雲計算,不是一個性感的詞彙,大多普通人很難有興趣花時間去了解它。但是,雲計算的技術演進,卻在事實上定義了整個人類 IT 架構的演進方向。
雲計算技術每每取得一次突破,都可以讓整個社會的生產成本獲得大幅的下降,並且最終普及到所有的生產領域。從這一點上看,雲計算正是現代人類最頂尖科技的基石,這恰如火之於原始人類的意義。
作為雲存儲和雲計算的老兵,王東臨親歷了行業的變遷,他創建的書生集團已經成立二十年。這二十年的商業遊戲,讓他深諳一個道理,對遊戲規則走向的預判,決定了遊戲參與者的生或死。在雲計算巨頭林立的時代,王東臨眼中發展的第一要訣就是:技術。而在他眼中,就在這一秒, IT 基礎架構的發展恰恰到了一個十字路口,面對很多方向選擇。
這個時候,這位老兵的預言,就有了獨特的意義。
【書生集團創始人 CEO 王東臨】
在王東臨眼中,未來 IT 基礎架構有八個最主要的趨勢。
如今,雲的信徒已經數不勝數。大多數人都主動或被動地相信雲計算是未來 IT 的基礎形態。但是,王東臨眼中的未來卻更加激進。他強調「所有的」IT 架構都將雲化。
五六年前,幾乎所有人都曾聽身邊有些人說,我的手機只要能打電話發簡訊就足夠了。然而到今天,所有的人都使用了智慧型手機。
他所謂的雲掃蕩世界的力度,大抵如智慧型手機掃蕩我們生活的力量。
王東臨列舉了兩個雲架構的優勢:
沒有虛擬化的傳統主機,被稱為「煙囪式物理架構」,這是一種垂直而不互通的模式。這種模式下, CPU的使用率2%很常見,峰值也不過10%,這是一種巨大的算力浪費。
虛擬化正等同於把多個計算機構架在同一個物理機底層上,這樣就可以使得 CPU 利用率成倍增加,從而使得生產成本急劇下降,用幾個機櫃就能代替原來幾十個機櫃的設備。
以大型商場沃爾瑪為例,如果每個顧客都有一個自己的固定車位,這就是傳統架構。在這種不靈活的架構中,如果沃爾瑪總共有五萬名顧客,就需要有五萬個車位。而真實的情況是,車位是可以「資源池化」的,在沃爾瑪前面,只要有一個可以容納此刻在沃爾瑪之中購物的顧客數量的停車位,就足夠了。也許這個數字只是500。這個停車場就是典型的資源池。
實際上,雲架構帶來的優勢還很多,擴展性、彈性、自助服務、可度量、低成本、故障容錯等,每一個都價值非凡。「我認為未來只要有機房,就一定都是雲平臺架構。」王東臨說。
【硬碟通過「資源池」模式統一規劃管理】
企業級設備和分布式系統,雖然聽上去都有些冰冷,但實際上代表了兩種我們都熟悉的哲學態度:相信「優秀的單兵」還是相信「有組織的團隊」。
一個便宜的設備,它的可靠性可能只有99%,這意味著一年當中它出問題的概率是百分之一。而一個貴 5-10 倍的企業級設備,可靠性高10倍,故障率是千分之一。
然而,如果你用兩個可靠性為99%的便宜設備做冗餘備份,它的故障率是多少呢?
