谷歌云如何工作

云计算是技术领域的一个流行热词。这个短语听起来有些模糊。云计算究竟是什么？

从最基本的层面来看，云计算是一种远程计算机访问模式。其理念很简单：您使用您的计算机和互联网连接来与远程服务器建立联系。这个服务器，本质上只是一台计算机，使用其硬件运行应用程序。您可以通过网络浏览器或其他用户界面执行命令来影响应用程序。但所有繁重的工作都由远程服务器完成。

您为什么要使用云计算系统？原因之一是它允许您访问您自己的计算机可能无法执行的应用程序。您的计算机只需运行一个网页浏览器或简单的用户界面。在大多数云计算应用程序中，这种客户端程序对您的机器资源要求极低。这意味着您可以利用各种程序和服务，而无需持续投资于最快的计算机。由于云计算服务负责所有处理器工作，您只需要一台能够连接互联网的机器。

云计算服务的另一个主要卖点是，它们允许您在各种设备上访问您的数据，无论您身在何处。如果您依赖自己的计算机执行程序，除非您做出特殊安排，否则您将受限于那台机器。您可能需要将文件通过电子邮件发送给自己，以便在其他设备上访问。您可能需要设置家庭网络以允许机器之间传输文件。而且存在在此过程中重复文件的风险，这可能会在以后造成混淆——哪个文件才是真实的？云计算服务将您的信息存储在远程服务器上。您可以使用您的账户登录名和密码登录云计算服务。您不必每次都使用同一台计算机或设备。

在云计算领域，谷歌处于特别有利的地位。它是一家大型且稳定的公司，这意味着客户可以合理地相信他们的服务和数据不会一夜之间消失。其领导团队包括懂得如何为计算机中心创建解决方案的工程师。而且该公司已经证明，其使用廉价设备而非尖端机器的理念是行之有效的。

接下来，我们将仔细研究谷歌是如何创建云的。

谷歌的云计算方法起初可能令人困惑。您可能会认为一家价值数十亿美元的庞大公司会拥有配备了最先进、高科技服务器和发出“ping”声的机器的数据中心。谷歌高管难道不想要最好的设备吗？

但谷歌的方法更务实。该公司为其数据中心采购中端服务器。该公司采取这种方法有充分的理由。如果出现故障，更换起来相对容易且便宜。维修和维护对于数据中心来说可能是巨大的成本——每栋建筑都可能容纳数千台机器。为确保服务保持在线，谷歌部署了多台服务器来提供相同功能。这样，如果一台服务器出现故障，另一台可以立即接替，将服务中断降至最低。它在系统中构建了冗余。

谷歌的理念是尽可能保持后端系统的简单性。随着系统变得越来越复杂，出现问题的机会也随之增加。简化系统可以减少出现问题的机会，即使系统本身非常庞大。谷歌云的基础是谷歌文件系统（Google File System）。这是一个分布式计算系统，通过打开、读取和写入等基本文件命令处理信息请求。

整个文件系统由称为集群（clusters）的网络组成。谷歌文件系统依赖主服务器来协调数据请求——每个集群都有一个单一的主服务器。当您与云中存储的信息交互时，您的操作会转换为数据请求。请求可能很简单，例如查看文件，或者可能涉及更复杂的操作，例如格式化或写入新数据。您的计算机充当客户端（client）——一台向其他机器发送数据请求的机器。最终，主服务器接收请求并向存储数据的谷歌机器发送消息——谷歌称这些机器为分块服务器（chunkservers）。分块服务器直接将数据发送给客户端——信息从不经过主服务器。

由于谷歌出于冗余目的存储每条信息的多个副本，因此更改云中的数据有些复杂。首先，您的写入请求发送到主服务器。主服务器选择一个存储适当数据的分块服务器来响应您的请求——这成为主副本分块服务器。主服务器告知客户端存储您文件的所有副本分块服务器的位置。当您进行更改时，这些更改会发送到您的计算机可以连接的第一个副本分块服务器。写入请求通过系统传输到所有副本分块服务器，包括主副本。主副本对数据进行实际更改，然后向所有其他副本分块服务器发送消息，指示它们执行相同操作。一旦主副本收到所有数据副本已更改的确认，它就会向客户端发送通知。

