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2010/11/30 1:19:21

[原创]构建云计算的核心技术与平台

构建云计算的核心技术与平台
--金蝶中间件的云计算策略与解决方案

 

金蝶中间件有限公司总经理奉继承 博士

(中国云计算标准化论坛,2010.11.19,深圳)

 

徐副司长、陈副司长、各位领导、各位专家,大家上午好!

非常荣幸有机会跟大家汇报金蝶对云计算的理解,以及我们在云计算方面的研发成果。前面各位领导和专家从国家战略、产业政策和发展趋势方面,讲得非常精彩,我想从技术的角度、从软件企业的角度、从厂商的角度谈一谈我们是怎么理解云计算的,以及金蝶在云计算方面从事的研究和开发成果。

金蝶集团是比较早意识到云计算的重要性,并开展了相关的研发工作的国内厂商。目前整个金蝶集团云计算方面部署包括两大块,一块是以友商网为核心的以SaaS应用和云计算运营为主要业务的友商网电子商务公司,二是以金蝶中间件为核心的,为云计算提供技术平台和产品的专业公司。今天侧重从云计算技术、产品和平台角度,也就是在“核高基”(即国家科技重大专项之“核心电子器件、高端通用芯片及基础软件产品”的简称)支持的中间件专项领域内开展的云计算的研发工作。

    我的报告分成三个部分:一是我们对云计算及其标准的理解;二是阐述云计算的核心技术――中间件平台;三是金蝶云计算平台方面的策略和研发进展。

    我们知道云计算不是空穴来风,任何新的技术都是需求的拉动和技术的推动的结果。需求的拉动方面,无论是中小企业对降低计算成本和大企业提高IT资源的利用率,来解决资源、能力和成本的问题,都有新的商业模式和技术发展的需求。

这几年来随着互联网的发展,WEB2.0、中间件、虚拟化、网格计算等等技术融合在一起,产生了一种融合、整合的力量,这个力量就是云计算的力量。云计算来源于互联网的巨大成功,而在中国比较成功的互联网应用是个人计算。谷歌、百度、腾讯我们熟悉的这些互联网大公司的成功在于游戏、娱乐、搜索、个人通信等,包括淘宝这些电子商务公司也是面对个人的服务。目前这些互联网公司在大力宣传云计算,因此,在云计算的话语体系之中,很多人关注个人计算的应用问题,但更重要的领域就是面向企业计算,它能解决中小企业、大型企业的信息化的俱多问题,包括电子政务。企业计算的特点和面临的问题跟我们面对的个人计算实际上有很大的差异性。在国外,无论Salesforce.com还是SAPIBM等公司,他们的关注点和重点还是在于企业计算方面。企业计算对经济发展和产业升级的价值毕竟更为重要,对社会进步的意义也更大。金蝶作为一家为企业高端计算提供服务的厂商,我们更多是从企业计算的角度研究云计算。

无论是中小企业,还是大企业的IT服务,商业模式以外技术本身也遇到一些问题,从计算技术产生到今天,企业计算的IT资源都是按照分层结构设计的,这个分层结构体现在“应用-中间件/数据库-操作系统-硬件服务器”紧耦合的模式部署,典型的企业计算的应用是架建在一个中间件和数据库之上,下一层是操作系统,操作系统运行在特定的硬件服务器之上。这种体系结构是横向分层、竖向分割的架构体系,这是IT架构到今天的最显著的特征,这种特征实际上是紧密耦合的体系架构,这种体系架构造成一个显著问题是整体资源是比较富裕的,但是任何应用都会碰到性能瓶颈问题,很难满足高负荷的运转。因此,任何的应用和系统都必须按照峰值来配置,许多系统的IT资源在大多数时间内是利用率不高,但不能将这部分资源让那些性能不足的应用进行使用,也就是无法实现弹性的计算。

我们曾经希望用网格计算解决这个问题,但是网格计算对于强计算、弱流程、少交互的科学计算类任务能够通过任务分解的分布式计算来达到高性能。但企业应用如企业管理、电子政务、电子商务等弱计算、强流程、多交互的应用场景,网格计算并不适合,没有很好的解决大规模企业计算当中面临的问题,我认为云计算的出现是很合时宜的。

云计算现在是众说纷纭,各种不同的角度和不同的视角对云计算的解析并不相同,怎么深刻理解其中的本质呢?

