報告編委

報告指導(dǎo)人

張 揚  愛分析  聯(lián)合創(chuàng)始人&首席分析師

報告執(zhí)筆人

李 喆  愛分析  合伙人&首席分析師

馮 偉  愛分析  分析師

外部專家（按姓氏筆劃排序）

劉 辰  京東智聯(lián)云  副總裁

劉汪根  星環(huán)科技   聯(lián)合創(chuàng)始人&研發(fā)總監(jiān)

張 瑋  安暢網(wǎng)絡(luò)   CTO

庫依楠  SmartX   CMO&戰(zhàn)略合作總監(jiān)

苗 權(quán)  觀脈科技   CTO

特別鳴謝（按拼音排序）

前言

近年來，云計算的實踐者從最初的互聯(lián)網(wǎng)科技行業(yè)，正逐步向金融、公共事業(yè)、零售、生產(chǎn)制造等傳統(tǒng)行業(yè)滲透。同時，隨著產(chǎn)業(yè)數(shù)字化的推進(jìn)，企業(yè)中也產(chǎn)生了不同的業(yè)務(wù)形態(tài)。

在這一過程中，無論是單一的公有云，還是單一的私有云、虛擬機都逐漸難以滿足企業(yè)需求，許多企業(yè)的IT架構(gòu)正在逐步從單一的物理機、虛擬機逐步走向多云、混合云、分布式邊緣云并存的局面。在這樣的背景下，云計算產(chǎn)業(yè)生態(tài)呈現(xiàn)多元化、多層次發(fā)展的趨勢。

因此，如何將云計算生態(tài)中的不同元素進(jìn)行深度整合，形成能夠穩(wěn)定、安全、高效、靈活地支撐多形態(tài)業(yè)務(wù)的混合云、邊緣云平臺解決方案，已經(jīng)成為企業(yè)上云的主要課題。

面對這樣的課題，企業(yè)應(yīng)當(dāng)采用何種解決方案？又應(yīng)當(dāng)如何在市場上選擇合適的云廠商來構(gòu)建解決方案？對于這些問題的答案，來自市場的信息往往十分紛繁雜亂，而下面這三類企業(yè)都十分希望獲得一些來自專業(yè)、中立、客觀的第三方研究與咨詢機構(gòu)的建設(shè)性意見：

1） 近期有上云計劃，或正在進(jìn)行云廠商采購決策的企業(yè)；

2） 正在進(jìn)行云計算實施落地的企業(yè)；

3） 已經(jīng)進(jìn)行了云計算的實施落地，但仍然打算持續(xù)優(yōu)化和創(chuàng)新云計算應(yīng)用模式的企業(yè)。

因此，本報告將向以上三類企業(yè)闡述混合云和分布式邊緣云誕生的背后邏輯，分析它們在實踐過程中面臨的挑戰(zhàn)，并提出應(yīng)對這些挑戰(zhàn)的最佳方案。此外，本報告還將對未來云計算的發(fā)展趨勢進(jìn)行判斷，從而幫助企業(yè)更好地對未來的業(yè)務(wù)創(chuàng)新進(jìn)行提前布局。

目錄

一. 企業(yè)級云計算形態(tài)向混合云與邊緣云演進(jìn)

二. 混合云的實踐路徑選擇與面臨挑戰(zhàn)

三. 混合云基礎(chǔ)設(shè)施平臺建設(shè)

四. 多云架構(gòu)的云原生技術(shù)中臺建設(shè)與應(yīng)用交付

五. 哪些云計算新趨勢將為企業(yè)創(chuàng)造更多價值？

結(jié)語

關(guān)于愛分析

法律聲明

1.企業(yè)級云計算形態(tài)向混合云與邊緣云演進(jìn)

1.1 企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型驅(qū)動業(yè)務(wù)上云

近年來，隨著國內(nèi)外經(jīng)濟環(huán)境的變化，企業(yè)要想在新形勢下持續(xù)獲取業(yè)務(wù)增長的新動能，亟需改變過去以人力疊加和經(jīng)驗積累來驅(qū)動業(yè)務(wù)增長的經(jīng)營模式，通過更前沿的信息技術(shù)手段來重塑企業(yè)業(yè)務(wù)流程和模式，已經(jīng)成為中國企業(yè)的當(dāng)務(wù)之急。

2020年新冠疫情的蔓延對于企業(yè)在疫情期間的業(yè)務(wù)應(yīng)對能力提出了更高的挑戰(zhàn)，企業(yè)對前沿技術(shù)的采納和應(yīng)用程度成為決定其應(yīng)對能力的重要因素。

