梅宏：雲計算之軟件定義—思考和探索(2)

我們來看一看軟件定義如果從一個軟件研究者的視角它是什麼？實際上我們可以看到軟件定義採用了很多技術，正是過去作業系統所體現的軟件系統的這麼一個設計實現的結果，所以，從我們從事軟件研究的結果來看，作業系統某種意義上體現了軟件定義之集大成，什麼是作業系統，作業系統管理計算機的硬件資源，控制程序運行，改善人機介面，為應用軟件提供支持，向上提供公共服務，向下管理系統資源。如果僅僅從一個計算機系統使用者的角度，我們可以看到，作業系統正是一台軟件定義的計算機，但是我們計算機從硬件的角度，它只是裸機，如果沒有作業系統，你只能使用機器語言、彙編語言的方式使用計算機，你的編程很困難、使用很麻煩，正是作業系統給我們提供了計算系統一個龐大的靈活性。

互聯網時代，作業系統正在面臨一些轉變，傳統的個人時代，PC機、網絡系統，每個人每台機器是相對的，主要的運算系統都在本地，網絡的目的只是為了強調互聯。而在網絡時代，互聯網成為核心，PC功能成為網絡的終端，網絡成為計算和存儲的中心，各種終端設備是作為網絡的輔助交流工具，包括了智能手機、各種上網本等等。而在互聯網時代，這樣的作業系統要滿足互聯網的需求，就面臨新的技術挑戰，管理的資源從單機變成了整個互聯互通，使得我們的資源複雜和海量。

第二個，應用的多元化，我們需要大量的新應用，像各種各樣的互聯網應用，從我們的論壇、郵件到各種服務等等，這些應用要形成，包括我們大量的視頻服務，要形成一些共性支撐，同樣這樣龐大的共性集聚到互聯網上，還得滿足我們每個個體甚至每一個單位的個性化需求，共性和個性化。

應用模式是以服務的方式提供，對外要提供按需使用的模式，同時也支持用戶要有不同的終端能夠訪問我的服務。所以，這樣就構成了我們后期的雲或者服務站點為服務端，以我們各種智能手機、PC等為終端的這麼一個一體化平台。這就是網絡時代互聯網時代對作業系統的新要求，我們把它稱之為網絡化的作業系統。

所以從這個意義上講，大家可以看到所謂的雲管理平台本質上體現為一種新型的網絡化作業系統，向下它需要管理調度大規模的網絡化資源，虛擬計算、存儲、網絡和平台等，而向上就要支撐上面的運行在這個平台之上的各種應用，以服務化的方式對外交互。

當前，雲管理相關的東西正在全面走向軟件定義，首先雲管理平台通過軟件定義對網絡化、規模化的各種資源進行高效靈活的調度，也是各種軟件定義技術的一個綜合展示平台。我們可以看到所有的軟件定義計算、軟件定義網絡到軟件定義存儲等等，這個有很多關於這方面的研究。

我們也可以看到，如果這樣的雲管理平台通過軟件定義面臨一系列的挑戰，首先，你怎麼樣確定你被管控的硬件元素的合理力度，到什麼樣的力度是更合理的，並且針對這樣的力度進行虛擬化以后，向上提供API，你怎麼樣界定一個軟件定義的系統它的軟硬件的功能劃分，並且能夠靈活的、更為方便的方式來組裝配置相應的構成元素。

第二方面的問題就是系統質量問題。怎麼樣合理的平衡由於軟件定義所帶來的靈活性和通過各個層次的軟件所帶來的性能損耗的關係。通過軟件定義實現它帶來的複雜性，它有更複雜的東西，可能也會帶來更大的故障率。同時，軟件裏面故障的定位也相對比硬件更為麻煩，這些問題怎麼解決。

