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中國科學院院士梅宏:雲計算這十年

zd至頂網網絡頻道 05月18日 北京報道(文/李超):5月18日,由中國電子學會主辦,zd至頂網協辦的第八屆中國雲計算大會在北京國家會議中心隆重舉辦。來自上海交通大學副校長、中國科學院院士、中國電子學會副理事長、中國大資料專家委員會副主任委員、中國電子學會雲計算專家委員會副主任委員梅宏出席了本次大會,并做了主題為“雲計算:這十年”的精彩演講。

中國科學院院士梅宏:雲計算這十年

上海交通大學副校長、中國科學院院士、中國電子學會副理事長 梅宏

梅宏在演講中表示:“如果我們回頭來看,基本上2006年是我們雲計算的一個元年,亞馬遜利用虛拟化這種經典的系統軟體的技術,開創了硬體及服務的商業模式,計算資源可以像水電一樣提供給公衆使用,标志我們公衆能夠感覺到的雲計算時代大體上由這個時間開始。回顧過去十年我想分成兩個階段一個2007年到2010年,這個階段雲計算硬體及服務商業模式得到廣泛認可。2001到2015年,open stark開始成為雲服務和管理重要的技術手段。對涵蓋計算存儲網絡全硬體資源進行軟體定義成為基本共識。”

梅宏:尊敬的吳部長、懷部長、各位專家、同行,非常高興能有這樣一個機會來和所有的同行交流一下我對雲計算的一些認識,看看過去,看看未來是怎麼樣一個走向?我的題目可能用這八年更好,第八屆雲計算大會,我想這個“八”一個方面蘊含了過去八年在工信部上司下,在電子協會的推動之下我們會所走過的艱辛而富有成效的曆程,回首看去這個會留下非常踏實很深刻的腳印。“八”也在中國裡面很吉祥的數字,今天還是5.18是非常好的日子,這十年當時從源頭來看,從我們最早的起點來看,是以說我今天的彙報分成三個部分,第一個是十年回顧,第二個談談自己對雲計算發展趨勢的一些展望和一些認識。第三方面結合我過去這十年的工作介紹我們的一些實踐。

我想這是一個基本的結論,大家有所認識,雲計算已經成為我們網際網路創新的一個主要的基礎設施。我們計算理論和技術方法随着網絡化、泛載網絡智能化,形成新模式和新思維方式。面向未來我們基于物三元社會在整個資訊社會推動之下的融合也需要我們雲計算提供基本的技術和基礎設施的支撐。如果我們回頭來看,基本上2006年是我們雲計算的一個元年,亞馬遜利用虛拟化這種經典的系統軟體的技術,開創了硬體及服務的商業模式,計算資源可以像水電一樣提供給公衆使用,标志我們公衆能夠感覺到的雲計算時代大體上由這個時間開始。回顧過去十年我想分成兩個階段一個2007年到2010年,這個階段雲計算硬體及服務商業模式得到廣泛認可。硬體資源虛拟化以及它管理技術帶來繁榮發展,同時這個期間雲基礎設施開始采用開源,開源是雲計算基礎設施的重要選擇。2001到2015年,open stark開始成為雲服務和管理重要的技術手段。對涵蓋計算存儲網絡全硬體資源進行軟體定義成為基本共識。雲資源管理全面走向軟體定義,我們可以對規模化的資源進行高效的管理,這是軟體定義技術基于虛拟化和管理程式設計綜合的展現,我們涉及到軟體定義計算,軟體定義網絡,軟體定義的存儲。

2015年開始呈現雲計算應用繁榮景象,我在兩年前講過2015年我們進入雲的第三個階段應用繁榮,如何應對複雜多樣的應用需求成為雲計算重要的關注點,這時候是我們api經濟的起點。2015年雲裡面開始考慮大資料處理,按照我們相關統計,存儲和處理雲開始使用雲平台是3%,僅僅使用雲平台進行資料處理達到14%,基于雲大資料投入增長速度基于企業自建的三倍,大資料成為雲計算重要應用。

我有一張片子把我們部分重要的活動把它圈到一起,上面一層涉及到我們各種的政策,大家可以看到在中華人民共和國釋出一系列推動雲計算及其相關領域相關行業發展一系列的政策。第二層是我們政府支援下所發起的各種各樣的雲的活動,雲的行動計劃包括科技部對公有雲項目啟動,以及各個地方政府的各種各樣的雲計算項目計劃。第三我們大量企業在雲計算進行非常有效成功的實踐,大力推動中國雲計算的發展。

