軟件定義的云數(shù)據(jù)中心的概念脫胎于軟件定義網(wǎng)絡(luò)（SDN），但其實無論是SDN，還是虛擬化，或者是軟件定義的數(shù)據(jù)中心，這一切都依附于云計算這個大背景。軟件定義的云數(shù)據(jù)中心與云計算、下一代互聯(lián)網(wǎng)及大數(shù)據(jù)之間，有著十分密切的關(guān)系

　　云計算、大數(shù)據(jù)等新技術(shù)的異軍突起，打破了傳統(tǒng)IT基礎(chǔ)設(shè)施的運行模式，也帶動了數(shù)據(jù)中心的新一輪增長。放眼望去，各種大型云數(shù)據(jù)中心如雨后春筍般拔地而起，似乎在向世界昭告—人類已經(jīng)進入一個數(shù)據(jù)為王的時代。
　　與此同時，為了支撐起規(guī)模越來越龐大的應(yīng)用，滿足企業(yè)、用戶越來越高的需求，數(shù)據(jù)中心自身也面臨著一系列發(fā)展阻礙和瓶頸，轉(zhuǎn)型成了當(dāng)前數(shù)據(jù)中心的燃眉之急。
　　2011年8月，華爾街日報刊登了題為《為什么軟件正吞噬整個世界》的文章，被認(rèn)為是拉開“軟件主世”序幕的信號。事實上，近些年，軟件確實滲透進了人們生活的每個角落，它甚至在悄然改變著數(shù)據(jù)中心，而且隨著軟件定義網(wǎng)絡(luò)（SDN）等概念的出現(xiàn)，業(yè)內(nèi)人士認(rèn)為，軟件定義的數(shù)據(jù)中心將會是傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心轉(zhuǎn)型升級的方向和趨勢。
　　無論你是否相信，從當(dāng)前的各種反應(yīng)來看，軟件定義的數(shù)據(jù)中心，這一新生概念正在被越來越多的人接受，而且已經(jīng)被付諸實踐……

