雲計算下的技術雨:談雲計算對於IT技術影響

隨著互聯網絡的深入，雲計算對現有的IT技術產生了深遠的影響，本文著重分析兩個方面的變化。

一． 雲計算對於軟體產業的影響

1.軟體發展模式發生革命性的變化

1)開發模式由單機版向面向雲計算轉變。 單機版的軟體所使用的資源，是基於PC機的物理資源（如PC機的記憶體和硬碟）；在雲計算時代，這種開發模式完全改變，使用的資源不再受到物理資源的限制，記憶體的使用可以基於資料中心的伺服器群， 資料庫可以通過互聯網存儲到遠端的資料中心中。

2)開發工具發生變化。 過去的程式師擅長C/C++/JAVA語言，對單一主機（PC機）進行應用開發，關注的計算資源是物理CPU的性能、記憶體的大小、硬碟的存儲容量等。 在雲計算時代，互聯網的語言成為雲計算時代的主流開發語言工具。 比如Python、Ruby on Rails、JAVA Script、QT等，這些語言提供了和互聯網進行交互的便利手段；在進行雲計算應用開發的時候，程式師更關注雲計算架構下分散式的計算資源組成， 比如這種應用是在哪個計算集群中完成、應用之間內部通訊的網路頻寬、存儲的分散式資源位置等等。

3)軟體的設計架構與模型發生變化。 網路和存儲的融合使得軟體獲取資源的方式趨向「雲」化。 使用者需要在任何時間、任何地點，通過任何設備、任何計算環境（作業系統）都能得到這種資源和服務，比如保險人員在使用者家裡簽訂保險合同，公司的老闆在機場簽署檔等等。 所以，雲計算的軟體架構必須適應雲計算提供服務以及雲計算使用者使用的應用場景。 在經歷了過去的單機版、C/S（Client-Server）架構、B/S（Browser-Server）架構，現在演變為Location-Awareness（位置感知）和User Application CoNtext Awareness（使用者應用感知）。

4)軟體設計的模型也在發生變化。 現在軟體是併發式計算，多個計算的集群可以同時參與計算，現在比較流行的軟體體系是Hadoop，目前在互聯網的集群計算中得到廣泛的應用。 Hadoop是雲計算架構下的軟體設計模式，即集群平行計算，這種軟體設計模式要求軟體需要考慮分散式的資源處理，需要即時調配計算資源，並能夠充分發揮多個計算節點的配合效率和性能。 所以，在雲計算時代，考慮的資料模型是「大資料」，又叫「大資料」時代。

2.軟體贏利模式發生變化

1）整個軟體產業基本的商業價值發生了革命性的改變，軟體正在從License到按服務收費的轉變。 IT業的本質載體是軟體，硬體為軟體提供平臺。 軟體在雲計算中發展成為服務的載體，這是一個很重要的變化。 但這種變化對許多軟體企業來說影響是巨大的，比如微軟、谷歌等公司，都在快速地應對雲計算時代對他們的傳統技術和產品帶來的挑戰，並對生命線產品進行變革。 同時，軟體企業也看到了雲計算時代蘊藏的機會，他們從賣產品License，變成了賣服務、賣廣告，而產品本身成為服務的工具。

2）App Store（應用商店）興起，贏利模式發生變化。 包括谷歌、蘋果以及國內奇虎360等公司都在開發App Store，採用雲計算平臺，公佈自己的開發工具，並通過互聯網與軟體發展者銷售軟體，通過軟體實現服務，在服務中獲取利潤，而使用者通過互聯網購買軟體，獲得相關的服務。

3）軟體的價值發生改變。 以往軟體價值在於其技術本身，在雲計算時代，其價值體現在服務的品質。 一句話，代碼不值錢了。 現在軟體的開發很多採用開源的方式，使用者可以通過開源的代碼，開發自己需要的服務。 軟體企業必須基於開源提供更好的服務。 這就是為什麼我們會看到IBM一直在推動 Linux的發展。 使用開源方式，可以使軟體企業關注使用者的服務需求，可以通過使用者的使用，修改軟體存在的bug，降低軟體發展的成本。

4）對軟體發展人員及程式師職業產生影響。 在雲計算時代，軟體工程師需要密切關注所在行業的需求技術發展方向，需要技術轉型，研究互聯網經濟、研究移動互聯網、研究軟體服務的本質、研究服務的品質保障等等，並不斷創新。

二． 雲計算對於網路技術的影響

1)在PC機時代，計算關注的是個體。 當互聯網出現並日趨成熟的時候，計算關注的是基於互聯網的「大資料」和「大群體」的計算，即雲計算。 所以，網路技術是雲計算的基礎，雲計算對互聯網和網路技術也提出了新的要求。 雲計算的計算模型改變了互聯網，使其由鏈狀拓撲變為了層次型的樹狀結構，而這種樹狀的根節點就是資料中心。 資料中心就是巨大的計算資源池，資料中心的網路需要滿足虛擬資源池調度運算的需求。 基於傳統的乙太網技術，出現了以大二層網路技術為代表的新型資料中心網路技術，對傳統的二層網路中的轉發技術提出了一系列挑戰。

2)STP FREE路由交換器的出現。 TRILL、L2MP、SPB等技術的出現，解決了過去STP樹狀環路阻斷的問題，代之以優化路徑，實現多條路徑的並行流量分擔。 這些協定充分利用資料中心的鏈路，對大容量的計算集群產生的網路流量進行負載均衡。

