云计算应用纲要

　　确保云计算成功执行的一大要素是应用纲要，即应用运行所需的资源和作用方式。在广义上，当前云计算应用具备下列纲要：

• 　　应用不会出现任何程度的并行，也未进行线程化。
• 　　几乎所有应用都不需要过多的内存带宽和高CPU使用率。
• 　　应用很少执行与其计算相关的IO，但也会存在例外，如实际上并未在”云”上运行的数据库。
• 　　应用可进行自我修复。也就是说，一旦应用因故出现故障，它能轻松重启或恢复，而不会对用户的工作造成太大的中断。

　　大多数日常应用（如制作演示幻灯、撰写文档和电子表单、畅玩游戏等）都是串行应用，许多功能往往都放置在了桌面上（很可能采用AJAX）。Google等公司开发出了针对云计算的存储系统，但这些文件系统主要面向具备上述纲要的应用（例如hadoop）。由于您必须使用MapReduce来访问和使用这些文件系统，因而它们在传统HPC应用上的适用性会受到限制。

　　上述应用特征同样适用于许多企业应用。换而言之，它们是IO量极少的串行应用。当然也存在IO密集型企业应用，如数据库等，但它们通常不会在总体应用排名中占据优势。

　　HPCC计算应用纲要

　　HPCC应用具备各种应用纲要。典型应用涉及并行计算，可能含有大量的IO。同时，串行（单节点）HPCC应用可能执行许多IO任务。因此，HPCC应用的纲要范围十分广。下面简要列出了HPCC应用的几项要素。

• 　　许多应用为串行应用，其中各种进程之间存在一些数据通信。
• 　　有时进程间的数据传输量很少。例如：某CFD代码
• 　　有时进程间的数据传输量很大。例如：WRF
• 　　有些应用为串行应用或线程化应用，运行于单个节点上。例如：BLAST
• 　　有些串行或并行应用执行许多IO任务。例如：Ansys、Abaqus或Nastran等FEA代码
• 　　有些串行或并行应用不执行许多IO任务。
• 　　有些应用能够生成一个检查点，即一份计算进程的快照。

　　一旦系统因故出现故障，它能够从上一个检查点重新启动，而无需从一开始重启。并非所有应用都具备这一功能。

　　只需查看应用纲要即可了解HPCC应用之间的巨大差异。显然，HPCC应用具备与当前的云计算应用不同的应用纲要。正因为存在这个差异，一些 HPCC应用能够适用于云计算模式，而有些却不适用。在下一章节，我们将探讨哪些HPCC应用能够在云计算模式下运行良好，哪些不适用于云计算模式且不可能适用于这一模式。

　　云计算中的HPCC应用

　　从目前来看，云计算应用和HPCC应用似乎有很大不同，但仔细分析后不难发现，两者之间仍然存在着一些共同点。某些HPCC应用并不依赖于节点间的通信，也不需要太多的IO（如BLAST）。这些特定应用的应用纲要能够很好地与云计算能力相契合。那么，这样的应用有哪些呢？事实上，现在还很难找到此类具体应用，因为并行应用完全能在单个节点上正常运行。只要数据集能在无需交换的情况下置入节点，应用就可以在云计算环境中运行。下面是一份有关HPCC应用需求的速列清单，明确列出了在云计算环境下应用和数据集之间应如何配合才能确保两者的正常运行。

• 　　应用必须运行于单个节点。数据集必须位于单个节点。
• 　　非IO密集型应用。
• 　　应用需快速运行，或创建一个检查点（自我检查点）。

　　因此，适合云计算环境的HPCC应用的应用纲要还是比较有限（但绝非完全没有）。

　　例如，任何一个属于蒙特卡罗模拟（Monte Carlo simulation）的应用都可以运行在云计算环境中。蒙特卡罗模拟是指稍微改变数据或输入参数即可进行数百万次运算的模拟，它也可指那些具有概率性质或计算不确定性的应用。

　　另一类能够正常运行于云计算环境的应用是大型搜索应用。目前Google已经掌握了云计算技术，但其它领域也同样存在着搜索应用。例如，BLAST可用于搜索和比较生物序列信息。因此在搜索大型序列信息数据库时，会生成和执行大量的搜索。而每次搜索都能在单一节点中执行（尽管已经出现并行版本的BLAST）。

　　在云计算环境中运行必须考虑的最后一个问题是数据安全性。企业和实验室一般利用HPCC应用来创造新产品或开展新研究，这无疑是一项优势。但企业必须要确保数据的安全。如果您是在云计算环境中运行专属应用，就必须考虑数据安全性问题。到目前为止，业界尚未对云计算数据安全问题进行真正意义上的讨论或关注。