清華大學(xué)計算機系副教授、博士生導(dǎo)師李丹

　　為云計算鋪路搭橋

　　對于生活在互聯(lián)網(wǎng)時代下的人們而言，數(shù)據(jù)中心并不算陌生名詞，但加上“軟件定義”4個字之后，我們又該如何定義這個新概念呢？
　　事實上，對于軟件定義的數(shù)據(jù)中心，目前并沒有規(guī)范的定義，比較常見的解釋是指將數(shù)據(jù)中心軟件與硬件（包括服務(wù)器、存儲、網(wǎng)絡(luò)等）剝離，抽象成純軟件的解決方案，從而實現(xiàn)IT資源的靈活配置和自動調(diào)度。如果用全球著名虛擬軟件廠商VMware（威睿）全球副總裁李嚴(yán)冰博士的話來說，軟件定義的數(shù)據(jù)中心更直觀的定義就是把數(shù)據(jù)中心所有傳統(tǒng)、物理、硬件的資源進行虛擬化和軟件化。
　　清華大學(xué)計算機系副教授李丹認(rèn)為，通過軟件定義數(shù)據(jù)中心主要有三個好處：首先，能有效控制成本。數(shù)據(jù)中心能夠運行哪些應(yīng)用主要由具體的服務(wù)商決定，不同服務(wù)對數(shù)據(jù)中心的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施架構(gòu)有不同要求。如果是傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心，則需要根據(jù)用戶個性化的服務(wù)定制配套的硬件設(shè)備，成本非常高。而進行軟件定義之后，用戶可以利用控制器對數(shù)據(jù)中心上的物理資源和拓?fù)溥M行集中管理，運行相應(yīng)服務(wù)時只需在控制器上對資源進行分配即可。這種方式不僅能有效控制成本，也能方便用戶靈活地管理數(shù)據(jù)中心。
　　其次，能使數(shù)據(jù)中心功能演進和革新的周期變短。按照傳統(tǒng)做法，如果用戶有新需求，需要告知設(shè)備制造商，然后制造商按要求將設(shè)備做好，再進行一系列標(biāo)準(zhǔn)化測試工作后，才能交付用戶使用，周期非常漫長。如果是軟件定義的數(shù)據(jù)中心，用戶自己就能通過編程進行升級換代，省去了中間很多環(huán)節(jié)。
　　最后，可以更好地支持云數(shù)據(jù)中心的虛擬化。虛擬化是云計算和云數(shù)據(jù)中心的核心技術(shù)，當(dāng)有多個使用者時，云計算就像一個動態(tài)的資源地，通過軟件定義的方式，對資源進行動態(tài)的調(diào)度、管理、分配和釋放則會非常靈活和方便。
　　據(jù)了解，VMware應(yīng)該是軟件定義的數(shù)據(jù)中心的最早提出者和實踐者。近年來，為了搶占發(fā)展先機，VMware先是高調(diào)收購軟件定義網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域的先鋒廠商Nicira，隨后又收購或投資Puppet Labs、GemStone、WaveMaker等數(shù)十家相關(guān)廠商和企業(yè)。透過這些“瘋狂”的舉動足以看出，VMware正在編織一張大網(wǎng)，網(wǎng)的核心就是軟件定義的數(shù)據(jù)中心。
　　面對這個新興領(lǐng)域，我國的反應(yīng)也十分迅速，國家863計劃、基金委等在第一時間啟動了許多相關(guān)的重大基礎(chǔ)研究及關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)。今年3月，國家973計劃青年科學(xué)家專題“軟件定義的云數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)理論及關(guān)鍵技術(shù)”項目也正式啟動，由清華大學(xué)和華中科技大學(xué)共同承擔(dān)完成。
　　李丹是5名研究人員之一，也是項目負(fù)責(zé)人。他告訴記者，作為973項目，意味著這次項目必須符合重大基礎(chǔ)研究的要求—既要解決國家和社會發(fā)展面臨的重大戰(zhàn)略需求，又要在技術(shù)上、理念上拿出很好的原始創(chuàng)新成果。這也是此次項目與其他項目的區(qū)別所在。
　　此外，李丹還介紹，此次項目將面向建設(shè)新一代云計算和互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施、培育戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的國家重大戰(zhàn)略需求，研究云計算數(shù)據(jù)中心環(huán)境下網(wǎng)絡(luò)設(shè)計的科學(xué)規(guī)律與技術(shù)原理，探索支持可軟件編程網(wǎng)絡(luò)節(jié)點和可擴展控制器的軟件定義云數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，對網(wǎng)絡(luò)、計算和存儲資源進行聯(lián)合優(yōu)化，保障云計算租戶的網(wǎng)絡(luò)性能要求，為新一代云計算和互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)、關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化提供科學(xué)理論支持和核心技術(shù)支撐，進而推動國家戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。
　　為此，李丹團隊計劃圍繞可定制的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)、資源利用率優(yōu)化、多租戶資源管理和能耗系統(tǒng)控制等4個科學(xué)問題展開相關(guān)研究，力爭取得一系列高質(zhì)量的學(xué)術(shù)成果，形成具有我國自主知識產(chǎn)權(quán)的核心技術(shù)，為國家培養(yǎng)一批優(yōu)秀的青年學(xué)術(shù)帶頭人，以及建立一支理論知識扎實、技術(shù)攻關(guān)能力強、戰(zhàn)斗力過硬的研究隊伍，使我國在本領(lǐng)域的研究整體上達到國際先進水平，甚至在一些關(guān)鍵點上能夠達到國際領(lǐng)先水平。
　　“軟件定義的云數(shù)據(jù)中心的概念脫胎于軟件定義網(wǎng)絡(luò)（SDN），但其實無論是SDN，還是虛擬化，或者是軟件定義的數(shù)據(jù)中心，這一切都依附于云計算這個大背景。軟件定義的云數(shù)據(jù)中心與云計算、下一代互聯(lián)網(wǎng)及大數(shù)據(jù)之間，有著十分密切的關(guān)系。我們的研究某種程度上是為了解決這些領(lǐng)域在發(fā)展中所遇到的部分技術(shù)難題。”李丹認(rèn)為，從這個層面看，軟件定義的數(shù)據(jù)中心，能夠推動云計算等相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展和進步，它所帶來的影響是深遠的。

　　緊密結(jié)合實際，避免流于形式

　　對于軟件定義的數(shù)據(jù)中心，有人投入其中，自然也有人“看熱鬧”?！翱礋狒[”的人們認(rèn)為：“當(dāng)初云計算、虛擬化概念剛出現(xiàn)時被炒上了天，后來事實證明有些所謂的新技術(shù)、新平臺，并沒有像描述的那樣達到期望的目標(biāo)。所以，誰知道軟件定義的數(shù)據(jù)中心是真的‘有料’，還是只是新的炒作？”
　　在李丹看來，一項新的技術(shù)出現(xiàn)，避免不了被質(zhì)疑。如果要讓人們信服，就不能只是新瓶裝舊酒，而是真真正正拿出新理念、新技術(shù)，同時還要轉(zhuǎn)化成成果，讓人們實實在在體會到好處。具體到李丹等人這次的項目而言，他們也希望研究成果不僅僅停留在論文層面，而是能在相關(guān)產(chǎn)業(yè)得到應(yīng)用。
　　但是，成果轉(zhuǎn)化并非易事，很多研究最終沒能令人滿意多半是在這個環(huán)節(jié)出問題。對于初次承擔(dān)如此重大研究的李丹團隊而言，這是一個非常大的考驗，他們并不畏懼。李丹說：“理論與實踐并重，研究成果與實際緊密結(jié)合，一直是我們做研究的特點，也是團隊的指導(dǎo)思想。我們也時刻以此警戒自己，盡最大努力把這個項目做好，讓它發(fā)揮切切實實的作用。”
　　據(jù)悉，項目啟動半年至今，李丹等人已經(jīng)在利用軟件定義網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實現(xiàn)數(shù)據(jù)中心的虛擬化方面取得了初步成果，各項研究工作也在有序推進中。同時，為了更好地了解產(chǎn)業(yè)需求，解決實際問題，李丹表示，目前除了定期開會交流探討，他們還積極與中石油、華為、中興、百度、騰訊等公司、企業(yè)開展合作，爭取讓團隊的創(chuàng)新想法和技術(shù)能夠落地，甚至還能起到示范作用。

