? ? ? ?“第二十一屆中國國際軟件博覽會(huì )”在北京召開(kāi)。中國科學(xué)院院士梅宏在主論壇發(fā)言時(shí)表示，我們正在進(jìn)入一個(gè)軟件定義的時(shí)代。
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?????? 目前我們正在進(jìn)入一個(gè)新的時(shí)代，不同的人對這個(gè)時(shí)代賦予了不同的標簽。從基礎設施角度可以稱(chēng)之為互聯(lián)網(wǎng)+時(shí)代，從計算模式的角度可以叫做云計算時(shí)代，從信息資源的視角則是大數據時(shí)代或者人工智能時(shí)代，今天我想從更基本的使能技術(shù)的角度，我們把它稱(chēng)之為軟件定義的時(shí)代。
什么是軟件定義？
?????? 我們從軟件的發(fā)展開(kāi)始談起。過(guò)去的軟件發(fā)展經(jīng)歷了三個(gè)階段，早期我們稱(chēng)之為軟硬一體化的階段，從程序變成軟件一直是作為硬件的一個(gè)附屬品存在。七十年代中期軟件開(kāi)始成為獨立的產(chǎn)品，并且開(kāi)始逐步創(chuàng )造了一個(gè)巨大的產(chǎn)業(yè)，應用覆蓋到我們生活的方方面面。九十年代中期隨著(zhù)互聯(lián)網(wǎng)商用的起步，軟件產(chǎn)品走向服務(wù)化、走向網(wǎng)絡(luò )化，開(kāi)始滲透到人類(lèi)社會(huì )生活的每一個(gè)角落。無(wú)處不在的軟件已經(jīng)滲透到了我們生活的方方面面，舉幾個(gè)例子：
?????? 現在的汽車(chē)發(fā)展工業(yè)軟件的比重一直在持續地增加，有的已經(jīng)占到了全車(chē)成本的40%以上，比如寶馬7系的軟件總量超過(guò)了2億行，特斯拉S總量超過(guò)4億行，飛機空客A380軟件總量超過(guò)了10億行，2016年全球軟件的銷(xiāo)售是200億美元，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)，按照Gartner的報告，2016年全球公共云服務(wù)市場(chǎng)規模是2000億美元，其中SaaS已經(jīng)到了277億美元，年增長(cháng)率為20%。在移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的環(huán)境下，通過(guò)軟件定義的每一臺手機加上后臺的云的服務(wù)，一種新的模式就是我們的APP。兩大陣營(yíng)APP-Stare和Google Play大概有300億以上的應用，累計下載量是1500億次。2016年全球移動(dòng)商家的收入達到了448億美元，年增長(cháng)率是40%，遠遠超過(guò)其它的新興產(chǎn)業(yè)。
?????? 我們看到過(guò)去互聯(lián)網(wǎng)帶來(lái)的變化已經(jīng)深刻地改變了我們人類(lèi)社會(huì )，顛覆了很多原有的行業(yè)：我們的唱片、我們的郵政、交通出行、票務(wù)旅游，甚至傳統的電信，同時(shí)互聯(lián)網(wǎng)也創(chuàng )造了新型的應用和經(jīng)濟模式，電子商務(wù)、政務(wù)和每年出行的導航都在縮小，平臺經(jīng)濟、共享經(jīng)濟、API經(jīng)濟等各種新名詞也是層出不窮。
互聯(lián)網(wǎng)的核心價(jià)值是什么？
?????? 是連接，從連接終端到連接用戶(hù)到實(shí)現我們應用的互聯(lián)正在走向萬(wàn)物互聯(lián)，其網(wǎng)絡(luò )的價(jià)值是和節點(diǎn)成正比的，軟件正是實(shí)現互聯(lián)網(wǎng)核心價(jià)值的重要技術(shù)。無(wú)處不在的軟件正在定義整個(gè)世界，我借用兩位名人的話(huà)：一位是網(wǎng)景的創(chuàng )始人Edson，他說(shuō)軟件正在吞噬我們的世界。美國工程院院士C++的發(fā)明人Strom給了一個(gè)說(shuō)法，人類(lèi)文明運行在軟件之上。
?????? 軟件定義的信息是源自于2008年斯坦福大學(xué)的一個(gè)項目，把傳統的交換機通過(guò)軟件的方式按照三層結構開(kāi)發(fā)出了一個(gè)Open Floor，2013年正式在云中心落腳，廣泛地應用于云的網(wǎng)絡(luò )管理，從此被廣泛采用，軟件定義的網(wǎng)絡(luò )在2015年Gartner的報告當中首次出現。某種意義上，不夸張地說(shuō)，SDN重新定義了傳統的網(wǎng)絡(luò )架構甚至通信產(chǎn)業(yè)，ABC的報告說(shuō)2016年市場(chǎng)是37億美元。
軟件定義網(wǎng)絡(luò )的技術(shù)原理是什么？
?????? 它的本質(zhì)是分成了三層：硬件層、控制層和應用層分開(kāi)，通過(guò)一個(gè)應用編程結構對網(wǎng)絡(luò )設備進(jìn)行任意的編程，從而可以實(shí)現新型的網(wǎng)絡(luò )協(xié)議、新型的投入結構，而不需要改變網(wǎng)絡(luò )設備的硬件本身。因此就它的本質(zhì)而言，軟件定義的原理就和我們計算機操作的原理是一樣的。
