【編者按】

日前，“第五屆中國(guó)云計(jì)算應(yīng)用論壇”在北京大學(xué)成功舉辦，北大軟件所副所長(zhǎng)黃罡先生基于技術(shù)的創(chuàng)新的角度，帶來了名為《云端融合：云計(jì)算3.0及其自主創(chuàng)新與實(shí)踐》的主題分享。 整個(gè)報(bào)告有兩個(gè)關(guān)鍵詞，一是云端融合，一是自主創(chuàng)新與實(shí)踐。

北大軟件所副所長(zhǎng) 黃罡

云計(jì)算——新一代IT的引擎

首先，云計(jì)算是新一代IT的引擎?；ヂ?lián)網(wǎng)以及移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)和物聯(lián)網(wǎng)之上，核心一定是云計(jì)算，云計(jì)算上再長(zhǎng)出移動(dòng)計(jì)算、泛在計(jì)算、大數(shù)據(jù)，去支撐新一代信息產(chǎn)業(yè)，還有現(xiàn)代服務(wù)業(yè)、現(xiàn)代制造業(yè)。在這里，今天早上寧主任講的云計(jì)算，是電廠、電線和電器模式，這是我非常認(rèn)同的。云計(jì)算已經(jīng)有了美國(guó)NIST給出的定義，從學(xué)術(shù)的角度看，我們認(rèn)為云計(jì)算就是經(jīng)典的網(wǎng)絡(luò)計(jì)算。計(jì)算機(jī)出來以后，從單機(jī)時(shí)代到了網(wǎng)絡(luò)時(shí)代，把應(yīng)用的數(shù)據(jù)和代碼分布到聯(lián)網(wǎng)的計(jì)算機(jī)上，協(xié)同去完成各種計(jì)算任務(wù)。

貝爾定律是1972年提出來的，計(jì)算設(shè)備每十年換一代，為什么換一代呢？是使用模式、成本顯著的下降，這一代比上一代在用戶數(shù)量翻十倍。經(jīng)過統(tǒng)計(jì)，確實(shí)過去這么多年，大型機(jī)、服務(wù)器到PC、互聯(lián)網(wǎng)終端，到移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)終端、可穿戴設(shè)備，基本上是遵循這個(gè)規(guī)律的。遵循這個(gè)規(guī)律的前提下，再來看網(wǎng)絡(luò)計(jì)算是什么，就是把這些計(jì)算設(shè)備通過網(wǎng)絡(luò)連起來，讓它無處不在，同時(shí)還希望它跟后臺(tái)的計(jì)算機(jī)連起來，就是泛在化。另外一個(gè)概念，集中化，從集群到網(wǎng)格，到云，強(qiáng)調(diào)的是計(jì)算能力追求更快更強(qiáng)，泛在化追求的是更多更好用。

今天來看，云計(jì)算是很了不起的，2006年底谷歌提出了云計(jì)算這個(gè)詞，現(xiàn)在我們回過頭來看，確實(shí)那個(gè)時(shí)候大家是人云亦云，眾說紛紜，是概念探索期。因?yàn)樵朴?jì)算和網(wǎng)格、和今天看到的天河計(jì)算機(jī)這種超級(jí)計(jì)算機(jī)都是不同的，網(wǎng)絡(luò)計(jì)算集中化的理念發(fā)生了轉(zhuǎn)變，從更強(qiáng)到更易，這本身是一個(gè)觀念上巨大的轉(zhuǎn)變，這是所謂的1.0時(shí)期。

我們簡(jiǎn)單看一看，包括亞馬遜，這個(gè)時(shí)候主要的模式是以公有云模式為主，著力提供面向公眾的基礎(chǔ)設(shè)施服務(wù)，主要用戶是具有計(jì)算機(jī)知識(shí)的專業(yè)人員，以自助方式使用計(jì)算和存儲(chǔ)資源。

云計(jì)算發(fā)展的根源在于信息技術(shù)變革，學(xué)術(shù)界追求了這么多年的更快更強(qiáng)，從一九四幾年開始，計(jì)算機(jī)所有的經(jīng)典理論、模型、原理，包括摩爾定律，都是所謂的技術(shù)驅(qū)動(dòng)的漸進(jìn)式改進(jìn)，將遇到重大障礙。摩爾定律在現(xiàn)有CMOS技術(shù)和工藝下僅能維持到2020年，2020年實(shí)現(xiàn)E級(jí)計(jì)算，由于功耗問題也實(shí)現(xiàn)不了，2020年40ZB的數(shù)據(jù)難以使用現(xiàn)有技術(shù)及時(shí)有效處理，復(fù)雜性控制、可信性、語義等問題，如果信息技術(shù)不進(jìn)行根本性的變革，沒法玩了。

