【編者按】

日前，“第五屆中國云計算應用論壇”在北京大學成功舉辦，北大軟件所副所長黃罡先生基于技術的創(chuàng)新的角度，帶來了名為《云端融合：云計算3.0及其自主創(chuàng)新與實踐》的主題分享。 整個報告有兩個關鍵詞，一是云端融合，一是自主創(chuàng)新與實踐。

北大軟件所副所長 黃罡

云計算——新一代IT的引擎

首先，云計算是新一代IT的引擎。互聯(lián)網(wǎng)以及移動互聯(lián)網(wǎng)和物聯(lián)網(wǎng)之上，核心一定是云計算，云計算上再長出移動計算、泛在計算、大數(shù)據(jù)，去支撐新一代信息產(chǎn)業(yè)，還有現(xiàn)代服務業(yè)、現(xiàn)代制造業(yè)。在這里，今天早上寧主任講的云計算，是電廠、電線和電器模式，這是我非常認同的。云計算已經(jīng)有了美國NIST給出的定義，從學術的角度看，我們認為云計算就是經(jīng)典的網(wǎng)絡計算。計算機出來以后，從單機時代到了網(wǎng)絡時代，把應用的數(shù)據(jù)和代碼分布到聯(lián)網(wǎng)的計算機上，協(xié)同去完成各種計算任務。

貝爾定律是1972年提出來的，計算設備每十年換一代，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，確實過去這么多年，大型機、服務器到PC、互聯(lián)網(wǎng)終端，到移動互聯(lián)網(wǎng)終端、可穿戴設備，基本上是遵循這個規(guī)律的。遵循這個規(guī)律的前提下，再來看網(wǎng)絡計算是什么，就是把這些計算設備通過網(wǎng)絡連起來，讓它無處不在，同時還希望它跟后臺的計算機連起來，就是泛在化。另外一個概念，集中化，從集群到網(wǎng)格，到云，強調的是計算能力追求更快更強，泛在化追求的是更多更好用。

今天來看，云計算是很了不起的，2006年底谷歌提出了云計算這個詞，現(xiàn)在我們回過頭來看，確實那個時候大家是人云亦云，眾說紛紜，是概念探索期。因為云計算和網(wǎng)格、和今天看到的天河計算機這種超級計算機都是不同的，網(wǎng)絡計算集中化的理念發(fā)生了轉變，從更強到更易，這本身是一個觀念上巨大的轉變，這是所謂的1.0時期。

我們簡單看一看，包括亞馬遜，這個時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設施服務，主要用戶是具有計算機知識的專業(yè)人員，以自助方式使用計算和存儲資源。

云計算發(fā)展的根源在于信息技術變革，學術界追求了這么多年的更快更強，從一九四幾年開始，計算機所有的經(jīng)典理論、模型、原理，包括摩爾定律，都是所謂的技術驅動的漸進式改進，將遇到重大障礙。摩爾定律在現(xiàn)有CMOS技術和工藝下僅能維持到2020年，2020年實現(xiàn)E級計算，由于功耗問題也實現(xiàn)不了，2020年40ZB的數(shù)據(jù)難以使用現(xiàn)有技術及時有效處理，復雜性控制、可信性、語義等問題，如果信息技術不進行根本性的變革，沒法玩了。

發(fā)現(xiàn)這個問題以后，學術界做了兩個努力：第一個，質變，改進或替換圖靈機、布爾電路，二進制等等，這些確實給我們帶來期望，但是目前的共識是，量子通信推到了2030年，量子計算機推到了2040年，至于分子計算可能得到2050年，這是科學上的問題，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，估計普通老百姓看不到，都是在實驗室里面。

另外一條思路，量變引發(fā)質變?；ヂ?lián)網(wǎng)聚合現(xiàn)有IT資源，形成一臺全球泛在的巨型計算機，最終突破現(xiàn)代計算機數(shù)學與物理基礎的限制，具體包括網(wǎng)絡資源的聚合，計算資源的聚合，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，基本上是按照這個思路，我們現(xiàn)在說泛互聯(lián)網(wǎng)就是網(wǎng)絡資源的聚合，云計算是計算資源的聚合，大數(shù)據(jù)是數(shù)據(jù)資源的聚合，社會網(wǎng)絡是用戶資源的聚合，未來還會有各種的聚合。我們看出來云計算本身是有它自己的科學或者技術發(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，也可以認為是概念炒作期。2010年的時候，云計算幾乎成為互聯(lián)網(wǎng)計算的代名詞，已經(jīng)看不到其他的詞了，在2009年的時候，還有服務計算，2006年還有網(wǎng)格計算，但是這些后來都沒有了，因為網(wǎng)格計算和服務計算實際上都已從Hype Cycle中消失，因為網(wǎng)格計算服務模式差。

過了概念探索期以后，經(jīng)過頭五年的概念探索，進入了技術驗證期，概念想明白了，確實要上云計算，怎么做呢？這個時候就出現(xiàn)了技術上的轉變，網(wǎng)絡計算集中化的技術發(fā)生轉變，從管理到服務。服務一出來以后，對于資源管理的要求和技術挑戰(zhàn)就完全不同了。在這個時期，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技術應該怎么做。我們也看到，這是2011年美國國家標準技術研究所發(fā)布的云計算定義。