我认为可以从几个不同的角度来分析云计算。

从应用的角度来理解,云计算有这几个特点:一是用户公共性,因为云计算不仅仅是为某一类用户提供服务,从个人用户、学术团体、企业、政府等等都可以提供相关的服务;二是设备多样性,云端技术就是把各种设备都接到互联网上来,不仅仅是计算机,包括手机、RFID、带传感器的智能设备与系统都可以接上来;三是商业模式服务性,体现在简化和标准的服务接口,按需计费的商业模式;四是提供方式的灵活性,有提供公共服务商业运营的公有云计算,也有电子政务或者为企业内部解决IT资源利用率的私有云,这些技术都可以解决我们前面提到的这些问题。

从产业的角度来理解云计算,无非就是三种模式:一是应用模式的创新,传统的软件企业,改变套装软件销售的模式,通过数据中心为客户提供应用的远程服务,客户无须购买硬件和任何软件,以租用的方式,通过互联网的通道提供服务,使用应用软件,也就是所谓的SaaS。金蝶友商网Salsesforce.com提供的就是这种服务,本质上就是应用软件产业的云计算的变革。其二是把云计算作为一种技术,传统的软件企业像IBM、微软、金蝶中间件这样的系统软件提供商,就是把平台作为技术为来提供,就如电信行业,有中国电信、中国移动等运营商,还有华为、中兴为中国电信运营公司提供产品、技术和服务的厂商。云计算产业中,也必须有很多为云计算的运营服务提供相关的技术、平台、产品支撑的供应商。三是基础设施IaaS,就是把计算机作为资源提供服务,创造一种商业模式,也是云计算的运营服务。传统的IT产业结合云计算产生了这些新的商业模式,这个商业模式不可能脱离传统的技术运营。

从技术角度怎么理解云计算?从技术角度来看,云计算没有什么太多新东西,核心体现在融合上。这种技术融合体现在三方面:一是软件使用方式和交付模式,即SaaS,把软件作为服务。技术基础方面,云计算来源于分布计算和网格计算。在基础设施上,云计算来源于虚拟化。虚拟化也是一个成熟的技术,无非就是把一台服务器虚拟成多台,目的是提高资源利用率,这项技术很早就在小型机上的分区计算技术的发展。还有一种是把多台服务器虚拟成一台,也就是集群技术,目的是解决计算能力不足的问题,也是非常成熟的。无论是正向虚拟化还是反向虚拟化都是比较成熟的,把这两个技术融合在一起就是虚拟技术。我认为云计算本质上是一种是利用互联网,远程管理数据、应用和IT资源的计算技术,因此中间件在这里面自然而然是核心的作用。

为什么呢?互联网发展以来,新的软件技术抽象为中间件平台,新的技术创新集中发生在中间件领域。早期的应用不得不关注很多底层细节工作的开发;随着互联网应用的增加,越来越多的公用功能被抽取出来,逐渐产品化和平台化,这就是中间件。中间件为互联网应用的快速开发、灵活部署、可靠运行、有效管理、快速集成提供一个基础的计算平台。据业界统计95%以上的互联网企业应用和电子政务系统都是构建在具备SOA架构体系中间件之上的,如果没有这个架构支撑的话,直接在操作系统上,无论是虚拟化还是异构平台的差异化都无法实现大规模的面向服务的应用,在技术上也难以支撑。现在中间件在整个软件产业之中,是主流厂商竞争的核心领域,无论是IBM还是SAP、ORACLE等,都将中间件作为云计算、物联网等解决方案的技术支撑平台的核心。中间件不仅仅是提供一个运行平台,还提供业务架构的支撑。最终的SaaS应用,除了一些个人应用确实是直接在一些操作系统上进行构建之外,大型的企业计算没有一个是基于底层硬件或者操作系统层面的。

