黄罡：云端融合 云计算3.0及其自主创新与实践
2015年1月18日，由北京大学信息化与信息管理研究中心和北大CIO班教务办公室联合主办，CIO时代网承办、北达软协办的“第五届中国云计算应用论坛”在北京大学成功举办，此次论坛以“云计算的转型与创新”为主题，将近200位专家学者、行业代表、优秀CIO们就云计算的技术、架构、建设与应用等一系列的问题展开了讨论，理论与实践结合，思维上再次擦出新的火花 。
北大软件所副所长黄罡先生在下午的论坛中为嘉宾们带来了题为《云端融合：云计算3.0及其自主创新与实践》的主题分享，他在分享中谈到：云计算是新一代IT的引擎，从技术上属于网络计算，根据应用需求将计算和数据分布到多台联网计算机，云计算已经走过了1.0时代与2.0时代，未来3.0时代会有更多的发展机遇。黄罡先生的深入浅出的演讲深深的吸引了在场的每一位嘉宾，赢得了大家的热烈掌声。以下为演讲实录：
北大软件所副所长 黄罡
各位嘉宾，大家下午好！
非常高兴跟大家分享过去一年里我们对于云计算战略研究的成果，关于云计算，对云的认识，我这里的汇报更多的是代表了学术界，或者是技术的角度的观点。今天上午从应用角度看待很多问题，其实从技术角度也是一样的，我也非常高兴能在上午很多专家解释了云计算的应用前景以后，我再来讲技术上的创新。
整个报告是两个关键词，一个是云端融合，一个是自主创新与实践，主要是我们过去几年里在科研层面的一些成果。我的报告分为三个部分，首先给大家介绍一下，从技术的角度看，过去云计算十年走过了1.0和2.0时代。
首先，云计算是新一代IT的引擎。互联网以及移动互联网和物联网之上，核心一定是云计算，云计算上再长出移动计算、泛在计算、大数据，去支撑新一代信息产业，还有现代服务业、现代制造业。在这里，今天早上宁主任讲的云计算，是电厂、电线和电器模式，这是我非常认同的。云计算已经有了美国NIST给出的定义，从学术的角度看，我们认为云计算就是经典的网络计算。计算机出来以后，从单机时代到了网络时代，把应用的数据和代码分布到联网的计算机上，协同去完成各种计算任务。
贝尔定律是1972年提出来的，计算设备每十年换一代，为什么换一代呢？是使用模式、成本显著的下降，这一代比上一代在用户数量翻十倍。经过统计，确实过去这么多年，大型机、服务器到PC、互联网终端，到移动互联网终端、可穿戴设备，基本上是遵循这个规律的。遵循这个规律的前提下，再来看网络计算是什么，就是把这些计算设备通过网络连起来，让它无处不在，同时还希望它跟后台的计算机连起来，就是泛在化。另外一个概念，集中化，从集群到网格，到云，强调的是计算能力追求更快更强，泛在化追求的是更多更好用。
今天来看，云计算是很了不起的，2006年底谷歌提出了云计算这个词，现在我们回过头来看，确实那个时候大家是人云亦云，众说纷纭，是概念探索期。因为云计算和网格、和今天看到的天河计算机这种超级计算机都是不同的，网络计算集中化的理念发生了转变，从更强到更易，这本身是一个观念上巨大的转变，这是所谓的1.0时期。
我们简单看一看，包括亚马逊，这个时候主要的模式是以公有云模式为主，着力提供面向公众的基础设施服务，主要用户是具有计算机知识的专业人员，以自助方式使用计算和存储资源。
云计算发展的根源在于信息技术变革，学术界追求了这么多年的更快更强，从一九四几年开始，计算机所有的经典理论、模型、原理，包括摩尔定律，都是所谓的技术驱动的渐进式改进，将遇到重大障碍。摩尔定律在现有CMOS技术和工艺下仅能维持到2020年，2020年实现E级计算，由于功耗问题也实现不了，2020年40ZB的数据难以使用现有技术及时有效处理，复杂性控制、可信性、语义等问题，如果信息技术不进行根本性的变革，没法玩了。
