梅宏:云计算的这十年

作者: 朱华樑

责任编辑: 阚智

来源: ISMB

时间: 2016-05-18 12:41

关键字: 云计算 梅宏

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浮云一别后,流水七年间,经过七年探索与实践,中国云计算大会迎来了第八个年头。5月18日,主题为“技术融合 应用创新”的第八届中国云计算大会在京召开。

云计算十年回顾

众所周知,云计算已成为互联网创新主要的基础设施。计算理论和技术方法随着网络化、泛载网络智能化,形成新模式和新思维方式。面向未来,在整个信息社会推动之下的融合也需要云计算提供基本的技术和基础设施的支撑。

概念探索

回顾过去,2006年可定义为云计算的元年,亚马逊利用虚拟化技术开创了硬件及服务的商业模式,计算资源可以像水电一样提供给公众使用,标志着公众能够感知到的云计算时代大体上由这一时间开始。

技术落地

从2007年到2010年,这一阶段的云计算硬件及服务商业模式得到广泛认可,硬件资源虚拟化及其管理技术得以繁荣发展。同时云基础设施开始采用开源,而开源是云计算基础设施的重要选择。

从2010年到2015年,Open Stark开始成为云服务和管理重要的技术手段。对涵盖计算存储网络全硬件资源进行软件定义已成为基本共识,云资源管理全面走向软件定义,对规模化的资源进行高效的管理,这是软件定义技术基于虚拟化和管理编程综合的体现,涉及到软件定义计算、软件定义网络、软件定义存储。

应用繁荣

2015年开始进入云计算应用的繁荣阶段,如何应对复杂多样的应用需求成为云计算重要的关注点,这也是API经济的起点。从2015年开始,人们开始考虑如何在云里面处理大数据了。据统计,存储和处理云开始使用云平台是3%,仅使用云平台进行数据处理达到14%,基于云大数据投入增长速度是基于企业自建的三倍,大数据成为云计算的重要应用。

通过上图可以看出,在中国发布一系列推动云计算及其相关领域相关行业发展一系列政策的支持下,各项云活动、云计划包括科技部对公有云的项目启动以及各地政府的各种云计算项目计划正在全面展开。同时,大量企业关于云计算的成功实践也在大力推动中国云计算的发展。

发展趋势与展望


梅宏

对未来云计算发展的趋势以及展望,时任上海交通大学副校长、中国科学院院士、中国电子学会副理事长、中国大数据专家委员会副主任委员、中国电子学会云计算专家委员会副主任委员的梅宏用一句话概括:“三化一提升”。所谓三化是应用领域化、资源泛载化、系统平台化,提升即服务质量的提升。

随着联网设备的逐渐增多,进入到人机物融合的万物互联时代后,如何有效管理各种网络资源以应对多样化的应用需求,这是应用支撑和资源之间存在的沟通,也是技术需要解决的问题。

应用领域化


应用领域化是指面向各个领域多种应用需求的云的不断出现,如电力云、医疗云、交通云等。而能否针对不同应用提供面向领域的按需开发,面向特定的领域需求提供支持云涌开发运行API及其他一体化的解决方案以支撑更多的应用,这是云计算未来发展在应用繁荣下面临的重要挑战。

目前,云感知的软件服务已成为一种新形态。软件服务的提出由来已久,早期的应用是紧耦合一体化的;传统SOA出现在松耦合分布式应用,Saas存在网络上,很多应用无法依靠这样的Open Stark进行搭建;近来,云感知的服务应用开始呈现出发展的势头,现在运行在云中,基于云所提供的服务或者微服务进行构建,感知云环境各种资源的变化,充分利用提供的各种API。

资源泛载化


当步入人机物融合的世界后,新型的计算机构从桌面计算走向云计算,到现在云和端融合形成新的架构。一方面客户端和服务端的软件资源、硬件资源、能耗资源可以在两端合理分布,数据两端分布成熟以及实现两端独特资源的共享。云端已不仅是现在移动互联网支撑的智能手机端,甚至包含物联网所承担的各种联网设备。

