随著(zhe)數字化時(shí)代的到來，IT系統已成(chéng)爲人類社會(huì)正常運轉不可或缺的組成(chéng)部分。不遠的未來，智能(néng)制造，5G和人工智能(néng)等技術將(jiāng)成(chéng)爲推動生産力發(fā)展的重要引擎，人類社會(huì)將(jiāng)面(miàn)臨前所未有的全面(miàn)徹底的數字化浪潮。IT基礎設施作爲IT系統運行的平台和載體，是實現數字化的基石。在這(zhè)場數字化浪潮中，企業必須積極擁抱雲計算技術，采用符合技術發(fā)展趨勢、面(miàn)向(xiàng)未來的IT基礎構架，才能(néng)在未來的競争中赢得先機。
雲計算曆經(jīng)十餘年發(fā)展的趨勢判斷
雲計算技術自2006年AWS推出第一個公有雲服務S3開(kāi)始，發(fā)展到2019年的今天，一些格局和趨勢開(kāi)始逐步清晰：
首先，私有雲依然是大中型企業以及一些細分行業，例如政務、金融、醫療、教育、能(néng)源和制造等的首選IT基礎設施。随著(zhe)各大公有雲廠商陸續推出其公有雲在政企客戶私有化部署的擴展方案，例如AWS Outposts、Azure Stack，Google Anthos，以及國(guó)内阿裡(lǐ)雲、騰訊雲等的私有雲/專有雲部署方案，“私有雲是否會(huì)随著(zhe)公有雲的發(fā)展逐步消亡”的命題已被(bèi)公有雲廠商自己否定。事(shì)實證明，私有雲將(jiāng)長(cháng)期持續存在，將(jiāng)和公有雲共生，成(chéng)爲企業IT基礎設施的一個重要組成(chéng)部分。
其次，公有雲持續迅猛發(fā)展，逐步成(chéng)爲企業IT基礎設施的主要提供者。2018年Q3雲硬件支出占IT總收入的50.9%。2018年中國(guó)私有雲基礎架構支出38.0億美元，公有雲基礎架構支出達到82億美元(來源：IDC)。因此，公有雲已經(jīng)成(chéng)爲IT基礎設施的最主要提供者。尤其對(duì)于中小企業而言，其IT基礎設施可能(néng)完全構建在公有雲之上。同時(shí)，一些處于技術領先行業的大型企業，例如互聯網，金融，制造等，也已經(jīng)開(kāi)始使用公有雲，探索結合公有雲和私有雲優勢的混合雲架構。
還(hái)有一個不容忽視的趨勢
是Kubernetes已成(chéng)爲容器編排的事(shì)實标準，逐步成(chéng)爲雲原生時(shí)代應用部署和運行的标準環境。
随著(zhe)Kubernetes對(duì)存儲、網絡支持的逐步完善，不僅無狀态服務可以在Kubernetes上部署運行，有狀态的數據存儲服務也可以在Kubernetes上運行。
同時(shí)，基于Kubernetes之上已經(jīng)發(fā)展出了一個繁榮并且強大的開(kāi)源軟件生态和完整的工具鏈，例如Helm實現軟件套件的自動部署，Operator實現軟件的自動化運維，lstio提供微服務RPC通信治理架構，Knative提供Serverless的運行框架等等。
