数启创新 云触未来!新一代云计算技术洞察

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存储
从虚拟化到云原生,从集中式部署到分布式架构,云计算技术在持续演进的过程中,不断完善,持续更新跌代,以满足不同时期不同场景应用的需求。

  【51CTO.com原创稿件】2021年,是“十四五”规划的开局之年,是向第二个100年奋斗目标进军的起步之年,是我国现代化建设进程中具有特殊重要性的一年。在《十四五规划纲要》当中,明确提出把科技自立自强作为国家发展的战略支撑。为此,加快推动数字产业化,建设科技强国,具有十分重要的意义。

  作为推动数字经济深入发展的重要引擎,在《十四五规划纲要》中赫然把云计算列在数字经济重点产业中的第一位,足以见得其在数字产业化中的重要地位。

  云计算的发展历程:从倍受质疑到大放异彩

  每一种新兴技术从推出到成熟,其发展与演进过程都不会一帆风顺,都会经历诸多曲折的历程,云计算也不例外。

  早在1959年,牛津大学计算机教授Christopher Strachey就发表了名为《大型高速计算机中的时间共享》(”Time sharing in large fast computers”)的学术报告,并首次提出“虚拟化”的基本概念以及虚拟化技术,由此奠定了今日云计算基础架构的基石。

  2003 年至 2006 年间,Google陆续发布了 3 篇产品设计论文,从计算方式到存储方式,开创性地提出了分布式计算架构,奠定了大数据计算技术的基础。在此基础上,Google 颠覆性地提出“Google 101”计划,并正式创造“云”的概念。

  2005年,Amazon宣布Amazon Web Services云计算平台,并于2006年相继推出在线存储服务S3和弹性云EC2等云服务。同年,Google 推出 Process Containers,云计算由此进入公众视野。

  2007年,Google与IBM联合在大学开设云计算课程。同年3月,戴尔成立数据中心解决方案部门。11月,IBM首次发布云计算商业解决方案,并推出“蓝云”(BlueCloud)计划。虽然,这一年各大厂商都在云计算领域积极布局,但是,受限于当时网络带宽等等诸多因素的影响,此时的云计算仍旧停留在概念阶段。

  2007-2008年期间,Salesforce发布Force.com,即PaaS服务;Google推出Google App Engine;云服务的形式正式出现。2008年中期,Gartner发布报告,正式将云计算列为未来计算的主流方向。同年底,Gartner披露数据中心十大突破性技术,云计算正式上榜。此后,云计算进入了飞速发展的时期。

  2009-2016年期间,技术不断成熟,云计算的功能也在日趋完善,众多企业开始通过自身能力扩展、收购等模式,纷纷投入云计算服务中。2016-2019年期间,经过激烈的市场竞争,主流云平台产品的功能已经比较健全,市场格局相对稳定,云计算正式进入成熟阶段。

  国内的云计算厂商,起步于2008年。这一年,阿里开始筹备云计算业务,一年之后,阿里云正式诞生了。此后,华为、腾讯、金山、百度等厂商在云计算领域发力,陆续推出了旗下的云计算产品。时至今日,中国云计算市场百花齐放,既有阿里云、腾讯云、华为云、金山云、百度智能云等一众互联网头部厂商互相竞争,又有Ucloud、青云、紫光云等厂商在某些细分领域深耕细作,持续发展。

  可以看到,云计算已经成为推动企业数字化转型的主力军。根据中国信息通信研究院云计算发展白皮书显示,2020年我国云计算市场规模约为1781亿元,未来几年将保持快速增长,到2025年市场规模将超过7000亿元。因此,以云计算为核心,融合人工智能、大数据等技术,实现企业信息技术软硬件的改造升级,创新应用开发和部署工具,加速数据的流通、汇集、处理和价值挖掘,成为驱动企业加快数字化、智能化转型的关键要素。

  云计算的技术演进:去中心化云成为新趋势

  从虚拟化到云原生,从集中式部署到分布式架构,云计算技术在持续演进的过程中,不断完善,持续更新跌代,以满足不同时期不同场景应用的需求。

  在Cloud 1.0时代,云计算通过虚拟化技术将底层资源池化,解决了物理资源上云的问题,并实现了敏捷、弹性、可控等目标。在这一阶段,x86架构开始被广泛采用,以阿里云、腾讯云等为主的云厂商,开始为企业提供计算、存储、网络等基础架构的资源服务,一些互联网应用开始向云端迁移。不过,由于大多数传统应用并不是面向云环境来构建的,包括开发框架、类库、后端服务等需求,这就导致了云端的强大能力没有被完全发挥。