發(fā)現(xiàn)這個(gè)問題以后，學(xué)術(shù)界做了兩個(gè)努力：第一個(gè)，質(zhì)變，改進(jìn)或替換圖靈機(jī)、布爾電路，二進(jìn)制等等，這些確實(shí)給我們帶來期望，但是目前的共識(shí)是，量子通信推到了2030年，量子計(jì)算機(jī)推到了2040年，至于分子計(jì)算可能得到2050年，這是科學(xué)上的問題，本身就不具備確定性，這條路目前來看，有希望，孕育著變革，但是至少在2040年以前，估計(jì)普通老百姓看不到，都是在實(shí)驗(yàn)室里面。

另外一條思路，量變引發(fā)質(zhì)變。互聯(lián)網(wǎng)聚合現(xiàn)有IT資源，形成一臺(tái)全球泛在的巨型計(jì)算機(jī)，最終突破現(xiàn)代計(jì)算機(jī)數(shù)學(xué)與物理基礎(chǔ)的限制，具體包括網(wǎng)絡(luò)資源的聚合，計(jì)算資源的聚合，數(shù)據(jù)資源的聚合，用戶資源的聚合，回過頭來看過去十幾年，基本上是按照這個(gè)思路，我們現(xiàn)在說泛互聯(lián)網(wǎng)就是網(wǎng)絡(luò)資源的聚合，云計(jì)算是計(jì)算資源的聚合，大數(shù)據(jù)是數(shù)據(jù)資源的聚合，社會(huì)網(wǎng)絡(luò)是用戶資源的聚合，未來還會(huì)有各種的聚合。我們看出來云計(jì)算本身是有它自己的科學(xué)或者技術(shù)發(fā)展規(guī)律的。

回過頭來順便講一下，2006年到2010年是概念探索期，也可以認(rèn)為是概念炒作期。2010年的時(shí)候，云計(jì)算幾乎成為互聯(lián)網(wǎng)計(jì)算的代名詞，已經(jīng)看不到其他的詞了，在2009年的時(shí)候，還有服務(wù)計(jì)算，2006年還有網(wǎng)格計(jì)算，但是這些后來都沒有了，因?yàn)榫W(wǎng)格計(jì)算和服務(wù)計(jì)算實(shí)際上都已從Hype Cycle中消失，因?yàn)榫W(wǎng)格計(jì)算服務(wù)模式差。

過了概念探索期以后，經(jīng)過頭五年的概念探索，進(jìn)入了技術(shù)驗(yàn)證期，概念想明白了，確實(shí)要上云計(jì)算，怎么做呢？這個(gè)時(shí)候就出現(xiàn)了技術(shù)上的轉(zhuǎn)變，網(wǎng)絡(luò)計(jì)算集中化的技術(shù)發(fā)生轉(zhuǎn)變，從管理到服務(wù)。服務(wù)一出來以后，對(duì)于資源管理的要求和技術(shù)挑戰(zhàn)就完全不同了。在這個(gè)時(shí)期，各家，包括今天聽到的很多企業(yè)，都在從自己的角度想這個(gè)技術(shù)應(yīng)該怎么做。我們也看到，這是2011年美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)研究所發(fā)布的云計(jì)算定義。

這個(gè)時(shí)候的技術(shù)重點(diǎn)已經(jīng)不是虛擬化了，而是怎么把大規(guī)模的虛擬資源管起來。這時(shí)候的應(yīng)用方式和用戶跟前兩年不一樣了，一般的老百姓都可以開始使用像云存儲(chǔ)、云主機(jī)等云服務(wù)。這個(gè)時(shí)候得出來的共識(shí)是，云計(jì)算的兩大核心技術(shù)就是服務(wù)和管理。首先，與以往網(wǎng)絡(luò)計(jì)算集中化以硬件資源管理為核心不同，軟硬件資源虛擬化降低用戶成本與使用門檻，硬件資源虛擬化屏蔽硬件管理復(fù)雜性與異構(gòu)性，管理功能可編程滿足上層服務(wù)的個(gè)性化管理需求。應(yīng)用部署容器化實(shí)現(xiàn)應(yīng)用跨云平臺(tái)的移植性。這里面有一個(gè)很有趣的東西，我們發(fā)現(xiàn)，經(jīng)過十年以后，云計(jì)算概念探索期炒作的一些所謂云計(jì)算核心技術(shù)沒有了，如multi-tenancy，今天這個(gè)已經(jīng)沒有用了，為什么？因?yàn)榻裉焖性品?wù)基本上都改成了Saas模式，所有沒改的都是不需要的，所以今天這個(gè)概念已經(jīng)沒有人再談了。