可以預見，Kubernetes將(jiāng)成(chéng)爲未來分布式應用的标準運行時(shí)環境，成(chéng)爲分布式應用時(shí)代的“Linux”。Kubernetes之上將(jiāng)構建出一個完全由開(kāi)源軟件主導的軟件生态，不僅僅包含應用軟件，還(hái)包含各種(zhǒng)PaaS中間件，例如消息中間件，各類開(kāi)源數據庫，開(kāi)發(fā)框架，AI訓練框架等，真正實現"開(kāi)源統治世界"的願景。
正是基于這(zhè)個趨勢判斷，各大公有雲廠商都(dōu)相繼推出了自己的Kubernetes解決方案，允許原生Kubernetes在自己的雲平台上更高效運行。
企業未來IT基礎設施的确定和不确定
基于這(zhè)些事(shì)實和趨勢，我們可以想象未來的企業IT基礎設施將(jiāng)是這(zhè)樣(yàng)：
混合雲架構是企業的最佳選擇
將(jiāng)來企業的IT基礎設施方案，公有雲和私有雲不再是二選一的選項，而是一個完整的IT基礎設施的兩(liǎng)個必然組成(chéng)部分。一方面(miàn)，企業可能(néng)會(huì)有自己的私有雲，但也存在一些完全運行在公有雲的企業。另一方面(miàn)，企業必然會(huì)使用公有雲，其購買的公有雲資源將(jiāng)成(chéng)爲其私有IT基礎設施的一部分。
Kubernetes將(jiāng)會(huì)成(chéng)爲企業雲原生應用的标準運行環境
就(jiù)像企業今天企業應用都(dōu)運行在Linux中一樣(yàng)，將(jiāng)來的企業服務將(jiāng)雲原生化，分布化，運行在Kubernetes中。企業將(jiāng)會(huì)有若幹Kubernetes集群，運行著(zhe)不同的應用，分布在不同的基礎設施之上，有的運行在本地IDC，有的運行在私有雲，有的運行在公有雲。
以上兩(liǎng)點是公認比較确定的論斷，但是還(hái)有其他很多問題目前沒(méi)有确定性的結論，例如：
雖然公有雲是企業必然的選擇，但是企業會(huì)在使用多個公有雲還(hái)是單一公有雲進(jìn)行抉擇
采用多公有雲方案的原因很多，收益也顯而易見，例如避免供應商鎖定，提高議價的能(néng)力，獲得更豐富的功能(néng)特性和地域選擇等。但同時(shí)，使用多個公有雲資源的統一管理難度大，雲間服務切換和遷移成(chéng)本較高的問題則阻礙了用戶選擇多個公有雲。
雖然雲計算技術發(fā)展了十多年，但是依然有很大比例的企業的本地IT基礎設施并未雲化，既沒(méi)有通過(guò)私有雲管理，甚至都(dōu)沒(méi)有采用虛拟化技術
雖然未來的雲原生應用將(jiāng)運行在Kubernetes的容器環境中，但是企業還(hái)有很多未容器化的傳統應用。而且，實事(shì)求是地講，對(duì)于大多數企業來講，也許未來很長(cháng)一段時(shí)間，依然是以非雲原生的傳統應用爲主。因此，企業未來的IT基礎設施并不能(néng)簡單地假設爲全部都(dōu)歸一化地運行Kubernetes，而是應該給這(zhè)些傳統應用提供運行所需的虛拟機或者裸機環境。這(zhè)類企業雲轉型過(guò)程中是否還(hái)是需要經(jīng)過(guò)私有雲-混合雲-多雲的漫長(cháng)路徑，再部署一套私有雲實現本地IT基礎設施的雲化?