王東臨向雷鋒網(公眾號:雷鋒網)提了這個問題。
當然,大多數人給出的回答是「百分之一的百分之一,結果是萬分之一」,但是王東臨說,雖然這已經很好了,用非常低的成本實現了比昂貴設備高10倍的可靠性,但實際上比這還要好。
在一臺設備出故障之後,你有可能不去修復,眼睜睜地等待第二臺設備故障嗎?如果新設備上架的周期是三天,那麼另一臺設備在這三天中出故障的概率本來就是萬分之一。所以,整個系統出故障的概率,是另一臺設備在第一臺修復過程中也出現故障的概率,算下來是百萬分之一,相當於昂貴設備的1000倍可靠性。
這樣的兩套系統做出的冗餘備份,價格要遠低於昂貴的故障率是千分之一的「企業級設備」。
他認為,之所以企業級設備能夠一直存在,是因為由廉價設備組成的分布式系統的技術在不斷完善中。而目前,這些分布式開源技術已經足夠成熟,在未來無論是成本還是可靠性。企業級設備都將喪失優勢。
實際上,大多數大型網際網路公司,並不會選用「企業級設備」。以谷歌為例,谷歌從第一天起就搭建了甚至沒有機箱的由「地攤貨」組成的數據中心。直到發展到巨無霸,他們的發展路徑仍然是採用先進的冗餘技術而不是提高單點可靠性。
【谷歌機櫃】
有關開放和封閉的爭論,爭論一直不休。這同樣是兩種哲學的戰爭:相信「閃光的精英」,或是相信「群體的智慧」。
在王東臨的眼裡,這場戰役的最終結果,一定是開源取勝。
當年 IBM 主導的兼容機,正是因為開放了構架,才可以讓一臺電腦裡同時用到臺灣的主板,韓國的內存,日本的硬碟,美國的作業系統和CPU。
開源會導致分工的細化,每個人只做自己最擅長的領域。例如羅技只做滑鼠,但是因為開源形成的生態擴大,它的生意同樣可以很大。而因為專業,羅技可以在所有的滑鼠裡做到價格最低,質量最好。
開放和封閉,有一場幾乎所有人都被捲入的曠世戰爭,那就是 Android 陣營和蘋果的角逐。
也許所有人都認同如下事實:
可以把控所有開發流程的蘋果,在很長時間內的用戶體驗都優於 Android。但是,隨著 Android 生態的不斷壯大,用戶體驗在不斷追趕蘋果。很多目前在智慧型手機中被公認的優秀功能,例如消息列表,正是先出現在 Android 手機上,然後被蘋果借鑑。
【賈伯斯和第一代 iPhone】
王東臨認為,這些事實都符合他的預測。
在發展早期,開放系統的效能會低於封閉系統。但是隨著開源系統的進化發展,體驗是可以追平甚至反超封閉系統的。長期來看,開放系統的缺點可以被克服。而它的優點卻是根本性的。
現在很多 Android 系統的照相功能開始優於 iPhone,這就是開放系統追平和反超封閉系統的表現。
開源,始於人們的「共產主義理想」,這也使得很多開源程式設計師在很長時間內生活拮据。但是,這個「共產主義理想」在結合了商業和市場的力量後,就迸發出了巨大的力量,至少體現在如下兩個方面:
1、開源通過免費帶來流量,通過增值服務掙錢。這和網際網路、移動網際網路的商業模式是一樣的。例如著名的 Redhat 公司,旗下的 Linux 和 Openstack 都是開源產品,卻靠增值服務年收入超過 20 億美金。
2、開源可以打造一個生態系統。例如谷歌的 Android 系統,在智慧型手機領域把神一樣的蘋果公司擠到只有百分之十幾的市場份額。
【佔領各個領域大批市場份額的軟體,很多都是開源的】
相信所有人都能感覺到,在 IT 架構中所有的元件都電子化的今天,仍然在靠磁頭尋道工作的硬碟,帶著滿滿的上一代工業產品的遺風。目前來看,硬碟令人髮指的讀寫速度這一巨大瓶頸,遮掩了越來越龐大複雜的軟體系統的性能損耗。
這件事情如何解決呢?王東臨的看法很簡單:不是不報,時候未到。
根據他的觀察,快閃記憶體的成本正在快速下降,很快將達到跟今天硬碟接近的價格,從而代替硬碟成為常規存儲。除了快閃記憶體製程(從70納米降到10納米)和架構(從每個cell 1bit的SLC到每個cell 4bit的QLC)的進步外,最關鍵的技術飛躍在於 3D 層面的層層疊加,從32層、48層已經發展到了64 層,再加上中國投資200億美元建快閃記憶體生產線,快閃記憶體價格降到白菜價已經指日可待了。
【32層 Flash 存儲器內部結構】
目前來看,硬碟價格在每 GB 幾美分。而 Flash 存儲的價格在幾個月前就已經降到每GB10美分。消費級SATA SSD的零售價已降到每 GB 大約二十美分多一點,而企業級 SASSSD 的價格雖然還在一美元左右,很快也將跳水,幾年後快閃記憶體的出貨價格將降到每GB幾美分,和今天的硬碟接近。
而當快閃記憶體價格的臨界點來臨時,會導致一系列巨大的改變。
原有的存儲架構都是為了機械硬碟而設計的。例如:為了減少尋道時間,需要把連續數據存放在一起。而一旦快閃記憶體替代機械硬碟,機械運動的瓶頸瞬間消失,給IT基礎架構帶來的衝擊大致相當於當年蒸汽機對工業的衝擊,不僅現有的存儲系統都被淘汰,甚至連網絡、驅動、虛擬化等都會受到巨大的衝擊。
