IT的未来——软件定义 硬件铺路

ZDNet至顶网服务器频道 08月29日 分析评论（文/赵效民）：软件定义几乎已经成为当今IT圈里开口必谈的词汇之一，人们对其的关注度已经丝毫不亚于云计算、大数据等主流的趋势，从这一点也可以看出它也已经成为了大众普遍认同的发展方向。

软件定义之缘起

“软件定义”之所以会越来越成为大众普遍接受的理念，我认为服务器虚拟化的迅速成熟与普及，让业界已经可以清晰看到“软件定义”的威力所在，以及它所能带来的想像空间（时至今日，软件定义已经不局限于虚拟化的范畴），可谓功不可没。而另一方面，时代的进步与社会的发展，也在从需求的层面对“软件定义”进到了助推的作用，因为它是可以看到的最有效的综合手段来应对未来的IT挑战。

在这一过程中，一个很重要的原因就是互联网与移动化潮流的兴起，当互联网将越来越多的设备和人连接在一起后，遍布其上的信息入口与出口也就带来了极为动态与弹性的信息流，与之对应的就是一个个在后台进行信息汇总与处理的数据中心。很多人在用手机App热火朝天之时，可能往往想不到，远处某个地方的数据中心正因此进行复杂的IT资源管理，以确保用适用的成本投入来更高效的满足前端的应用需求。因互联网带宽提速与普及而诞生的公有云服务商，其数据中心更是如此，否则以传统僵化的资源管理模式，公有云服务在成本与响应速度方面绝对是不可用的。

由此，必须要经历的就是以计算为中心的自动化，它所关注的是IT生产力的提升，而在此之后则将是进一步的互联时代，这会将若干个自动化的计算资源整合起来，从而有效的降低成本，而最终则就是“以人为本”——专注于服务与产品的快速交付，并因此进一步促进当前云与智能设备的变革。

软件定义数据中心已经成为未来IT发展之必然

在这一演进过程中，数据中心的角色并没有变。在早期它可能直接与相应的前端设备来连接，提供基础的计算与数据功能，而如今，最终的设备在外延（比如智能终端），人们也更多的在关注于应用的交付，从而在设备与数据中心之间，又加入了新的内容，但无论如何，数据中心仍然将是应用与数据的大本营，也就注定了数据中心内部的变革不可避免，否则不可能有效的支撑起新的设备应用模式与相应的服务。

软件定义之路

从数据中心的内部来看，其IT基础设施主要就三个部分：负责应用执行的服务器、负责应用数据保存的存储系统、负责应用与数据互联的网络，无论IT的形态如何变化，在可预计的未来，这三个基础的要素都是 不可或缺的，唯一可能的变化就其存在的形态。传统的IT都是由物理化的IT设备组成，管理人员都是直接与物理设备打交道，但是物理设备无法做到高效的动态化，其相应的IT资源（计算、存储、网络）也 会因物理的限制而无法高效实现自动化的供给与调配，快速的自动协同更是不可能。

因此，现在越来越多的硬件开始向软件定义方向发展，它们大多可以用SDX来表述（也因此，SDX成为了软件定义）。比如软件定义网络（SDN，Software Defined Network）、软件定义存储（SDS，Software Defined Storage）等等，它们追求的是将设备的逻辑功能和管理性，与设备的物理性相剥离，物理设备最终只是一个执行的角色（业界称之为“数据层”Data Plane），高级的资源整合、调度与自动化协同将由上层的软件来实现（业界称之为“控制层”Control Plane） 。这样做的好处就是，硬件可以更直接的服务于相关的应用，或者说应用可以更好、更直接的利用并控制IT资源。

由此可以看出，软件定义其实是IT发展过程中的一个必然选择。而如果要实现软件定义，肯定就要从基础设施着手，因为它是数据中心的组成要素，它不能很好的被软件定义，那么软件定义的数据中心（SDDC，Software Defined Data Center ）也无从谈起，依附其上的IT交付模式的创新也就将是“空中楼阁”。

软件定义之痛

虽然很早就知道软件定义要从基础做起，但在现实中，这条路走的并不顺利，原因就在于“硬件不懂软件”与“硬件标准过于丰富”。

比如服务器，如果要把服务器内的计算资源虚拟化，就等于对CPU调用的方式的颠覆，从某种角度上说，它对于CPU来说是一种新“语言”。而在现实中，我们都知道，对于不懂的语言，需要翻译，但这又需要时间，而在IT中也是如此。当硬件不能很好的理解软件的意图时，软件就必须绕个圈子，将新的指令用一种原来硬件能听得懂的语言表达出来，这显然就要耗费更多的时间，体现在IT结果上，就是效率的降低。测试表明，当时的服务器在虚拟化之后，性能下降达30%之多，很多用户看到这一结果，采购的决策也就可想而知了。这带来的后果就是服务器虚拟化在诞生后的很多年里，市场普及率仍然少得可怜。

而在网络层面，在较早以前存在着大量的专有芯片，它们由相应的厂商独自研发，只在通用协议与指令方面兼容，但很多高级特性，则无法相通。对于这些硬件，针对每款芯片进行软件定义，显然并不是一件可行的事情，也因此也无法从根本上在网络世界中普及真正意义上的软件定义，最多是各厂商自己的发挥，但从全局来看，则明显是各自为战，并没有带动软件定义网络的真正普及。

在存储领域，可以说较网络有过之而无不及，每个存储厂商都有自己独有的存储架构与管理软件。多年以前，存储系统的主控芯片也是五花八门，虽然基础的指令集一样，但高级的硬件功能也是各不相同。也因此在它们之上，想做统一的软件定义，也是一件费力不讨好的事情，虽然可以通过某种方式实现存储虚拟化（如前挂统一访问的控制器），但基本上也是以丧失下层存储系统高级功能为代价的。

然而，软件定义美好的愿景也一直在驱动产业的共同努力，而这一内在动力也带动着必然的规律——硬件为软件定义而优化，并逐渐向某一标准化的开放平台聚拢。

很典型的例子就是CPU虚拟化的硬件加速，它让CPU可以直接理解虚拟化管理器（Hypervisor）的指令，并迅速执行。比如英特尔推出的VT-x就是这样的技术，它的推出反过来也促进虚拟化厂商在开发中进一步优化，从而让服务器虚拟化后的性能只下降不超过5%，实用性大为提升，直接带来的就是迅速的普及。

这一例子充分表明了“皮之不存 毛将焉附”的道理，软件功能虽然可以越来越强大，但如果没有理想的硬件平台，其效果肯定会让你大失所望（或者说，没有强大的硬件也不可能有强大的软件），也将会大大拖慢整体的软件定义普及进程。因此，在我们向往SDX的同时，也必须要正视其发展道路是不平坦的，而如果要平坦则必要从硬件做起，如果软件定义了我们的未来（X），那么硬件也将决定软件定义之“痛”！