Web3 未来展望（一）：网络计算的他山之石，如何攻 Web3 之玉？

互联网发明最大的意义莫过于让人人都能驰骋在信息高速公路上，并且在80年代时与PC共同拉开了第三次科技革命的大幕，人类社会迎来了前所未有的高速发展。时代与个体都被这场革命裹挟着前进，互联网在经过了Web1的只读，Web2的读写与创造，以及前所未见的移动互联网后，现在新时代和Web3呼之欲出，即将再次改写人类社会进程。

Web3的确切模样没人知道，但目前可以确定的是它包含下列三个显著特征：

1. 拥有10M的平均带宽；

2. 个人门户网站及相关服务，运营商提供基于用户偏好的个性化聚合服务；

3. 个人和组织间建立一种互为中心而转化的机制，个人也可以实现经济价值。

基于这三个特征又可以细分出多个发展领域或赛道，美国企业家兼风险投资家Nova Spivack（诺瓦·斯皮瓦克）建议将Web3的定义延伸至当前各大技术潮流迈向新的成熟阶段的具体体现。值此年后开工大吉之际，本周就来窥探一眼未来Web3可能的发展前景，或者今人正致力于解决的问题。注意，本系列中有许多电脑和网络科学专有名词。今天是第一期，网络计算及相关产业的飞速发展。

一、SaaS及其商业模型

SaaS是Software as a Service的简称，译为“软件即服务”或“按需即用软件”，即“一经要求，即可使用”，也是一种软件交付模式。在这种模式中，软件仅需通过网络传输后即可使用，免去了传统意义上的付费和安装步骤。用户通常使用精简版客户端，如网页浏览器即可访问，访问软件的同时获取服务。SaaS最大的特色在于软件本身并未被下载到用户的硬盘，而是存储在提供商的云端或者服务器。相较于传统的购买和下载等方法，SaaS更像是用户短期借用软件。在线使用不但减少了传统购买中的账户风险,也无需担心设备要求等限制。严格意义上说来，SaaS是云计算命名法的一部分，类似的还有IaaS（Infrastructure as a Service，基础设施即服务）、PaaS（Platform as a Service，平台即服务）、DaaS（Desktopas a Service，桌面即服务）等多种形式，都可以视为这种命名法的概念延伸。

对于许多商业应用APP来说，SaaS已经成为一种常见的交付模式。这些商业应用包括会计系统、远程协同软件、客户关系管理、信息管理系统、企业资源计划、开票系统、人力资源管理、内容管理、以及服务台管理等等。SaaS及其理念也逐渐被全球领先的企业级软件公司吸收为发展战略，这些公司的最大的卖点之一就是通过将软硬件的维护及支持外包给SaaS供应商，从而降低IT成本。根据一份高德纳集团（Gartner Group，也称顾能集团）的评估，SaaS的销售规模在2010年就高达到百亿美元，此后每年都以至少20%的速度增长。在SaaS的众多应用中又以客户关系管理系统占比最大，每年的占比基本都有三四成。

一款在线编写网页的软件界面

SaaS的本质可以概括为“商业应用的集中式托管”，现在的SaaS实质上是扩展了“应用服务提供商（ASP）模式”的思想。估计出乎很多人意料的，这种模式最早可以追溯到上世纪60年代，当时“蓝色巨人”IBM和其他一些头部企业都开展了后来被称为“分时系统和公共事业计服务局”的业务。这种服务包括从他们遍布全球的数据中心，向银行及其他企业和组织提供计算能力及数据库存储。90年代互联网的全球扩张，使新型，专业的集中式计算供应商日益兴起，目的在于通过集中式管理，以及在特定商业应用上的专业化来降本增效，直到今天。

一款客户关系管理软件的界面，SaaS的典型应用场景之一。界面中的是德语

目前全球的SaaS供应商应接不暇，比较著名的有苹果的iCloud，微软的Office 365全家桶，Adobe Creative Cloud等。不仅普通用户，许多企业也都是他们的忠实用户。虽然这些品牌有口皆碑，但SaaS的隐忧同样不少。目前已知的问题有数据服务器的安全性存疑，物理距离导致的网络响应延迟，隐私泄露，逃避法律法规监管，服务器的更新导致用户学习和使用成本的增加，不同软硬件设备间不兼容等等。