一方面(miàn)，随著(zhe)業務發(fā)展和行業驅動，企業對(duì)IT基礎設施的要求，無論是規模、效率還(hái)是穩定性都(dōu)將(jiāng)越來越苛刻
敏捷開(kāi)發(fā)和DevOps將(jiāng)成(chéng)爲企業的标配。另一方面(miàn)，随著(zhe)技術的發(fā)展，企業IT基礎設施也將(jiāng)愈發(fā)複雜和難以駕馭。企業IT資源將(jiāng)不僅是物理服務器，還(hái)有虛拟機，容器，除了x86，還(hái)會(huì)有小型機、ARM，甚至還(hái)有GPU、FPGA、TPU等異構計算資源。網絡和存儲也有多種(zhǒng)技術選擇。同時(shí)，截止今日，僅主流公有雲供應商在全球200多個區域500多個可用區提供上千種(zhǒng)雲産品和服務。隻要企業願意，一個全球規模的IT基礎設施唾手可得。
即使未來的企業IT基礎架構將(jiāng)收斂到完全運行在Kubernetes上，單個Kubernetes集群往往隻用于一個單一特定目的，例如特定部門的測試或生産集群，企業内有多個Kubernetes集群是常态
管理多Kubernetes集群，尤其是部署在多雲環境下的多Kubernetes集群依然是一個難題。雖然Kubernetes屏蔽了底層基礎設施的差異，向(xiàng)上提供了一緻的接口和運行環境，但是Kubernetes在各個公有雲以及本地IDC的管理接口以及網絡存儲方案都(dōu)沒(méi)有統一，在新建、擴容和調整配置Kubernetes集群時(shí)候，依然面(miàn)臨對(duì)接多個供應商接口的問題。同時(shí)，分布在多個公有雲上的Kubernetes集群之間沒(méi)有打通，不僅控制信息無法同步，數據鏈路層面(miàn)更是相互隔離，互爲孤島。因此無法實現多個集群的聯動，更無法實現集群之間的切換和協同。多雲環境下的Kubernetes集群方案依然有待探索。
随著(zhe)Kubernetes生态的完善，用戶在公有雲上使用PaaS服務將(jiāng)有兩(liǎng)個選擇：使用公有雲提供的PaaS服務還(hái)是基于Kubernetes的雲原生開(kāi)源PaaS服務
前者産品化程度高，更加易于使用，能(néng)得到商業支持。但也存在被(bèi)商業産品鎖定，切換困難，使用費用高昂的問題。使用後(hòu)者則需要對(duì)開(kāi)源軟件有一定掌控力，但是價格便宜(雲主機的使用費)，基于開(kāi)源技術，有強大社區支持，架構開(kāi)放靈活且易于擴展。
融合雲，面(miàn)向(xiàng)未來的IT基礎設施架構選擇
針對(duì)以上确定性結論和不确定問題，我們的答案是面(miàn)向(xiàng)未來的IT基礎設施架構管理的最佳選擇是融合雲(Unified IaaS)。
顧名思義，所謂融合雲就(jiù)是融合管理分布在多雲環境(本地IDC，私有雲和公有雲)中的所有IT基礎設施，構建一個“雲上之雲”的融合IaaS平台。
融合雲本質上是私有雲，但是管理的IT資源的範圍不再局限于本地IDC，還(hái)包括企業在公有雲購買的IaaS資源。對(duì)于純公有雲架構的企業，融合雲管理的則完全是企業購買的公有雲資源。融合雲和傳統雲平台的區别不在于管理的資源範圍的不同，而在于針對(duì)上述企業IT的發(fā)展趨勢和問題，在設計理念上，融合雲和傳統的雲平台有如下不同：
首先，融合雲面(miàn)向(xiàng)的是多雲環境
融合雲的部署場景中，企業用戶IT基礎設施不僅包含部署在本地IDC的部分，還(hái)包含用戶在公有雲購買的部分。融合雲通過(guò)一個平台管理企業所有的IT基礎設施。
首先是在管理平面(miàn)的統一和融合，實現私有雲和公有雲資源的統一API訪問，不僅實現資源的管理，還(hái)包括賬單的統一，資源管理的統一。
讓用戶跨雲調用就(jiù)像使用一個雲平台一樣(yàng)的便利。其次是數據平面(miàn)的打通，通過(guò)和跨雲網絡方案的整合，實現控制平面(miàn)和數據平台的協同，達到整個平台的跨雲内網的互通。
另外，融合雲還(hái)將(jiāng)提供跨雲數據遷移的工具，方便用戶實現跨雲的應用遷移。總之，融合雲的目标就(jiù)是填補雲和雲之間的鴻溝，降低跨雲切換和遷移的成(chéng)本，讓多雲部署更簡單。
