 和 3G 手機數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的巨大發(fā)展。

帶鍵盤的智能手機的例子包括新的 Palm Pre、HTC G1 和 OpenMoko 項目。不帶鍵盤的智能手機有 Motorola Krave ZN4、Samsung Anycall SCH-i859 和 Emblaze Mobile Edelweiss，以及來自法國公司 Purple Magic 的 Purple Magic 參考設(shè)計。所有這些手機都使用 Linux 操作系統(tǒng)。

最近發(fā)布了許多運行各種 Linux 版本的新型手機設(shè)計。專門針對智能手機設(shè)計的 Linux 發(fā)行版包括 Android(Google 產(chǎn)品)和基于 LiMo 的軟件，LiMo 是一家智能手機標(biāo)準(zhǔn)組織。

專用設(shè)備

一些專用設(shè)備的主要功能還需要依賴網(wǎng)絡(luò)。電子圖書閱讀器必須通過某種方式下載圖書：Amazon Kindle 使用一種基于手機的網(wǎng)絡(luò)連接來直接連接到 Amazon 的服務(wù)器。(注意 Kindle 運行的是 Linux)。其他專用的、帶有網(wǎng)絡(luò)功能的設(shè)備包括 TiVo 數(shù)碼視頻記錄器(DVR)和 Roku Netflix Player 視頻流 set-top 盒，這兩者都運行 Linux。

混合設(shè)備

目前市場上出現(xiàn)了一種新的設(shè)備，可能***將其稱為混合式云計算機。它是一種標(biāo)準(zhǔn)的辦公式筆記本電腦，提供了一個有趣的特性：基于 Linux 的瘦客戶機被直接構(gòu)建在硬件中，共享鍵盤、屏幕和網(wǎng)絡(luò)連接。在一個機箱中包含兩臺計算機看上去有些奇怪，但是其優(yōu)點是顯而易見的，瘦客戶機啟動后可以像手機一樣立即連接到網(wǎng)絡(luò)，使用標(biāo)準(zhǔn)電池可一直使用 18 個小時，并且在休眠后，用戶可在需要時啟動并進入到更大的機器中。這是一種真正的具有本地備份的云計算機。

當(dāng)前惟一一款混合式設(shè)備是 Dell Latitude E4200/E4400 系列(這種功能被稱為 Latitude ON)，但是在未來計劃推出更多類似設(shè)備。
更加環(huán)保的云

云計算和使用基于 Linux 的瘦客戶機都可以帶來環(huán)保效益。

云計算集中使用資源，這意味著所有硬處理都出現(xiàn)在云中某個位置中的大型的、快速的機器上。一些公司 — 特別是 Google — 將這個概念作為核心理念，將服務(wù)器集群放到在物理位置上接近發(fā)電站的位置，比如 Oregon 和 Eemshaven。Netherlands(接近一個大型風(fēng)車發(fā)電站)。由于在傳輸中會損失大量電能，因此這種方法不僅環(huán)保，并且還對公司十分有利。Google 還擁有浮標(biāo)式波浪發(fā)電服務(wù)器集群的專利(非常著名)，該服務(wù)器集群不僅可以和發(fā)電站位于相同位置，而且在資金上也完全可以承受得起。

瘦 Linux 客戶機還有其他好處。首先，它們非常 “瘦”，這意味著它們包含低耗電的硬件，因此要比價格高昂的筆記本更加省電。其次，它們運行的是 Linux，它提供了許多電源管理優(yōu)勢，即使是用于老式硬件。

再次，也是最為重要的一點，Linux 可以在任何位置運行。不必將舊的計算機扔到到電子污染廢品站，而是為它提供全新的、便宜的硬盤 — 或從 CD 或 USB flash 驅(qū)動(UFD)啟動 — 并將計算機重新配置為瘦客戶機。

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