從發(fā)展歷程來看，中國企業(yè)對信息技術(shù)的采納和應(yīng)用經(jīng)歷了三個連續(xù)的發(fā)展階段，即從早期的以傳統(tǒng)信息技術(shù)驅(qū)動的信息化轉(zhuǎn)型，到中期的以互聯(lián)網(wǎng)和通訊技術(shù)驅(qū)動的互聯(lián)網(wǎng)化轉(zhuǎn)型，再到新時期以云計算、人工智能、大數(shù)據(jù)等新興信息技術(shù)為驅(qū)動的數(shù)字化轉(zhuǎn)型。

在這三個發(fā)展階段中，信息化轉(zhuǎn)型階段深刻塑造了企業(yè)早期的IT能力和技術(shù)架構(gòu)，也在企業(yè)中沉淀了大量的傳統(tǒng)應(yīng)用系統(tǒng)。而互聯(lián)網(wǎng)化轉(zhuǎn)型階段則催生了企業(yè)商業(yè)模式的變革，誕生了大量基于互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)形態(tài)的新興企業(yè)，而這些企業(yè)中的佼佼者則包括美國的亞馬遜和中國的阿里巴巴，而這些互聯(lián)網(wǎng)巨頭也成為云計算技術(shù)最早的探索者、實踐者。

隨著中國企業(yè)數(shù)字化進(jìn)程的進(jìn)一步推進(jìn)，云計算技術(shù)的實踐者逐步從新興的互聯(lián)網(wǎng)行業(yè)拓寬到金融、零售、政府、能源、電信、交通、制造業(yè)、醫(yī)療、教育等傳統(tǒng)行業(yè)，從而進(jìn)一步帶動了云計算應(yīng)用場景的不斷進(jìn)化，這又反過來推動了云計算的技術(shù)、產(chǎn)品與服務(wù)形態(tài)不斷演進(jìn)。

在企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型過程中，云計算能夠為企業(yè)降低成本、提升效益，為企業(yè)業(yè)務(wù)創(chuàng)新、AI等新興技術(shù)的應(yīng)用創(chuàng)新提供有力支撐，還能夠通過虛擬化技術(shù)降低其對硬件設(shè)備的要求來提升基礎(chǔ)設(shè)施自主可控水平，在整個企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型過程中居于基礎(chǔ)設(shè)施地位。

為了適應(yīng)企業(yè)的業(yè)務(wù)創(chuàng)新、技術(shù)創(chuàng)新帶來的敏捷性需求，同時滿足企業(yè)在效率、成本、安全等方面的需求，云計算的形態(tài)從最初的公有云、私有云，逐步發(fā)展出混合云與分布式邊緣云等多種云計算形態(tài)。

1.2 多重因素驅(qū)動云計算形態(tài)演進(jìn)

愛分析認(rèn)為，在云計算形態(tài)演進(jìn)過程中發(fā)揮推動作用的三大因素是：擴容成本、擴容效率、數(shù)據(jù)存儲安全性，它們影響云計算形態(tài)演進(jìn)的邏輯如下圖所示。

擴容成本：隨著企業(yè)IT架構(gòu)的發(fā)展，IT系統(tǒng)之間出現(xiàn)了“穩(wěn)態(tài)”和“敏態(tài)”業(yè)務(wù)的差異，而它們工作負(fù)載的波動性差異，導(dǎo)致它們所期望的基礎(chǔ)設(shè)施擴容比例不同。

面對這種差異，不同云形態(tài)的擴容成本支出存在一次性硬件建設(shè)支出和訂閱式收費支出兩種模式，使得其擴容成本不同，因此企業(yè)需要采取不同的策略來實現(xiàn)成本優(yōu)化。

注：“穩(wěn)態(tài)”與“敏態(tài)”源自Gartner于2014年提出的“雙模IT”概念?！胺€(wěn)態(tài)IT”指業(yè)務(wù)目標(biāo)相對明確、流程相對成熟的IT系統(tǒng)，“敏態(tài)IT”指業(yè)務(wù)模式處于不斷創(chuàng)新和迭代中的IT系統(tǒng)。但本文中的“穩(wěn)態(tài)”與“敏態(tài)”更加側(cè)重于業(yè)務(wù)部署后的來自業(yè)務(wù)訪問端的工作負(fù)載量的差異，即敏態(tài)業(yè)務(wù)常常會經(jīng)歷明顯的負(fù)載高峰，而穩(wěn)態(tài)業(yè)務(wù)則很少經(jīng)歷這樣的高峰。

擴容效率：穩(wěn)態(tài)和敏態(tài)業(yè)務(wù)由于單位時間內(nèi)產(chǎn)生負(fù)載大幅度波動的頻次不同，因此期望基礎(chǔ)設(shè)施具備的擴容效率不同。