  在Cloud 2.0 时代,云+AI+5G成为助推企业智能化转型的新引擎。此时,面对公有云、私有云、混合云、多云等不同形态的云,云原生技术成为当前企业IT系统的最优模式。借助云原生技术和设计模式,企业在充分发挥云计算平台优势的同时,能够最大限度地减少对开发效率的影响,实现稳定而高效的应用系统。在这一阶段,包括阿里云、腾讯云等在内的大部分云厂商,开始为提供容器、Kubernetes、大数据、人工智能物联网等多种服务。因此,很多企业开始将核心业务逐步迁移至云端。

  在Cloud3.0时代,云将会走向一个新的阶段,一个去中心化的服务模式。随着物联网、人工智能的不断发展,现有的云计算基础设备面临着不断上升的海量数据,这导致存储成本、计算成本以及企业灵活扩展的能力逐渐走向瓶颈。去中心化云计算基于区块链技术,使计算和存储两大核心资源可分布在链上的各个节点中,每一个节点都可以互相提供服务,而不再依托于某一个中心化的平台。这带来的是更低的成本,同时拥有更多可灵活扩展的资源。而数据的价值,也因为不受制于单一平台,产生了更强的流动性,带来了更高的数据资产价值,打破了资源孤岛。目前各大云计算厂商都在探索这一领域的发展,据研究机构显示去中心化云计算在未来5年的发展速度,将超越中心化云计算。

  2020年10月19日,Gartner发布了2021年战略技术趋势。至此,分布式云连续两年(2020-2021)被列入Gartner战略技术趋势榜单了。根据Gartner的预测,到2025年,超过50%的组织将在其选择的地点使用分布式云,从而实现业务模式的转型。

  在51CTO主办,中关村数智人工智能产业联盟指导的主题为《数启创新 云触未来!Web3.0云响力新一代云计算大会》上,中关村数智人工智能产业联盟秘书长贾昊、51CTO高级副总裁胡毅、腾飞资本投资总监卢尊、浪潮存储资深架构师叶毓睿、华为云云计算架构师韩先超、安迈云首席战略官于晓晖,就分布式云技术趋势发表了自己的看法。

  中关村数智人工智能产业联盟秘书长贾昊指出,以云计算、大数据、人工智能技术为首的新兴技术产业,快速推动企业创新与新一轮的技术革新。随着技术的发展,企业更加重视数据安全和云安全,去中心化一定是云计算发展的主要趋势。目前,有不少项目或企业已经进入实质性的应用阶段,取得了不错的市场成绩。

  51CTO高级副总裁胡毅表示,云计算经过十余年的发展,去中心化已经必然趋势。分布式云计算凭借低成本、高效率、高可靠性、部署更加灵活、更符合法规要求、安全性更高等优势,成为了产业快速发展的助推剂。

  腾飞资本投资总监卢尊表示,云计算是带动物联网、工业互联网产业快速发展的纽带,为应用端数字化、智能化发展起到了支撑与推动的作用,是新一轮科技产业发展的关键之一。去中心化是云计算的主要发展趋势,是在目前投资工作中已经有所尝试、有所布局的关键新增赛道。

  安迈云首席战略官于晓晖表示,在Web3.0世界中,基础设施将迎来重构。预计未来5年里,去中心化云计算的发展速度将超过中心化云计算。安迈云通过提供一站式去中心化云计算服务,满足企业在智能时代对存储与计算的巨大需求,助力企业以更低的IT成本,更高的效率实现数字化升级。

  华为云云计算架构师韩先超同样表示,去中心化云计算采用分布式的存储与计算节点,具有低成本、灵活性高、安全可靠的特点,是对中心化云计算的有效补充,二者并存将成为未来常态,协同助力企业实现智能化转型。

  不难发现,随着企业数字化转型走向深水区,复杂计算、大规模计算、海量数据存储等应用给企业带来了越来越沉重的负担,云计算从集中化、统一归属的远程集群计算向“去中心化”演进已经成为大势所趋,分布式云计算即将快速兴起,成为不可替代的企业数字化转型的新动能。

