2009年是一個非常重要的年份,貝拉克·奧巴馬就是在這一年的1月20日,在白宮前宣誓就任第44任美國總統,他是美國歷史上第一位黑人總統。
一天后,希拉里·克林頓在美國首都華盛頓宣誓就任美國國務卿,她不是美國歷史上第一位女性國務卿,不過,她應該是美國歷史上第一位既做過第一夫人,又做過國務卿的人。
現在是2016年,希拉里·克林頓正在競選美國總統的道路上一路高歌猛進,倒是很有可能,她會成為美國歷史上第一位女性總統——做過總統夫人,又做總統,想必感覺不一般。
好了,有關希拉里·克林頓的玩笑我們到此為止,不過,為什么一篇有關云計算的文章要提貝拉克·奧巴馬呢?——小心,本文的第一個問題來了!
因為他的總統生涯,與云計算有著緊密的關系!
在精選美國總統期間,奧巴馬競選團隊充分利用了云計算快速部署、彈性擴展等優勢,以亞馬遜AWS EC2服務為基礎定制了用于分析實時民意動態的工具,這在競選期間起到了關鍵的作用。
此后,上臺之后的奧巴馬仍然沒有忘記云計算的價值,在政府財政預算吃緊的情況下,他又祭起了云計算的大旗——美國政府CIO威維克·昆德拉(Vivek Kundra)曾說,“這將為美國聯邦政府每年節省50億美元的資金。”
說到這里,我們就要來聊聊2009年和2011年,兩個對云計算有著重要意義的時間點了——這是本文進入正題的開始。
全球云計算市場的兩個重要節點
2009年,云計算高速發展前的閃光點
就是在2009年,如今全球云計算市場上的各方勢力——私有云、公有云服務商以及IT基礎設施供應商們——正準備順勢崛起。
2009年之前的三年,亞馬遜AWS只發布了三款主要產品,但在此之后,“火箭般的產品發布速度讓人咋舌”,此后每年,亞馬遜AWS都會發布數以十計的新產品和服務,而2009年當年,就發布了Elastic Load Balancing、Auto Scaling、VPC和RDS四款主要產品。
同樣在2009年,僅僅宣布一年的微軟Azure開始了正式走出微軟內部實驗室,時任微軟首席架構師的Ray Ozzie將其定位為“更好地幫助企業解決內部冗余的、復雜的、臃腫的服務器所帶來的問題”,而走出美國、進入全球市場的第一步,就是在2009年邁出的。
無獨有偶,如今已經走出國門,并在中國本土市場做的風生水起,雄霸市場的阿里云,同樣成立于2009年,當年9月,馬云在阿里巴巴十周年慶典上宣布成立子公司“阿里云”,專注于云計算領域的研究和研發——對于云計算市場來說,2009年真的是個值得注意的年份。
身為重要服務器供應商的戴爾,也是在2009-2010年開始投入精力研發其面向大型云計算環境的PowerEdge C系列服務器,這一系列服務器面向云服務商、大中型數據中心客戶以及互聯網服務提供商,“C”這個代號的意思就是Cloud——戴爾將其稱作“PowerEdge Cloud(云服務器)”,而惠普、IBM等競爭對手亦是如此。
不過,時光倒回到2009年的話,不要忘記一個幕后英雄,那就是當年推出的英特爾至強5500系列服務器處理器,正是在至強5500時代,英特爾引入了全新的CPU點對點互連技術QPI,它極大的提升了處理器的總線帶寬,更為適合擴展到大規模的并行系統(這正是云計算的關鍵之一),也正是在這一代產品上,Integrated Power Gate(動態能耗管理)、Turbo Boost(動態加速)等技術被交付應用,無論是可以動態調整的能耗,還是可以動態加速的性能,都是“按需供給,動態調配”的云計算所需要的關鍵技術。
事實上,如果細心搜索不難發現,在前一代產品發布時,英特爾還未將至強5400和云計算、大數據所密切結合,而到了至強5500,“英特爾已經在為搭建云計算提供數據中心的最佳選擇而努力”——這是時任英特爾公司高級副總裁兼數字企業事業部總經理的傳奇人物帕特·基辛格所說的。
仔細一想,2009年是不是對云計算來說,非常具有意義的一年呢?慢著,還有2011年呢。
今天的云世界自2011年起日漸成型
