軟件定義世界

張禮立+羅奇敏

軟件定義作為萬(wàn)物變革的基礎(chǔ)橫空出世，它在云計(jì)算、網(wǎng)絡(luò)、存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)中心，乃至整個(gè)互聯(lián)世界蓬勃發(fā)展起來(lái)。如果你身處這個(gè)行業(yè)，那你便沒有理由不去了解并一探究竟。

愛因斯坦曾經(jīng)說(shuō)過(guò)，在知識(shí)的未來(lái)，牛頓力學(xué)、相對(duì)論、量子力學(xué)都會(huì)被修改，而統(tǒng)計(jì)力學(xué)的定律卻是永恒的。人類是由原子和分子組成的奇妙物種，我們認(rèn)為要找到普適于宇宙與人類的第一性原理，必須從最基本的概念出發(fā)，那就是能量、信息與時(shí)空。現(xiàn)在，我們?cè)俅翁幱谌龍?chǎng)宏大技術(shù)變革的開端，它們可能足以匹敵20世紀(jì)的那場(chǎng)變革，這三場(chǎng)變革分別是大數(shù)據(jù)、智能制造和萬(wàn)物互聯(lián)的革命。

什么是“軟件定義”？

軟件定義簡(jiǎn)單地講就是使被軟件定義的對(duì)象和構(gòu)架成為靈活的、便于管理的、成本節(jié)約和快速可以實(shí)現(xiàn)的一種手段和技術(shù)。

簡(jiǎn)單的用軟件實(shí)現(xiàn)還不夠資格被稱作“軟件定義”。這個(gè)詞同樣適合用于整個(gè)服務(wù)資源（如網(wǎng)絡(luò)或存儲(chǔ)）。只要擁有支持SDN的網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)，適用于軟件定義基礎(chǔ)設(shè)施的硬件與固件解決方案必然會(huì)出現(xiàn)。換句話說(shuō)，物理資源池通過(guò)專業(yè)的配置，實(shí)現(xiàn)靈活的調(diào)整、動(dòng)態(tài)的分配與可編程化的配置，使其具有了模塊化的特征。軟件定義意味著所有關(guān)鍵的非服務(wù)器類IT基礎(chǔ)設(shè)施（如網(wǎng)絡(luò)、存儲(chǔ)與安全性）都可以通過(guò)軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)，同時(shí)伴隨著效率、自動(dòng)化、靈活性與服務(wù)質(zhì)量的提升和增益。在流行的軟件定義數(shù)據(jù)中心（Software-Defined Data Centre）里，幾乎所有的資源都可以通過(guò)軟件來(lái)定義，并完全托管在虛擬化的計(jì)算環(huán)境中。

軟件定義的生態(tài)是什么？

企業(yè)正在改變它們與客戶互動(dòng)的方式， 把移動(dòng)、社交、大數(shù)據(jù)和分析平臺(tái)這些面向大眾的新系統(tǒng)與傳統(tǒng)的后端IT系統(tǒng)相集成。通過(guò)這些平臺(tái)幫助企業(yè)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享，使決策更快速，過(guò)程更有效率，并且能改善客戶的直觀感受。但是，這種整合新技術(shù)的要求也給IT管理出了一個(gè)前所未有的難題。如何來(lái)破解這個(gè)難題呢？軟件定義（SDX）給出了答案。

軟件定義可以使數(shù)據(jù)中心定制化并更有效。所有應(yīng)用程序使用相同的、標(biāo)準(zhǔn)的和不區(qū)分資源的方式將無(wú)法滿足要求，取而代之的是根據(jù)工作負(fù)載類型、業(yè)務(wù)規(guī)則和資源類型可用性，構(gòu)建的完全不一樣的基礎(chǔ)設(shè)施構(gòu)架。一旦這些業(yè)務(wù)規(guī)則與資源就位，接下來(lái)就是要如何構(gòu)建、部署、規(guī)?；蛢?yōu)化這些服務(wù)。工作負(fù)載是使用模型和資源來(lái)定義和組合的，同時(shí)通過(guò)業(yè)務(wù)規(guī)則和策略來(lái)管理和部署。