其次，融合雲實現企業整體異構IT基礎設施的全面(miàn)雲化
融合雲不僅能(néng)管理已經(jīng)雲化的私有雲和公有雲資源，還(hái)需内置了管理裸機的裸金屬雲，KVM和VMware ESXi等虛拟化技術、以及ARM，GPU等計算資源的私有雲技術。
對(duì)于還(hái)沒(méi)有部署私有雲的企業，通過(guò)部署融合雲，一步到位地實現企業私有IT基礎設施的私有雲化，實現裸金屬、KVM、VMware ESXi、GPU等的雲化管理，無需再引入額外的私有雲方案，降低了企業上雲的實施成(chéng)本和管理複雜度。
智能(néng)將(jiāng)是融合雲的核心特征
融合雲一方面(miàn)優化IT資源分配的調度策略，找出閑置浪費的IT資源，提升IT資源的利用率。另一方面(miàn)提前預測資源需求和發(fā)現系統故障隐患，确保系統的平穩運行和擴展。通過(guò)數據和算法，使得IT基礎設施更加智能(néng)，幫助企業IT人員駕馭未來的IT基礎設施在規模、效率和複雜度方面(miàn)的挑戰。
融合雲面(miàn)向(xiàng)的是Kubernetes
融合雲一方面(miàn)實現多雲環境下Kubernetes底層基礎設施的統一和融合。
一是通過(guò)統一的API爲Kubernetes提供多雲環境下統一的IaaS接口，爲跨雲部署Kubernetes環境提供便利。二是在數據平面(miàn)打通跨雲Kubernetes的内網，實現跨雲通信。
另一方面(miàn)則直接提供統一的Kubernetes集群管理控制API以及集群信息的同步機制，實現跨集群Kubernetes的統一管控，實現跨Kubernetes集群的賬号、權限、配置的同步和統一。
最後(hòu)，融合雲全面(miàn)擁抱開(kāi)源技術
軟件發(fā)展的曆程表明PaaS的未來是開(kāi)源。供應商都(dōu)無法僅憑一己之力滿足企業客戶所有的PaaS需求。
因此，融合雲聚焦于企業分布在本地IDC和公有雲的計算、網絡和存儲IaaS資源的統一管理，爲多雲Kubernetes提供可靠的底層基礎設施，Kubernetes之上的軟件和應用需求則依賴開(kāi)源生态來提供解決方案。
融合雲用戶對(duì)PaaS的需求通過(guò)Kubernetes應用市場，通過(guò)整合開(kāi)源PaaS應用向(xiàng)用戶提供服務。這(zhè)一方面(miàn)降低用戶使用開(kāi)源PaaS的技術門檻，另一方面(miàn)則依賴強大的開(kāi)源社區給用戶提供開(kāi)放靈活豐富的軟件産品，避免私有PaaS軟件對(duì)用戶的鎖定。
基于以上的設想，融合雲的架構如下所示：
向(xiàng)下：融合雲統一管理多雲基礎設施，主要實現多雲環境下計算、網絡、存儲等IaaS資源的統一管理。對(duì)于本地IDC的未雲化資源，主要是裸機，KVM虛拟機(Libvirt)，VMware ESXi虛拟機(vSphere)，通過(guò)内置的私有雲方案實現雲化管理。對(duì)于私有雲和公有雲資源，則通過(guò)API實現統一管理。
向(xiàng)上：融合雲一方面(miàn)通過(guò)虛拟機、裸機等形式爲傳統應用提供完整操作系統運行時(shí)環境，另一方面(miàn)則給Kubernetes提供多雲運行環境，統一管理多雲Kubernetes。在Kubernetes之上則提供雲原生應用的容器運行時(shí)環境。同時(shí)，基于Kubernetes和開(kāi)源組件提供PaaS中間件服務。
總之，融合雲主要解決了用戶對(duì)IaaS和PaaS的需求，其他需求則可以通過(guò)訪問公有雲的原生服務獲得。
随著(zhe)大數據、人工智能(néng)技術的普及，5G時(shí)代的到來，IT基礎設施變得愈加重要，成(chéng)爲企業數字化轉型，全面(miàn)擁抱數字時(shí)代的基石。基于企業IT架構多雲趨勢，融合雲應運而生。
融合雲是面(miàn)向(xiàng)未來的企業IT基礎設施管理的雲平台，針對(duì)企業在未來IT基礎架構的問題而設計，將(jiāng)幫助企業迎接即將(jiāng)到來的數字化轉型的挑戰。