软件定义世界

张礼立+罗奇敏

软件定义作为万物变革的基础横空出世，它在云计算、网络、存储、数据中心，乃至整个互联世界蓬勃发展起来。如果你身处这个行业，那你便没有理由不去了解并一探究竟。

爱因斯坦曾经说过，在知识的未来，牛顿力学、相对论、量子力学都会被修改，而统计力学的定律却是永恒的。人类是由原子和分子组成的奇妙物种，我们认为要找到普适于宇宙与人类的第一性原理，必须从最基本的概念出发，那就是能量、信息与时空。现在，我们再次处于三场宏大技术变革的开端，它们可能足以匹敌20世纪的那场变革，这三场变革分别是大数据、智能制造和万物互联的革命。

什么是“软件定义”？

软件定义简单地讲就是使被软件定义的对象和构架成为灵活的、便于管理的、成本节约和快速可以实现的一种手段和技术。

简单的用软件实现还不够资格被称作“软件定义”。这个词同样适合用于整个服务资源（如网络或存储）。只要拥有支持SDN的网络交换机，适用于软件定义基础设施的硬件与固件解决方案必然会出现。换句话说，物理资源池通过专业的配置，实现灵活的调整、动态的分配与可编程化的配置，使其具有了模块化的特征。软件定义意味着所有关键的非服务器类IT基础设施（如网络、存储与安全性）都可以通过软件来实现，同时伴随着效率、自动化、灵活性与服务质量的提升和增益。在流行的软件定义数据中心（Software-Defined Data Centre）里，几乎所有的資源都可以通过软件来定义，并完全托管在虚拟化的计算环境中。

软件定义的生态是什么？

企业正在改变它们与客户互动的方式， 把移动、社交、大数据和分析平台这些面向大众的新系统与传统的后端IT系统相集成。通过这些平台帮助企业实现数据共享，使决策更快速，过程更有效率，并且能改善客户的直观感受。但是，这种整合新技术的要求也给IT管理出了一个前所未有的难题。如何来破解这个难题呢？软件定义（SDX）给出了答案。

软件定义可以使数据中心定制化并更有效。所有应用程序使用相同的、标准的和不区分资源的方式将无法满足要求，取而代之的是根据工作负载类型、业务规则和资源类型可用性，构建的完全不一样的基础设施构架。一旦这些业务规则与资源就位，接下来就是要如何构建、部署、规模化和优化这些服务。工作负载是使用模型和资源来定义和组合的，同时通过业务规则和策略来管理和部署。

从上世纪90年代以来，当技术供应商认识到金融市场的软件比硬件更有价值后，非常多的供应商就开始摸索并试图将自己定义为软件公司。到2010年，这种狂热达到顶峰状态，供应商开始把他们的解决方案定义为“软件定义”。这些名字从软件定义网络（SDN）开始，随后很快出现了软件定义数据中心（SDDC）。不久，存储行业也加入这个热潮并以软件定义存储（SDS）命名。自给自足的技术能力已成为科技行业发展的强大潮流和推动力。在提供处理、存储、网络和其他基本的计算资源之后，最终用户能够部署和运行任意软件，包括操作系统和应用程序。在这样的环境下，用户不需要管理或控制底层的云基础设施，只需控制操作系统、存储和已部署的应用程序，或是有限控制的网络组件（例如主机防火墙）。

对于许多企业的首席信息官（CIO）来说，传统的数据中心使他们倍受煎熬。相对于它们容纳的应用程序和硬件，它们已无法实现定期更换。灵活和敏捷的数据中心是亟待探索的关键要素。他们期望的一个灵活的数据中心需要采用虚拟化技术，基础设施要全自动化，还需要弹性服务目录和其他新兴技术的融合来加快基础设施建设。与之相比，传统的数据中心可能要求业务部门等上几个月甚至是一年，这在瞬息万变的市场机遇面前将完全失去竞争性和业务信任。而灵活敏捷的数据中心让高效率和低成本得以实现，彻底改变企业信息部门遇到的窘境，以前几个月才可完成的事情，现在几个小时便能做到。

必然并非偶然

为什么企业的基础设施需要打造成为软件定义的生态系统？为什么传统的基础设施从长远角度考虑是对业务不利的？我们发觉有以下原因。

IT部门，如果不综合考虑采用软件定义环境，花费更多的预算来维护现有的老旧硬件和基础设施，而不是创新和构建新的解决方案，未来将越来越难以满足企业的需求。另外，数据中心的专业化所带来的对于技能的更高要求和独立管理的需要，可能会持续提高人员的劳动力成本。业务需求优先级别的错误排序或级别设定，将直接导致基础设施资源的使用效率低下。德国工业4.0在2013年提出的一个核心内容就是，通过软件实现业务智能化，毕竟我们很难预知商机何时出现，而要花上几周才能完成服务器部署很可能使企业错失商业良机。