发现这个问题以后，学术界做了两个努力：第一个，质变，改进或替换图灵机、布尔电路，二进制等等，这些确实给我们带来期望，但是目前的共识是，量子通信推到了2030年，量子计算机推到了2040年，至于分子计算可能得到2050年，这是科学上的问题，本身就不具备确定性，这条路目前来看，有希望，孕育着变革，但是至少在2040年以前，估计普通老百姓看不到，都是在实验室里面。
另外一条思路，量变引发质变。互联网聚合现有IT资源，形成一台全球泛在的巨型计算机，最终突破现代计算机数学与物理基础的限制，具体包括网络资源的聚合，计算资源的聚合，数据资源的聚合，用户资源的聚合，回过头来看过去十几年，基本上是按照这个思路，我们现在说泛互联网就是网络资源的聚合，云计算是计算资源的聚合，大数据是数据资源的聚合，社会网络是用户资源的聚合，未来还会有各种的聚合。我们看出来云计算本身是有它自己的科学或者技术发展规律的。
回过头来顺便讲一下，2006年到2010年是概念探索期，也可以认为是概念炒作期。2010年的时候，云计算几乎成为互联网计算的代名词，已经看不到其他的词了，在2009年的时候，还有服务计算，2006年还有网格计算，但是这些后来都没有了，因为网格计算和服务计算实际上都已从Hype Cycle中消失，因为网格计算服务模式差。
过了概念探索期以后，经过头五年的概念探索，进入了技术验证期，概念想明白了，确实要上云计算，怎么做呢？这个时候就出现了技术上的转变，网络计算集中化的技术发生转变，从管理到服务。服务一出来以后，对于资源管理的要求和技术挑战就完全不同了。在这个时期，各家，包括今天听到的很多企业，都在从自己的角度想这个技术应该怎么做。我们也看到，这是2011年美国国家标准技术研究所发布的云计算定义。
这个时候的技术重点已经不是虚拟化了，而是怎么把大规模的虚拟资源管起来。这时候的应用方式和用户跟前两年不一样了，一般的老百姓都可以开始使用像云存储、云主机等云服务。这个时候得出来的共识是，云计算的两大核心技术就是服务和管理。首先，与以往网络计算集中化以硬件资源管理为核心不同，软硬件资源虚拟化降低用户成本与使用门槛，硬件资源虚拟化屏蔽硬件管理复杂性与异构性，管理功能可编程满足上层服务的个性化管理需求。应用部署容器化实现应用跨云平台的移植性。这里面有一个很有趣的东西，我们发现，经过十年以后，云计算概念探索期炒作的一些所谓云计算核心技术没有了，如multi-tenancy，今天这个已经没有用了，为什么？因为今天所有云服务基本上都改成了Saas模式，所有没改的都是不需要的，所以今天这个概念已经没有人再谈了。
下一个十年干什么呢？我们这里有一个很形象的比喻，1.0时代类似于春秋，就是各种想法百家争鸣的时代。2.0时代，理念想清楚了，就是看谁强了，相当于战国争霸。接下来是什么，很自然的，大秦统一天下，确实也是这样。
首先，云计算的计算模式，应用模式已经得到了共识，这是1.0时代解决的问题。第二，核心技术，2.0时代就是服务加管理，到今天上午大家讨论的时候，大家考虑怎么在应用繁荣期让云计算变得更好。大家可以看一下，云计算1.0和2.0是在服务器那一端进行网络计算集中化，接下来是集中化和泛在化要开始合二为一。
接下来花一些时间跟大家分享，为什么云和终端的融合开启了云计算3.0。这个我们叫Phone起云涌，2006年亚马逊发布了AWS，2007年1月，苹果发布了iPhone，2007年11月，谷歌发布了安卓，这个时间上，非常有趣。更有趣的是，去年的时候，他们两个同时都达到了上千亿的市场。
包括今天大家看到很多移动APP，一定是移动互联网加云计算，但是这中间，风起云涌挑战企业传统信息化。去年有一个中国企业级移动应用行业白皮书，说2014年中国企业级移动需求量20万个，行业规模近300亿元，实际完成不到2000个App。