?????? 如果我們從操作系統的視角來(lái)看，對任何一個(gè)普通的計算機用戶(hù)，我們看到的操作系統實(shí)際上給了你一臺軟件定義的計算機。從我作為一個(gè)軟件研究者的視角，操作系統的很多原理已經(jīng)體現到了我們軟件定義的集大成。主要的兩大功能是項下通過(guò)硬件資源的虛擬化管理各種各樣的資源，向上通過(guò)管理功能的可編程提供各種公共的服務(wù)。因此，軟件定義的本質(zhì)就是把一體化硬件基礎設施變成部件化，通過(guò)管控軟件對虛擬的部件實(shí)現的按需管理、按需使用，進(jìn)而可以實(shí)現整體系統功能的靈活定制和靈活擴展。
?????? 我們正在從SDN走向一個(gè)軟件定義不斷延伸和泛化的時(shí)代，現在可以看到軟件定義的一系列發(fā)展。首先是橫向的延伸，IT領(lǐng)域出現了軟件定義硬件，比如軟件定義的存儲、軟件定義的計算、軟件定義的環(huán)境以及軟件定義的數據中心，這是我們在計算機的硬件領(lǐng)域被軟件定義的，還有很多軟件定義的X。隨著(zhù)人機物融合的發(fā)展，軟件定義也開(kāi)始向物理世界延伸，比如軟件定義的城市，把實(shí)現城市各類(lèi)的信息設施、物理基礎設施的開(kāi)放共享和智能化的互聯(lián)互通，可以支持動(dòng)態(tài)高效精細化的管理。城市操作系統同樣可以分成三個(gè)層次：設備層、控制層和上面的應用層。
?????? 軟件定義正像我們傳統的行業(yè)，特別是工業(yè)制造業(yè)進(jìn)行轉變。我們的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、工業(yè)4.0，包括中國制造2025，所有的這些戰略盯著(zhù)的目標都是新一輪的工業(yè)革命，而我以為在新一輪的工業(yè)革命里面軟件技術(shù)將是非常核心的競爭力。很多傳統的制造業(yè)公司都宣稱(chēng)向軟件公司轉型，洛克西德馬丁的代碼數量已經(jīng)超過(guò)了微軟公司，計算行業(yè)怎么實(shí)現新一輪的軟件化？就是硬件和各種智能設備，它的知識和工藝流程要軟件化和虛擬化，進(jìn)而實(shí)現軟件的平臺化，本質(zhì)上這也是軟件定義的思路。
軟件定義的智能制造平臺應該是什么？
?????? 首先是制造全程的數字化，通過(guò)生產(chǎn)制造全生命周期的數字化實(shí)時(shí)地采集和分析數據，支持我們的智能決策。生產(chǎn)知識軟件化，產(chǎn)品的設計、產(chǎn)品的仿真、工藝和制造等技術(shù)和經(jīng)驗都不斷地成長(cháng)，通過(guò)軟件固化下來(lái)，沉淀到平臺上基于軟件使用實(shí)現我們知識的智能化。制造平臺的電子化是實(shí)現機器硬件的組合，通過(guò)智能通信的互聯(lián)和智能控制，同時(shí)面向每一個(gè)特定領(lǐng)域的需求個(gè)性化地生產(chǎn)，以及任務(wù)驅動(dòng)的軟件定義進(jìn)行深入的定制。這是橫向的延伸，我們也可以看到軟件定義正在進(jìn)行縱向泛化，從單一資源的按需管控走向全網(wǎng)資源的互聯(lián)互通，因此軟件也正在不斷定義它的平臺、數據甚至應用。
?????? 這里可以看到一個(gè)例子，我們怎樣用軟件定義的方式來(lái)支持數據的開(kāi)放共享？《大數據行動(dòng)綱要》是國務(wù)院發(fā)布的，一個(gè)重要的任務(wù)就是進(jìn)行資源的開(kāi)放共享，也有明確的時(shí)間表在2017年實(shí)現數據目錄，2018年實(shí)現統一共享，但是由于各種原因出現了大量的信息孤島，阻礙了數據的開(kāi)放共享。比如部門(mén)行業(yè)的利益本位思想導致很多單位不愿意放空，相關(guān)的數據風(fēng)險和系統風(fēng)險使得大家不敢來(lái)做，系統的技術(shù)成本也導致了我們不太容易。因此要解決的問(wèn)題是政策法規、標準規范和技術(shù)手段三管齊下。
?????? 單就技術(shù)手段而言，現有的技術(shù)方式要實(shí)現全國政務(wù)系統的開(kāi)放共享和互聯(lián)，初步和保守的估計也是千億人民幣的投入。我們也嘗試用軟件定義的方式來(lái)實(shí)現數據的開(kāi)放和共享，給了一個(gè)軟件定義方案，就是數據總件加上系統智能的適配，可以智能學(xué)習一個(gè)孤島系統的內部狀態(tài)和內部行為，重建它的體系結構，構建它的數據訪(fǎng)問(wèn)的結果，不需要開(kāi)放后臺的數據，也不需要延續更后的原代碼，也不需要原有開(kāi)發(fā)商的支持，可以實(shí)現盡可能少的協(xié)調，風(fēng)險盡可能降低，也省時(shí)省力省錢(qián)。軟件定義技術(shù)已經(jīng)在全國進(jìn)行推廣進(jìn)行示范應用，春節以后我們用了一個(gè)月的時(shí)間在貴陽(yáng)做了一次全貴陽(yáng)市的數據開(kāi)放共享，沒(méi)有原系統開(kāi)發(fā)商的配合，缺少數據試點(diǎn)的情況下完成了全市5