面對這種差異，不同云形態(tài)所具有的計算、存儲資源數(shù)量，以及其底層架構(gòu)的特性不同，使得它們的擴容效率、擴容成本都存在差異，即擴容彈性能力存在差異，因此企業(yè)需要采取不同的策略來實現(xiàn)擴容效率提升。

數(shù)據(jù)安全性：企業(yè)的業(yè)務(wù)也存在核心和傳統(tǒng)性業(yè)務(wù)、互聯(lián)網(wǎng)和創(chuàng)新性業(yè)務(wù)的安全級別差異，它們對于基礎(chǔ)設(shè)施所具備的等保合規(guī)級別、數(shù)據(jù)隱私性強弱存在差異。比如，等保2.0要求企業(yè)的云計算平臺為等保四級業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)劃分獨立資源池，而對數(shù)據(jù)隱私較為關(guān)注的企業(yè)往往對于業(yè)務(wù)等保級別的要求更高。

面對這種差異，不同云形態(tài)的底層物理資源池的劃分和歸屬方式、數(shù)據(jù)存儲的物理隔離性存在差異，這也意味著其等保級別的滿足性存在差異，因此企業(yè)需要采取不同的策略來實現(xiàn)安全合規(guī)性提升。

基于在不同業(yè)務(wù)場景下，企業(yè)對于降低成本、提升效率、提升安全三方面的需求強弱差異，云計算出現(xiàn)了從基于公有云、私有云的單一云形態(tài)，向以混合云、分布式邊緣云為主的多云形態(tài)的演進(jìn)。

1.3 面向雙模IT，公有云與私有云優(yōu)勢各異

眾所周知，云計算技術(shù)的先行者亞馬遜AWS最早定義的云計算模式，就是依托于數(shù)據(jù)中心資源，通過互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施，為企業(yè)提供集中化、共享式的服務(wù)器資源租用，這也就是公有云的服務(wù)模式，但它在實踐中被證明更加適合互聯(lián)網(wǎng)科技型企業(yè)的需求。

而當(dāng)云計算逐步進(jìn)入到金融、政府、電信、能源、交通、制造業(yè)、醫(yī)療、教育等傳統(tǒng)行業(yè)時，公有云的服務(wù)模式逐漸難以滿足企業(yè)需求，在企業(yè)數(shù)或第三方數(shù)據(jù)中心內(nèi)部建設(shè)私有云成為必然選擇。

這種差異的驅(qū)動因素是不同類型的企業(yè)的業(yè)務(wù)對于擴容成本、擴容效率、數(shù)據(jù)存儲安全性三方面需求的差異，其中前兩者的需求可以歸結(jié)為彈性需求，如下圖所示。

彈性需求：敏態(tài)業(yè)務(wù)、互聯(lián)網(wǎng)和創(chuàng)新型業(yè)務(wù)的工作負(fù)載波動性較高且難以預(yù)測，開發(fā)測試環(huán)境處于快速迭代中，隨時會需要新的開發(fā)測試資源，更適合由具備高彈性的公有云來承載。穩(wěn)態(tài)業(yè)務(wù)、核心業(yè)務(wù)和傳統(tǒng)性業(yè)務(wù)的工作負(fù)載相對穩(wěn)定，一般不需要進(jìn)行頻繁擴容，而且常常擁有大量的本地硬件基礎(chǔ)設(shè)施，需要考慮利舊的需求，因此更適合由一次性建設(shè)投入為主、無持續(xù)訂閱投入的私有云來承載。

安全性需求：敏態(tài)業(yè)務(wù)、互聯(lián)網(wǎng)和創(chuàng)新型業(yè)務(wù)、開發(fā)測試環(huán)境對安全性要求較低，而采取共享物理資源池的公有云完全能夠滿足這類業(yè)務(wù)的安全性需求。穩(wěn)態(tài)業(yè)務(wù)、核心業(yè)務(wù)和傳統(tǒng)性業(yè)務(wù)對安全性要求高，部分業(yè)務(wù)甚至要求達(dá)到等保四級，因此具有專屬資源池、能夠滿足等保四級要求的私有云才能夠滿足這類業(yè)務(wù)的安全性需求。

從以往企業(yè)的信息化和數(shù)字化程度來看，互聯(lián)網(wǎng)和創(chuàng)新型企業(yè)的業(yè)務(wù)以敏態(tài)業(yè)務(wù)、互聯(lián)網(wǎng)和創(chuàng)新型業(yè)務(wù)為主，同時需要擁有大量的開發(fā)測試環(huán)境，而傳統(tǒng)型企業(yè)的業(yè)務(wù)以穩(wěn)態(tài)業(yè)務(wù)、核心業(yè)務(wù)和傳統(tǒng)性業(yè)務(wù)為主。

