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軟件定義絕不能算是一個(gè)新話題，因?yàn)樗雌鹩?008年斯坦福大學(xué)的一個(gè)項(xiàng)目，把傳統(tǒng)的交換機(jī)通過軟件的方式按照三層結(jié)構(gòu)開發(fā)出了一個(gè)Open Flow。這樣算來，軟件定義的提法已出現(xiàn)了十年時(shí)間，而之所以我們認(rèn)為它是一個(gè)很新的概念，是因?yàn)檐浖x直到2013年才正式應(yīng)用于云的網(wǎng)絡(luò)管理，至此軟件定義才從軟件定義網(wǎng)絡(luò)(SDN)這一端開始，得到廣泛應(yīng)用。接下來，軟件定義存儲(chǔ)(SDS)、軟件定義數(shù)據(jù)中心(SDDC)也應(yīng)運(yùn)而生，但這些卻還只是將軟件定義限于IT的基礎(chǔ)架構(gòu)端。而近日軟件定義城市概念開始變得流行，軟件定義終于開始出現(xiàn)在應(yīng)用端。那么，當(dāng)軟件定義技術(shù)出現(xiàn)新變局時(shí)，我們不禁開始思考：我們離真正的軟件應(yīng)用定義時(shí)代還有多遠(yuǎn)?算法統(tǒng)治世界的時(shí)代是否真地已經(jīng)來臨?

軟件定義的世界

盡管我們或許在內(nèi)心中還會(huì)存有疑問：我們眼前的世界是否真是軟件在主導(dǎo)?但看看我們的四周，我們就會(huì)發(fā)現(xiàn)軟件已經(jīng)真正主導(dǎo)了我們的生活。

交通工具和手機(jī)是我們每天都離不開的兩個(gè)工具。在交通工業(yè)中，工業(yè)軟件已經(jīng)占到了總成本的40%以上，并且隨著交通工具智能化程度的提升，這種比重一定會(huì)呈現(xiàn)出上升的趨勢(shì)。寶馬7系的軟件總量超過了2億行，特斯拉S總量超過4億行，飛機(jī)空客A380軟件總量超過了10億行。在這些趨勢(shì)的帶動(dòng)之下，2016年全球軟件的銷售是200億美元。同時(shí)，我們的手機(jī)也不再僅僅是單一的通訊工具，互聯(lián)網(wǎng)延伸給我們催生了軟件新的模式的變化，基于云的新的軟件使用模式就是軟件服務(wù)。手機(jī)APP的兩大陣營APP-Stare和Google Play大概有300億以上的應(yīng)用，累計(jì)下載量是1500億次。2016年全球移動(dòng)商家的收入達(dá)到了448億美元。而近日開始流行的軟件定義城市的概念，更是說明軟件將重新定義城市的基本功能、服務(wù)模式、運(yùn)行管理。

軟件的背后是具備有限、指令明確、有效三大特征在內(nèi)的算法。軟件正在統(tǒng)治世界，而軟件的核心則是算法。一種觀點(diǎn)認(rèn)為：在諸多算法中，歸并排序和快速排序及堆積排序、傅里葉變換與快速傅里葉變換、迪杰斯特拉算法、RSA算法、安全哈希算法、整數(shù)因子分解、鏈接分析、比例積分微分算法、數(shù)據(jù)壓縮算法、隨機(jī)數(shù)生成算法，已經(jīng)足以統(tǒng)治世界。另一種觀點(diǎn)顯然更為實(shí)用，從應(yīng)用的角度認(rèn)為Google Search谷歌搜索、Facebook News Feed、OKCupid情侶匹配、NSA數(shù)據(jù)采集，解讀和加密、推薦算法、Google AdWords、高頻率的股票交易、MP3壓縮、預(yù)測(cè)分析軟件、調(diào)音等應(yīng)用的算法才真正統(tǒng)治了世界。

我們之所以要從算法和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)兩個(gè)方面解析軟件，是想說明在軟件定義世界的同時(shí)，其自己也存在算法優(yōu)化的空間。同時(shí)，前端的PC、智能手機(jī)需要與云端的設(shè)備相聯(lián)接，所有的應(yīng)用就統(tǒng)一于數(shù)據(jù)。這樣，貌似工業(yè)軟件、移動(dòng)應(yīng)用與SDN、SDS等技術(shù)無關(guān)，但從軟、硬件的關(guān)系來看，正是SDN、SDS、SDDC等技術(shù)制約著整個(gè)系統(tǒng)的性能。因此，拋開前端的熱鬧，去看一看后端的風(fēng)景，也許才真正有助于我們更為全面地理解軟件定義世界。

SDN的本質(zhì)

SDN的本質(zhì)是把整個(gè)網(wǎng)絡(luò)分成了三層：：硬件層、控制層和應(yīng)用層分開，通過一個(gè)應(yīng)用編程結(jié)構(gòu)對(duì)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備進(jìn)行任意的編程，從而可以實(shí)現(xiàn)新型的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議、新型的投入結(jié)構(gòu)，而不需要改變網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的硬件本身。盡管SDN在2015年才在Gartner的報(bào)告中首次出現(xiàn)，但我們必須說，SDN重新定義了傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)甚至通信產(chǎn)業(yè)，SDN在2016年的市場(chǎng)份額就達(dá)到了37億美元。

軟件定義時(shí)代的一個(gè)基本特征，就是萬物互聯(lián)，一切均可編程。在這個(gè)過程中，必然產(chǎn)生海量數(shù)據(jù)，并且這些數(shù)據(jù)還需要支撐人工智能應(yīng)用和大數(shù)據(jù)應(yīng)用。因此，數(shù)據(jù)傳輸必然面臨一個(gè)巨大的挑戰(zhàn)，這個(gè)挑戰(zhàn)同時(shí)也是SDN技術(shù)的挑戰(zhàn)。