现在我们已经解决了技术细节，让我们来看看谷歌云的一些功能。

处理电子文档的挑战之一是找到一种简单的方式与他人协作。使用旧方法，即在您的计算机上打开应用程序、创建文件、保存文件，然后将其发送给其他人，会带来一些问题。首要问题是，这种方法会生成文档的两个副本。如果您更改了您的副本，而其他人更改了同一文件的副本，您如何整合所有这些更改？哪个版本的文件是正确的？如果有人打开了文件的旧副本并进行了更改，却不知道文档的最新版本已经存在，会发生什么？文件管理变得具有挑战性。

谷歌云连接通过利用云和Microsoft Office的应用程序编程接口（API）来解决这个问题。安装Microsoft Office程序套件的插件后，您可以将文件保存到云端。这意味着文件的云副本成为所有人使用的主要文档。谷歌云连接为每个文件分配一个唯一的URL。您可以与他人分享此URL，让他们查看文档。如果您指定某人作为编辑，该人可以下载文档并在Microsoft Office中打开它。

如果您对文档进行更改，这些更改将显示给其他所有查看者。如果其他编辑进行更改，您将在您的副本中看到这些更改。当多个人对文档的同一部分进行更改时，云连接（Cloud Connect）会为您提供选择保留哪些更改的机会。

那么它是如何工作的呢？当您将文档上传到谷歌云连接（Google Cloud Connect）时，该服务会在文件中插入一些元数据。元数据是关于其他信息的信息。在这种情况下，元数据识别文件，以便更改能够跨所有副本进行跟踪。后端类似于谷歌文件系统，并依赖于谷歌文档基础设施。当文档同步到主文件时，谷歌云连接（Google Cloud Connect）使用元数据来引导对正确文件的更新，将更新后的数据发送到文档的所有下载副本。

微软提供了一个名为SharePoint的在线协作工具。但与谷歌云连接（Google Cloud Connect）不同，SharePoint不是免费的。对SharePoint感兴趣的企业必须购买许可证才能在他们的计算机上使用它。但由于SharePoint是微软针对Microsoft Office应用程序的产品，它在功能上具有谷歌无法比拟的紧密集成性。

接下来，我们将看看谷歌的云打印服务。

2011年8月10日，IBM高管马克·迪安（Mark Dean）提到世界正处于“后PC时代”，引起了一些轰动。迪安并不是说PC已经消亡或过时。但他指出，人们在执行传统上由计算机完成的基本活动时，使用移动设备的频率越来越高。智能手机和平板电脑正在将台式机和笔记本电脑推向辅助角色。其中一项任务就是打印。

传统上，要将打印作业发送到打印机，您需要将打印机直接连接到您的计算机，或者将打印机和计算机都连接到网络。谷歌云打印（Google Cloud Print）是一项服务，它将打印机的功能扩展到任何可以连接互联网的设备。您可以身在世界的另一端，却能将打印作业发送到您家桌子上的那台机器。

要使用谷歌云打印（Google Cloud Print），您需要以下条件：

当您通过应用程序或网站使用谷歌云打印（Google Cloud Print）时，打印请求会通过谷歌服务器传输。谷歌将请求路由到与您的谷歌账户关联的相应打印机。如果您注册了多台打印机——您可以连接到账户的打印机数量没有限制——您将需要指定希望打印作业发送到的机器。假设相应的打印机已开启并具有活跃的互联网连接、纸张和墨水，即使您身在世界的其他地方，打印作业也应该在机器上执行。您可以与其他人共享您的打印机，允许他们通过谷歌云打印（Google Cloud Print）向您发送打印文档。

由于大多数打印机并非云就绪，因此大多数谷歌云打印（Google Cloud Print）用户需要一台计算机作为联络器。谷歌云打印（Google Cloud Print）是谷歌Chrome浏览器中内置的一个扩展。谷歌默认关闭此设置——您必须选择启用它。一旦启用，该服务会激活一小段名为“连接器”的代码。连接器的作用是充当打印机与外部世界之间的接口。连接器使用您计算机的打印机软件向打印机发送命令。截至撰写本文时，谷歌已经为PC和Mac构建了连接器，并正在为Linux机器开发一个。

