軟件定義絕不能算是一個新話題，因為它源起于2008年斯坦福大學的一個項目，把傳統的交換機通過軟件的方式按照三層結構開發出了一個Open Flow。這樣算來，軟件定義的提法已出現了十年時間，而之所以我們認為它是一個很新的概念，是因為軟件定義直到2013年才正式應用于云的網絡管理，至此軟件定義才從軟件定義網絡(SDN)這一端開始，得到廣泛應用。接下來，軟件定義存儲(SDS)、軟件定義數據中心(SDDC)也應運而生，但這些卻還只是將軟件定義限于IT的基礎架構端。而近日軟件定義城市概念開始變得流行，軟件定義終于開始出現在應用端。那么，當軟件定義技術出現新變局時，我們不禁開始思考：我們離真正的軟件應用定義時代還有多遠?算法統治世界的時代是否真地已經來臨?
軟件定義的世界
盡管我們或許在內心中還會存有疑問：我們眼前的世界是否真是軟件在主導?但看看我們的四周，我們就會發現軟件已經真正主導了我們的生活。
交通工具和手機是我們每天都離不開的兩個工具。在交通工業中，工業軟件已經占到了總成本的40%以上，并且隨著交通工具智能化程度的提升，這種比重一定會呈現出上升的趨勢。寶馬7系的軟件總量超過了2億行，特斯拉S總量超過4億行，飛機空客A380軟件總量超過了10億行。在這些趨勢的帶動之下，2016年全球軟件的銷售是200億美元。同時，我們的手機也不再僅僅是單一的通訊工具，互聯網延伸給我們催生了軟件新的模式的變化，基于云的新的軟件使用模式就是軟件服務。手機APP的兩大陣營APP-Stare和Google Play大概有300億以上的應用，累計下載量是1500億次。2016年全球移動商家的收入達到了448億美元。而近日開始流行的軟件定義城市的概念，更是說明軟件將重新定義城市的基本功能、服務模式、運行管理。
軟件的背后是具備有限、指令明確、有效三大特征在內的算法。軟件正在統治世界，而軟件的核心則是算法。一種觀點認為：在諸多算法中，歸并排序和快速排序及堆積排序、傅里葉變換與快速傅里葉變換、迪杰斯特拉算法、RSA算法、安全哈希算法、整數因子分解、鏈接分析、比例積分微分算法、數據壓縮算法、隨機數生成算法，已經足以統治世界。另一種觀點顯然更為實用，從應用的角度認為Google Search谷歌搜索、Facebook News Feed、OKCupid情侶匹配、NSA數據采集，解讀和加密、推薦算法、Google AdWords、高頻率的股票交易、MP3壓縮、預測分析軟件、調音等應用的算法才真正統治了世界。
我們之所以要從算法和數據結構兩個方面解析軟件，是想說明在軟件定義世界的同時，其自己也存在算法優化的空間。同時，前端的PC、智能手機需要與云端的設備相聯接，所有的應用就統一于數據。這樣，貌似工業軟件、移動應用與SDN、SDS等技術無關，但從軟、硬件的關系來看，正是SDN、SDS、SDDC等技術制約著整個系統的性能。因此，拋開前端的熱鬧，去看一看后端的風景，也許才真正有助于我們更為全面地理解軟件定義世界。
SDN的本質
SDN的本質是把整個網絡分成了三層：：硬件層、控制層和應用層分開，通過一個應用編程結構對網絡設備進行任意的編程，從而可以實現新型的網絡協議、新型的投入結構，而不需要改變網絡設備的硬件本身。盡管SDN在2015年才在Gartner的報告中首次出現，但我們必須說，SDN重新定義了傳統的網絡架構甚至通信產業，SDN在2016年的市場份額就達到了37億美元。
軟件定義時代的一個基本特征，就是萬物互聯，一切均可編程。在這個過程中，必然產生海量數據，并且這些數據還需要支撐人工智能應用和大數據應用。因此，數據傳輸必然面臨一個巨大的挑戰，這個挑戰同時也是SDN技術的挑戰。
談起SDN，書生云公司創始人、首席科學家王東臨認為：“SDN還沒有達到預想的目標，但也還有很大的發展空間。現有的SDN簡化了硬件，但軟件協議棧還不夠簡化，需要做減法式的優化，例如去TCP/IP。”
從目前的應用情況來看，幾十年前發明的TCP/IP協議早已不適應網絡傳輸速度的高速發展，制約了整個網絡的性能，但由于TCP/IP協議應用廣泛，因此替代它從目前來看幾乎是不可能的事情。對此，王東臨：“在廣域網領域，由于兼容性問題，目前確實無法替代TCP/IP協議。但在機房內部，卻可以棄用以太網和TCP/IP協議，而代之以專門為高性能網絡設計的協議，例如遠程直接數據存取(RDMA)/PCIe/SAS。這樣做雖然不能提高網站的訪問速度，但可以提高機房的計算和存儲性能。例如，對任何一個大型網站，服務器和存儲的每一個I/O都要通過機房網絡的，象我們在谷歌、百度搜索某些信息，我們發過去的不過是幾十個字節的信息，但在谷歌、百度內部為這個搜索請求服務的有上千臺服務器，服務器之間(計算網絡)、服務器和存儲設備之間(存儲網絡)傳輸的數據量是非常巨大的，去TCP/IP可以非常有效地提高機房網絡的性能。”
王東臨強調：“現有的SDN技術都是基于TCP/IP的，如果我們去掉TCP/IP協議，現有的SDN技術也失去了存在的基礎，所以SDN技術需要來一次大的變革。另外，現有的交換機，不管是傳統交換機還是SDN交換機，都是一個紅綠燈路口，不知道什么時候有多少車從哪個方向來往哪個方向去，需要覆蓋各種各樣的情況，為此做了很多冗余的設計和多余的判斷，這些路徑和協議棧都是正常情況下不需要用的，為了保證數據交換適用于各種特殊情況又不得不加進來。我們的思路與之不同，我們是從源頭上就知道有多少數據要去什么地方，一開始就規劃好數據所走的路徑，這樣每個路口的設計就可以大大簡化了，性能也就可以大大提升了”
概括起來，王東臨說：“軟件定義基礎設施，不要糾結于SDN、SDS、SDDC，這樣就走入了頭痛醫頭，腳痛醫腳的誤區;而是需要有一個全面優化的概念，硬件要做到高性能，軟件也要做減法。總之就是要把減法進行到底。按我們的思路來，在機房內部全面優化的結果就是超融合一體機。”
軟件定義是大勢所趨，但業界往往是創新公司的觀念領先于IT產業，IT產業的流行技術又領先用戶需求。這樣一來，創新公司的觀念領先用戶需求兩個層面，風險會非常大。王東臨對此表示認同：“創新型公司的日子往往并不好過。創新型公司會引發產業變革，但命運可能是九死一生，市場并不買賬。亞馬遜做了好多年，特斯拉差點就死掉了。我的經驗是做好‘最小實現，快速迭代’。做到新技術比同時期的產品都要好，一點點地展現，一點點地轉化。一次性研發投入并不很大，但便于實現產品化，便于投融資介入。”
軟件定義的時代已經來臨，一個更智能、更靈活、更便宜的軟件新世界終將來到我們面前。從軟件定義的角度來看，IT基礎設施未來幾年的趨勢一定是做減法。在我們期許軟件定義新時代時，也許更應把關注點放在SDS、SSD、SDDC這些領域的新技術突破上邊去。
微信掃一掃
