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全世界是台电脑(2-3)

全世界是台電腦(2/3)

横跨在网际网路上的作业系统,让人亲炙全球数百万台个人电脑连结后的威力。

(续前文)

我的就是你的

今天,极大多数的运算工作都是私人资源;无论是团体或个人都拥有他们所使用的系统。ISOS将促成新典範,使用整个网路上的资源将成为常态。能够运算和储存资料的主机,以及能够在主机间传递资料的网路,将共同构成庞大的资源库。这些资源仍为个人所拥有,但将为任何人工作。主机则可能包括桌上型、笔记型、伺服器、连网的储存装置,甚至是手持式设备。

这个网际网路上的资源库和私人拥有的资源,有几项重要的相异处。目前有超过1亿5000万台电脑连接到网际网路,而且这个数目还在成指数增加。因此,ISOS能提供的,是处理速度和储存能力都将超过一般单机电脑1亿5000万倍的虚拟电脑。即使这台虚拟电脑同时有很多使用者,而且还要网路费用,它仍会比使用者私人的电脑更大、更快、更便宜。持续升级资源库里的硬体,会让这台超级电脑的总体速度和容量增加得比连结的主机数目要快。而且,这个资源库可以自我维护:当其中的电脑坏了,它的主人终会修理或换新的。

全世界是台电脑(2/3)因为有了网际网路资源库,特殊的资料平行传输才成为可能。就以玛莉的电影为例,其片段可能从大约200台主机里上传。这些主机可能是以古老的56K数据机连结到网际网路的个人电脑,这种慢速度远远无法传输高画质影像,但200台结合在一起,却可以达到每秒传送10Mb的速度,比缆线数据机还快。储存在分散式系统里的资料可从任何地点取得(加上适当的安全防护),即使资源库里的某些段落失效了,也能顺利运作。这类系统的安全性也可能很高,毕竟,除非可以侵入一万台以上的电脑,否则无法破坏系统。

这种网路资源的典範,能增加某些应用程式的效能(像是更快的速度和更大的资料容量),或者是降低某些应用程式的成本。不过对某些应用程式来说,则可能两者皆非,毕竟这只是一种典範,而不是万灵丹。而且,设计一套ISOS也会遇上一大堆障碍。

资源库的某些特性会导致一些ISOS必须面对的困难。资源库是异质性的:主机电脑会有不同的处理器和作业系统。它们的记忆体大小和磁碟空间各不相同,网际网路的连线速度也互异。某些主机可能有防火墙或是其他类似的软体层保护,禁止或阻碍外来的连线动作。很多资源库里的主机偶尔才会连线、桌上型个人电脑会在夜间关机,而使用数据机的笔记型电脑和系统也经常是离线状态。主机电脑可能无预警地消失(有些是永久性的),不过新的主机则会出现。

ISOS也要避免激怒主机的所有者。它必须尽量不要影响到未使用ISOS时的主机,并且尊重所有者所订定的限制,像是只能在夜间使用,或是只能供某些特定的应用程式使用。不过ISOS也不能因为自己谨守分寸,就相信每台主机都会遵守游戏规则。所有者可以自行检查或修改主机的活动,心怀好奇或恶意的使用者也可能尝试打断、欺骗或是愚弄系统。这些问题都会对ISOS的设计产生重大影响。

如何分配资源?

网际网路规模的作业系统必须面对两个基本问题:如何分配资源,以及如何给予资源提供者报酬。经济学有所谓提供者释出资源给消费者的原则,以此为基础发展的模型,可同时解决这两个问题。1980年代,美国全录帕洛亚托实验室的研究人员,提供并分析了几项适当分配电脑资源的经济法则。最近,魔力国度(Mojo Nation)公司发展出一个档案分享系统,使用者可以因为其他人使用自己的资源而得到虚拟货币──魔力,反之也必须付出魔力才能使用系统。类似的经济模型鼓励所有者释出自己的资源以供其他组织使用,理论显示,这会让资源达成最理想的分配。

即使有1亿5000万台主机可供差遣,ISOS仍会面临资源的「匮乏」,因为某些任务需要或是有能力使用到几乎无限的资源。在ISOS不断决定何处可以执行资料处理的工作,以及如何分配储存空间的同时,也必须设法以尽可能便宜的方式执行任务。它也必须公平,不能因为要有效率地执行某项任务,而牺牲了另一项任务。订定确实的标準,并且设计出尽可能达成目标的排程演算法,是目前人们积极研究的重点。

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这类共享网路的经济系统,必须定义出资源的基本单位,像是一天使用1Mb的磁碟空间,并且为必须列入考量的各种属性指定价值,如可以存取储存装置的连线速率、频宽,以及储存装置接上网路的频率。同时,系统也必须定义「买卖资源」(例如是否要事先付款),以及「决定价格」(是经由拍卖,或透过订定价格的中间人)的方式。

在这个架构下,ISOS必须準确且安全地追蹤资源的使用。ISOS会有个内部银行,其中有提供者与消费者的帐号,并根据资源的使用建立双方的借贷记录。参与者能在ISOS货币与真实钱币之间自由转换。ISOS也必须确保资源的取得準确无误:玛莉可不想她的电影放映到一半嘎然而止。这个经济系统能让资源提供者决定资源被使用的方式。举例来说,个人电脑的所有者可能会指明,别人在早上9点至下午5点之间不能使用他电脑的处理器,除非对方付出很高的价格。

全世界是台电脑(2/3)当然,有钱就会有诈欺,ISOS的参与者若想欺骗对方多的是方法。譬如,资源的卖方可以修改或愚弄自己电脑上的ISOS代理人程式,在没有任何计算的情况下回报虚构的结果。研究人员已经开发出统计方法,能够侦测出蓄意欺骗或是发生故障的主机电脑。最近一项预防不劳而获的方法则是,让每个工作单元都有一系列能让伺服器快速检查的中介结果,但只有在执行完整个运算之后才能取得。我们还需要其他方法,预防在资料储存与服务提供等方面的欺骗行为。

对终端使用者来说,ISOS资源上的花费将只是硬体成本的一小部份。理想上,这一小部份已足以鼓励所有者参与,也能让许多网际网路规模的应用程式具有合理的价格。一般个人电脑的所有者可能会将这个系统视为以物易物的经济架构,可用闲置的处理器时间和硬碟空间换取免费的服务,像是档案备份以及网站代管。(待续)

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