二、互用型Web服务

Web服务是一种服务导向架构的技术，通过标准的Web协议提供服务，目的是保证不同平台的应用服务可以互操作。根据万维网的主要国际标准组织“万维网联盟”（World Wide Web Consortium，简称W3C）的定义，Web服务应当是一个软件系统，用以支持网络间不同机器的互动操作。网络服务通常包含许多不同的应用程序接口（API），它们通过网络的远程服务器端执行客户所提交服务的请求，例如通过电脑访问某企业的门户网站。

Web服务流程的示意图，UDDI指跨平台的描述规范，可以使全球范围内的企业在互联网上发布自己的服务等信息，WSDL指Web服务描述语言，包含关于如何与Web服务通讯和使用等信息，SOAP是交换数据的协议规范，在Web服务中以此交换带结构的信息。

从本质上说，Web服务实际上是一组工具，并有多种不同的方法调用。最常见的手段有三种：远程过程调用（RPC），服务导向架构（SOA）以及表述性状态转移（REST）。其中RPC的使用时间最悠久，但是因为应用范围有限，现在正逐渐被淘汰，由SOA取而代之，通讯也由信息驱动，而不再是以往的某个动作或方法调用信息。REST与HTTP或其他协议类似，把接口限定在一组广为人知的标准动作中以供调用。此类WEB服务更关注与那些稳定信息或资源的互动，而不是消息或动作本身。

常有人抱怨说Web服务过于复杂，认为它过于依赖大型企业或开发商，不利于开源项目的发展。但是目前有不少开发工具已经具备相当程度的自动化产生具象物件，在一定程度上减少了Web服务的调用难度。例如微软Microsoft Visual Studio、Eclipse等等集成开发环境（IDE）工具，使用者只需要调用即可工作。Web服务的性能也是时常引发争议的问题，由于使用XML作为消息格式，并以SOAP封装，由HTTP传输，Web服务的成本始终居高不下。不过目前一些新兴技术正在试图解决此一问题，诸如新的XML处理模型也致力于优化XML部分的性能。

三、分布式计算与网格计算

分布式计算（Distributed computing），又称分散式运算，志愿计算，依靠的分布式系统是一组电脑，通过网络相互连接并传递消息，协调它们的行为而形成的系统，各部分彼此进行交互以实现一个或多个共同的目标。简要的说就是把需要进行大量计算的工程数据拆分成小块，由多台设备分别计算，再上传运算结果，将结果统一合并得出数据性结论。

分布式计算的应用范围很广泛，如大型在线网游，P2P技术与网络等。除了这些显而易见的民用级应用，分布式计算在科研中的应用更是不容小视。如目前国家内的“天”字号系统：综合气象观测产品系统“天衍”、气象大数据云平台“天擎”、综合气象观测数据质量控制系统“天衡”、气象综合业务实时监控系统“天镜”，堪称是天气预报领域的“四大天王”。类似的还有地震监测与报警系统，专注于人体疾病与健康监测系统World Community Grid（世界社群网格）等等。

分布式计算示意图，a和b分别是分布式系统的模型与处理过程，c是后期的并行系统

与分布式计算相似的，网格计算（Grid computing）指通过利用大量异构电脑（通常为台式机）的空闲资源，如CPU和内存，将其作为嵌入在分布式电信基础设施中的一个虚拟电脑集群，为解决大规模的计算问题提供一个模型。网格计算的意义在于支持跨管理域计算的能力，这是它与传统的电脑集群或分布式计算的区别。

网格计算的设计初衷，是解决对于任何单一的超级电脑来说，仍然大得难以解决的问题，同时还要保持解决多个小问题的灵活性，这样网格计算就提供了一个多用户环境。此外还要更好的利用现有计算能力，以满足大型计算中持续变化的需求。这里面隐含着保证使用安全的授权技术，以允许远程控制计算资源。网格计算的特质决定了它要包含共享异构资源，如基于不同的平台，软硬件体系结构，以及编程语言等。这些资源可能位于不同的地理位置，隶属于同一个使用公开标准的网络上不同的管理域。简而言之，网格计算包含为数不少的虚拟化计算资源。

网格计算的一种表现形式“负载均衡集群”示意图

大约在2000年左右，开始有商业机构提供网格解决方案。需要注意的是，有些企业会将按需运算（computing on demand）、集群运算（cluster computing）包装成网格运算来兜售，这就是挂羊头卖狗肉了。网格计算反映的，与其说是概念，不如说是理念或框架，也不一定是某种物理存在的资源。所谓网格所采用的方法是指，利用位于分散管理域内的资源完成某一或某种计算任务，此间网格技术的焦点在于对超出本地管理域的计算资源的灵活提供，以及根据随时变化的需求实时调整。