是以說我們回顧過去雲湧十年的情況做一個小結我想分成三個階段。第一個階段稱之為概念探索期,這時候我們還在争論,雲到底是什麼這樣一個階段。而這個階段主要的是一些專業實踐。到技術落地第二個階段,技術落地基本上形成共識開始呈現對雲計算的大衆化,現在我們進入新時代應用繁榮期,各個領域各個行業都會大量基于雲計算搭建它的服務。這是我們簡單盤點過去十年所走過的路。對未來雲計算發展趨勢以及展望,我想用這樣一句話概括,三化一提升。

所謂三化是應用領域化、資源泛載化、系統平台化,而提升我們叫服務品質的提升。大家可以看到我們一個方面随着聯網裝置越來越多,進入人機物融合、萬物互聯的時代,另外一方面我們怎麼樣把各種網絡資源有效的管理起來進而對各種各樣的應用需求,這是我們應用支撐和資源之間存在的溝通,這是我們技術需要解決的問題。應用領域化是指不同面向各個領域各種應用需求的雲不斷的出現。比如說我們支援電力的雲,我們醫療的雲,我們交通的雲在這方面産生了很多各種各樣的雲。在領域化基本裡面能不能對這種各種的應用,我們提供面向領域的按需開發,面向特定的領域需求提供支援雲湧開發運作的api解決方案及其他一體化的解決方案,支撐更多的應用,這是我們雲未來發展在應用繁榮面臨非常重要的挑戰。

而在這裡面我們說雲感覺的軟體服務正在成為一種新形态,我們可以看到軟體服務提出已經很久了,在軟體服務的早期,以前系統是緊偶合一體化的,soa出現出現雙偶合分布式應用,這樣saas存在網絡上,很多應用不能靠這樣的open stark搭建的。雲感覺的服務應用開始呈現一個發展的勢頭,現在運作在雲中,基于雲所提供的服務或者微服務進行建構,感覺雲環境各種資源的變化,充分利用提供的各種api。

第二個資源泛載化,我們走向人機物融合的世界,新型的計算機構,從桌面計算到我們後面走向雲計算,到現在雲和端融合形成新的架構,一方面用戶端軟體資源、硬體資源、能耗資源,和服務端軟體資源、硬體資源、能耗資源可以在兩端合理分布,資料兩端分布成熟,以及兩端獨特資源的共享,這樣雲端不僅是我們現在移動網際網路支撐智能手機端,甚至包含物聯網所承擔的各種各樣的聯網裝置,這樣态勢之下我們可以看到未來面臨一定的挑戰,一個在泛載化環境下新硬體的設計它虛拟化這樣的管理。比如說雲計算平台可能面臨一些新的硬體加入,比如說ndm、rdma新型媒體加入我們呈現專用體系機構以雲的方式呈現,支援資料挖據、機器學習的,我們看到有很多分布式的存儲,深度學習的電腦,這些能不能在雲裡面提供服務,如果在雲裡面進行服務我們面臨怎麼對他們虛拟化,怎麼對他們原有資源形成統一無縫管理。另外終端方面,資源功能受限、采集資料類型非常豐富,我們看到現在傳感器部署的數量非常巨大,人數數不過來,存在萬物互聯的階段,我們攝象頭、gps定位,我們測血壓、海拔、光線中間陀螺儀等等,這些端上的件能不能在雲平台形成統一管理模式,這是雲端面臨的挑戰。

在泛載化雲資源下雲呈現多尺度,公有雲、私有雲、混合雲,混合雲成為新模式,我們大量利用已有資源形成的微小雲、基于實體的關聯雲,跨雲計算,雲集應用對我們形成挑戰,怎麼通過雲資源通過雲計算管理聯合起來,也是泛載一個重要内容。從單雲到多雲,雲之間開放協作,多方雲的深度合作,友善定制雲服務和雲價值,雲際、雲遊。

第三個系統平台化,正在走向雲作業系統的概念,雲作業系統用得比較多,現在雲作業系統還沒有到達我們所期望的作業系統的形态和态勢。作業系統是什麼?向下管理資源,向上提供服務。單機作業系統基本構成,管理資源、管理作業、我們現在雲管理系統主要管理雲的資源,上面支撐各種作業系統運作,我們了解未來雲作業系統除了管理雲資源之外,還要管理雲上面各種各樣的作業,把作業系統的理念在整個雲環境中間進行一次複制。

這是系統平台化所走過的路不斷的凝練和沉澱它的共性,我們看到當過去硬體系統隻是在實體資源上直接運作的時候,作業系統出現使得我們出現軟體定義的計算機,我們應用系統實際上運作在作業系統之上,到了網絡時代我們開始運作在中間件和相應的應用架構之上。在雲管理系統共性理念是什麼?我們了解它有雲作業系統、單機作業系統,各種各樣應用容器、中間件支撐各類雲服務,實作真正意義上的雲作業系統,向下管理所有雲端、終端所有資源實作無限的管理,向上對我們多樣性各種各樣的資源應用,按照需求提供相關的api服務。