因此，我們看到的以往狀況是互聯(lián)網(wǎng)和創(chuàng)新型企業(yè)更多地會采用公有云，傳統(tǒng)型企業(yè)更多地會采用私有云。這種企業(yè)之間、業(yè)務(wù)之間的需求差異性，使得過去公有云和私有云之間的關(guān)聯(lián)較少，很少需要進(jìn)行緊密配合。

但是，隨著企業(yè)數(shù)字化進(jìn)程的深入和業(yè)務(wù)模式的創(chuàng)新，傳統(tǒng)型、創(chuàng)新型企業(yè)的應(yīng)用場景出現(xiàn)了拓展和融合。在這種背景下，公有云與私有云的優(yōu)勢和特性可能是越來越多的企業(yè)希望同時享有的。

1.4 IT成本優(yōu)化訴求之下，混合云已成大勢所趨

隨著企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的深入，傳統(tǒng)型企業(yè)、互聯(lián)網(wǎng)和創(chuàng)新型企業(yè)的業(yè)務(wù)需求都發(fā)生了變化：

1）一方面，越來越多的傳統(tǒng)企業(yè)開始探索“互聯(lián)網(wǎng)+”、“AI+”等創(chuàng)新業(yè)務(wù)，這部分業(yè)務(wù)一般屬于工作負(fù)載量波動較大的敏態(tài)業(yè)務(wù)。此外，在業(yè)務(wù)創(chuàng)新過程中，傳統(tǒng)企業(yè)也需要敏捷的開發(fā)能力和高效獲取的各類資源。因此，傳統(tǒng)企業(yè)在持續(xù)使用私有云的同時，也需要公有云來承載創(chuàng)新業(yè)務(wù)和開發(fā)測試環(huán)境。

2）另一方面，大量互聯(lián)網(wǎng)和創(chuàng)新型企業(yè)在業(yè)務(wù)發(fā)展到穩(wěn)定階段后，盡管其敏態(tài)業(yè)務(wù)的工作負(fù)載波動性仍然較大，但是其波谷的負(fù)載量也達(dá)到了相當(dāng)水平，而這部分負(fù)載量將會持續(xù)存在很長時間，可以視為“敏態(tài)業(yè)務(wù)中的穩(wěn)態(tài)業(yè)務(wù)”。因此，互聯(lián)網(wǎng)和創(chuàng)新型企業(yè)除了維持一部分公有云資源來應(yīng)對負(fù)載高峰的同時，還會將這部分持續(xù)存在的工作負(fù)載遷移到私有云上。

以上傳統(tǒng)型企業(yè)、互聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新型企業(yè)的兩種業(yè)務(wù)邊界拓展方式，使得原來他們與私有云、公有云的緊密綁定關(guān)系被打破，由公有云、私有云共同提供服務(wù)成為越來越明顯的趨勢。在這種背景下，混合云的應(yīng)用空間大大擴展了。

總體來看，相比于公有云、私有云方案，混合云方案的優(yōu)勢主要體現(xiàn)在成本方面，而效率方面幾乎能夠獲得等同于公有云的特性，安全方面則能夠獲得幾乎等同于私有云的特性：

（1）與互聯(lián)網(wǎng)和創(chuàng)新型企業(yè)原有的純公有云方案相比，混合云的成本之所以更加優(yōu)化，并非是單純的由私有云來取代一部分公有云，而在于讓私有云承載了適合其特性的穩(wěn)態(tài)業(yè)務(wù)類型，實現(xiàn)了私有云部分成本最優(yōu)。

（2）與傳統(tǒng)型企業(yè)原有的純私有云方案相比，混合云的成本之所以更加優(yōu)化，并非是單純的由公有云來取代一部分私有云，而在于讓公有云承載了適合其特性的敏態(tài)、創(chuàng)新型業(yè)務(wù)以及開發(fā)測試環(huán)境，實現(xiàn)了公有云部分成本最優(yōu)。

因此，探索能夠融合公有云、私有云兩種云形態(tài)優(yōu)勢的混合云架構(gòu)，同時實現(xiàn)良好的協(xié)同管理，成為未來企業(yè)級云計算的必然趨勢。正如全球基礎(chǔ)云架構(gòu)方案商VMware所定義，混合云（Hybird Cloud）主要指公有云和私有云協(xié)同工作的應(yīng)用方式，以及任意的能夠通過辦公場所內(nèi)和場外的工作協(xié)同來提供云計算服務(wù)的解決方案組合。

