中国云计算十年发展之路

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访客:12257  发表于:2016-06-08 06:32:46

转眼之间,云计算在中国国内已走过了十年发展出之路。来自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梅宏近日做了主题为“云计算:这十年”的精彩演讲。

云计算这十年

梅宏在演讲中表示:“如果我们回头来看,基本上2006年是我们云计算的一个元年,亚马逊利用虚拟化这种经典的系统软件的技术,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,标志我们公众能够感知到的云计算时代大体上由这个时间开始。回顾过去十年我想分成两个阶段一个2007年到2010年,这个阶段云计算硬件及服务商业模式得到广泛认可。2001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成为基本共识。”

以下是梅宏演讲实录:(以下内容根据现场速记整理,未经发言嘉宾确认,仅供参考,谢绝转载。)

梅宏:尊敬的吴部长、怀部长、各位专家、同行,非常高兴能有这样一个机会来和所有的同行交流一下我对云计算的一些认识,看看过去,看看未来是怎么样一个走向?我的题目可能用这八年更好,第八届云计算大会,我想这个“八”一个方面蕴含了过去八年在工信部领导下,在电子协会的推动之下我们会所走过的艰辛而富有成效的历程,回首看去这个会留下非常踏实很深刻的脚印。“八”也在中国里面很吉祥的数字,今天还是5.18是非常好的日子,这十年当时从源头来看,从我们最早的起点来看,所以说我今天的汇报分成三个部分,第一个是十年回顾,第二个谈谈自己对云计算发展趋势的一些展望和一些认识。第三方面结合我过去这十年的工作介绍我们的一些实践。

我想这是一个基本的结论,大家有所认识,云计算已经成为我们互联网创新的一个主要的基础设施。我们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。面向未来我们基于物三元社会在整个信息社会推动之下的融合也需要我们云计算提供基本的技术和基础设施的支撑。如果我们回头来看,基本上2006年是我们云计算的一个元年,亚马逊利用虚拟化这种经典的系统软件的技术,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,标志我们公众能够感知到的云计算时代大体上由这个时间开始。回顾过去十年我想分成两个阶段一个2007年到2010年,这个阶段云计算硬件及服务商业模式得到广泛认可。硬件资源虚拟化以及它管理技术带来繁荣发展,同时这个期间云基础设施开始采用开源,开源是云计算基础设施的重要选择。2001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成为基本共识。云资源管理全面走向软件定义,我们可以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,我们涉及到软件定义计算,软件定义网络,软件定义的存储。

2015年开始呈现云计算应用繁荣景象,我在两年前讲过2015年我们进入云的第三个阶段应用繁荣,如何应对复杂多样的应用需求成为云计算重要的关注点,这时候是我们API经济的起点。2015年云里面开始考虑大数据处理,按照我们相关统计,存储和处理云开始使用云平台是3%,仅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基于企业自建的三倍,大数据成为云计算重要应用。

我有一张片子把我们部分重要的活动把它圈到一起,上面一层涉及到我们各种的政策,大家可以看到在中华人民共和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的政策。第二层是我们政府支持下所发起的各种各样的云的活动,云的行动计划包括科技部对公有云项目启动,以及各个地方政府的各种各样的云计算项目计划。第三我们大量企业在云计算进行非常有效成功的实践,大力推动中国云计算的发展。

所以说我们回顾过去云涌十年的情况做一个小结我想分成三个阶段。第一个阶段称之为概念探索期,这时候我们还在争论,云到底是什么这样一个阶段。而这个阶段主要的是一些专业实践。到技术落地第二个阶段,技术落地基本上形成共识开始呈现对云计算的大众化,现在我们进入新时代应用繁荣期,各个领域各个行业都会大量基于云计算搭建它的服务。这是我们简单盘点过去十年所走过的路。对未来云计算发展趋势以及展望,我想用这样一句话概括,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,而提升我们叫服务质量的提升。大家可以看到我们一个方面随着联网设备越来越多,进入人机物融合、万物互联的时代,另外一方面我们怎么样把各种网络资源有效的管理起来从而对各种各样的应用需求,这是我们应用支撑和资源之间存在的沟通,这是我们技术需要解决的问题。应用领域化是指不同面向各个领域各种应用需求的云不断的出现。比如说我们支持电力的云,我们医疗的云,我们交通的云在这方面产生了很多各种各样的云。在领域化基本里面能不能对这种各种的应用,我们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的API解决方案及其他一体化的解决方案,支撑更多的应用,这是我们云未来发展在应用繁荣面临非常重要的挑战。

而在这里面我们说云感知的软件服务正在成为一种新形态,我们可以看到软件服务提出已经很久了,在软件服务的早期,以前系统是紧偶合一体化的,SOA出现出现双偶合分布式应用,这样Saas存在网络上,很多应用不能靠这样的open Stark搭建的。云感知的服务应用开始呈现一个发展的势头,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。

第二个资源泛载化,我们走向人机物融合的世界,新型的计算机构,从桌面计算到我们后面走向云计算,到现在云和端融合形成新的架构,一方面客户端软件资源、硬件资源、能耗资源,和服务端软件资源、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,以及两端独特资源的共享,这样云端不仅是我们现在移动互联网支撑智能手机端,甚至包含物联网所承担的各种各样的联网设备,这样态势之下我们可以看到未来面临一定的挑战,一个在泛载化环境下新硬件的设计它虚拟化这样的管理。比如说云计算平台可能面临一些新的硬件加入,比如说NDM、RDMA新型介质加入我们呈现专用体系机构以云的方式呈现,支持数据挖据、机器学习的,我们看到有很多分布式的存储,深度学习的电脑,这些能不能在云里面提供服务,如果在云里面进行服务我们面临怎么对他们虚拟化,怎么对他们原有资源形成统一无缝管理。另外终端方面,资源功能受限、采集数据类型非常丰富,我们看到现在传感器部署的数量非常巨大,人数数不过来,存在万物互联的阶段,我们摄象头、GPS定位,我们测血压、海拔、光线中间陀螺仪等等,这些端上的件能不能在云平台形成统一管理模式,这是云端面临的挑战。