雲作業系統可能面臨這麼一系列的挑戰,一個是複雜多樣的應用需求、傳統應用可能怎麼實作無縫的雲化,支援基于網際網路多終端的互動,雲内海量資源的管理。更進一步向上更好支撐應用,我們複雜多樣的應用需求,新型模型及語言以及相關的程式設計語言,雲作業的統一排程和管理機制,跨雲的,雲際資源的按需整合,服務自主協同的相關模式,我們在雲作業系統裡面面臨一系列的技術挑戰。

新型的程式設計語言,現有軟體和程式設計語言可能在未來的調試運作環境,程式設計的方式,求解方法,新語言支撐都需要整個技術體系一系列的革新。

是以說在整個新的資源定制裡面,軟體定義是一個重要的途徑,是要透過軟體定義的方式完成我們深度定制,管理各種各樣的資源,我們基于軟體定制方式實作分布式資源高效融合,把定制軟體和極端情況下硬體特性虛拟化,集約化資源便捷共享,定制化系統軟體站、移動特性它自己虛拟化,從支援微型虛拟機、小型虛拟機,支撐滿足更大需要巨型虛拟機,這是我講的三個化。

一提升,服務品質的提升,用三個字概括,更高、更快、更強壯。高意味着支援高吞吐,我們需要聚合大規模資源提供海量處理能力實作高吞吐并發通路。這些資料阿裡巴巴雙十一的交易數,12306網站高峰時候的點選數,日均通路次數,還有其他各種各樣面向大規模社交網絡,同資料跨地域分布式存儲等等,這些都對我們高吞吐帶來一些需求,在高吞吐前提之下我們既要實作高吞吐又要能夠快響應,快響應就是提供高吞吐的同時能夠盤活降低請求的響應機制,能夠降低我們所有請求的機制,也就是形成一種新的提升使用者的體驗,提升他的服務品質。這裡面也有很多數字,一百毫秒延遲降低可以換來1%銷售額的提高,網絡加載延遲一秒導緻7%客戶的流失。右邊給出一些資料,常見一些應用它可能所需要的響應需求。增強虛拟現實需要一毫秒内完成,我們實施一個因視訊可能需要170毫秒,基于大量雲的應用形态之下怎麼樣實作使用者品質提升?實作快響應就是技術的挑戰。雲架構軟體站上能不能實作低延遲的設計,堅持産生兩個方面,一個網絡帶給的延遲,一個雲中心帶來的延遲。按照現在統計可能未來占到各自一半,各占50%。應對網絡帶來的延遲我們需要做資料中心分布盡可能選用就近的資料中心,我們對基于分層的雲計算軟體站進行垂直的整合。大規模的叢集增加我們尾部高延遲的機率,目前雲軟體站主要面對高吞吐設計,在低延遲尤其尾部延遲有明顯不足,技術上也有很大空間,這是我們更快。

更強壯展現在可靠可用,像雲計算和規模複雜度的快速增長,要求更為全面品質保證,資料中心規模不斷增長大規模部署成為事實,高吞吐的雲計算環境大家看到增加的故障越來越多,故障損失很大。虛拟化建成彈性資源池快速增長,增加我們管理的複雜度。97%的被調研企業都開始使用雲計算平台,這樣應用繁榮帶來的需求導緻我們需求的多樣性。

怎麼樣實作高可靠和高可用的雲計算系統?比如說有各種技術方案,比如說我們采用非意識的存儲機進行資料計算,提供記憶體裡面資料處理。我們使用分布式ups保證電源供給,我們實作資料并行的系統,實作圖的并行,虛拟機容器的動态遷移,傳統備援技術實作高可靠高可用的雲計算系統。這是我講三個更快、更高、更強服務品質的提升,以及前面三化一提升。

最後用一點點時間介紹我們過去一些工作。我們網構軟體是16年以前我們中國學者提出的新型軟體模式,我們在混合雲管理資料,在資料庫操作平台,在輕量級資料處理方面有一些工作。我們開發一個iass軟體定義的管理系統。它可以管理所有類型的虛拟機,在運作體制架構下實作虛拟機管理。第二個怎麼解決我們資料孤島阻礙大資料庫的操作,我們需要建立基于結構恢複的共享機制,實作資料互操作,我們把所有系統線上恢複它的體系結構實作互操作。我們把api抓出來形成新的運作邏輯來管理工作。第三有輕量級管理平台docklet,可以支援小型資料中心,支援多使用者多架構的資源共享。這是北京大學教研中心做部署,提供資料計算,虛拟環境服務相關輕量級的雲服務。我的報告就到這裡,謝謝大家,預祝本次大會取得圓滿成功。

原文釋出時間為:2016年5月18日

本文作者:李超

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