從上世紀(jì)90年代以來(lái)，當(dāng)技術(shù)供應(yīng)商認(rèn)識(shí)到金融市場(chǎng)的軟件比硬件更有價(jià)值后，非常多的供應(yīng)商就開始摸索并試圖將自己定義為軟件公司。到2010年，這種狂熱達(dá)到頂峰狀態(tài)，供應(yīng)商開始把他們的解決方案定義為“軟件定義”。這些名字從軟件定義網(wǎng)絡(luò)（SDN）開始，隨后很快出現(xiàn)了軟件定義數(shù)據(jù)中心（SDDC）。不久，存儲(chǔ)行業(yè)也加入這個(gè)熱潮并以軟件定義存儲(chǔ)（SDS）命名。自給自足的技術(shù)能力已成為科技行業(yè)發(fā)展的強(qiáng)大潮流和推動(dòng)力。在提供處理、存儲(chǔ)、網(wǎng)絡(luò)和其他基本的計(jì)算資源之后，最終用戶能夠部署和運(yùn)行任意軟件，包括操作系統(tǒng)和應(yīng)用程序。在這樣的環(huán)境下，用戶不需要管理或控制底層的云基礎(chǔ)設(shè)施，只需控制操作系統(tǒng)、存儲(chǔ)和已部署的應(yīng)用程序，或是有限控制的網(wǎng)絡(luò)組件（例如主機(jī)防火墻）。

對(duì)于許多企業(yè)的首席信息官（CIO）來(lái)說(shuō)，傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)中心使他們倍受煎熬。相對(duì)于它們?nèi)菁{的應(yīng)用程序和硬件，它們已無(wú)法實(shí)現(xiàn)定期更換。靈活和敏捷的數(shù)據(jù)中心是亟待探索的關(guān)鍵要素。他們期望的一個(gè)靈活的數(shù)據(jù)中心需要采用虛擬化技術(shù)，基礎(chǔ)設(shè)施要全自動(dòng)化，還需要彈性服務(wù)目錄和其他新興技術(shù)的融合來(lái)加快基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)。與之相比，傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)中心可能要求業(yè)務(wù)部門等上幾個(gè)月甚至是一年，這在瞬息萬(wàn)變的市場(chǎng)機(jī)遇面前將完全失去競(jìng)爭(zhēng)性和業(yè)務(wù)信任。而靈活敏捷的數(shù)據(jù)中心讓高效率和低成本得以實(shí)現(xiàn)，徹底改變企業(yè)信息部門遇到的窘境，以前幾個(gè)月才可完成的事情，現(xiàn)在幾個(gè)小時(shí)便能做到。

必然并非偶然

為什么企業(yè)的基礎(chǔ)設(shè)施需要打造成為軟件定義的生態(tài)系統(tǒng)？為什么傳統(tǒng)的基礎(chǔ)設(shè)施從長(zhǎng)遠(yuǎn)角度考慮是對(duì)業(yè)務(wù)不利的？我們發(fā)覺有以下原因。

IT部門，如果不綜合考慮采用軟件定義環(huán)境，花費(fèi)更多的預(yù)算來(lái)維護(hù)現(xiàn)有的老舊硬件和基礎(chǔ)設(shè)施，而不是創(chuàng)新和構(gòu)建新的解決方案，未來(lái)將越來(lái)越難以滿足企業(yè)的需求。另外，數(shù)據(jù)中心的專業(yè)化所帶來(lái)的對(duì)于技能的更高要求和獨(dú)立管理的需要，可能會(huì)持續(xù)提高人員的勞動(dòng)力成本。業(yè)務(wù)需求優(yōu)先級(jí)別的錯(cuò)誤排序或級(jí)別設(shè)定，將直接導(dǎo)致基礎(chǔ)設(shè)施資源的使用效率低下。德國(guó)工業(yè)4.0在2013年提出的一個(gè)核心內(nèi)容就是，通過(guò)軟件實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)智能化，畢竟我們很難預(yù)知商機(jī)何時(shí)出現(xiàn)，而要花上幾周才能完成服務(wù)器部署很可能使企業(yè)錯(cuò)失商業(yè)良機(jī)。