現(xiàn)階段，混合云的市場滲透率還處于較低水平。據(jù)中國信通院數(shù)據(jù)顯示，2018年中國使用云計算的企業(yè)比例為58.6%，其中混合云的采用率為8.1%，而公有云、私有云分別是36.4%和14.1%。據(jù)Gartner數(shù)據(jù)顯示，2019年全球云計算IaaS市場規(guī)模達(dá)455億美元，在全球4581億美元的IT軟件支出為中僅占不到10%的比例，而云計算在中國的滲透率相對更低。

由此來看，中國未來的混合云市場將有極大的發(fā)展動力與潛力，而率先應(yīng)用混合云的企業(yè)在相當(dāng)長的時間內(nèi)將代表企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的最先進(jìn)力量，在企業(yè)效能的競爭中將占據(jù)領(lǐng)先地位。

1.5 萬物互聯(lián)時代背景下，分布式邊緣云方興未艾

在更大意義上，混合云僅僅是多云架構(gòu)的類型之一。根據(jù)Flexera旗下的全球云管理服務(wù)廠商RightScale每年發(fā)布的云狀態(tài)報告的定義，多云（Multi-Cloud）同時包括了多公有云（Multiple public）、多私有云（Multiple private）和混合云（Hybird Cloud）。

在傳統(tǒng)多云架構(gòu)中，無論是多公有云、多私有云還是混合云，數(shù)據(jù)處理能力都是集中式的，即大部分?jǐn)?shù)據(jù)都統(tǒng)一匯集到這些云平臺中進(jìn)行處理。

但是隨著萬物互聯(lián)時代的來臨，企業(yè)的云計算應(yīng)用場景發(fā)生了明顯的變化，來自企業(yè)邊緣側(cè)的高數(shù)據(jù)密度、時延敏感的應(yīng)用場景明顯增加，比如面向互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)的音視頻加速需求的內(nèi)容分發(fā)網(wǎng)絡(luò)（CDN）、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的工業(yè)設(shè)備數(shù)據(jù)、智慧安防中的安防攝像頭數(shù)據(jù)、智慧交通中的路況和車輛數(shù)據(jù)的采集、處理和分析等等。

面對這類對于網(wǎng)絡(luò)效率的要求較高的應(yīng)用場景，集中式云的計算、存儲擴容能力逐漸產(chǎn)生瓶頸，迫切要求云廠商和企業(yè)將計算能力下沉到網(wǎng)絡(luò)邊緣側(cè)，實現(xiàn)中心節(jié)點與邊緣節(jié)點的職能分化，構(gòu)建“分布式邊緣云”，并進(jìn)一步對中心節(jié)點、邊緣節(jié)點進(jìn)行深度協(xié)同以實現(xiàn)成本優(yōu)化。

1.5.1 分布式邊緣云的定義及價值

《Gartner2020年規(guī)劃指南》指出，分布式云是這一年的十大戰(zhàn)略趨勢之一，而Gartner對分布式云的定義是：將公有云服務(wù)分布到不同的物理位置，而服務(wù)的運行、治理、更新和演化則由最初的公有云提供商負(fù)責(zé)的一種云服務(wù)架構(gòu)。

這里我們需要明確“分布式云”與“邊緣計算”的差異。首先，并非所有的邊緣計算系統(tǒng)都需要以云架構(gòu)作為其中心節(jié)點、邊緣節(jié)點的底層架構(gòu)，即邊緣計算系統(tǒng)不一定是基于分布式邊緣云的。但是反過來講，所有的分布式邊緣云的最終目的都是為了讓邊緣計算系統(tǒng)走進(jìn)云計算體系，即所有分布式邊緣云都是邊緣計算系統(tǒng)。

在后文中，為了強調(diào)分布式云的邊緣計算屬性，同時讓大家更容易理解這一概念，我們將其稱之為“分布式邊緣云”，同時將邊緣計算系統(tǒng)中擔(dān)負(fù)中心節(jié)點計算能力的云稱為“中心云”，將擔(dān)負(fù)邊緣節(jié)點計算能力的云稱為“邊緣云”。

邊緣云根據(jù)位置的不同，又可分為近場邊緣云和現(xiàn)場邊緣云兩大類，近場邊緣云強調(diào)高可靠性的基礎(chǔ)云服務(wù)能力，多采用OpenStack架構(gòu)，而現(xiàn)場邊緣云強調(diào)超強的彈性、快速的啟停速度和高并行計算能力，多采用Docker和Kubernetes架構(gòu)。