2011年云計算市場最令人興奮的事情,就是“那一年是OpenStack的誕生元年”,正是在這一年,OpenStack以“數據中心操作系統、云計算操作系統”等一系列名號撲面而來,其氣勢一直貫穿到今天,成為云計算領域最熱的熱詞之一。
也是在那一年,VMware清醒的認識到,是時候全力投入到云計算市場中去了,繼前一年8月推出VMware vCloud數據中心服務之后,虛擬化巨頭推出了VMware云基礎架構套件,它被稱為“企業混合云的基礎”。
在OpenStack、VMware以及整個市場企業客戶的巨大推動作用下,云計算市場正變得越來越理性和成熟,2011年的重要性在于,正是從2011-2012年開始,云計算正開始遠離單純的“虛擬化或是網絡服務”,真正成為獨立、成型以及普及度較高的IT基礎設施服務和應用模式。
也正是從此時開始,云計算開始顯著、徹底的改變同時代與其有關的事務:IT基礎設施被要求更大規模的擴展、更高的密度、更低的功耗以及更低的成本,同時要有靈活、彈性、直觀與深入的管理方式,并以標準化、通用化的形式提供給客戶;面向企業私有云的機架服務器、融合基礎設施、一體化設備開始嶄露頭角,而混合云也開始逐步得到認可;更重要的是,甲骨文創始人拉里·埃里森在那一年的Oracle Open World上,徹底一改此前對云計算嗤之以鼻的態度,堅稱“云計算是甲骨文的未來”。
值得注意的是,2011年所發生的事情,在2012年英特爾至強E5處理器的發布會上造成了顯著的影響:
一方面,為了滿足不同云計算應用和用戶的需要,英特爾徹底重新劃分了至強5x00系列服務器產品線,脫胎換骨的至強E5系列處理器,擁有1600、2400、2600和4600四個不同的產品,基本上涵蓋了云計算市場的各個不同領域;
另一方面,至強E5不僅集成了PCIe 3.0控制器,還加入了Integrated I/O(英特爾整合I/O,IIO)和Data Direct I/O(英特爾數據直接I/O,DDIO)等技術,以及更先進的節點控制器、SAS控制器等技術,很顯然在技術研發上已經向著云計算開始傾斜;
最重要的是,仿佛是個信號,至強E5將英特爾、服務器供應商、存儲供應商、網絡供應商首次“聚”在了一起,正是從那時開始(實際上是從2011年開始),包括EMC、NetApp、HDS在內 17家存儲供應商和12家業內知名的網絡產品供應商都進入了x86平臺——這同時奠定了IA架構在此之后,在云計算市場占據絕對主導地位的基礎。
需要補充一點的是,2011年起,英特爾就在開始支持OpenStack及其社區的發展,時至今日,英特爾在OpenStack領域,已幫助國內眾多開源云服務提供商優化其解決方案,同時不斷推動OpenStack商用進程,在國內已收獲多個實用案例。
云計算的“貪婪”:既要靈活 又要規模
如今回頭去看早期的云計算市場,很多所謂的“云計算”,在當時不過是數據中心虛擬化,甚至僅僅只是服務器的虛擬化,但隨著云計算概念、需求、應用的逐漸成型,云計算開始真正成為一種改變現有IT基礎設施部署、管理和應用的全新IT形態。
在這一成型的過程中,要說云計算的發展有什么特點,那就是“云計算實在是一個‘貪婪’的技術”,這是一個“要在規模化的IT應用環境中得到前所未有的靈活度的技術形態”,換句話說,就是既要規模,又要靈活。
虛擬化、自動化、智能化、數據中心資源池化,所有這些云計算早期發展中所涉及的技術,實際上都是為了能夠靈活的讓企業的IT業務自由、順暢的調配數據中心資源,或者說是云計算資源,但在傳統IT解決方案框架下,這是與規模化相悖的,越大的傳統數據中心,其靈活度必然會受到極大的影響。
云計算卻又恰恰是一種向規模要效益的IT形態,它通過規模化的數據中心,為不同工作負載峰值的業務提供統一的資源調配與負載均衡,從而不僅能夠即刻滿足業務的IT需求,更能夠使得IT基礎設施的利用被最大化,且不鎖死在單一業務之上。
