VMware的“IT基礎(chǔ)設(shè)施2.0”

丁海驁

2020年4月21日晚上，歐洲某地的一些天文愛好者在等待難得一見的天琴座流星雨。但是接下來發(fā)生的一切，讓他們目瞪口呆，甚至忘了許愿：他們等到的不是什么流星雨，而是數(shù)十顆星星列隊(duì)行軍般地劃過夜空，他們中有些人甚至覺得自己成了UFO的見證者。但實(shí)際上這些星星并不是什么天外來客，而是來自人造的、馬斯克太空服務(wù)公司SpaceX發(fā)射的星鏈——這是馬斯克又一項(xiàng)雄心勃勃的計(jì)劃：用大推力的獵鷹火箭，把42，000顆衛(wèi)星送到近地軌道，實(shí)現(xiàn)全球自主網(wǎng)絡(luò)。

這是在VMworld 2020 China 年度會議上，VMware大中華區(qū)高級技術(shù)總監(jiān)李剛在主題演講當(dāng)中描繪的一個頗有畫面感的場景，李剛演講的關(guān)鍵詞是“基礎(chǔ)設(shè)施2.0”：他試圖用SpaceX星鏈計(jì)劃來說明，對于很多行業(yè)來說，來自“基礎(chǔ)設(shè)施”的持續(xù)創(chuàng)新，總說能夠帶給頂層應(yīng)用意想不到的質(zhì)的飛躍：例如SpaceX的星鏈計(jì)劃，實(shí)際上就是通過對傳統(tǒng)的“航天基礎(chǔ)設(shè)施”——運(yùn)載火箭——進(jìn)行了一系列的創(chuàng)新和突破，才真正將太空運(yùn)輸、衛(wèi)星部署等應(yīng)用場景從科幻變成了現(xiàn)實(shí)。

“我們往往習(xí)慣于信息技術(shù)在應(yīng)用領(lǐng)域不斷創(chuàng)新去顛覆其他行業(yè)，但是作為IT領(lǐng)域里硬核技術(shù)最密集的基礎(chǔ)設(shè)施，我們又總是在用相對靜止的眼光去看待，甚至于當(dāng)數(shù)字基建這個詞出現(xiàn)的時候，有些人還真的把IT基礎(chǔ)設(shè)施當(dāng)成傳統(tǒng)的基建項(xiàng)目來看待。事實(shí)是：IT基礎(chǔ)設(shè)施2.0的時代已經(jīng)悄然的到來?！崩顒倧?qiáng)調(diào)，從航天領(lǐng)域到IT行業(yè)，各個領(lǐng)域都處在一個技術(shù)和應(yīng)用高速迭代的時代。此時對IT基礎(chǔ)設(shè)施本身進(jìn)階給予更多關(guān)注，在很大程度上，將會給未來帶來深刻的影響。

對于IT基礎(chǔ)設(shè)施新架構(gòu)的需求，很大程度來自于應(yīng)用端對于數(shù)據(jù)需求的空前旺盛，以及對速度和效率更極致的要求。

早在兩年前，谷歌工程師Cliff Young在一個芯片研討會提到：按照傳統(tǒng)意義上的摩爾定律，處理器的性能每隔兩年翻一倍；但是現(xiàn)在AI的使用，已經(jīng)達(dá)到了一個“指數(shù)增長階段”，執(zhí)行機(jī)器學(xué)習(xí)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)所需的浮點(diǎn)運(yùn)算量，每三個半月就翻一番。因此結(jié)論是：半導(dǎo)體發(fā)展的經(jīng)驗(yàn)法則摩爾定律已經(jīng)陷入停滯，傳統(tǒng)芯片已經(jīng)難以實(shí)現(xiàn)更高的性能和效率。