華為云IEF邊緣計算解決方案就是一個典型的基于Docker和Kubernetes的分布式邊緣云，如下圖所示。

總體來看，分布式邊緣云產(chǎn)生和發(fā)展的驅(qū)動因素在于網(wǎng)絡(luò)響應(yīng)效率和擴容成本兩方面：

1）網(wǎng)絡(luò)響應(yīng)效率：在分布式邊緣云架構(gòu)中，采集到的數(shù)據(jù)可以首先在邊緣節(jié)點進(jìn)行初步的處理再上傳到中心節(jié)點進(jìn)行AI模型訓(xùn)練，訓(xùn)練完畢的模型被下放到邊緣節(jié)點，基于持續(xù)產(chǎn)生的數(shù)據(jù)進(jìn)行模型的推理和優(yōu)化，從而避免了因大量數(shù)據(jù)的網(wǎng)絡(luò)傳輸和集中式計算存儲帶來的網(wǎng)絡(luò)性能瓶頸，提升了網(wǎng)絡(luò)響應(yīng)效率。

2）擴容成本：計算、存儲能力下沉到邊緣之后，中心云的資源擴容壓力以及帶來的成本被大大減輕。

1.5.2 分布式邊緣云的統(tǒng)一管理與邊云協(xié)同

分布式邊緣云實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)響應(yīng)效率、擴容成本兩方面優(yōu)勢的根本原因在于統(tǒng)一管理與邊云協(xié)同，即通過中心云的統(tǒng)一遠(yuǎn)程運維管理平臺，實現(xiàn)中心云、邊緣云之間的行為協(xié)調(diào)，充分將計算、存儲能力下沉到邊緣，同時不影響中心云自身的正常工作。

邊云協(xié)同能力主要包括數(shù)據(jù)協(xié)同、應(yīng)用協(xié)同兩個層面，如下圖所示。

1）數(shù)據(jù)協(xié)同：它解決的問題本質(zhì)上是數(shù)據(jù)密集型業(yè)務(wù)如何在中心云和邊緣云之間進(jìn)行合理負(fù)載分配，進(jìn)一步可以分為數(shù)據(jù)處理協(xié)同和AI能力協(xié)同兩個層次。

在數(shù)據(jù)處理協(xié)同過程中，首先由中心云負(fù)責(zé)制定數(shù)據(jù)上傳策略并下發(fā)到邊緣云，然后由邊緣云負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)采集，并基于中心云制定的策略進(jìn)行預(yù)處理后上傳到中心云，最后由中心云進(jìn)行數(shù)據(jù)的集中存儲和進(jìn)一步挖掘分析。

AI能力協(xié)同過程本質(zhì)上是數(shù)據(jù)處理協(xié)同過程的升級，區(qū)別在于其工作流程需要由邊緣云發(fā)起，由邊緣云將供AI模型訓(xùn)練的數(shù)據(jù)上傳到中心云，然后由中心云基于數(shù)據(jù)進(jìn)行AI模型訓(xùn)練并推送到邊緣云，最后由邊緣云基于AI模型和終端輸入進(jìn)行模型推理，并將推理結(jié)果返回中心云。

2）應(yīng)用協(xié)同：它解決的問題本質(zhì)上是非數(shù)據(jù)密集型的常規(guī)性業(yè)務(wù)如何在中心云和邊緣云之間進(jìn)行合理負(fù)載分配，進(jìn)一步可以分為應(yīng)用交付協(xié)同和應(yīng)用編排協(xié)同兩個層次。

為了實現(xiàn)這兩類邊云協(xié)同能力，一方面需要邊緣云具備一定的自治能力，在網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)故障的情況下仍然維持正常工作狀態(tài)，不完全依賴于中心云的運維管理能力，另一方面需要中心云具備對邊緣云集群的統(tǒng)一管理能力，尤其是對于異構(gòu)邊緣云的納管，并進(jìn)一步對邊緣云進(jìn)行統(tǒng)一的應(yīng)用交付生命周期管理和服務(wù)編排管理，如下圖所示。

目前，分布式邊緣云的技術(shù)成熟度尚處于早期，且應(yīng)用價值尚未被充分挖掘。從長期來看，分布式邊緣云的主要價值在于充分彌合了萬物互聯(lián)的趨勢下，集中式云計算的有限計算能力與現(xiàn)實世界中無限的數(shù)據(jù)維度之間的鴻溝。

2.混合云的實踐路徑選擇與面臨挑戰(zhàn)

當(dāng)企業(yè)選擇實行混合云戰(zhàn)略，需要選擇良好的實踐路徑。按照主導(dǎo)廠商類型的不同來區(qū)分，混合云方案存在兩種實踐路徑：

從公有云向下延伸，提供技術(shù)同構(gòu)的專有云產(chǎn)品，從而形成混合云解決方案；

從私有云向上延伸，將公有云進(jìn)行集成，從而形成混合云解決方案。

本章將論述這兩種實踐路徑的產(chǎn)生邏輯，以及針對特定企業(yè)和場景的選擇建議。

2.1從公有云到混合云：滿足基礎(chǔ)架構(gòu)一致性需求

云計算的最早商業(yè)化形式是公有云，其早期的實踐者和推動者是亞馬遜、阿里巴巴等互聯(lián)網(wǎng)巨頭，后來其他互聯(lián)網(wǎng)公司、傳統(tǒng)ICT廠商和創(chuàng)業(yè)型公司也持續(xù)加入。同時，為了滿足企業(yè)級客戶的專屬資源池的需求，這些公有云廠商陸續(xù)推出了專有云、私有云方案，從而形成了全棧式的混合云方案。