如果您有一台云就绪打印机，您可以直接将打印机连接到互联网，而无需专用计算机。您必须向谷歌云打印（Google Cloud Print）注册云打印机，才能利用其功能。云打印机的一大优势是，您无需保持计算机开机、在线并连接到您的谷歌账户，即可接收打印作业。您通过向谷歌注册打印机的唯一电子邮件地址，将云打印机连接到谷歌云打印（Google Cloud Print）服务。

由于谷歌允许应用程序和网站开发者根据需要将谷歌云打印（Google Cloud Print）集成到他们的产品中，因此执行打印作业没有标准方法。您可能在一个网站上看到一种用户界面，而在另一个网站上看到完全不同的方法。此外，谷歌云打印（Google Cloud Print）取决于开发者将其功能集成到他们的产品中。并非每个应用程序或网站都会内置谷歌云打印（Google Cloud Print）功能，这限制了其功能性。当然，谷歌将其服务内置到自己的产品中，但许多人依赖于来自多个来源的服务，可能会发现谷歌云打印（Google Cloud Print）的普及程度不足以满足他们的所有需求。

移动音乐访问并非新趋势。几十年来，我们一直拥有车载收音机和便携式收音机。然后出现了便携式盒式播放器、便携式CD播放器和MP3播放器等发明。随着每一代产品的出现，我们随身携带音乐的选择也越来越多。但这些小工具都只提供了有限的访问权限，而且在多个设备之间共享音乐并不总是那么容易。谷歌的音乐服务旨在改变这一点。

从最基本的层面来看，谷歌音乐（Google Music）是一项云存储服务，并配有简单的音乐播放器界面。您可以将歌曲上传到您的谷歌音乐账户，并使用计算机或具备互联网功能的设备通过谷歌音乐应用访问它们。谷歌允许您免费上传多达20,000首歌曲。谷歌将单首歌曲的文件大小限制为250兆字节，这可能要求您在将音轨转换为数字文件时使用较低的比特率。

谷歌音乐（Google Music）支持所有平台上的MP3和AAC文件。谷歌音乐的Windows版本支持WMA文件。Linux计算机支持OGG文件。虽然您可以将FLAC文件上传到谷歌音乐（Google Music），但谷歌会将其转码为320 kbps的MP3格式。由于MP3是一种有损格式，这种压缩可能会对音质产生影响。

虽然您可以从多台计算机和设备登录您的谷歌音乐账户，但任何给定时间只能有一台设备实际播放音乐。两个人无法同时使用不同设备访问同一账户进行收听。谷歌就是这样防止人们利用谷歌音乐助长盗版行为的。

即使谷歌采取了保护措施，音乐行业对谷歌音乐（Google Music）也并不完全满意。谷歌在推出谷歌音乐（Google Music）之前曾寻求与唱片行业达成协议，但进展不大。最终，该公司决定在没有获得许可的情况下，推进谷歌音乐（Google Music）的测试版发布。从谷歌的角度来看，谷歌音乐（Google Music）就像任何其他存储设备一样。如果您购买了一首歌曲，您可以将这首歌传输到MP3播放器或智能手机。您也可以将这首歌存储在连接到您计算机的硬盘上。您甚至可以将其传输到视频游戏机。谷歌音乐（Google Music）就像任何其他数据存储设备——只不过这个存储设备可能距离购买歌曲的人数百英里之外。

谷歌仍在努力与唱片公司达成协议。目前，将您的音乐上传到谷歌服务的唯一方式是自行上传。如果您的网络连接慢且音乐库庞大，这可能需要数小时。有了适当的许可协议，谷歌就可以整合一个销售平台，让您购买音乐并自动存储到您的谷歌音乐账户中。

谷歌的云服务可能仅仅是全面产品套件的开端，这些产品将把计算从消费者端转移到服务器端。随着宽带在全球范围内的普及以及重心转向廉价计算机和移动设备，云服务将变得更具吸引力。使用云服务需要对服务提供商有一定程度的信任。谷歌将不得不证明其云服务可靠且符合道德规范，否则将面临疏远用户的风险。您是否愿意并准备好让像谷歌这样的公司处理您的数据并提供您的计算机服务？