隨著技術的成熟,軟體可以定義的內容越來越多。包括軟體定義網絡、軟體定義存儲、軟體定義SSD甚至軟體定義數據中心等等。
軟體定義降低了對複雜硬體的需求,硬體層只需要高效地做好互聯互通,控制邏輯由軟體完成。例如從底層抽象出一個靈活的「虛擬硬體組織形式」,這種虛擬硬體組織形式可以隨著需求的變化而被重新定義,而不用真的修改硬體的聯通方式。
這就像在公司內部根據人員和業務結構,可以由軟體定義一個網絡組織方式。而當人員或業務發生變化時,可以重新定義一套新的網絡架構,在代碼層面更新了硬體的組織方式。
王東臨認為,未來所有的硬體組織形式,都會以軟體定義的形式出現。
從理論上來說,由於增加了抽象過程,軟體定義硬體可能存在著一定的性能損耗,而這一點正與王東臨預測的下一個趨勢密切相關。
執行速度最快的代碼,是沒有代碼。
王東臨引述了著名美國存儲公司 DSSD 的標誌性口號。
最近十年來硬體性能提升了大約100倍,但軟體的變化不大,在硬體技術突飛猛進的今天,很多節點間的交流仍然使用上世紀就被發明的 TCP/IP 協議。這樣「三次握手、四次關閉」的協議效率很低,經常 Ping 一下就需要幾毫秒,而對於硬體來說,每個動作可能是微秒甚至納秒級別的。
每個協議棧之間都像是一盞紅綠燈。以往硬體性能比較弱,就像在街道上騎自行車,紅綠燈的影響沒有那麼明顯。而現在每個人都開汽車,密集的紅綠燈就變得非常礙事了,更何況是TCP/IP這種非常堵車的路口。
而緩解這種擁堵的方式,無疑就是規劃合理的路徑,減少紅綠燈,並將紅綠燈改建成立交橋。
從存儲方面來看,用高效的 微秒級的SAS 或 PCIe 來代替 毫秒級的TCP/IP 協議,顯然可以大大提高效能。然而,受制於整體的體制和生態,很多產品為了保證兼容性,一直沿用基於 TCP/IP 的組織架構。
【可以插在伺服器 PCIe 槽上的 SSD】
王東臨提出了一種新的存儲架構,這種架構看起來有些激進。那就是拋棄原來每個存儲控制節點帶很多本地盤,然後存儲結點之間互聯的組織架構,而是讓每個存儲結點都通過 SAS 網絡來直接控制硬碟,做「減法」將數據路徑壓縮到了極致。這種控制架構顯然需要打破固有的習慣,需要大量對於軟體的重新設計。
目前,只有極少數公司在系統結構方面進行如此激進的嘗試。但是王東臨相信,軟體這一「生產關係」已經越來越嚴重地制約硬體的「生產力」。越晚改變,留下的時間就越稀少。
個人用戶對於產品的外觀和用戶體驗的關注,遠遠大於產品可以實現的絕對功能。而王東臨認為,未來所有的企業級產品,也會向消費品化發展。
CITE(Consumerization ofITinthe Enterprise)是王東臨從矽谷學到的理念。做了20年2B業務和10年2C業務的王東臨很快就接受並認可了這一理念。
一個企業產品需要在命令行中輸入命令,需要專業工程師才能操作。這些傻大笨粗的企業系統在未來都會消失。簡單易用、界面友好也逐步成為企業級系統的衡量標準之一。
王東臨據此把書生雲的機櫃做成了「顏值爆棚」的樣子。他告訴雷鋒網(公眾號:雷鋒網),書生雲的實踐證明,即使是企業產品,即使是可能被放在機房中並不會被每天觀賞的產品,用戶也需要出色的工業設計和易用的界面。
【書生雲機櫃/圖片由書生雲提供】
對於超融合,有一個簡明的比喻:
如果需要建造一幢房子,最基礎的方法是一磚一瓦地現場砌。而有一種更加快速有效的方式就是,提前做好預製件,在現場只需進行必要的組裝。
對於 IT 系統的部署,同樣適用這個原理。如果在企業內部現場部署,需要把伺服器安裝上架,連接電纜,安裝軟體,調試配置。這個流程往往需要幾個星期甚至幾個月。
王東臨說,所謂「深圳速度」的大樓建設,絕不可能是一磚一瓦現場搭建的,一定採用了「超融合」的方式。
他認為,在超融合方面嘗試比較成功的,就是剛剛上市的美國企業級雲服務商 Nutanix。
Nutanix 的超融合,是把計算和存儲融合在一起。如果用戶需要私有雲服務,需要至少購買三個節點,就可以組成分布式系統。但是他們的超融合併沒有融合網絡,他覺得這還是半融合。
王東臨覺得,真正的超融合是加入了網絡的超融合。把所有的網絡拓撲結構全都放進一個機櫃。這也是書生雲在做的嘗試。
正如上世紀八十年代大型機成為PC機的那一次浪潮,如今雲計算以簡單易用的形態進入普通企業,是王東臨技術人預見的未來。而正在發生的事實也證明,雲計算的技術正在改變 IT 的基礎架構。基於此,新的產業分工正在形成。而這正是所有尊重雲計算核心技術企業的春天。
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