上述的這些要求,貫穿在私有云、公有云或是混合云上,逐漸人們發現,傳統的虛擬化——服務器虛擬化、存儲虛擬化、網絡虛擬化——并不能完全滿足云計算的需求,IT資源的供給模式要做出改變,“定義”也要做出改變;數據中心的交付模式要做出改變,交付單元的顆粒度要變得更大;傳統的服務器+存儲,也就是Server + SAN的模式也不再適合于云計算的動態、快速的資源交付;而更重要的是,云計算所涉足的領域越來越多,其所要面對的工作負載正變得越來越多,也越來越復雜。
對于既要靈活,又要規模的云計算來說,開放的標準化、通用化技術,自然是必不可少的,在云計算發展早期,也曾出現過一些基于定制化、專有化技術的云計算解決方案,甚至是公有云服務,但專有的、封閉的技術最大問題在于生態環境封閉、狹小,對于企業客戶的云計算平臺的擴展和合作,存在著相當程度上的問題。因此,以x86為代表的開放的、標準化的通用技術,才能夠在云計算市場,尤其是公有云市場,成為絕對主流的力量。
與此同時,開放的、標準化的通用技術為云計算及規模化數據中心的建設帶來了一個新的可能:機柜級擴展,即以機柜為單位,通過不斷重復的“復制、再復制”,快速建立起原本需要耗費大量人力物力和時間的數據中心,將數據中心的部署顆粒度變成“機柜”而不是“機架”。
為了做到這一目標,Facebook主導發起了OCP(開放計算項目),國內的BAT則聯合發起了被稱作“中國的OCP計劃”的天蝎計劃,而像是英特爾這樣的基礎設施供應商,不僅參加了OCP、天蝎計劃,還針對更廣闊的企業級用戶推出了“整機架構(RSA)”——兼顧兼顧了集中散熱、管理、供電設計和可按需靈活配置計算、存儲及網絡模塊的需求的整機柜架構參考設計。
整機柜的需求是來自于Google、Facebook這些越來越迫切的大型云計算和規模化數據中心用戶的,但由于其更好的經濟性、極快的部署速度,受到了幾乎所有云計算和規模化數據中心用戶的歡迎,也正是由于其在一開始就追求開放、標準化、通用化,才讓更多的業界企業參與進來,極大的加快了OCP項目的進展。
當然,為了更好的讓中國客戶參與到云計算這一趨勢中來,像是“英特爾中國云計算創新中心”這樣的機構也是必不可少的——它為合作伙伴和用戶提供相關方案的測試、驗證服務,還可以為相關項目的規劃、部署、運維提供專業建議——這正是企業客戶所需要的。
滿足了規模,自然下一個話題就是“靈活性”,這一問題相對規模化的問題來說更有些難度,我們都知道,云計算是一種典型的并行處理/分布式架構,無論是計算密集、數據密集還是大型數據文件系統,都是以建立在分布式架構的具有極高彈性和可擴展性的平臺為基礎的。
分布式架構也就是Scale-Out提供了相對于Scale-Up更好的經濟性,或者說規模效益,它不需要昂貴的單機大系統,在通過利用成本較低的通用型硬件實現規模化擴展時,單一或少量節點即便出現問題也可以被很好的冗余,分布式架構的入門門檻更低、性能/容量擴展的投入產出比更好、規模化擴展的速度和難度也都表現優異。
但分布式架構想要擁有足夠的靈活性,至少要滿足兩個條件,一是能夠摒棄物理上的差異,將物理層完全封閉起來,真正做到硬件資源的集中資源池化;二是由軟件(準確說是工作負載)來實現前述所說的對物理層的封閉和資源池化,并由軟件提供足夠的自動化、智能化、可管理性。
值得注意的是,云計算與大數據這兩個熱點結合的正越來越緊密,作為一種具有極佳彈性調度能力的IT資源供給方式,云計算能夠讓大數據業務在需要時快速、及時、動態的獲得所需要的IT資源,這也難怪越來越多的企業選擇在公有云或是混合云上部署他們的Hadoop、Spark、HBase等大數據服務。
但必須要指出的一點是,大數據分析在云平臺上所獲得的彈性資源調度,來自于趨于統一的IT基礎設施平臺,正如前文所說,只有以英特爾為代表的x86平臺提供的開放的、標準化的通用平臺,才能夠滿足云計算與大數據分析的內容。
更為關鍵的是,以開放的、標準化的通用平臺為基礎,與Hadoop、Spark、HBase生態環境建立長期的、緊密的合作,才能讓云平臺在支持大數據分析上有更進一步的優異表現,像是英特爾就在與Cloudera展開深度的合作,并為Hadoop不斷更新的新版本,提供硬件優化上的支持。