在传统信息化里面,操作系统、中间件、网络服务三个层次,在云计算之中变成了IaaS、PaaS和SaaS三个模式。在这三个模式里面,操作系统解决了硬件的抽象和为应用提供API服务。中间件平台本质上是对操作系统、数据库、网络的抽象,为应用提供业务构件服务。未来云计算的核心架构从硬件虚拟化、操作系统虚拟化到为整个应用提供服务的支撑平台架构之中,有一个业务构件的虚拟化和操作系统透明化的问题。操作系统差异性是现实存在的,我们有Windows、Linux,有各种各样的操作系统,这些操作系统的API各不相同,全世界统一到一种操作系统是不现实的,哪怕是统一操作系统的API都做不到。怎么样在一个大规模的云计算环境中,屏蔽操作系统的差异性呢?我们现在要开发一个SaaS软件,在各种操作系统环境下都能支持,而且可以互操作,这个平台就是中间件。在虚拟化时代、云计算时代也是一样的道理,我们云计算的服务要在各种虚拟化的操作系统、虚拟化硬件上得以运行,并且保障业务的可靠性和业务的服务化,一定需要有一个平台,而这个平台就是云计算的中间件平台,也就是PaaS

综合以上观点,云计算既是一种新的商业模式,也是一种新的技术融合体;云计算大规模普及的核心问题是解决SaaS应用的问题;我认为没有应用一切都免谈。目前中国互联网比较成功的还是个人计算(游戏娱乐为主),企业计算还很不成熟;企业计算还是中小企业的服务取得了一些成果;解决SaaS应用,必须先解决其运行环境与开发工具问题;运行环境的核心是中间件平台,而不是传统的操作系统。基于云计算的中间件平台,是操作系统虚拟化和应用的服务化的承上启下的核心。

   基于以上对云计算技术及产业发展的理解,金蝶制定了自己的云计算策略。这个策略的核心就是基于自主创新,打造自主知识产权的云计算核心技术平台。市场上,我们聚焦在面向大型企业计算领域,包括企业管理和电子政务等,通过中间件云计算平台,为云计算提供虚拟化、服务化的落地的务实价值,同时跟国际厂商和国内高校合作,取长补短,遵循开发的技术路线,参与国际国内的行业标准。

    金蝶的云计算研发工作目前主要是三方面:一是为云计算平台提供运行支撑的环境,包括IT资源虚拟化和计算服务化;二是为云计算提供完整的开发构件化的工具体系;三是为云计算提供智能化管理平台。

    我们在主流的硬件架构基础上,包括目前已经实现了Intel PC平台的服务器进行虚拟化,以及支持国产的龙芯CPU基础上的虚拟化平台,支持Linux和Windows系统环境下的资源虚拟成一个一个的计算资源节点,这些节点组成一个IT资源池,这些资源池拥有一个完备的计算服务能力和应用支持能力,这样就构建了基于Java跨操作系统的虚拟的统一计算环境。通过对应用构件的动态分配和动态计算能力的调度,根据应用的负荷来管理和弹性分配资源池中的计算能力。这种动态和弹性的计算能力的管理,是根据业务的负载来动态管理虚拟资源,也就是把现在的异构平台的操作系统环境,虚拟成一个对服务组件提供支持的环境。把所有的计算对象,无论是应用,还是数据、业务流程,都虚拟成服务,通过服务的SOA架构来支撑SaaS业用在云计算平台上得以正常运行的平台。这种虚拟的云计算中间件平台,相对于目前国内外的一些操作系统虚拟化系统,如VmWare来说,这是一种更高层次上的计算环境,因为VmWare这些操作系统的虚拟化,不能直接为互联网应用提供支持,只能为传统的基于操作系统API之上的应用提供支持。我们前面说到,目前95%以上的互联网企业级应用都不是在操作系统之上构建的,而是基于JAVA中间件环境。这也就是IBM的蓝云的核心是基于WebspereORACLE的“开箱即用的云系统”核心是基于Weblogic,以及SAPByDesign云平台核心是基于Netweave的真正原因。