第三個方面，怎麼樣能夠把系統的能耗通過軟件管理進行適當的降低。我們硬件解決哪怕低功耗的硬件，最終從系統層面還得通過軟件管理來減少能耗。第三個方面的問題就是互操作的問題。由於在雲環境中間，特別是私有雲環境中間，我們存在不同廠商提供的同類異構設備，怎麼樣能夠巧解這些設備之間的異構性，形成同一個平台，這也是需要軟件定義去解決。所以，這是我講的第二部分，關於雲計算式軟件定義。

最后，我想講一下從軟件角度圍繞互聯網計算進行的探索。我們互聯網帶來了技術和應用創新，可以看到從2000年以來，人們心目中都希望把互聯網看成一個全球的計算平台，在這個意義上講，也正在形成新的軟件業的形態，就是面向互聯網的軟件業。我們從軟件的角度希望把互聯網看成一個全球泛在的計算機，來探討它上面的軟件應該是什麼樣子的。

技術方面，怎麼樣利用以互聯網為核心的多網融合，實現高性能價、高效能、高可信的信息化技術。應用方面，如何利用以互聯網為核心實現成本控制。

互聯網的出現就是一種新的形態，這種形態從它的幾個信息，這樣的軟件首先需要每一個實體的自主能力，實體之間的關係，實體之間協同之后生的自發性和在演化能力，所以它體現了按需構造協同行為模式。按照領域社區或者社會網絡的組織模式，以及基於復用、知識驅動、自底向上從無序到有序螺旋成長的系統開發模式，我們需要把過去一個以信息提供為主的網絡變成以提供軟件能力、計算能力為主的互聯網。

從軟件質量到軟件開發、軟件運行、軟件范型幾個方面，互聯網都面臨一系列的挑戰。所以，我們認為在互聯網時代，需要一種和過去不同的軟件范式。我們可以看到未來要進入所謂的網構軟件時代。要構造一個網構軟件的硬件平台，採用網構軟件的思想和理論來演示操作相關平台，支撐互聯網的技術。這是我們近期的工作，圍繞網構自身平台進行了一系列的探索，從雲資源、端設備到物理資源的管理與虛擬化，虛擬資源的管理及編程方向，到上面支撐各種各樣的應用。應該向上面向需求提供服務，向下面對資源提供管理，其中包括IaaS、PaaS、SaaS一系列的支持服務。

我們有一個IaaS平台，稱之為燕雲，面向雲計算的網絡作業系統。這是我們現在系統做的一些工作，已經在很多行業進行的相關應用，最核心的是基於北大的運行時模型構造。

第二個，圍繞這樣的服務端，我們構造一個面向雲端融合的運行支撐框架，就是通過移動互聯網驅動雲計算和智能終端正在開始工作，所謂的雲端工作。已經構建了一個運營框架，可以為用戶提供移動應用編程模型和框架，非侵入式的把web應用轉化為移動應用，滿足在移動終端上訪問用戶的要求。

PaaS平台我們提供了一個軟工服務整合環境，已經部署了很多的服務，現在主要用於科研相關的工作，特別是軟件工程相關的工作。進而構建了一個大規模彈性分散式的調度與編程框架，面向大數據的使用，支持作業的雲化部署、透明分佈、按需並行、動態伸縮、自動容錯，把傳統語言與新語言結合到一起。

再一個是SaaS層面，圍繞我們自己的領域構建軟件工程，面向公共的科研服務和知識共享，對軟件工程設計各個方面的知識，以及軟件開發所需的各種服務提供了在整合，包括軟件百科知識相關的論壇、相關的博客等等，有一個軟件構建資源庫。

從數據服務層面，收集國際主要開源社區的軟件過程數據，對外提供數據的研究。再一個就是把知識相關能力結合起來，特別是結合了現在大數據時代，怎麼把數據提煉為知識，從知識的需求，按需動態來實行個性化的知識服務，涉及到知識的建模、知識的提取、知識推理、智能問答。

這就是我今天要講的主要內容，三個方面。最后因為時間有限，我們團隊的工作只是把這幾個層面的東西作了一個簡單介紹，有興趣的我們可以在以后通過別的渠道，通過網站進行了解北大團隊相關的工作。謝謝大家！