在这样的态势下,云计算的未来面临着一定的挑战:在泛载化环境下新硬件的加入后如何对其进行有效的虚拟化管理?如云平台领域中NDM、RDMA等新型介质的加入,以云的方式呈现专用体系机构,支持数据挖据、机器学习等,能否进行虚拟化对其原有资源形成统一无缝管理。在终端方面,资源功能受限与庞大的采集数据类型如何在云平台形成统一管理模式,这也是云端面临的挑战。

在泛载化云资源下云呈现多尺度的发展:公有云、私有云、混合云,混合云成为新模式;利用大量已有资源形成的微小云;基于实体云的虚拟云、联盟云;云际应用是对跨云计算需求的挑战,怎么通过云资源通过云计算管理联合起来,也是泛载一个重要内容:从单云到多云,云服务实体之间开放协作,多方云资源的深度融合,方便用户与开发者定制云服务和创造云价值。

系统平台化


如今,云操作系统的概念逐渐火热。云操作系统虽然用得比较多,但还没达到人们所期望的操作系统形态和态势。操作系统是什么?向下管理资源,向上提供服务。单机操作系统基本构成是管理资源、管理作业;云管理系统主要管理云资源,上面支撑各种操作系统运行。未来的云操作系统除了管理云资源之外,还要管理云上面的各种作业,把操作系统的理念在整个云环境中间进行一次复制,这是系统平台化所走过的路不断凝练和沉淀的共性。当硬件系统只在物理资源上直接运行时,操作系统衍生了软件定义的计算机,应用系统运行在操作系统之上,到了网络时代开始运行在中间件和相应的应用框架之上。

何为云管理系统的共性理念?即其具有云操作系统、单机操作系统,各种应用容器、中间件支撑各类云服务,实现真正意义上的云操作系统,向下管理所有云端、终端所有资源实现无限的管理,向上对多样性的资源应用按照需求提供相关的API服务。

云操作系统当下面临着在复杂多样的应用需求下传统应用如何实现无缝云化;如何支持基于互联网多终端一体交互方式;云内海量异构资源如何有效管理的挑战。而如何更进一步在复杂多样的应用需求下实现原生云应用运行机理与构造方法;新型程序设计模型及语言运作业如何统一调度模型与机制;跨多云的云际资源的按需整合服务自主协同的计算模式,这是在云操作系统里未来将面临的一系列技术挑战。

现有软件和编程语言可能在未来的调试运行环境、编程方式、求解方法、新语言支撑都需要整个技术体系一系列的革新。所以说在整个新的资源定制里面,软件定义是一个重要的途径,透过软件定义的方式完成深度定制、管理各种资源。

服务质量的提升


所谓服务质量的提升,即更高、更快、更强壮。

高意味着支持高吞吐,聚合大规模资源提供海量处理能力实现高吞吐并发访问。而在高吞吐前提之下既要实现高吞吐又要能够快响应,快响应就是提供高吞吐的同时能够盘活降低请求的响应机制、降低所有请求的机制,形成一种新的提升用户的体验,提升服务质量。

更强壮体现在可靠可用,云计算和规模复杂度的快速增长,要求更为全面的质量保证,数据中心规模不断增长大规模部署成为事实,高吞吐的云计算环境带来故障的增加以及损失的增大,虚拟化建成弹性资源池快速增长也增加了管理的复杂度。而采用非意识的存储机进行数据计算,提供内存里面数据处理;分布式UPS保证电源供给;实现数据并行、图并行的计算系统;虚拟机、容器的状态同步与动态迁移等技术方案则保障了高可靠高可用云计算系统的实现。

云计算方面的实践

网构软件是16年以前中国学者提出的新型软件模式,在混合云管理数据,在数据库操作平台,在轻量级数据处理方面一些工作。通过开发一个Iass软件定义的管理系统,可管理所有类型的虚拟机,在运行体制框架下实现虚拟机管理。

关于如何解决数据孤岛阻碍大数据库操作的问题,梅宏介绍表示,“我们需要建立基于结构恢复的共享机制、实现数据互操作,把所有系统在线恢复它的体系结构实现互操作,我们把API抓出来形成新的运行逻辑来管理工作。”

另外,轻量级管理平台Docklet可支持小型数据中心,支持多用户多框架的资源共享。提供数据计算、虚拟环境服务相关轻量级的云服务。

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