既然傳統(tǒng)的摩爾定律已經(jīng)“失效”，那么只有通過其他方式發(fā)掘IT基礎(chǔ)設(shè)施的“潛力”。

“希望在創(chuàng)新的架構(gòu)上?！崩顒傉J(rèn)為，對于“IT基礎(chǔ)設(shè)施2.0”的定義，應(yīng)該“把IT基礎(chǔ)設(shè)施看成是一個整體，看作是對算力節(jié)點(diǎn)的大規(guī)模分布式部署”。如果從這個角度去定義“IT基礎(chǔ)設(shè)施2.0”，那么實(shí)際上新一代的IT基礎(chǔ)設(shè)施，不僅需要向內(nèi)，實(shí)現(xiàn)對現(xiàn)有算力節(jié)點(diǎn)能力的發(fā)掘和優(yōu)化；而且需要向外，為用戶和應(yīng)用提供一個可擴(kuò)展、開放的便捷操作能力?！八鼞?yīng)該是一個高度自動化地提供高度分布式處理能力的、全新一代的基礎(chǔ)設(shè)施?！崩顒傉f。

“傳統(tǒng)架構(gòu)中，太多的算力并沒有直接去處理業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，而是用來做網(wǎng)絡(luò)或者存儲I/O的數(shù)據(jù)處理。當(dāng)一個物理網(wǎng)絡(luò)鏈路的帶寬達(dá)到200g每秒的時候，算力中被浪費(fèi)的部分是十分驚人的。所以我們需要進(jìn)一步層次化我們的算力架構(gòu)，來設(shè)計(jì)專門的子系統(tǒng)和芯片來進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)奶幚?。”對于發(fā)掘和優(yōu)化現(xiàn)有算力節(jié)點(diǎn)能力的問題，李剛列舉了包括MemVerge的大內(nèi)存技術(shù)、英偉達(dá)的DPU和Smart NIC（智能網(wǎng)卡），他強(qiáng)調(diào)，基于這些創(chuàng)新技術(shù)和產(chǎn)品的“IT基礎(chǔ)設(shè)施2.0”，最大的價值在于能夠真正釋放現(xiàn)有算力的價值，打破以往算力節(jié)點(diǎn)間的邊界。

事實(shí)上就在幾天前的VMworld 2020數(shù)字化全球大會上，VMware發(fā)布的Project Monterey項(xiàng)目，在很大程度上就是為了解決這樣的問題。

根據(jù)VMware發(fā)布的官方信息中，Project Monterey首先通過支持SmartNIC，VMware Cloud Foundation能夠在保持服務(wù)器CPU的計(jì)算虛擬化同時，將網(wǎng)絡(luò)和存儲I/O功能卸載至SmartNIC CPU，從而使應(yīng)用程序可以最大化地利用可用的網(wǎng)絡(luò)帶寬，減少服務(wù)器CPU周期，以獲得最佳應(yīng)用性能。

進(jìn)而，通過Monterey項(xiàng)目，VMware將重構(gòu)VMware Cloud Foundation，從而實(shí)現(xiàn)對服務(wù)器的解耦，包括擴(kuò)展對裸機(jī)服務(wù)器的支持。用VMware首席運(yùn)營官Sanjay Poonen在接受采訪時說的話，就是“通過SmartNIC，讓原來運(yùn)行在X86 CPU上的vSphere，拓展到擴(kuò)展至GPU和基于ARM的架構(gòu)”。從用戶的角度看，通過Project Monterey，VMware的VMware Cloud Foundation就可以通過SmartNIC延伸到企業(yè)所有的（包括X86虛擬機(jī)、ARM架構(gòu)裸機(jī)）基礎(chǔ)架構(gòu)當(dāng)中，那么企業(yè)的IT架構(gòu)無論構(gòu)成有多復(fù)雜，實(shí)際上本質(zhì)也是一個可以解耦的基礎(chǔ)架構(gòu)：算力得到真正的軟件化和解放，用戶可以跨基礎(chǔ)架構(gòu)消費(fèi)他們所需的其他物理服務(wù)器的FPGA等硬件加速器資源，還可以根據(jù)應(yīng)用需求基于策略或通過軟件API動態(tài)訪問物理資源。