按照廠商背景來看，提供全棧式混合云解決方案的公有云廠商有三類：第一類是互聯(lián)網(wǎng)大廠旗下的公有云廠商，第二類是傳統(tǒng)ICT廠商旗下的公有云廠商，第三類是中立性的公有云廠商。

從共同點來看，這些公有云廠商的混合云發(fā)展路徑都是最終實現(xiàn)公有云架構(gòu)與專有云&私有云架構(gòu)的完全統(tǒng)一，但是不同點在于它們公有云誕生的目的不同使得其特性不同，由此造成的專有云&私有云、混合云的適用場景也有所差異，如下圖所示。

2.1.1 互聯(lián)網(wǎng)大廠公有云+專有云的混合云方案

阿里云、騰訊云、百度智能云、京東智聯(lián)云等互聯(lián)網(wǎng)大廠旗下的公有云，其誕生初衷都是為了通過公有云服務(wù)更好地支撐自己集團內(nèi)部的業(yè)務(wù)，實現(xiàn)自身IT能力的敏捷化轉(zhuǎn)型，同時降低對于專業(yè)服務(wù)器、存儲和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備廠商的依賴。

這類廠商的公有云架構(gòu)大部分都是基于高度自主研發(fā)的分布式架構(gòu)，為了應(yīng)對極高并發(fā)的互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)，普遍需要較大數(shù)量的管理節(jié)點以保證服務(wù)的穩(wěn)定性。

這類廠商早期的公有云客戶一般以互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)和中小企業(yè)，逐步轉(zhuǎn)向服務(wù)大型政企客戶時，提出了“專有云”的概念，即通過對公有云架構(gòu)進(jìn)行適當(dāng)?shù)目s減，形成一套規(guī)模相對較小、能夠適應(yīng)本地化部署的專有云方案，典型如阿里云+Apsara Stack，騰訊云+TCE、京東智聯(lián)云+JD Cloud Stack、百度智能云+ABC Stack、金山云+Galaxy等。

由于專有云與公有云采取一致性的基礎(chǔ)架構(gòu)，IaaS、PaaS資源具備一致性，因此一般能夠支持應(yīng)用在公有云、專有云之間進(jìn)行低成本快速遷移，同時保證了公有云、專有云實現(xiàn)功能和特性的同步進(jìn)化，防止了碎片化的專有云版本出現(xiàn)。

但是由于互聯(lián)網(wǎng)大廠公有云的基礎(chǔ)架構(gòu)特性，其專有云對于物理節(jié)點數(shù)量下限要求較高，一般都要求至少提供幾十到近百的物理節(jié)點，更加適合于業(yè)務(wù)規(guī)模較大、預(yù)算充足的腰部以上企業(yè)。

京東智聯(lián)云構(gòu)建多云資源一致的混合云方案

京東智聯(lián)云（JD Cloud & AI）是京東集團旗下的智能技術(shù)提供商，依托京東集團在人工智能、大數(shù)據(jù)、云計算、物聯(lián)網(wǎng)等方面的業(yè)務(wù)實踐和技術(shù)積淀，打造服務(wù)于數(shù)字企業(yè)、數(shù)字政府的多維場景解決方案。

京東智聯(lián)云提供的專有云服務(wù)包括專有云（Stack）、敏捷專有云（Swift）、敏捷專有云超融合版（Swift HCI）三個不同版本，以及能夠?qū)崿F(xiàn)多云納管的混合云平臺（Mesh）。

京東智聯(lián)云在混合云方案的優(yōu)勢體現(xiàn)在以下兩方面。

首先，京東智聯(lián)云的公有云平臺（Public Cloud）和專有云平臺（Stack）基礎(chǔ)架構(gòu)一致，可搭建同構(gòu)混合云平臺實現(xiàn)在功能、資源方面的同步更新和一致性。

其次，針對異構(gòu)多云的資源，京東智聯(lián)云借助混合云平臺（Mesh）也可構(gòu)建統(tǒng)一納管，資源一致的混合云解決方案，它具備以下幾方面能力：

1）全方位支持：提供從網(wǎng)絡(luò)層的拉通，到跨云資源管理、業(yè)務(wù)調(diào)度、服務(wù)組件管理、容器云平臺、多云服務(wù)平臺、資源監(jiān)控以及成本控制等全方位的混合云場景支持能力；

