軟體定義生態 － 必然並非偶然

軟體定義生態－必然並非偶然

發表於《計算機報》2017年11期

文／張禮立 羅奇敏

愛因斯坦曾經說過，在知識的未來，牛頓力學，相對論，量子力學都會被修改，而統計力學的定律卻是永恆的。人類是由原子和分子組成的奇妙物種，我們在找到普適於宇宙與人類的第一性原理，必須從最基本的概念出發,那就是能量、信息與時空。

現在，我們再次處於三場宏大技術變革的開端，它們可能足以匹敵20世紀的那場變革，這三場變革分別是大數據、智能製造和萬物互聯的革命。

軟體定義作為萬物變革的基礎，橫空出世，它在雲計算，網路，存儲到數據中心，乃至真箇互聯世界蓬勃的發展起來。如果你身處這個行業，那你便沒有理由不去了解並一探究竟。

那麼什麼是「軟體定義」？

在去定義它之前，我們先來舉個例子，比如軟體定義網路(Software Defined Network)。在信息技術的網路領域，在將其升級到SDN后，企業的IT團隊便可以動態的，可編程配置的方式來任意塑造邏輯網路層，還可以通過遠程控制來維護底層物理網路以及其它設備。

一旦基礎設施變得可以遠程編程，通過軟體進行定義，它將獲得意想不到的靈活性。網路的變化不再會讓整個系統戛然而止，也再不用手動移動線纜，不用對設備一台一台地更新配置文件了。之前需要花費一個周末的繁雜操作已可簡化為一鍵切換。所以軟體定義簡單的講就是使被軟體定義的對象和構架成為靈活的，便於管理的，成本節約和快速可以實現的一種手段和技術。

簡單的用軟體實現還不夠資格被稱做「軟體定義」；這個詞同樣適合用於整個服務資源(如網路或存儲)。只要擁有支持SDN的網路交換機，適用於軟體定義基礎設施的硬體與固件解決方案必然會出現。

換句話說，物理資源池通過專業的配置，實現靈活的調整、動態的分配與可編程化的配置，使其具有了模塊化的特徵。軟體定義意味著所有關鍵的非伺服器類IT基礎設施(如網路、存儲與安全性) 都可以通過軟體來實現，同時伴隨著效率、自動化、靈活性與服務質量的提升和增益。在流行的軟體定義數據中心（Software-Defined Data Centre）版本中，幾乎所有的資源都可以通過軟體來定義，並完全託管在虛擬化計算環境中。

軟體定義的生態是什麼?企業為什麼需要他們？

企業正在改變他們與客戶互動的方式， 把移動、社交、大數據和分析平台這些面向大眾的新系統與傳統的後端IT系統相集成。通過這些平台幫助企業實現數據共享，使決策更快速，過程更有效率，並且能改善客戶的直觀感受。

但是，這樣對於整合新技術的要求也給IT管理出了個前所未有的難題。如果來破解這個難題呢？軟體定義（SDX）給出了答案。

軟體定義可以使數據中心更可定製化並更有效。對於所有應用程序使用相同的，標準的和不區分資源的方式將無法勝任，取而代之的是根據工作負載類型、業務規則和資源類型可用性，這樣一種完全不一樣的基礎設施構架。

一旦這些業務規則與資源就位，接下來就是統籌如何構建、部署、規模化和優化這些服務，而這些服務是基於業務的需要去平衡，以及構建連接不同業務服務領域之前的工作負荷和資源。工作負載是使用模型和資源來定義和組合的，同時通過業務規則和策略來管理和部署。

從上世紀90年代以來，當技術供應商認識到金融市場的軟體比硬體更有價值后，非常多的供應商就開始摸索並試圖將自己定義為軟體公司。到2010年，這種狂熱達到頂峰狀態，供應商開始把他們的解決方案定義為「軟體定義」。這些名字從軟體定義網路(SDN)開始，隨後很快出現軟體定義數據中心(SDDC)。

不久，存儲行業也加入這個熱潮並以軟體定義存儲(SDS)命名。自給自足的技術能力已成為科技行業發展的強大潮流和推動力。在提供處理、存儲、網路和其它基本的計算資源之後，最終用戶能夠部署和運行任意軟體，包括操作系統和應用程序。在這樣的環境下，用戶不需要管理或控制底層的雲基礎設施，只需控制操作系統、存儲、和已部署的應用程序，或是有限控制的網路組件(例如主機防火牆)。

對於許多企業的首席信息官（CIO）來說，傳統的數據中心使他們倍受煎熬。相對於它們容納的應用程序和硬體，它們已無法實現定期更換。靈活和敏捷的數據中心是亟待探索的關鍵要素。他們期望的一個靈活的數據中心需要採用虛擬化技術，基礎設施要全自動化，還需要彈性服務目錄和其他新興技術的融合來加快基礎設施建設的。

與之相比，傳統的數據中心可能要求業務部門要等上幾個月甚至是一年，這在瞬息萬變的市場機遇面前將完全失去競爭性和業務信任。而靈活敏捷的數據中心讓高效率和低成本得以實現，徹底改變企業信息部門的遇到的窘境，以前幾個月才可完成的事情，現在幾個小時便能做到。

必然並非偶然

為什麼企業的基礎設施需要打造成為軟體定義的生態系統？為什麼傳統的基礎設施從長遠角度考慮是對業務不利，我們發覺有以下原因：

IT部門，如果不綜合的考慮採用軟體定義環境，去花費更多的預算來維護現有的老舊硬體和基礎設施，而不是創新和構建新的解決方案的話，那未來將越來越難以滿足企業的需求。另外，數據中心的專業化所帶來的對於技能的更高要求和獨立管理的需要，可能會持續提高人員的勞動力成本。

