? ? ? ?“第二十一屆中國國際軟件博覽會”在北京召開。中國科學院院士梅宏在主論壇發(fā)言時表示，我們正在進入一個軟件定義的時代。
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?????? 目前我們正在進入一個新的時代，不同的人對這個時代賦予了不同的標簽。從基礎設施角度可以稱之為互聯(lián)網(wǎng)+時代，從計算模式的角度可以叫做云計算時代，從信息資源的視角則是大數(shù)據(jù)時代或者人工智能時代，今天我想從更基本的使能技術的角度，我們把它稱之為軟件定義的時代。
什么是軟件定義？
?????? 我們從軟件的發(fā)展開始談起。過去的軟件發(fā)展經(jīng)歷了三個階段，早期我們稱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附屬品存在。七十年代中期軟件開始成為獨立的產(chǎn)品，并且開始逐步創(chuàng)造了一個巨大的產(chǎn)業(yè)，應用覆蓋到我們生活的方方面面。九十年代中期隨著互聯(lián)網(wǎng)商用的起步，軟件產(chǎn)品走向服務化、走向網(wǎng)絡化，開始滲透到人類社會生活的每一個角落。無處不在的軟件已經(jīng)滲透到了我們生活的方方面面，舉幾個例子：
?????? 現(xiàn)在的汽車發(fā)展工業(yè)軟件的比重一直在持續(xù)地增加，有的已經(jīng)占到了全車成本的40%以上，比如寶馬7系的軟件總量超過了2億行，特斯拉S總量超過4億行，飛機空客A380軟件總量超過了10億行，2016年全球軟件的銷售是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，按照Gartner的報告，2016年全球公共云服務市場規(guī)模是2000億美元，其中SaaS已經(jīng)到了277億美元，年增長率為20%。在移動互聯(lián)網(wǎng)的環(huán)境下，通過軟件定義的每一臺手機加上后臺的云的服務，一種新的模式就是我們的APP。兩大陣營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年全球移動商家的收入達到了448億美元，年增長率是40%，遠遠超過其它的新興產(chǎn)業(yè)。
?????? 我們看到過去互聯(lián)網(wǎng)帶來的變化已經(jīng)深刻地改變了我們?nèi)祟惿鐣?，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、票務旅游，甚至傳統(tǒng)的電信，同時互聯(lián)網(wǎng)也創(chuàng)造了新型的應用和經(jīng)濟模式，電子商務、政務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)的核心價值是什么？
?????? 是連接，從連接終端到連接用戶到實現(xiàn)我們應用的互聯(lián)正在走向萬物互聯(lián)，其網(wǎng)絡的價值是和節(jié)點成正比的，軟件正是實現(xiàn)互聯(lián)網(wǎng)核心價值的重要技術。無處不在的軟件正在定義整個世界，我借用兩位名人的話：一位是網(wǎng)景的創(chuàng)始人Edson，他說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給了一個說法，人類文明運行在軟件之上。
?????? 軟件定義的信息是源自于2008年斯坦福大學的一個項目，把傳統(tǒng)的交換機通過軟件的方式按照三層結構開發(fā)出了一個Open Floor，2013年正式在云中心落腳，廣泛地應用于云的網(wǎng)絡管理，從此被廣泛采用，軟件定義的網(wǎng)絡在2015年Gartner的報告當中首次出現(xiàn)。某種意義上，不夸張地說，SDN重新定義了傳統(tǒng)的網(wǎng)絡架構甚至通信產(chǎn)業(yè)，ABC的報告說2016年市場是37億美元。
軟件定義網(wǎng)絡的技術原理是什么？
?????? 它的本質是分成了三層：硬件層、控制層和應用層分開，通過一個應用編程結構對網(wǎng)絡設備進行任意的編程，從而可以實現(xiàn)新型的網(wǎng)絡協(xié)議、新型的投入結構，而不需要改變網(wǎng)絡設備的硬件本身。因此就它的本質而言，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(tǒng)的視角來看，對任何一個普通的計算機用戶，我們看到的操作系統(tǒng)實際上給了你一臺軟件定義的計算機。從我作為一個軟件研究者的視角，操作系統(tǒng)的很多原理已經(jīng)體現(xiàn)到了我們軟件定義的集大成。主要的兩大功能是項下通過硬件資源的虛擬化管理各種各樣的資源，向上通過管理功能的可編程提供各種公共的服務。因此，軟件定義的本質就是把一體化硬件基礎設施變成部件化，通過管控軟件對虛擬的部件實現(xiàn)的按需管理、按需使用，進而可以實現(xiàn)整體系統(tǒng)功能的靈活定制和靈活擴展。