云計(jì)算3.0時(shí)代——集中化和泛在化開始合二為一

下一個(gè)十年干什么呢？我們這里有一個(gè)很形象的比喻，1.0時(shí)代類似于春秋，就是各種想法百家爭(zhēng)鳴的時(shí)代。2.0時(shí)代，理念想清楚了，就是看誰強(qiáng)了，相當(dāng)于戰(zhàn)國(guó)爭(zhēng)霸。接下來是什么，很自然的，大秦統(tǒng)一天下，確實(shí)也是這樣。

首先，云計(jì)算的計(jì)算模式，應(yīng)用模式已經(jīng)得到了共識(shí)，這是1.0時(shí)代解決的問題。第二，核心技術(shù)，2.0時(shí)代就是服務(wù)加管理，到今天上午大家討論的時(shí)候，大家考慮怎么在應(yīng)用繁榮期讓云計(jì)算變得更好。大家可以看一下，云計(jì)算1.0和2.0是在服務(wù)器那一端進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)計(jì)算集中化，接下來是集中化和泛在化要開始合二為一。

接下來花一些時(shí)間跟大家分享，為什么云和終端的融合開啟了云計(jì)算3.0。這個(gè)我們叫Phone起云涌，2006年亞馬遜發(fā)布了AWS，2007年1月，蘋果發(fā)布了iPhone，2007年11月，谷歌發(fā)布了安卓，這個(gè)時(shí)間上，非常有趣。更有趣的是，去年的時(shí)候，他們兩個(gè)同時(shí)都達(dá)到了上千億的市場(chǎng)。

包括今天大家看到很多移動(dòng)APP，一定是移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)加云計(jì)算，但是這中間，風(fēng)起云涌挑戰(zhàn)企業(yè)傳統(tǒng)信息化。去年有一個(gè)中國(guó)企業(yè)級(jí)移動(dòng)應(yīng)用行業(yè)白皮書，說2014年中國(guó)企業(yè)級(jí)移動(dòng)需求量20萬個(gè)，行業(yè)規(guī)模近300億元，實(shí)際完成不到2000個(gè)App。

我們接下來看幾個(gè)數(shù)據(jù)，非常有意思。第一，大家普遍認(rèn)為移動(dòng)化是很簡(jiǎn)單的事情，92%預(yù)算低于50萬，實(shí)際上這對(duì)于一個(gè)企業(yè)應(yīng)用來說，是非常簡(jiǎn)單的。同時(shí)我們看到，在這些項(xiàng)目里面，47%的項(xiàng)目開發(fā)周期超過了6個(gè)，實(shí)際上對(duì)于企業(yè)應(yīng)用來講，是比較大的工程。最后，他們還有一個(gè)具體的調(diào)研，很多傳統(tǒng)企業(yè)都希望能夠在1個(gè)月甚至更短的時(shí)間內(nèi)完成項(xiàng)目，實(shí)際上3個(gè)月以上才能打造出一款基本的東西。我們發(fā)現(xiàn)這中間很大的沖突。

具體看，這是招商銀行剛剛發(fā)布的，他號(hào)稱自己這個(gè)花了2706人天，作為招商銀行的移動(dòng)版。這個(gè)我相信大家看著就更熟悉了，這是某個(gè)市政府的辦公信息移動(dòng)化系統(tǒng)，就中級(jí)開發(fā)者，4人120天，僅支持安卓。

為什么會(huì)這樣？大家都在說移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)很簡(jiǎn)單，APP這么小的玩意兒，為什么花這么多時(shí)間在做？還有一個(gè)數(shù)據(jù)，企業(yè)級(jí)移動(dòng)應(yīng)用目前來說，大部分是在原有的信息系統(tǒng)上長(zhǎng)出一個(gè)移動(dòng)端來，完全建立一套純移動(dòng)的信息系統(tǒng)只有23%。

網(wǎng)絡(luò)負(fù)載——目前云計(jì)算最大的瓶頸

經(jīng)典的企業(yè)信息系統(tǒng)基本上就是用三層結(jié)構(gòu)，數(shù)據(jù)、業(yè)務(wù)、表現(xiàn)，我們只需要把表現(xiàn)層稍微改一下就行了，這就是做前端，但是實(shí)際上從技術(shù)的角度，不是這么回事，為什么？因?yàn)槲覀冇昧舜罅康目蚣埽@些框架讓我們編程變得很簡(jiǎn)單，但是這個(gè)程序基本上是代碼生成，導(dǎo)致本來很清晰的三層結(jié)構(gòu)全部混淆在一起，這個(gè)時(shí)候必須要重寫表現(xiàn)層和業(yè)務(wù)層，數(shù)據(jù)那一層是可以復(fù)用的。