軟件定義將是實現云計算的關鍵步驟
這就是為什么軟件定義,成為云計算獲得靈活性的關鍵技術的原因,在SDDC中,硬件資源通過軟件得到配置并“池化”,來實現靈活性和敏捷性,這也是云服務的關鍵賣點。新服務可以快速進行開啟和關閉,以及快速的擴大和縮小。所帶來的最主要好處是潛在的成本節約,更進一步而言,則可以讓IT更簡單地進行新產品或服務的交付。
軟件定義數據中心與(互聯網行業發端的)硬件的透明化結合,能夠帶來更加智能和自動化的編排和管理能力,提升云平臺資源池的管理和使用效率。但不要忘記一點,軟件定義數據中心為云計算提供極大靈活性的前提,是軟件自身擁有極大的靈活性,這就需要軟件不能被束縛。
換句話說,軟件就要與硬件解耦,使其功能不再需要依賴特殊的、定制化的、非標準化的硬件,只需要在成本相對更低的通用化平臺上即可實現全部的軟件功能,繼而逐步實現用后者替代軟硬緊耦合的專用平臺的目標,進一步降低云計算的成本。
事實上,無論是橫向擴展的分布式架構,還是作為新數據中心“迭代復制”單元的整機柜,抑或是軟件定義數據中心,對于云計算相關的這些技術、產品和解決方案來說,在一件事情上是一致的,那就是需要開放的、標準化的通用的IT基礎設施。這一需求的體現,就是云計算數據中心的底層架構,應當利用行業標準的、開放的、通用化技術趨于統一。
但這種統一并不僅僅是在計算領域(比如說服務器虛擬化),在存儲、網絡領域都是如此,比如說,以英特爾為代表的x86架構早就實現了傳統SAN存儲的底層架構統一,而現在,致力于提供云計算平臺,改變企業存儲現狀的超融合架構的供應商們,如Nutanix、Maxta等,也都是基于英特爾平臺為核心發展起來的。
在網絡領域,英特爾主導的ONP(開放網絡平臺)在去年10月也剛剛獲得了華為的支持,像是Brocade推出Vyatta SDN控制器和Vyatta虛擬路由器,更是以x86架構為基礎,在亞馬遜AWS等云計算服務商那里得到了應用。
提到網絡就不能不多說幾句。在當前的SDI市場,網絡領域的SDN和NFV是最早開始被熱炒的概念,但軟件定義網絡相比工作負載優化的計算或是軟件定義存儲卻又是進展最慢的領域,一方面原因是部分傳統網絡廠商并不積極投身于此,造成了SDN和NFV的普及和發展速度緩慢;另一方面,與服務器、存儲不同,在SND、NFV實現軟件定義網絡,將硬件和軟件解耦的過程中,網絡對硬件平臺的(特別是處理器的需求)與服務器、存儲系統略有不同。
在這一背景下,英特爾推出了更適合于網絡市場的至強D-1500系列處理器,是非常適合以x86架構為核心的SDN、NFV網絡的核心處理器,同時推出以太網控制器X550,提供經濟高效的低功耗萬兆以太網連接解決方案;
其次,英特爾持續推動開源社區及相關標準的發展和協作,致力于與合作伙伴一起提供開放的參考體系架構,并通過Intel NetWork Builders計劃構建開放生態系統:“這一計劃目前已經有超過180家合作伙伴,并且有7家最終用戶在和運營商進行緊密的合作,這些用戶已經正式啟動了產業中切實可行的解決方案和合作。”英特爾在網絡上的舉措,正促使軟件定義網絡以更快的速度發展。
云計算的未來將如何發展?這是一個很難回答的問題,技術趨勢的演進往往存在著極大的不確定性,但我們仍然可以嘗試著拋磚引玉:在云計算改變企業IT運營的模式之后,物聯網也將改變我們每個人的生活,將云計算與物聯網技術相結合,實現從IT技術與IoT技術的融合,將產生很大的變革性作用。
這不僅能夠實現“萬物互聯”,更能為“萬物”融合入計算、存儲的能力,更進一步,能夠讓“萬物”擁有分析、洞察甚至是思考的能力,從這一點來說,“Cloud + IoT”是一個非常不錯的主意。
但無論“Cloud + IoT”如何發展,云計算又將涌現出哪些新的趨勢,構建開放的、通用的、標準化的底層架構平臺,實現融合匯通的基礎架構的核心要求是不會改變的,這也就意味著,x86架構在云計算領域所起到的核心作用在短時間內無法被撼動。