業務需求優先順序別的錯誤排序或級別設定，會直接導致基礎設施資源的使用效率低下。德國工業4.0在2013年提出的一個核心內容就是，要通過軟體實現業務智能化，畢竟我們很難預知商機何時出現，而要花上幾周才能完成伺服器部署很可能使企業錯失商業良機。

所以使用不同的技術快速地對不斷變化的環境和市場條件及時反應 ，意味著企業將擁有更多的增加營收和驅動創新的機會。當前的IT組織通常是高度專業化的，包括其伺服器技術、虛擬化、雲平台、存儲環境和網路基礎設施。

這種專業度很強的人力成本對業務來說是極其昂貴的，企業將越來越難以找到合適的人員來實施和管理這些技術。如果不考慮在新架構中的適用性，老舊的應用程序可能無法再繼續使用。軟體定義的目標就是結合舊的基礎設施和應用程序，全面地防止管理、數據和流程上的孤立分散，因為這些都會增加成本並使響應速度變慢。

最佳實踐

接受軟體定義生態是個需循序漸進實現的過程。大多數公司的業務需求會經歷以下這些階段：

虛擬化的普及和深化是第一個階段。許多企業儘管完成了伺服器資源的虛擬化，但在他們的數據中心中（包括存儲或網路）並沒有完全實現虛擬化部署。如果只對伺服器虛擬化而沒有一個通盤考慮的整體框架，獨立工作的存儲和網路就會舉步維艱。開放虛擬化將打破這些瓶頸，加快技術的集成，並能為企業提供更多的選擇。

資源的智能調配是虛擬化后的第二階段。當企業用自動而非手動的方式構建和部署基礎設施組件時，自適應的流程開始響應，企業就可以直接在已知的規則和最佳實踐的基礎上設置並激活虛擬伺服器、定義模板和工作負載的屬性。通過智能的資產資源識別和資源調度，可以使企業輕鬆地根據不斷變化的業務策略，來配置基礎設施，並且平衡其資源供應與業務需求。

大數據處理能力的增強是第三階段。企業的IT部門可以漸漸不依賴於靜態的資源，它必須有能力實現在整個數據中心的環境下收集和共享所需的數據。企業需要構建一個可靈活擴展的基礎架構，以響應實時的事件，並支持及處理伴隨產品和生產運帷的擴張而產生的大量數據。

事務彈性擴展是第四階段。隨著數據量的增加和實時性要求，處理海量數據的能力也伴隨著增強。工作負載能力需要有彈性和擴展性，即基於不斷變化的業務需求無縫地擴張和收縮的能力。這些下一代的工作對於當前IT實際而言，將很大程度上依賴於對於應用伺服器的有效控制。

基於策略的優化是第五階段。基於策略的優化有助於企業根據單個組件來定義它的工作負載，比如應用程序伺服器、資料庫和基礎設施，並定義治理、部署、擴展和優化這些服務。隨著新的工作負載使用模式的出現，企業可以重複調用這些模式使IT基礎設施自動化調整以應對不斷變化的工作負載需求。

實現「能感知應用」的基礎設施，這是第六階段，也應該是我們的終極目標階段。在軟體定義環境的推進過程中部署和建立服務等級和策略，所有的資源得以被自動調整到最佳的交付狀態。基礎設施基於服務水平目標，實現零服務級別的影響，並且可以持續優化工作負荷。根據實際的需求，實時分析預測最佳結果，可為工作指令匹配相應的基礎設施資源，確保最高優先順序的工作也達到所需的服務水平。

未來即現在

軟體定義生態提供了一 種「認知世界應用」的基礎構架，通過整合應用型專門人才可以滿足工作負載的獨特要求。不斷擴張的互聯網和全球網路增大了對數據存儲空間、計算能力和複雜網路的需求。

更廣泛的互聯，更強的全球物流能力，越來越相互依存的經濟體系，這三方面已經引發了一場全球性的競爭，一場全球企業爭奪這有限市場中的潛在客戶的競爭。目前的IT部門由此正面臨越來越大的壓力——儘管面對的是捉襟見肘的預算撥款，安逸於過時的IT模式下工作的員工，也無時間或資源來讓員工了解新事物，但IT部門仍需在應用和解決方案上為一線業務提供強有力的支持。IT的改變在不斷進行，現有技術完全能幫助它實現業務變革的目標。

人類總是用美的法制去改造世界的。 的傳統文化推崇「和合」的哲學，「和為貴」。世界大同就是一個和諧的世界。 「一帶一路」是融合歐亞經濟共同繁榮的遠見卓識。人們稱計算機是人腦的延長，是外腦，雲計算依託互聯網把成千上個數據中心整合在一起，把異構的環境通過軟體定義，讓人類進入到物理空間與信息空間融合，這在某種意義上的智慧的高度集成和融合，必將產生排山倒海的巨大的科技創新力量。

「直掛雲帆濟滄海，乘風破浪會有時」，世界很大，但又是同一個地球村。 一個世界一朵雲，不是信息產業發展的夢境，而是一種必然的趨勢。我們不能止步於雲計算給人們帶來的「敏捷紅利」，讓我們舉起雙手迎接「軟體定義世界」更加美好的未來。 宇宙定於一， 「和合」為上，這是美的法則的勝利。