  中国云计算厂商技术解读:以去中心化产品赋能企业数字化转型

  前面提到,分布式云已经成为云计算未来发展的主流技术方向。面对这一趋势,中国主流云计算厂商积极跟进,针对不同业务场景,推出了各自的明星产品,很好的满足了用户的数字化转型需求。在《数启创新 云触未来!Web3.0云响力新一代云计算大会》上,来自浪潮信息、安迈云、腾讯云、京东云的嘉宾代表,详细的分享了他们的产品特色和技术优势。

  浪潮信息:IPFS区块链存储

  爆炸式增长的数据总量和大量非结构化数据的产生,给数据存储带来了巨大的挑战,随着技术的成熟,分布式存储成为海量数据存储的最佳解决方案。

  作为业界最早提出新数据存储战略的存储厂商,浪潮存储基于二十年来在分布式存储领域的技术投入与创新,推出“EB级弹性扩展、亿万IOPS、智能运维管理”的超大规模分布式存储平台——区块链存储,以分布式架构,满足海量、多元的区块链数据存储需求,确保数据的安全可靠。

  在海量数据存储方面,浪潮存储以“一套架构承载块、文件、对象等多种数据服务”的超大规模分布式存储平台,“海纳”多元数据;同时基于分布式架构,可以实现节点、容量随业务发展在线弹性扩展,最大可扩展至EB级。

  在性能方面,浪潮存储基于iTurbo智能引擎技术,通过数据的智能IO感知、智能组织和调度,准确识别热数据,并动态迁移到由高性能SSD组建的一级存储中,从而提升了热数据访问速率10倍,提高了区块链应用的数据访问效率。

  在数据运维方面,浪潮存储基于智能统一存储管理平台InView,实现了数据中心“硬盘级”的性能、容量、故障智能预测。与传统存储运维相比,传统运维在系统运维、管理中缺少精细化管理策略,仅仅对主机运行做管控,忽略了存储最小物理单元硬盘运维。而浪潮存储提供了统一资源存储管理平台,对存储系统进行集中管理、智能监测和故障预测,其硬盘两周时间预测准确率可以达到95%以上,增强了区块链数据中心的健壮性 -- 从之前硬盘被动损坏之后进行抢救,变成了主动提前预测,确保有充足的时间对坏盘进行数据重构,让EB存储“巨无霸”稳健、连续运行。

  浪潮存储资深架构师叶毓睿表示,随着新基建加速推进,5G、大数据、人工智能、工业互联网等新兴领域将迎来高速发展,带动非结构化数据爆发式增长,具备弹性架构、多云融合优势的分布式存储将持续高速增长。浪潮存储将持续以“云存智用运筹新数据”赋能智算中心,在分布式存储领域加速创新,通过高密度存储+扩容算法+管理软件的组合,满足用户对于海量数据存储的需求,简化集群管理并降低存储成本,释放数据价值,驱动行业数字化转型。

  安迈云:Web 3.0 新型云计算平台下的分布式存储—矩阵存储

  在推动去中心化云计算技术发展的过程中,安迈云始终走在行业前列。从广泛面向机构与个人的客户端,到面向研发者的创新工具集,以及支撑企业分布式云计算的PaaS服务,安迈云致力于提供IPFS硬件算力机、IPFS软件解决方案、OPEN API 和矩阵式存储等产品和服务,为Web 3.0 数字时代提供稳定可靠的基础设施,并通过产品和技术体系将其串联起来,输出到企业的业务场景应用当中,以解决海量数据存储计算成本,隐私和安全挑战,数字资产化及流动性的问题,真正推动分布式云计算技术落地。

  目前,安迈云在分布式存储全网可调用算力规模超10%市场份额,分布在欧洲、北美、澳洲等全球62个节点,具备了非常强大的存储能力。此外,安迈云还在积极布局产业链,联合了国内众多的科研机构、知名厂商一起来推进产业发展,在全国和全球构建了众多的数据中心。

  去中心化存储平台——矩阵存储是安迈云的核心产品之一,其基于IPFS分布式存储网络,为用户提供简单易用的PaaS服务、OpenAPI服务、存储工具集套件等等,帮助用户有效使用基于去中心化网络的企业级存储服务。