算力節(jié)點(diǎn)被打通，效率被提高，那么如何才能更“簡捷”地將這種能力傳遞到最終的應(yīng)用呢？

“軟件定義使得對基礎(chǔ)設(shè)施的自動化交付和運(yùn)維成為可能，但是一直以來，業(yè)界都沒有出現(xiàn)過一個貫通全棧的、對不同的廠商開放的一個整體的IT基礎(chǔ)架構(gòu)，這一狀況直到Kubernetes項(xiàng)目誕生才發(fā)生了改變?！崩顒偡磸?fù)強(qiáng)調(diào)，Kubernetes對于“IT基礎(chǔ)架構(gòu)2.0”的價值：“Kubernetes介于應(yīng)用軟件和基礎(chǔ)設(shè)施之間，它同時支持應(yīng)用軟件現(xiàn)代化和基礎(chǔ)設(shè)施現(xiàn)代化，并且定義了應(yīng)用軟件和基礎(chǔ)設(shè)施、新的自動化的界面。Kubernetes自身的架構(gòu)設(shè)計(jì)，使它有能力成為平臺的平臺：Kubernetes把基礎(chǔ)設(shè)施的一切都視為是服務(wù)，并且用一種優(yōu)雅和簡潔的方式來支持這些服務(wù)的編排，來實(shí)現(xiàn)一個更復(fù)雜的服務(wù)?！痹诶顒偪磥?，Kubernetes未來將成為“真正意義上的IT基礎(chǔ)設(shè)施的operating system（操作系統(tǒng)）”。

VMware對于Kubernetes的產(chǎn)品化，從2019年8月用戶大會上推出Tanzu開始——當(dāng)時，Tanzu的功能被定義為面向企業(yè)應(yīng)用的開發(fā)者和運(yùn)維者，簡化其在Kubernetes上構(gòu)建、運(yùn)行及管理軟件的模式。具體來說，就是通過利用新增的Pivotal開發(fā)者平臺、工具及服務(wù)構(gòu)建其應(yīng)用程序，將vSphere轉(zhuǎn)換為Kubernetes原生平臺的Project Pacific運(yùn)行應(yīng)用程序，同時借助VMware Tanzu Mission Control，從單一控制點(diǎn)對不斷增長的Kubernetes覆蓋區(qū)域?qū)嵤┛绛h(huán)境管理。

而就在幾天前，VMware對Tanzu進(jìn)行了一次關(guān)鍵性的升級：VMware將Kubernetes嵌入到VMware vSphere控制平面中，推出了vSphere with Tanzu。也就是說，現(xiàn)在用戶如果選擇應(yīng)用vSphere，就可以用到原生的Kubernetes的功能。

也就是說，到目前為止，在“IT基礎(chǔ)架構(gòu)2.0”的框架下，向內(nèi)，VMware通過Project Monterey，將包括MemVerge的大內(nèi)存技術(shù)、英偉達(dá)的DPU和Smart NIC（智能網(wǎng)卡）等在內(nèi)的技術(shù)與vSphere進(jìn)行更深入的融合，從而在架構(gòu)上，打破算力節(jié)點(diǎn)之間的物理和功能邊界，進(jìn)而優(yōu)化和提高算力能力；向外，通過將Kubernetes嵌入到VMware vSphere，從而實(shí)現(xiàn)從算力到應(yīng)用的能力傳遞。

“VMware的核心產(chǎn)品是什么？vSphere。2019年VMware發(fā)布的Project Pacific和今年發(fā)布的Project Monterey，實(shí)際上都是對vSphere的擴(kuò)展。”VMware大中華區(qū)高級產(chǎn)品經(jīng)理傅純一此前接受采訪時說：“Project Pacific的價值在于讓vSphere原生具有Kubernetes；Project Monterey則是讓vSphere從原來只能運(yùn)行在X86的CPU上拓展為可以運(yùn)行在ARM的芯片上?！倍S著vSphere的擴(kuò)展，一個面向未來的“IT基礎(chǔ)架構(gòu)2.0”模型正在呼之欲出?！?/p>