所以使用不同的技术快速地对不断变化的环境和市场条件及时反应，意味着企业将拥有更多的增加营收和驱动创新的机会。当前的IT组织通常是高度专业化的，包括其服务器技术、虚拟化、云平台、存储环境和网络基础设施。这种专业度很强的人力成本对业务来说是极其昂贵的，企业将越来越难以找到合适的人员来实施和管理这些技术。如果不考虑在新架构中的适用性，老旧的应用程序可能无法再继续使用。软件定义的目标就是结合旧的基础设施和应用程序，全面防止管理、数据和流程上的孤立分散，因为这些都会增加成本，并使响应速度变慢。

最佳实践

接受软件定义生态是个循序渐进的过程。大多数公司的业务需求会经历以下这些阶段。

虚拟化的普及和深化是第一个阶段。许多企业尽管完成了服务器资源的虚拟化，但在他们的数据中心中（包括存储或网络）并没有完全实现虚拟化部署。如果只对服务器虚拟化，而没有一个通盘考虑的整体框架，独立工作的存储和网络就会举步维艰。开放虚拟化将打破这些瓶颈，加快技术的集成，并能为企业提供更多的选择。

资源的智能调配是虚拟化后的第二阶段。当企业用自动而非手动的方式构建和部署基础设施组件时，自适应的流程开始响应，企业就可以直接在已知的规则和最佳实践的基础上设置并激活虚拟服务器、定义模板和工作负载的属性。通过智能的资产资源识别和资源调度，可以使企业轻松地根据不断变化的业务策略配置基础设施，并且平衡其资源供应与业务需求。

大数据处理能力的增强是第三阶段。企业的IT部门可以渐渐不依赖于静态的资源，但必须有能力实现在整个数据中心的环境下收集和共享所需的数据。企业需要构建一个可灵活扩展的基础架构，以响应实时的事件，并支持和处理伴随产品和生产运维的扩张而产生的大量数据。

事务弹性扩展是第四阶段。随着数据量的增加和对实时性要求的提高，处理海量数据的能力也伴随着增强。工作负载需要有弹性和扩展性，即基于不断变化的业务需求无缝地扩张和收缩的能力。这些下一代的工作对于当前IT实际而言，在很大程度上依赖于对于应用服务器的有效控制。

基于策略的优化是第五阶段。基于策略的优化有助于企业根据单个组件来定义它的工作负载，比如应用程序服务器、数据库和基础设施，并定义治理、部署、扩展和优化这些服务。随着新的工作负载使用模式的出现，企业可以重复调用这些模式，使IT基础设施自动化调整，以应对不断变化的工作负载需求。

实现“能感知应用”的基础设施，这是第六阶段，也应该是我们的终极目标。在软件定义环境的推进过程中部署和建立服务等级和策略，所有的资源得以被自动调整到最佳的交付状态。基础设施基于服务水平目标，实现零服务级别的影响，并且可以持续优化工作负荷。根据实际的需求，实时分析预测最佳结果，可为工作指令匹配相应的基础设施资源，确保最高优先级的工作也达到所需的服务水平。

未来即现在

软件定义生态提供了一種“认知世界应用”的基础构架，通过整合应用型专门人才可以满足工作负载的独特要求。不断扩张的互联网和全球网络增大了对数据存储空间、计算能力和复杂网络的需求。更广泛的互联、更强的全球物流能力、越来越相互依存的经济体系，这三方面已经引发了一场全球性的竞争，一场全球企业争夺有限市场中的潜在客户的竞争。

目前的IT部门正面临越来越大的压力。尽管面对的是捉襟见肘的预算拨款，安逸于过时的IT模式下工作的员工，也无时间或资源了解新事物，但IT部门仍需在应用和解决方案上为一线业务提供强有力的支持。IT的改变在不断进行，现有技术完全能帮助它实现业务变革的目标。

“一带一路”是实现欧亚经济共同繁荣的远见卓识。人们称计算机是人脑的延长，是外脑。云计算依托互联网把成千上万个数据中心整合在一起，把异构的环境通过软件定义，让人类实现物理空间与信息空间的融合，这种智慧的高度集成和融合，必将产生巨大的科技创新力量。