　　不是終極，但會是變革和趨勢

　　隨著關(guān)注度的不斷上升，有人認(rèn)為，軟件定義的數(shù)據(jù)中心將會成為云計算數(shù)據(jù)中心的終極形態(tài)，但這種說法李丹并不認(rèn)同，他認(rèn)為：“技術(shù)發(fā)展是不斷演進的，很難說哪種技術(shù)會是終極，只能說現(xiàn)階段，軟件定義的數(shù)據(jù)中心是一種能夠很好地解決數(shù)據(jù)中心所面臨問題的比較前沿的方案和方法?！?BR>　　據(jù)李丹介紹，現(xiàn)在很多新建的數(shù)據(jù)中心，都使用了大量SDN技術(shù)，而一些傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心，也在謀劃著轉(zhuǎn)型升級。未來，軟件定義的數(shù)據(jù)中心很可能會完全取代傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心。因此，李丹更認(rèn)同“軟件定義的數(shù)據(jù)中心會是IT界的變革”這樣的說法。他說：“軟件定義的核
　　      心理念之一就是開放化整個系統(tǒng)，將設(shè)備軟件化，功能開發(fā)化，這其實也是整個信息技術(shù)、IT技術(shù)發(fā)展的大趨勢?！?BR>　　李丹舉例說：“最初IBM大型機軟硬件一體，沒有開放系統(tǒng)，也沒有應(yīng)用軟件，用戶都是靠敲命令完成操作。后來微軟出了Windows操作系統(tǒng)，將硬件的各種功能通過應(yīng)用編程接口開放給用戶，才有今天這樣方便的操作。手機的發(fā)展也是同樣趨勢。諾基亞手機是軟硬件一體的典型代表，最初用戶不能自行安裝、運行其他軟件。但后來除了打電話和發(fā)短信，用戶還希望手機能上網(wǎng)、玩游戲，甚至用戶還能隨時安裝自己需要的軟件。這就需要開放手機功能，于是手機操作系統(tǒng)安卓出現(xiàn)了?！?BR>　　李丹說：“通過這些例子可以看到，不同的IT行業(yè)、領(lǐng)域都會經(jīng)歷設(shè)備軟件化，功能開發(fā)化的過程，數(shù)據(jù)中心也一樣。傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心的設(shè)備都是硬件化的，全部裝在一個黑盒子里，用戶不知道盒子里裝了什么，只是通過黑盒子上提供的接口使用數(shù)據(jù)中心資源，不可能進行編程和控制。而軟件定義數(shù)據(jù)中心，就是要把黑盒子打開，將里面的功能開放，提供標(biāo)準(zhǔn)接口，讓用戶通過這些接口對設(shè)備進行編程。所以，從這個角度來說，軟件定義的數(shù)據(jù)中心符合整個信息技術(shù)的變革趨勢，可以認(rèn)為它也是IT界的變革?！?BR>　　李丹非常看好軟件定義的數(shù)據(jù)中心未來的前景，在他看來，目前不少地方政府都建有大量的數(shù)據(jù)中心，但部分?jǐn)?shù)據(jù)中心提供的應(yīng)用或服務(wù)還有所欠缺，如果能通過軟件定義的方式，為這些數(shù)據(jù)中心營造良好的基礎(chǔ)設(shè)施，就能讓它們提供的云服務(wù)具有更高的靈活性，推動各項服務(wù)很好地落地。同樣，國內(nèi)阿里巴巴、騰訊、百度、中石油等企業(yè)已經(jīng)在嘗試用軟件定義的技術(shù)對數(shù)據(jù)中心進行管理和升級，可見軟件定義的數(shù)據(jù)中心前景廣闊。
　　業(yè)內(nèi)人士說，軟件定義的數(shù)據(jù)中心已經(jīng)蟄伏了幾年之久，很快就能迎來開花結(jié)果的時刻。李丹說：“對于這個領(lǐng)域，我國很多研究起步并不比國外晚，并且我們還有自己的特色，現(xiàn)在要做的是拿出獨創(chuàng)的技術(shù)，搶先一步掌握發(fā)展先機。而現(xiàn)階段，我們需要國家制定良好的機制和渠道，共同推進這個領(lǐng)域的發(fā)展。”