?????? 我們正在從SDN走向一個軟件定義不斷延伸和泛化的時代，現(xiàn)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領域出現(xiàn)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(shù)據(jù)中心，這是我們在計算機的硬件領域被軟件定義的，還有很多軟件定義的X。隨著人機物融合的發(fā)展，軟件定義也開始向物理世界延伸，比如軟件定義的城市，把實現(xiàn)城市各類的信息設施、物理基礎設施的開放共享和智能化的互聯(lián)互通，可以支持動態(tài)高效精細化的管理。城市操作系統(tǒng)同樣可以分成三個層次：設備層、控制層和上面的應用層。
?????? 軟件定義正像我們傳統(tǒng)的行業(yè)，特別是工業(yè)制造業(yè)進行轉變。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(zhàn)略盯著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)革命里面軟件技術將是非常核心的競爭力。很多傳統(tǒng)的制造業(yè)公司都宣稱向軟件公司轉型，洛克西德馬丁的代碼數(shù)量已經(jīng)超過了微軟公司，計算行業(yè)怎么實現(xiàn)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，進而實現(xiàn)軟件的平臺化，本質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(shù)字化，通過生產(chǎn)制造全生命周期的數(shù)字化實時地采集和分析數(shù)據(jù)，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、工藝和制造等技術和經(jīng)驗都不斷地成長，通過軟件固化下來，沉淀到平臺上基于軟件使用實現(xiàn)我們知識的智能化。制造平臺的電子化是實現(xiàn)機器硬件的組合，通過智能通信的互聯(lián)和智能控制，同時面向每一個特定領域的需求個性化地生產(chǎn)，以及任務驅動的軟件定義進行深入的定制。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(shù)據(jù)甚至應用。
?????? 這里可以看到一個例子，我們怎樣用軟件定義的方式來支持數(shù)據(jù)的開放共享？《大數(shù)據(jù)行動綱要》是國務院發(fā)布的，一個重要的任務就是進行資源的開放共享，也有明確的時間表在2017年實現(xiàn)數(shù)據(jù)目錄，2018年實現(xiàn)統(tǒng)一共享，但是由于各種原因出現(xiàn)了大量的信息孤島，阻礙了數(shù)據(jù)的開放共享。比如部門行業(yè)的利益本位思想導致很多單位不愿意放空，相關的數(shù)據(jù)風險和系統(tǒng)風險使得大家不敢來做，系統(tǒng)的技術成本也導致了我們不太容易。因此要解決的問題是政策法規(guī)、標準規(guī)范和技術手段三管齊下。
?????? 單就技術手段而言，現(xiàn)有的技術方式要實現(xiàn)全國政務系統(tǒng)的開放共享和互聯(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實現(xiàn)數(shù)據(jù)的開放和共享，給了一個軟件定義方案，就是數(shù)據(jù)總件加上系統(tǒng)智能的適配，可以智能學習一個孤島系統(tǒng)的內(nèi)部狀態(tài)和內(nèi)部行為，重建它的體系結構，構建它的數(shù)據(jù)訪問的結果，不需要開放后臺的數(shù)據(jù)，也不需要延續(xù)更后的原代碼，也不需要原有開發(fā)商的支持，可以實現(xiàn)盡可能少的協(xié)調，風險盡可能降低，也省時省力省錢。軟件定義技術已經(jīng)在全國進行推廣進行示范應用，春節(jié)以后我們用了一個月的時間在貴陽做了一次全貴陽市的數(shù)據(jù)開放共享，沒有原系統(tǒng)開發(fā)商的配合，缺少數(shù)據(jù)試點的情況下完成了全市5