談起SDN，書生云公司創(chuàng)始人、首席科學(xué)家王東臨認(rèn)為：“SDN還沒有達(dá)到預(yù)想的目標(biāo)，但也還有很大的發(fā)展空間?，F(xiàn)有的SDN簡化了硬件，但軟件協(xié)議棧還不夠簡化，需要做減法式的優(yōu)化，例如去TCP/IP。”

從目前的應(yīng)用情況來看，幾十年前發(fā)明的TCP/IP協(xié)議早已不適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)傳輸速度的高速發(fā)展，制約了整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的性能，但由于TCP/IP協(xié)議應(yīng)用廣泛，因此替代它從目前來看幾乎是不可能的事情。對(duì)此，王東臨：“在廣域網(wǎng)領(lǐng)域，由于兼容性問題，目前確實(shí)無法替代TCP/IP協(xié)議。但在機(jī)房內(nèi)部，卻可以棄用以太網(wǎng)和TCP/IP協(xié)議，而代之以專門為高性能網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)的協(xié)議，例如遠(yuǎn)程直接數(shù)據(jù)存取(RDMA)/PCIe/SAS。這樣做雖然不能提高網(wǎng)站的訪問速度，但可以提高機(jī)房的計(jì)算和存儲(chǔ)性能。例如，對(duì)任何一個(gè)大型網(wǎng)站，服務(wù)器和存儲(chǔ)的每一個(gè)I/O都要通過機(jī)房網(wǎng)絡(luò)的，象我們?cè)诠雀?、百度搜索某些信息，我們發(fā)過去的不過是幾十個(gè)字節(jié)的信息，但在谷歌、百度內(nèi)部為這個(gè)搜索請(qǐng)求服務(wù)的有上千臺(tái)服務(wù)器，服務(wù)器之間(計(jì)算網(wǎng)絡(luò))、服務(wù)器和存儲(chǔ)設(shè)備之間(存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò))傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量是非常巨大的，去TCP/IP可以非常有效地提高機(jī)房網(wǎng)絡(luò)的性能。”

王東臨強(qiáng)調(diào)：“現(xiàn)有的SDN技術(shù)都是基于TCP/IP的，如果我們?nèi)サ鬞CP/IP協(xié)議，現(xiàn)有的SDN技術(shù)也失去了存在的基礎(chǔ)，所以SDN技術(shù)需要來一次大的變革。另外，現(xiàn)有的交換機(jī)，不管是傳統(tǒng)交換機(jī)還是SDN交換機(jī)，都是一個(gè)紅綠燈路口，不知道什么時(shí)候有多少車從哪個(gè)方向來往哪個(gè)方向去，需要覆蓋各種各樣的情況，為此做了很多冗余的設(shè)計(jì)和多余的判斷，這些路徑和協(xié)議棧都是正常情況下不需要用的，為了保證數(shù)據(jù)交換適用于各種特殊情況又不得不加進(jìn)來。我們的思路與之不同，我們是從源頭上就知道有多少數(shù)據(jù)要去什么地方，一開始就規(guī)劃好數(shù)據(jù)所走的路徑，這樣每個(gè)路口的設(shè)計(jì)就可以大大簡化了，性能也就可以大大提升了”

概括起來，王東臨說：“軟件定義基礎(chǔ)設(shè)施，不要糾結(jié)于SDN、SDS、SDDC，這樣就走入了頭痛醫(yī)頭，腳痛醫(yī)腳的誤區(qū);而是需要有一個(gè)全面優(yōu)化的概念，硬件要做到高性能，軟件也要做減法?？傊褪且褱p法進(jìn)行到底。按我們的思路來，在機(jī)房內(nèi)部全面優(yōu)化的結(jié)果就是超融合一體機(jī)。”

軟件定義是大勢(shì)所趨，但業(yè)界往往是創(chuàng)新公司的觀念領(lǐng)先于IT產(chǎn)業(yè)，IT產(chǎn)業(yè)的流行技術(shù)又領(lǐng)先用戶需求。這樣一來，創(chuàng)新公司的觀念領(lǐng)先用戶需求兩個(gè)層面，風(fēng)險(xiǎn)會(huì)非常大。王東臨對(duì)此表示認(rèn)同：“創(chuàng)新型公司的日子往往并不好過。創(chuàng)新型公司會(huì)引發(fā)產(chǎn)業(yè)變革，但命運(yùn)可能是九死一生，市場(chǎng)并不買賬。亞馬遜做了好多年，特斯拉差點(diǎn)就死掉了。我的經(jīng)驗(yàn)是做好‘最小實(shí)現(xiàn)，快速迭代’。做到新技術(shù)比同時(shí)期的產(chǎn)品都要好，一點(diǎn)點(diǎn)地展現(xiàn)，一點(diǎn)點(diǎn)地轉(zhuǎn)化。一次性研發(fā)投入并不很大，但便于實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品化，便于投融資介入。”

軟件定義的時(shí)代已經(jīng)來臨，一個(gè)更智能、更靈活、更便宜的軟件新世界終將來到我們面前。從軟件定義的角度來看，IT基礎(chǔ)設(shè)施未來幾年的趨勢(shì)一定是做減法。在我們期許軟件定義新時(shí)代時(shí)，也許更應(yīng)把關(guān)注點(diǎn)放在SDS、SSD、SDDC這些領(lǐng)域的新技術(shù)突破上邊去。

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