在泛载化云资源下云呈现多尺度,公有云、私有云、混合云,混合云成为新模式,我们大量利用已有资源形成的微小云、基于实体的联动云,跨云计算,云集应用对我们形成挑战,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,云之间开放协作,多方云的深度合作,方便定制云服务和云价值,云际、云游。

第三个系统平台化,正在走向云操作系统的概念,云操作系统用得比较多,现在云操作系统还没有到达我们所期望的操作系统的形态和态势。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,管理资源、管理作业、我们现在云管理系统主要管理云的资源,上面支撑各种操作系统运行,我们理解未来云操作系统除了管理云资源之外,还要管理云上面各种各样的作业,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的凝练和沉淀它的共性,我们看到当过去硬件系统只是在物理资源上直接运行的时候,操作系统出现使得我们出现软件定义的计算机,我们应用系统实际上运行在操作系统之上,到了网络时代我们开始运行在中间件和相应的应用框架之上。在云管理系统共性理念是什么?我们理解它有云操作系统、单机操作系统,各种各样应用容器、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,向上对我们多样性各种各样的资源应用,按照需求提供相关的API服务。

云操作系统可能面临这么一系列的挑战,一个是复杂多样的应用需求、传统应用可能怎么实现无缝的云化,支持基于互联网多终端的交互,云内海量资源的管理。更进一步向上更好支撑应用,我们复杂多样的应用需求,新型模型及语言以及相关的编程语言,云作业的统一调度和管理机制,跨云的,云际资源的按需整合,服务自主协同的相关模式,我们在云操作系统里面面临一系列的技术挑战。

新型的编程语言,现有软件和编程语言可能在未来的调试运行环境,编程的方式,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,是要透过软件定义的方式完成我们深度定制,管理各种各样的资源,我们基于软件定制方式实现分布式资源高效融合,把定制软件和极端情况下硬件特性虚拟化,集约化资源便捷共享,定制化系统软件站、移动特性它自己虚拟化,从支持微型虚拟机、小型虚拟机,支撑满足更大需要巨型虚拟机,这是我讲的三个化。

一提升,服务质量的提升,用三个字概括,更高、更快、更强壮。高意味着支持高吞吐,我们需要聚合大规模资源提供海量处理能力实现高吞吐并发访问。这些数据阿里巴巴双十一的交易数,12306网站高峰时候的点击数,日均访问次数,还有其他各种各样面向大规模社交网络,同数据跨地域分布式存储等等,这些都对我们高吞吐带来一些需求,在高吞吐前提之下我们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,能够降低我们所有请求的机制,也就是形成一种新的提升用户的体验,提升他的服务质量。这里面也有很多数字,一百毫秒延迟降低可以换来1%销售额的提高,网络加载延迟一秒导致7%客户的流失。右边给出一些数据,常见一些应用它可能所需要的响应需求。增强虚拟现实需要一毫秒内完成,我们实施一个因视频可能需要170毫秒,基于大量云的应用形态之下怎么样实现用户质量提升?实现快响应就是技术的挑战。云架构软件站上能不能实现低延迟的设计,坚持产生两个方面,一个网络带给的延迟,一个云中心带来的延迟。按照现在统计可能未来占到各自一半,各占50%。应对网络带来的延迟我们需要做数据中心分布尽可能选用就近的数据中心,我们对基于分层的云计算软件站进行垂直的整合。大规模的集群增加我们尾部高延迟的概率,当前云软件站主要面对高吞吐设计,在低延迟尤其尾部延迟有明显不足,技术上也有很大空间,这是我们更快。

更强壮体现在可靠可用,像云计算和规模复杂度的快速增长,要求更为全面质量保证,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大家看到增加的故障越来越多,故障损失很大。虚拟化建成弹性资源池快速增长,增加我们管理的复杂度。97%的被调研企业都开始使用云计算平台,这样应用繁荣带来的需求导致我们需求的多样性。

怎么样实现高可靠和高可用的云计算系统?比如说有各种技术方案,比如说我们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。我们使用分布式UPS保证电源供给,我们实现数据并行的系统,实现图的并行,虚拟机容器的动态迁移,传统冗余技术实现高可靠高可用的云计算系统。这是我讲三个更快、更高、更强服务质量的提升,以及前面三化一提升。

最后用一点点时间介绍我们过去一些工作。我们网构软件是16年以前我们中国学者提出的新型软件模式,我们在混合云管理数据,在数据库操作平台,在轻量级数据处理方面有一些工作。我们开发一个Iass软件定义的管理系统。它可以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。第二个怎么解决我们数据孤岛阻碍大数据库的操作,我们需要建立基于结构恢复的共享机制,实现数据互操作,我们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。第三有轻量级管理平台Docklet,可以支持小型数据中心,支持多用户多框架的资源共享。这是北京大学教研中心做部署,提供数据计算,虚拟环境服务相关轻量级的云服务。我的报告就到这里,谢谢大家,预祝本次大会取得圆满成功。

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