這就導(dǎo)致什么問題呢？第一，必須100%理解原來的系統(tǒng)，而不僅僅是表現(xiàn)層，大家想一想，很多源碼缺失，原有團(tuán)隊(duì)缺位，很多個(gè)性化定制的系統(tǒng)原有的公司都倒閉了。

第二個(gè)痛點(diǎn)，必須100%重寫代碼，而不僅僅是表現(xiàn)層。修改現(xiàn)有系統(tǒng)代碼，重寫一套全新代碼。

第三個(gè)痛點(diǎn)，必須100%評(píng)估風(fēng)險(xiǎn)，而不僅僅是無縫升級(jí)。架構(gòu)、流程、性能、穩(wěn)定、安全、人員、時(shí)間、成本等等方面的風(fēng)險(xiǎn)。

當(dāng)然還有更多的痛點(diǎn)，我就不再仔細(xì)的講了，包括我們做出移動(dòng)APP以后，在你的手機(jī)是不一樣的，盡管現(xiàn)在四核、八核很多，大部分還是中低端的手機(jī)。另外一方面，云計(jì)算現(xiàn)在最大的瓶頸就是網(wǎng)絡(luò)負(fù)載，在我國(guó)更是費(fèi)用太高。

 云端融合生態(tài)系統(tǒng)，面向領(lǐng)域的應(yīng)用與服務(wù)按需開發(fā)、部署、運(yùn)維。

我們所有的東西都丟到云里去，想用什么就在云上下，這個(gè)時(shí)候你的網(wǎng)絡(luò)也受不了，這個(gè)時(shí)候應(yīng)該根據(jù)你的業(yè)務(wù)需求，根據(jù)你的計(jì)算需求，根據(jù)網(wǎng)絡(luò)流量，到底哪部分的數(shù)據(jù)和計(jì)算放在手機(jī)上，還是放在云。有些數(shù)據(jù)我希望永遠(yuǎn)鎖在手機(jī)上，有些企業(yè)的敏感數(shù)據(jù)，永遠(yuǎn)鎖在云里面，還包括要把各種各樣的智能終端的傳感全部合在里面。這個(gè)也是一個(gè)非常關(guān)鍵的，我們今天做一個(gè)移動(dòng)APP，除了把原來的系統(tǒng)變成移動(dòng)化，更關(guān)鍵的是我希望能夠用手機(jī)上其他的資源，我還希望把12306、順豐、淘寶的應(yīng)用集成。

這是偏學(xué)術(shù)的，從學(xué)術(shù)的角度看，這是經(jīng)典的應(yīng)用，還是三層結(jié)構(gòu)，只不過是MVC結(jié)構(gòu)來表示。在今天的移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)和云計(jì)算框架下，軟件根據(jù)設(shè)備特性、用戶偏好、使用場(chǎng)景、資源現(xiàn)狀等情況，按需使用和調(diào)整終端和云端的計(jì)算、存儲(chǔ)、網(wǎng)絡(luò)、電力等資源，本質(zhì)上云計(jì)算管理與服務(wù)從云向端自然延伸，即云端融合。

Gartner發(fā)布的2014年、2015年十大戰(zhàn)略性技術(shù)趨勢(shì)里都提出了云端/客戶端的架構(gòu)。

斯坦福大學(xué)的 McKeown等十余位教授聯(lián)合承擔(dān)的美國(guó)自然基金首批重大項(xiàng)目POMI，針對(duì)云和端的網(wǎng)絡(luò)通訊和資源共享，提出OpenFlow解決網(wǎng)絡(luò)資源的可編程管理。另外北大也參加了歐盟的項(xiàng)目，主要是解決這些應(yīng)用怎么能夠自動(dòng)的交互，并且根據(jù)運(yùn)行環(huán)境的變化而變化。

云端融合生態(tài)系統(tǒng)，面向領(lǐng)域的應(yīng)用與服務(wù)按需開發(fā)、部署、運(yùn)維。

這是簡(jiǎn)單的對(duì)于云計(jì)算發(fā)展三階段趨勢(shì)的總結(jié)。

本文整理自CIO時(shí)代網(wǎng)：http://www.ciotimes.com/cloud/czjgd/98045.html