金蝶云计算解决方案的第二大部分内容是构建云应用的完整开发方案.这个开发方案基于虚拟化的中间件平台之上,我们提供构件化的交互、提供一个模型驱动的业务流程管理、提供服务化的业务对象封装,这些开发工具集成在一个统一的开发环境之中。这个完整的平台,有效解决了云计算应用的快速、集成的开发问题。构件化的界面交互方面,我们提供了对PortletMashup支持的门户运行和开发环境-金蝶APS(Apusic Portal Server)。针对模型驱动的业务流程管理,我们提供了一个支持BPMN建模、BPEL流程执行和WfMC工作流相结合的企业流程管理和建模开发平台-金蝶ABPM(Apusic Business Process Management)。针对服务化的业务对象封装,我们提供了注册、存储、安全控制、治理和信息转换的企业服务总线-金蝶AESB(Apusic Enterprise Service Bus)。这些运行环境和组件开发都集成在金蝶AOM的开发环境之中。

云计算是大规模的集中应用,其健康性、稳定性和可管理性要求更高,我们必须解决虚拟化的应用管理,就需要提供集中的统一管理平台。云计算平台虚拟化之后,要为各种不同的用户提供“专用”的使用体验,就必须在服务的组件、数据方面进行“隔离”。金蝶的云计算平台的智能化管理,包括虚拟化设置、资源动态配置、系统自动监测、应用的安全隔离、负载自动均衡、资源管理决策支持、自恢复的高可用性等。

目前在云计算平台之中,提供了智能的监测技术,云中资源使用监测、节点运行状况监测;如自动获取JVM资源数据,包括内存、CPU、线程等资源;监测http请求,方法调用等,分析业务功能执行效率;监控系统异常产生情况,分析业务系统健康状态;深入代码级别的监测分析,直接定位到应用代码。通过这些SaaS应用的智能化监测手段,就可以为管理员对整个云计算平台提供实时的可靠的健康运行的掌握。

通过健康状态的控制,同时还提供了自我优化的方法。因为我们有中间件的优势,所以更多在应用层面上,对应用的组件和服务,根据它的负荷进行自动动态分配和动态优化方案,并对系统的IT资源进行有效的利用,提高资源的利用率。如应用资源动态分配;自动分析线程死锁情况,杀死死锁线程,提供应用优化方案;运行情况数据积累和统计,基于事件的优化方案触发机制;线程池大小动态调整;根据GC(垃圾回收器)及内存池使用,优化JVM启动参数。

为提高云计算平台的高可用性,同时对应用提供自我恢复的能力,这个自我恢复能力就是某一个应用、组件或者某一个SaaS进程可以知道在系统应用当中是否有问题,以及支撑的Java容器、操作系统是否出现故障,对出现系统问题的应用进程、组件提供自我恢复、自我重启的能力。如,对死锁或者其他原因崩溃的应用,根据定制策略,自动重启恢复;对死锁或者其他原因崩溃的应用服务器实例(节点),根据定制策略,自动重启恢复;对死锁或者其他原因崩溃的操作系统虚拟机(节点),根据定制策略,自动重启恢复。

对自我恢复的虚拟节点,系统自动进行环境快照,通过内置的故障排除方法论和知识库,对问题进行分析,找出问题的根源,提供系统优化的建议。我认为这对集中的大规模的云计算来说,这是非常重要的。小型的应用可以通过人工管理来实现,如果大型的云平台没有智能化的管理是很难实用的。

    金蝶的云计算自主创新工作还在持续的进展过程中,还有很多东西需要不断的完善。因为时间关系,不能一一介绍,会场门口有我们金蝶中间件云计算平台的技术白皮书,以及《IT架构》杂志专门为这次会议出版的一个专刊,里面有我们对云计算的观点以及研发成果和技术、产品的详细介绍。

通过以上的阐述,我们认为,云计算概念的众说纷纭,反映了不同厂商之间的商业诉求和竞争策略,因此,需要推动标准化的工作。我们对这个工作也非常重视。云计算不能飘在空中,要落地,其核心技术是中间件平台。而中国用户有自身的特点和需求,通过自主创新可以寻求符合中国特色的云计算商业模式以及技术架构,我想这各领域无论是国际巨头,还是国内的开发商,我们都站在同一个起跑线上。我们金蝶的目标是希望通过自主创新打造一个完全具有自主知识产权的云计算平台的完整解决方案,为中国的云计算自主可控,实现一个国产化的云计算产业链做出我们的贡献。

谢谢大家!

 

 



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