  矩阵存储一方面接入数据存储需求客户,一方面对接稳定可靠的存储服务提供者,形成从数据生产、数据验证到数据存储的去中心化存储网络生态闭环。构建起可验证存储数据的汇集与分发服务平台,为拥有大体量、多类型的数据密集型产业提供一站式数据分布式存储解决方案,诸如:网络视听行业、制造业、科研行业等。基于IPFS存储网络,保证了整个数据的安全性、可得性、可靠性,同时可以实现轻松扩容。通过区块链技术,安迈云还构建了很多专业的工具集,能够很好地把Web2.0存储需求和Web3.0的创新性需求整合到矩阵存储中。

  安迈云首席战略官于晓晖表示,面对传统成熟的云存储产品体系中,矩阵存储在数据可靠性、存储成本、全链路校验、支持弹性数据扩容等方面,具备相当的竞争力。

  腾讯云:本地专用集群COS on CDC

  虽然上云是大势所趋,但考虑到数据合规问题,用户并不会将所有的应用和数据都放到公有云上。此外,在诸如现代化智能工厂的业务场景当中,大量传感器采集的数据,要在本地处理之后,才会上传到公有云中。因此,企业仍然需要建立本地专用集群来存储和处理数据。为此,腾讯云推出了本地专用集群COS on CDC,它部署在客户机房中,是一款开箱即用的产品。

  腾讯云本地专用集群(Cloud Dedicated Cluster,简称 CDC)是全新推出的基础设施类产品,目的是将中心化的公有云服务,延伸为可在客户机房落地的近场服务,融合公有云与本地 IDC 的双重优势,用户可以以本地化的时延和数据安全来使用公有云的丰富能力。CDC 通过一体化机柜的形式在用户机房部署本地化算力,资源就近接入临近公有云地域实现统一管理,用户可通过公有云现有工具(控制台、API 等)来管理 CDC 资源。

  腾讯云CDC涵盖了腾讯云存储能力,能够为用户在本地数据中心和公有云之间提供一套一致性的体验,包括一致性管控、相同API和开发工具、一致性运维和鉴权等,确保公有云和本地数据中心架构完全一致。此外,腾讯云CDC打通了企业内部数据中心对象存储和公有云对象存储之间数据通道,实现了数据在本地和云端的自由流动。

  同时,腾讯云CDC 完全同步腾讯云的新技术和服务,包含星星海服务器、黑石2.0(裸金属)服务器及超高性能云盘。用户可基于 CDC 快速搭建超级计算集群,也可以利用容器服务 TKE、弹性伸缩 AS 等云产品构建大规模 Web 服务后台。另外,用户可使用与公有云完全一致的方案管理在 CDC 上的资源,包括但不限于控制台、API、SDK、云监控等,真正实现混合云的同构管理及无差别调度。

  腾讯云CDC还具备快速标准化交付的能力,其采用与腾讯云自有数据中心相同的采购及交付标准,在交付速度、性价比及软硬件可用性方面都做到了精益求精。在销售模式上,腾讯云CDC不同于一般的设备售卖模式,为 CDC 设备和软件提供运营、升级、保障等服务。通过清晰的责任共担机制,既保证用户的本地安全和隐私,也使用户脱离繁琐的维保工作。最后,腾讯云CDC支持按需定制服务,根据客户的实际需求,提供40TB、60TB、100TB的存储容量供不同用户选择。

  腾讯云存储首席解决方案架构师王登宇表示,基于数据安全合规和本地化处理等诉求,用户需要将数据保存在本地的机房中,但考虑到业务创新等需求,用户又需要快速部署云端应用。为此,腾讯云推出了本地专用集群CDC这一开箱即用的产品,不需要客户一次性购买,且托管、运维完全有腾讯云后台支撑,即满足了数据合规的要求,且简化了用户上云的过程,降低了开发成本,加快了业务创新。

  京东云:以应用为中心的云原生混合多云平台—京东云云舰

  京东云云舰是云原生混合多云平台,为京东零售/物流/科技提供统一的容器运行环境(JDOS),PaaS能力(T-PaaS)和应用开发运行平台(APaaS) 。

  京东云云舰以云舰 JDOS云原生操作系统为底座,面向不同用户的需求,提供了云舰TPaaS云原生技术中台和云舰 APaaS云原生应用开发运行平台两大能力。在架构设计上,京东云云舰采用云原生架构,基于K8S平台,融合容器、微服务、DevOps等先进技术理念;其支持混合多云底座,帮助业务充分利用多云部署优势,并解锁单云厂商技术绑定;积木式的按需搭建,轻量化起步,组件化扩展,避免了传统技术中台建设过度厚重的问题。

