计算技术的发展及演变极为迅速,与任何IT技术或产品的发展一样,瘦客户机与精简智能网络计算的发展也是伴随着计算技术的发展潮流的演变应运而生的。
计算技术的演变
上世纪80年代或更早,那时还是小型机及终端的时代。个人计算机还是凤毛麟角,计算主要由小型机来完成。那时一台8~16M的内存,1000M硬盘的电脑,就可以称得上是超级小型机了。完成命令及数据的输入,都由连接到主机的I/O模块的终端完成。
这时的终端有最传统的CRT字符终端(其分辨率通常为320x240),也有较高分辨率的汉字终端(典型分辨率为640x480),还有高分辨率的***形终端(通常为2560x2048,一般用于计算机辅助设计CAD),它主要通过串行口(RS-232)连接到主机,一般支持从1200到9600的波特率,有的可以达到19200甚至38400bps,主要完成应用计算的I/O部分,通过终端连接的键盘输入字符或数字,在命令行状态下输入操作指令,进入应用程序内部执行后输入用户数据,并根据程序设计的交互流程选择后续的执行步骤。
真正完成实际计算的最重要的资源如CPU、Memory都是集中安装在主机机柜中,同样用于存贮用户数据的硬盘也是集中安装在主机连接的硬盘柜中。操作系统根据用户提交的交互指令,有效地调度CPU及Memory资源,将CPU按照一定的时间长短(比如200ms)划分为时间片,将Memory资源按照一定的大小(比如2KB)划分为页面(Page),按分配给计算任务的优先级别进行调度,竞争到内存页面后进行运算,将计算结果保存在磁盘文件并返回结果完成状态中,或者直接将结果显示在字符终端上。
瘦客户机雏形显现
虚拟内存,页交换就是为了解决Memory资源的不足而设计的。这时的终端及计算模式分别就是瘦客户机及精简智能网络计算的原型。为什么说是“瘦客户机”或“TC”,因为终端设备的功能相对简单,真正的计算能力在主机中,终端机只是完成基本的I/O而已,TC设备上不储存有用户Profile,不保存用户数据,也不安装应用程序,无需配置或只需很简单的配置,不在本地安装操作系统。
这样的主机加终端的传统计算模式在当时有一个非常明显的好处,就是“简单便于管理”。试想一下,那时候的计算机人员可谓是奇缺资源,而那时的操作系统,有很多都是需要系统管理员(System Operator)按照实际核心资源及外设的配置情况逐步交互生成出来的。重新生成一遍操作系统,是一件非常复杂且费时的辛苦劳动。
简单而标准化的终端设备,可以大大降低管理难度及维护工作量,万一损坏,只要从备件库中找来一台终端,查一下所连接的I/O端口的几项设置(比如:波特率,数据位,校验方式,传输控制),将新终端的DIP开关拨动到正确的ON/OFF位置即可。
这样的计算模式,就是一个大集中的模式(资源集中、地理位置也集中)。要完成计算就一定要到现场(机房)才能完成。由于小型机系统非常昂贵,动辄数百上千万,所以要想普及的确很困难。
随着网络技术尤其是以太网的发展,分布式计算模式开始出现。80年代中期,苹果电脑横空出世,掀起了基于磁盘操作的微型操作系统及简单易学的BASIC语言的热浪。随着后续各种兼容IBM微型计算机及DOS操作系统的出现,加上硬件尤其是CPU处理能力的飞速发展,Memory容量的迅速扩充(KB>MB)及制造成本的持续下降,硬盘容量的不断扩大,采用类似X-Window的***形界面操作系统Windows开始出现,并与DOS并存。
由于DOS比较简单,是一个基于命令行的交互式操作系统,比较适宜于单机模式的操作。由于命令行存在语法,几十条命令记忆起来也很困难,所以要迅速普及还存在一些障碍。加上那时的PC还是奢侈品,平均要2~3万元一台,所以虽然叫做Personal Computer,但主要还是由企业购买,用来做一些文档处理、小规模计算或制***。
进入90年代中期,CPU处理性能平均每两年加倍,其他像内存、硬盘等主要部件制造成本迅速下降,个人电脑逐步真正进入并开始影响人们的工作与生活。Windows NT的出现,显现出涉足企业计算的明显意***。Windows NT在3.51版本之前,还是单机版的,没有多用户操作环境。这时,Citrix利用其多用户环境的经验与实力开始为Windows NT提供多用户操作环境。这就是WinFrame及Terminal Service的由来。
随着Windows NT技术的成熟与发展,基于Windows系统的终端技术也越来越成熟,加上PC支持越来越多的个人娱乐功能,价格也迅速地下降,PC迅速地平民化,大规模地进入寻常百姓家。以Windows 3.1,Windows 95,Windows NT 4.0,Windows 2000,Windows XP为里程碑,PC的功能日新月异,已成为寻常百姓家的一件普通电器。
进入21世纪,IT架构虚拟化的趋势非常迅猛。通过虚拟服务器及桌面,可以解决互联网时代信息大爆炸所要求的数据中心部署服务器数量的急剧增加问题,可以集中整合企业桌面系统,集中管理,快速部署。集中管理的桌面还可以轻松地实现企业制定的统一的桌面标准,有利于信息安全的加强,更有利于备份及恢复。
目前,基于“应用程序Applications”及“桌面操作环境(含Guest OS及Applications)”两种层面的虚拟化解决方案,尤其是前者在市场上有较多的成功案例,但后者的发展后劲更足。
精简网络计算
伴随着Internet、Email带给我们的巨大便利,病毒、木马也悄悄潜入我们的电器中,一不留神第三只眼就会盯上我们,窃取我们的隐私及机密信息,甚至再冒充身份干一些骗取钱财或其他的非法勾当。为什么会这样?从技术的角度讲,除了系统本身存在的漏洞外,就是在Internet这个巨大的智能网络的边缘,数以亿计的PC缺乏有效的管理与保护,也难以进行有效的管理与保护。
如果是企业呢?企业计算难道也要和众多的家庭PC一样面临同样的窘迫?作为一个更加高效的、受管理的组织,企业计算应该采用更安全、更经济、更合理、更高效、易扩充、易维护的计算模式。精简网络计算,或者说精简网络计算模式,就是一个非常好的选择。
简言之,精简网络计算就是基于服务器及网络的计算技术。服务器负责计算,提供完成计算所必需的资源,并在数据中心内部网络完成计算;而网络则负责传输,将计算结果传播到网络所能覆盖的任何地方。
关于主机/终端方式、分布式计算方式、精简网络计算方式比较,可详见表1。