我们接下来看几个数据，非常有意思。第一，大家普遍认为移动化是很简单的事情，92%预算低于50万，实际上这对于一个企业应用来说，是非常简单的。同时我们看到，在这些项目里面，47%的项目开发周期超过了6个，实际上对于企业应用来讲，是比较大的工程。最后，他们还有一个具体的调研，很多传统企业都希望能够在1个月甚至更短的时间内完成项目，实际上3个月以上才能打造出一款基本的东西。我们发现这中间很大的冲突。
具体看，这是招商银行刚刚发布的，他号称自己这个花了2706人天，作为招商银行的移动版。这个我相信大家看着就更熟悉了，这是某个市政府的办公信息移动化系统，就中级开发者，4人120天，仅支持安卓。
为什么会这样？大家都在说移动互联网很简单，APP这么小的玩意儿，为什么花这么多时间在做？还有一个数据，企业级移动应用目前来说，大部分是在原有的信息系统上长出一个移动端来，完全建立一套纯移动的信息系统只有23%。
经典的企业信息系统基本上就是用三层结构，数据、业务、表现，我们只需要把表现层稍微改一下就行了，这就是做前端，但是实际上从技术的角度，不是这么回事，为什么？因为我们用了大量的框架，这些框架让我们编程变得很简单，但是这个程序基本上是代码生成，导致本来很清晰的三层结构全部混淆在一起，这个时候必须要重写表现层和业务层，数据那一层是可以复用的。
这就导致什么问题呢？第一，必须100%理解原来的系统，而不仅仅是表现层，大家想一想，很多源码缺失，原有团队缺位，很多个性化定制的系统原有的公司都倒闭了。
第二个痛点，必须100%重写代码，而不仅仅是表现层。修改现有系统代码，重写一套全新代码。
第三个痛点，必须100%评估风险，而不仅仅是无缝升级。架构、流程、性能、稳定、安全、人员、时间、成本等等方面的风险。
当然还有更多的痛点，我就不再仔细的讲了，包括我们做出移动APP以后，在你的手机是不一样的，尽管现在四核、八核很多，大部分还是中低端的手机。另外一方面，云计算现在最大的瓶颈就是网络负载，在我国更是费用太高。
我们所有的东西都丢到云里去，想用什么就在云上下，这个时候你的网络也受不了，这个时候应该根据你的业务需求，根据你的计算需求，根据网络流量，到底哪部分的数据和计算放在手机上，还是放在云。有些数据我希望永远锁在手机上，有些企业的敏感数据，永远锁在云里面，还包括要把各种各样的智能终端的传感全部合在里面。这个也是一个非常关键的，我们今天做一个移动APP，除了把原来的系统变成移动化，更关键的是我希望能够用手机上其他的资源，我还希望把12306、顺丰、淘宝的应用集成。
这是偏学术的，从学术的角度看，这是经典的应用，还是三层结构，只不过是MVC结构来表示。在今天的移动互联网和云计算框架下，软件根据设备特性、用户偏好、使用场景、资源现状等情况，按需使用和调整终端和云端的计算、存储、网络、电力等资源，本质上云计算管理与服务从云向端自然延伸，即云端融合。
Gartner发布的2014年、2015年十大战略性技术趋势里都提出了云端/客户端的架构。
斯坦福大学的 McKeown等十余位教授联合承担的美国自然基金首批重大项目POMI，针对云和端的网络通讯和资源共享，提出OpenFlow解决网络资源的可编程管理。另外北大也参加了欧盟的项目，主要是解决这些应用怎么能够自动的交互，并且根据运行环境的变化而变化。
云端融合生态系统，面向领域的应用与服务按需开发、部署、运维。
这是简单的对于云计算发展三阶段趋势的总结。
最后一点点时间，大概的说一下，我们这一块儿，中国的学者2000年前后提出软件新范型，比如说我们现在做了一套支撑平台“燕风”，把已有的Web系统自动封装成一组API，供新的APP或微信调用和集成。达到的效果是什么呢？只需要理解系统的使用，代码只要重写表现层代码，而且更关键的是对原有系统来说是外挂式的，不产生任何风险。
具体的案例我这里就不讲了，刚才的那个，我们2人10天就完成了，1.5人天就新增了微博、在线、舆情系统。这是混合云管理系统“燕云”，我就不具体讲了。
谢谢大家，主要是跟大家分享了一些云端融合的想法，谢谢！