  京东云云舰支持根据用户的配置自动部署京东增强的Kubernetes集群;支持纳管客户已有标准Kubernetes集群:公有云托管集群、私有云平台托管集群、基于物理机的非托管集群、基于虚拟机的非托管集群。

  此外,京东云云舰实现了多集群管理、阿基米德调度、增强型运维能、超大规模集群、应用负载管理、网络和存储优化六大方面的K8S引擎增强。

  借助京东云云舰,一是解决了私有云PaaS较云原生PaaS服务体验有差距问题;二是提供了存量IT基础设施利旧能力,让存量和现代IT基础设施并存,平滑演进,降低演进成本;三是降低了异构IT基础设施和PaaS服务的管理运维成本。

  京东云资深架构师李向辉表示,针对多年业务场景实践,京东构建了以应用为中心的PaaS平台-京东云混合多云平台。京东云基于混合多云技术底座,覆盖公有云、边缘和各种基础设施,将业务系统、数据库中间件等PaaS平台、大数据平台进行容器化,实现了以应用为中心的混合多云平台。

  云计算技术未来展望:迈入以区块链为核心Web3.0时代

  随着5G、AI、IoT等技术的快速发展,数据爆炸式增长将成为必然。根据IDC调研报告显示,到2025年,全球数据圈将会达到175ZB。与此同时,边缘计算发展势头相当迅猛,预计到2025年,边缘产生的数据将达到全球数据总量的20%以上。那么,如何存好、用好数据,确保云边数据的安全?为此,以web3.0为支撑的去中心化存储,成为未来数据存储重要的技术发展方向。

  Web3.0是以数据为核心构建的新型网络架构,让数据价值回归于企业本身而不再是集中于平台上。而在去中心化存储过程中,区块链技术创造的数据传输加密方式,很好地解决了安全和信任问题。

  技术上,以区块链为核心的Web3.0时代,正在重塑存储、网络、计算等基础设施,透过去中心化代表企业安迈云的矩阵存储产品可以看到,其基于IPFS分布式存储网络,在数据可靠性、存储成本、全链路校验、支持弹性数据扩容等方面,具备相当的竞争力。目前,该产品已在广电视频、基因大数据、健康大数据、司法存证、AI智能体领域展开应用。

  对于云计算技术未来发展的方向,中关村数智人工智能产业联盟秘书长贾昊发表了自己的观点。他表示,区块链底层技术+云计算模式形成的“去中心化云计算”在产业政策导向下已经成为另一种云计算形态。在云计算步入第二个发展的10年,“去中心化云计算”可能将成为新的云计算形态。

  腾飞资本投资总监卢尊指出,去中心化的分布式云计算一定是未来的大趋势。他表示,分布式云计算未来有三大技术发展方向:一是以云计算为核心的数字化深度和广度不断加强,由此将会引发用户对于数据安全的关注。二是在边缘侧,随着应用的广泛部署,将会影响到云生态发展。同时,也将给企业带来更多更好的发展机会。三是随着分布式云的快速发展,势必将出现数据孤岛,如何利用新技术解决这一问题,也是未来技术演进的主要方向与趋势。

  安迈云首席战略官于晓晖表示,5G、云计算、AI和物联网推动了数据存储和计算需求爆炸性增长,智能时代对数据存储成本、隐私安全保护、数据资产流动性等方面都提出了更高要求。因此,在Web3.0世界中,基础设施将迎来重构。预计未来5年里,去中心化云计算的发展速度将超过中心化云计算。安迈云通过提供一站式去中心化云计算服务,满足创新企业在智能时代对存储与计算的巨大需求,助力企业以更低的IT成本,更高的效率实现数字化升级。

  浪潮存储资深架构师叶毓睿指出,新一代云计算诞生的根本原因是其能够做到资源配置最大化、保护隐私数据,去中心化的云存储即区块链存储和去中心化的云计算相辅相成,两者为Web3.0快速发展助力。他表示,存储和网络是密不可分的,尤其是区块链存储,将是一个崭新的赛道,具备无限商机。

  写在最后:以区块链底层技术为支撑,构建去中心化的分布式云计算,重构信任与安全,重塑传统集中式云计算的业务模型和资源分配结构,已经成为必然。可以预见,分布式云将成为云计算未来10年发展的主要趋势,推动着中国企业更好、更快地朝着智能化迈进。

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责任编辑:张诚 来源: 51CTO
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