這個時候的技術重點已經(jīng)不是虛擬化了，而是怎么把大規(guī)模的虛擬資源管起來。這時候的應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、云主機等云服務。這個時候得出來的共識是，云計算的兩大核心技術就是服務和管理。首先，與以往網(wǎng)絡計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雜性與異構性，管理功能可編程滿足上層服務的個性化管理需求。應用部署容器化實現(xiàn)應用跨云平臺的移植性。這里面有一個很有趣的東西，我們發(fā)現(xiàn)，經(jīng)過十年以后，云計算概念探索期炒作的一些所謂云計算核心技術沒有了，如multi-tenancy，今天這個已經(jīng)沒有用了，為什么？因為今天所有云服務基本上都改成了Saas模式，所有沒改的都是不需要的，所以今天這個概念已經(jīng)沒有人再談了。

云計算3.0時代——集中化和泛在化開始合二為一

下一個十年干什么呢？我們這里有一個很形象的比喻，1.0時代類似于春秋，就是各種想法百家爭鳴的時代。2.0時代，理念想清楚了，就是看誰強了，相當于戰(zhàn)國爭霸。接下來是什么，很自然的，大秦統(tǒng)一天下，確實也是這樣。

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

接下來花一些時間跟大家分享，為什么云和終端的融合開啟了云計算3.0。這個我們叫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，這個時間上，非常有趣。更有趣的是，去年的時候，他們兩個同時都達到了上千億的市場。

包括今天大家看到很多移動APP，一定是移動互聯(lián)網(wǎng)加云計算，但是這中間，風起云涌挑戰(zhàn)企業(yè)傳統(tǒng)信息化。去年有一個中國企業(yè)級移動應用行業(yè)白皮書，說2014年中國企業(yè)級移動需求量20萬個，行業(yè)規(guī)模近300億元，實際完成不到2000個App。

我們接下來看幾個數(shù)據(jù)，非常有意思。第一，大家普遍認為移動化是很簡單的事情，92%預算低于50萬，實際上這對于一個企業(yè)應用來說，是非常簡單的。同時我們看到，在這些項目里面，47%的項目開發(fā)周期超過了6個，實際上對于企業(yè)應用來講，是比較大的工程。最后，他們還有一個具體的調研，很多傳統(tǒng)企業(yè)都希望能夠在1個月甚至更短的時間內完成項目，實際上3個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，他號稱自己這個花了2706人天，作為招商銀行的移動版。這個我相信大家看著就更熟悉了，這是某個市政府的辦公信息移動化系統(tǒng)，就中級開發(fā)者，4人120天，僅支持安卓。

為什么會這樣？大家都在說移動互聯(lián)網(wǎng)很簡單，APP這么小的玩意兒，為什么花這么多時間在做？還有一個數(shù)據(jù)，企業(yè)級移動應用目前來說，大部分是在原有的信息系統(tǒng)上長出一個移動端來，完全建立一套純移動的信息系統(tǒng)只有23%。

網(wǎng)絡負載——目前云計算最大的瓶頸

經(jīng)典的企業(yè)信息系統(tǒng)基本上就是用三層結構，數(shù)據(jù)、業(yè)務、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，但是實際上從技術的角度，不是這么回事，為什么？因為我們用了大量的框架，這些框架讓我們編程變得很簡單，但是這個程序基本上是代碼生成，導致本來很清晰的三層結構全部混淆在一起，這個時候必須要重寫表現(xiàn)層和業(yè)務層，數(shù)據(jù)那一層是可以復用的。

這就導致什么問題呢？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，原有團隊缺位，很多個性化定制的系統(tǒng)原有的公司都倒閉了。

第二個痛點，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。

第三個痛點，必須100%評估風險，而不僅僅是無縫升級。架構、流程、性能、穩(wěn)定、安全、人員、時間、成本等等方面的風險。

當然還有更多的痛點，我就不再仔細的講了，包括我們做出移動APP以后，在你的手機是不一樣的，盡管現(xiàn)在四核、八核很多，大部分還是中低端的手機。另外一方面，云計算現(xiàn)在最大的瓶頸就是網(wǎng)絡負載，在我國更是費用太高。

 云端融合生態(tài)系統(tǒng)，面向領域的應用與服務按需開發(fā)、部署、運維。

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

這是偏學術的，從學術的角度看，這是經(jīng)典的應用，還是三層結構，只不過是MVC結構來表示。在今天的移動互聯(lián)網(wǎng)和云計算框架下，軟件根據(jù)設備特性、用戶偏好、使用場景、資源現(xiàn)狀等情況，按需使用和調整終端和云端的計算、存儲、網(wǎng)絡、電力等資源，本質上云計算管理與服務從云向端自然延伸，即云端融合。

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

斯坦福大學的 McKeown等十余位教授聯(lián)合承擔的美國自然基金首批重大項目POMI，針對云和端的網(wǎng)絡通訊和資源共享，提出OpenFlow解決網(wǎng)絡資源的可編程管理。另外北大也參加了歐盟的項目，主要是解決這些應用怎么能夠自動的交互，并且根據(jù)運行環(huán)境的變化而變化。

云端融合生態(tài)系統(tǒng)，面向領域的應用與服務按需開發(fā)、部署、運維。

這是簡單的對于云計算發(fā)展三階段趨勢的總結。

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