軟體定義：給你一個更智能的世界

近年來，"軟體定義"之風在IT業界越刮越猛，從軟體定義網絡（SDN）、軟體定義存儲(SDS)到軟體定義數據中心(SDDC)、軟體定義基礎設施(SDI)，各種產品和技術紛紛貼上"軟體定義"標籤，甚至有人提出"軟體定義世界"、"一切皆軟體"，"軟體定義"儼然成為最先進技術的代名詞。

面對不斷升溫中的"軟體定義"熱，我們該如何理解其精髓，它的魅力究竟在哪裡？如何從傳統的硬體定義世界演進到軟體定義的新世界？日前至頂網記者獨家專訪了清華大學交叉信息學院助理院長、助理教授、博導徐葳老師，就"軟體定義"相關話題進行了探討。

更智能、更靈活、更便宜

在徐葳看來"軟體定義"之風並非平地而起，而是因為"軟體定義"本身的先進性，是用戶需求的推動，它的流行帶有必然性。

"因為與硬體相比，軟體更靈活，更容易創新，也更智能、更便宜。

"徐葳表示。

徐葳認為軟體定義大潮的最初興起與SDN不無關係。

"早期的網絡設備都是專用硬體，比如硬體的交換機、路由器、硬體防火牆、入侵檢測設備等，成本高也不靈活，而且很容易被廠商綁定。

後來就有人提出SDN了這個想法，Openflow就是這個想法下的產物。

"

因為SDN提倡控制與轉發的分離，打破了廠商對網絡硬體的壟斷，從而給網絡創新提供了一個非常好的思路。

再加上當時虛擬化特別火，而虛擬機之間的網絡連接沒有很好的解決方案。

SDN借著這個勢頭很快就火起來了，然後軟體定義迅速蔓延到計算、存儲到整個數據中心。

如果要深究"軟體定義"熱的根源，徐葳認為可以從以下幾個方面來分析：

首先，軟體比硬體容易開發，容易創新。

"從硬體變成軟體，發展就快了，價格就低了，功能就多了。

這可能會帶來數據中心的技術從節能、效率、性能、容量等多方面創新，尤其是基礎架構的智能運維。

"徐葳介紹說，他們就與百度合作通過軟體控制，能在同樣供電容量的數據中心中多擺放17%的機器。

"這種好的軟體方案多了，大家必然要從過去又貴又難用的硬體方案轉移到軟體定義的方案。

"

其次，硬體發展很快，性能越來越強大，為軟體定義提供了很好的基礎。

因為今天如何充分利用硬體性能已經不是最重要的，最重要的是如何能夠快速推出能用且便宜的解決方案，而軟體定義正好符合這個趨勢。

第三，現在很多計算任務都靠加速卡完成的，比如深度學習就用到GPU就會很慢。

這些加速卡耗電且貴、體積又大，不可能每個機器上一個。

而管理好這些異構的資源，需要利用軟體定義計算的方法。

第四，軟體定義可以與開源軟體結合，從而推動創新。

因為利用軟體定義，傳統沒能力做系統的廠商也可以用開源軟體做硬體了，這有力地推動了創新。

比如，在沒有軟體定義網絡之前，網絡領域就很少有新公司出現，而現在新公司出現頻率大增。

"在軟體定義的世界裡，一台交換機、一個防火牆或者一個IDS就是一台標準的x86伺服器，其中的英特爾通用處理器就可以實現專用ASIC晶片的功能。

而以前的網絡設備需要專用的ASIA晶片，研發成本很高，客觀上阻礙了創新。

"徐葳說。

實際上，我們也可以看到在軟體定義大潮中，英特爾也是一個積極的推動者，不僅提出了SDI這樣的理念和方法論，還聯合VMware等合作夥伴大力推動軟體定義在數據中心內部的落地。

軟體定義需要硬體支持

因為"軟體定義"具有很多明顯的好處，因此一經提出很快就得到關注，並開始逐步落地。

於此同時，有很多項目也藉助軟體定義大潮得到了很好的發展，OCP（開放計算項目）就是其中之一。

如今風頭正勁的OCP是Facebook於2011年發起的開源硬體組織，其開源了包括數據中心、定製伺服器在內的一系列硬體設計，短短4、5年時間就吸引了包括Google、蘋果公司、微軟等200多家企業加入。

對於OCP徐葳的理解顯然要比大多數人認識更深入些。

OCP基金會在全球認證很多符合OCP標準的數據中心，目前徐葳所負責的數據中心是中國唯一獲得OCP認證。

徐葳認為OCP與軟體定義是一對好搭檔。

因為在通往軟體定義之路的過程中，設計出適合做軟體定義的硬體解決方案是最重要的，而這就是現在OCP做的事情。

"OCP無論是成功還是失敗，它註定會與跟軟體定義綁在一起的。

OCP希望通過開源硬體的設計來提升數據中心硬體的發展速度，降低整體的硬體成本，增強硬體的可管理性。

"徐葳介紹說，OCP造就了一批白牌硬體設備，無論是伺服器、交換機還是存儲設備。

但是白牌硬體廠商一直都不擅長做軟體，所以單獨去買控制軟體就是唯一一條路。

這就給軟體定義創造出一個市場。

另外，OCP倡導的是整機架部署，而且推行的都是超融合架構，磁碟分散在各個機器內部，這樣在機架層面進行資源的調配也比較容易，這也給軟體定義提供了更大的優化空間。

同時白牌機器便宜，給做軟體定義的企業留了一些利潤空間。

所以OCP對於軟體定義具有很大的促進作用。

軟體定義落地是長期過程

應該說，目前軟體定義已經被普遍接受，並正在逐步落地。

但是徐葳認為，軟體定義的成功還需要相當長的時間，因為在軟體定義之路還面臨不少攔路虎。

第一，人的技能。

傳統數據中心內部的網管、系統管理、資料庫管理員和軟體開發人員等都有著比較嚴格的界定和不同的知識結構，工作很少有交叉。

而現在，在軟體定義的世界裡，我們可能希望網絡管理員能編寫SDN程序、存儲管理員理解Ceph里的複雜配置選項，而做到並不容易。

第二，硬體。

現在的軟體定義基本上是一種屌絲設計，即按照現有的硬體功能來設計軟體，而不是真正的軟體定義。

例如Openflow設計那麼複雜，與兼容Broadcom的晶片有關；Ceph設計得那麼龐雜，也與要兼容各種伺服器硬體有關（有盤多也有盤少的，有SSD的也有沒有的，有網速快的也有網速慢的）。

種種硬體給軟體設計帶來了很大麻煩，解決這個問題的除了在定製化硬體，未來在軟體定義大潮下這可能成為一種趨勢。

第三，可靠性和長尾延遲。

現在數據中心內考慮不光是可靠性的問題，還有長尾延遲的問題，因為目前軟體定義的基礎設施之中很多採取Reactive的策略，就是發生了事件之後硬體不知道就去問軟體控制器。

這樣的策略可能會導致更多的長尾延遲。

未來軟體定義的架構必須要解決這種問題。

"目前，我們看到越來越多的計算、內存和存儲、乃至整個IT基礎設施正在變成軟體定義的，未來肯定會更多。

而隨著軟體定義越來越普及，它很可能將成為硬體提供的標準功能了，就像現在的BIOS，到那時或許就沒有軟體定義這種說法了。

"徐葳總結說。