所以使用不同的技術(shù)快速地對(duì)不斷變化的環(huán)境和市場(chǎng)條件及時(shí)反應(yīng)，意味著企業(yè)將擁有更多的增加營(yíng)收和驅(qū)動(dòng)創(chuàng)新的機(jī)會(huì)。當(dāng)前的IT組織通常是高度專業(yè)化的，包括其服務(wù)器技術(shù)、虛擬化、云平臺(tái)、存儲(chǔ)環(huán)境和網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施。這種專業(yè)度很強(qiáng)的人力成本對(duì)業(yè)務(wù)來(lái)說(shuō)是極其昂貴的，企業(yè)將越來(lái)越難以找到合適的人員來(lái)實(shí)施和管理這些技術(shù)。如果不考慮在新架構(gòu)中的適用性，老舊的應(yīng)用程序可能無(wú)法再繼續(xù)使用。軟件定義的目標(biāo)就是結(jié)合舊的基礎(chǔ)設(shè)施和應(yīng)用程序，全面防止管理、數(shù)據(jù)和流程上的孤立分散，因?yàn)檫@些都會(huì)增加成本，并使響應(yīng)速度變慢。

最佳實(shí)踐

接受軟件定義生態(tài)是個(gè)循序漸進(jìn)的過(guò)程。大多數(shù)公司的業(yè)務(wù)需求會(huì)經(jīng)歷以下這些階段。

虛擬化的普及和深化是第一個(gè)階段。許多企業(yè)盡管完成了服務(wù)器資源的虛擬化，但在他們的數(shù)據(jù)中心中（包括存儲(chǔ)或網(wǎng)絡(luò)）并沒有完全實(shí)現(xiàn)虛擬化部署。如果只對(duì)服務(wù)器虛擬化，而沒有一個(gè)通盤考慮的整體框架，獨(dú)立工作的存儲(chǔ)和網(wǎng)絡(luò)就會(huì)舉步維艱。開放虛擬化將打破這些瓶頸，加快技術(shù)的集成，并能為企業(yè)提供更多的選擇。

資源的智能調(diào)配是虛擬化后的第二階段。當(dāng)企業(yè)用自動(dòng)而非手動(dòng)的方式構(gòu)建和部署基礎(chǔ)設(shè)施組件時(shí)，自適應(yīng)的流程開始響應(yīng)，企業(yè)就可以直接在已知的規(guī)則和最佳實(shí)踐的基礎(chǔ)上設(shè)置并激活虛擬服務(wù)器、定義模板和工作負(fù)載的屬性。通過(guò)智能的資產(chǎn)資源識(shí)別和資源調(diào)度，可以使企業(yè)輕松地根據(jù)不斷變化的業(yè)務(wù)策略配置基礎(chǔ)設(shè)施，并且平衡其資源供應(yīng)與業(yè)務(wù)需求。

大數(shù)據(jù)處理能力的增強(qiáng)是第三階段。企業(yè)的IT部門可以漸漸不依賴于靜態(tài)的資源，但必須有能力實(shí)現(xiàn)在整個(gè)數(shù)據(jù)中心的環(huán)境下收集和共享所需的數(shù)據(jù)。企業(yè)需要構(gòu)建一個(gè)可靈活擴(kuò)展的基礎(chǔ)架構(gòu)，以響應(yīng)實(shí)時(shí)的事件，并支持和處理伴隨產(chǎn)品和生產(chǎn)運(yùn)維的擴(kuò)張而產(chǎn)生的大量數(shù)據(jù)。