3)伺服器虛擬化技術的出現，將傳統的網路和伺服器及其網卡的邊界打破，一條網線對應的不再是一條鏈路，而是多條邏輯鏈路；一個網卡對應的不再是單一的作業系統，而是虛擬化成多個網卡，對應是多個作業系統，這使得網路必須適應這種變化。 同時網路的策略需要深入到虛擬機器上，對虛擬機器之間的通訊加以保障，因此一些新型的網路技術產生了，如虛擬交換器，一種軟體模式的交換器。

4）目前，網路、存儲、計算是三足鼎立，各自為政，導致伺服器上的介面板卡眾多（網卡、FC卡、InfiniBand卡等），網線類型眾多（cable、光纖、平行匯流排等），管理介面眾多（網路系統管理員，存儲管理員，應用管理員， 收費管理員等），開發應用時需要考慮的介面眾多（網路介面，存儲介面，應用介面等）。 這使得資料中心網路的管理成本非常高，資料中心的穩定性對應商業模型的柔韌性非常差，開發週期非常長。 所以，資料中心網路需要在雲計算時代實現融合計算。

FCoE技術、InfiniBand over Ethernet等都要實現在資料中心網路中承載存儲資料，就需要資料在網路傳輸過程中實現資料無丟失， CEE（Converged Enhanced Ethernet）技術應運而生。 CEE網路是IEEE組織正在定義的一種新型乙太網傳輸轉發技術，它確保資料在乙太網的轉發中儘量減少衝突和擁塞，防止資料丟失。 相應的一系列協定也被提出來，如IEEE802.1Qau、IEEE802.1Qaz、IEEE802.1Qbb等，這些協定和標準確保FC網路能夠不丟包地實現在乙太網上。

5）資料中心網路在雲計算網路中是一個大二層網路，呈分散式，因此需要相應的技術解決虛擬機器跨互聯網的遷移等問題，從而出現了諸如H3C EVI（Ethernet Virtual Interconnect）、Cisco OTV等技術。 這些技術要實現了資料中心之間的大二層網路可以跨越互聯網，以及資料無邊界的共用。 這樣，即使是在企業的私有雲中，若員工出差或到其他分公司，也能夠保證其工作環境可以無間斷地進行。

6）在公有雲中存在許多多租戶網路。 在多租戶網路中，租戶之間的資料與應用必須隔離，並按照服務策略進行共用，但又共存于同一個資料中心網路，所以，建設多租戶網路的資料中心，是進行雲計算網路部署需要著重考慮的問題，目前是研究的熱門課題。

7）雲計算資料中心必須是策略化的驅動網路，即隨著資源的動態調度、網路的配置和部署也快速回應，形成聯動，滿足雲計算的柔性化資源部署需求。 虛擬化網路技術由此出現，如OpenFlow技術是一種策略驅動的網路，它定義了一種基於流的策略轉發的協定和機制，將網路轉發平面和控制平面完全分離，轉發基於策略流進行，而不是基於二層的轉發表和三層的路由表， 這樣網路流量的調度完全基於控制平面的策略部署，在流策略下發到轉發平面後，網路的流量就按照策略在虛擬的網路鏈路中進行。

8）雲計算的資料中心網路對網路的服務品質的要求更加嚴格和細緻。 比如在虛擬桌面應用中的網路頻寬有視頻流、音訊流、存儲資料流程和各種桌面應用的資料流程。 這些資料流程佔用頻寬高，而且具有壓縮性，同時對時延的要求非常高，任何網路流量的波動對虛擬桌面網路的影響都是很大的，可以說是蝴蝶效應。 所以，必須對核心交換器及其資料中心交換器的轉發品質進行嚴格測試和優化，從而滿足雲計算各種解決方案的要求。

9）雲計算時代對安全有了新的定義和詮釋。 資料中心是扁平化的網路，網路流量不僅是從南到北（即從接入層到彙聚層），更多地是從東向西（即在接入層之間傳遞），因此，要考慮多種場景所面臨的風險，如公有雲和私有雲交互安全，混合雲的鏈路安全，在雲計算的流量監控、雲使用者的鑒權 、雲會話的監控過程中的安全，以及對各種惡意流量的阻止等。

10）雲計算資料中心網路的配置必須實現自動化，伴隨著資料中心計算資源的整個生命週期，通過一系列協定自動的對網路進行配置部署。 比如資料中心的虛擬機器的動態地生命週期管理，要求能夠對虛擬機器的網路節點快速部署（包括各種策略）。 如HP 提出的IEEE802.1Qbg，該協定提出虛擬機器和虛擬交換器之間介面VSI的port profile，可以隨著VM的生成即時下發過去。

11）資料中心的資源是可擴展、分散式存在的，與之對應是形成網路的虛擬化集群網路，即在資料中心中，接入層和彙聚層交換器聚合在一起，形成網路集群，這樣彙聚層和接入層的流量走向變成了內部之間的協調， 減少了STP協定及其他協定的開銷，任何一台設備宕機，網路鏈路會快速調整，增強了網路的健壯性和可靠性。 網路的接入層設備或彙聚層設備作為網路節點可以動態地申請增加或離開，這對資料中心節約電能、提高網路的擴充性具有重要意義。 H3C提供這種網路矩陣的解決方案，即縱向IRF技術，通過這種技術形成可擴展的虛擬化網路資源池，可以很好地適應雲計算網路的部署。

結束語：

從雲計算帶來的影響來看，雲計算對於網路和網路解決方案提出了新的需求和新的技術挑戰。 在雲計算時代，網路人追求的不僅是互聯互通，而是通過創新，奉獻給雲計算的是嶄新的網路服務（NaaS），提高雲計算的管道的智慧性，安全性和健壯性。

(責任編輯：蒙遺善)