事務(wù)彈性擴(kuò)展是第四階段。隨著數(shù)據(jù)量的增加和對(duì)實(shí)時(shí)性要求的提高，處理海量數(shù)據(jù)的能力也伴隨著增強(qiáng)。工作負(fù)載需要有彈性和擴(kuò)展性，即基于不斷變化的業(yè)務(wù)需求無(wú)縫地?cái)U(kuò)張和收縮的能力。這些下一代的工作對(duì)于當(dāng)前IT實(shí)際而言，在很大程度上依賴于對(duì)于應(yīng)用服務(wù)器的有效控制。

基于策略的優(yōu)化是第五階段?；诓呗缘膬?yōu)化有助于企業(yè)根據(jù)單個(gè)組件來(lái)定義它的工作負(fù)載，比如應(yīng)用程序服務(wù)器、數(shù)據(jù)庫(kù)和基礎(chǔ)設(shè)施，并定義治理、部署、擴(kuò)展和優(yōu)化這些服務(wù)。隨著新的工作負(fù)載使用模式的出現(xiàn)，企業(yè)可以重復(fù)調(diào)用這些模式，使IT基礎(chǔ)設(shè)施自動(dòng)化調(diào)整，以應(yīng)對(duì)不斷變化的工作負(fù)載需求。

實(shí)現(xiàn)“能感知應(yīng)用”的基礎(chǔ)設(shè)施，這是第六階段，也應(yīng)該是我們的終極目標(biāo)。在軟件定義環(huán)境的推進(jìn)過(guò)程中部署和建立服務(wù)等級(jí)和策略，所有的資源得以被自動(dòng)調(diào)整到最佳的交付狀態(tài)?；A(chǔ)設(shè)施基于服務(wù)水平目標(biāo)，實(shí)現(xiàn)零服務(wù)級(jí)別的影響，并且可以持續(xù)優(yōu)化工作負(fù)荷。根據(jù)實(shí)際的需求，實(shí)時(shí)分析預(yù)測(cè)最佳結(jié)果，可為工作指令匹配相應(yīng)的基礎(chǔ)設(shè)施資源，確保最高優(yōu)先級(jí)的工作也達(dá)到所需的服務(wù)水平。

未來(lái)即現(xiàn)在

軟件定義生態(tài)提供了一種“認(rèn)知世界應(yīng)用”的基礎(chǔ)構(gòu)架，通過(guò)整合應(yīng)用型專門人才可以滿足工作負(fù)載的獨(dú)特要求。不斷擴(kuò)張的互聯(lián)網(wǎng)和全球網(wǎng)絡(luò)增大了對(duì)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)空間、計(jì)算能力和復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的需求。更廣泛的互聯(lián)、更強(qiáng)的全球物流能力、越來(lái)越相互依存的經(jīng)濟(jì)體系，這三方面已經(jīng)引發(fā)了一場(chǎng)全球性的競(jìng)爭(zhēng)，一場(chǎng)全球企業(yè)爭(zhēng)奪有限市場(chǎng)中的潛在客戶的競(jìng)爭(zhēng)。

目前的IT部門正面臨越來(lái)越大的壓力。盡管面對(duì)的是捉襟見肘的預(yù)算撥款，安逸于過(guò)時(shí)的IT模式下工作的員工，也無(wú)時(shí)間或資源了解新事物，但I(xiàn)T部門仍需在應(yīng)用和解決方案上為一線業(yè)務(wù)提供強(qiáng)有力的支持。IT的改變?cè)诓粩噙M(jìn)行，現(xiàn)有技術(shù)完全能幫助它實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)變革的目標(biāo)。

“一帶一路”是實(shí)現(xiàn)歐亞經(jīng)濟(jì)共同繁榮的遠(yuǎn)見卓識(shí)。人們稱計(jì)算機(jī)是人腦的延長(zhǎng)，是外腦。云計(jì)算依托互聯(lián)網(wǎng)把成千上萬(wàn)個(gè)數(shù)據(jù)中心整合在一起，把異構(gòu)的環(huán)境通過(guò)軟件定義，讓人類實(shí)現(xiàn)物理空間與信息空間的融合，這種智慧的高度集成和融合，必將產(chǎn)生巨大的科技創(chuàng)新力量。