2）一站式管理：兼容多種異構(gòu)云平臺，整合私有云、公有云等多種底層資源，實現(xiàn)一站式資源管理控制、對資源的跨平臺融合編排及多租戶訪問；

3）解除廠商綁定：具備行業(yè)核心業(yè)務(wù)系統(tǒng)架構(gòu)的最佳實踐，可無縫連接異構(gòu)硬件與上層業(yè)務(wù)，解除廠商綁定，使得企業(yè)聚焦于業(yè)務(wù)。

4）AI賦能：深度集成AI能力，實現(xiàn)極簡和智能的資源調(diào)度和穩(wěn)態(tài)與敏態(tài)業(yè)務(wù)的動態(tài)平衡，資源利用率平均可提升30%。

混合云平臺（Mesh）從以下兩方面實現(xiàn)多云資源的一致性：

1）跨云的云原生技術(shù)中臺：基于容器化、微服務(wù)基礎(chǔ)技術(shù)，提供涵蓋應(yīng)用、部署和治理的技術(shù)中臺，兼容傳統(tǒng)與創(chuàng)新應(yīng)用的一致性管理和平滑遷移，實現(xiàn)多云環(huán)境下敏捷的持續(xù)集成、發(fā)布、運營。通過云原生技術(shù)承載AI能力，實現(xiàn)云的數(shù)字化、智能化，更加貼合企業(yè)業(yè)務(wù)，提升業(yè)務(wù)創(chuàng)新迭代速度。

2）跨云遷移：支持以不停服全量和增量遷移的方式遷移不同環(huán)境及不同類型的數(shù)據(jù)庫，通過VPN、專線等網(wǎng)絡(luò)環(huán)境接入京東智聯(lián)云的RDS數(shù)據(jù)庫、自建數(shù)據(jù)庫等，支持國內(nèi)外主流公有云、私有云、虛擬機、X86物理服務(wù)器的遷移。

京東智聯(lián)云的混合云解決方案應(yīng)用于某知名車企的汽車產(chǎn)業(yè)云，該車企集團為滿足集團轉(zhuǎn)型和信息系統(tǒng)及應(yīng)用上云的需求，實現(xiàn)混合云架構(gòu)的藍(lán)圖，需要采用成熟穩(wěn)定的商業(yè)化云平臺替換現(xiàn)有的開源架構(gòu)的云平臺。

為此，京東智聯(lián)云為該車企建設(shè)了集成公有云（Public Cloud）、專有云（Stack）、混合云平臺（Mesh）的混合云解決方案，方案具備以下特點：

1）多云整合：構(gòu)建了混合云統(tǒng)一服務(wù)平臺，統(tǒng)一納管現(xiàn)有的OpenStack平臺。

2）硬件利舊：通過專有云（Stack）將現(xiàn)有各分公司的物理機云化，并通過混合云平臺（Mesh）直接納管，提高了資源利用率。

3）遷移擴容：實現(xiàn)全量應(yīng)用跨云一鍵式平滑遷移，并結(jié)合DNS解析分流，實現(xiàn)跨云負(fù)載擴容。

4）跨云災(zāi)備：該混合云平臺具備災(zāi)備能力，將京東智聯(lián)云公有云作為災(zāi)備中心，構(gòu)建了穩(wěn)定可靠的同城跨云災(zāi)備。

混合云方案實施后，該車企獲得了以下實施效果：

1） 資源整合優(yōu)化：實現(xiàn)集團的混合IT基礎(chǔ)架構(gòu)資源整合優(yōu)化，統(tǒng)一平臺靈活調(diào)配，大幅提升資源的利用率和運維運營效率；

2） 靈活擴容：業(yè)務(wù)系統(tǒng)實現(xiàn)全局調(diào)配，合理部署，應(yīng)用負(fù)載能力成倍提升；

3） 跨云災(zāi)備：充分利用公有云的無限量存儲，實現(xiàn)核心業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)多副本容災(zāi)備份，提升了服務(wù)的穩(wěn)定性和可靠性；

4）戰(zhàn)略落地：加強集團信息化、數(shù)字化建設(shè)，推動集團化2.0戰(zhàn)略落地，打造自主知識產(chǎn)權(quán)的服務(wù)和產(chǎn)品，為集團“兩個轉(zhuǎn)型”和四化發(fā)展提供可靠支撐。

整體來看，互聯(lián)網(wǎng)大廠“公有云+同構(gòu)專有云”的混合云方案，適合業(yè)務(wù)規(guī)模較大、預(yù)算較為充足、服務(wù)商生態(tài)較為完善的企業(yè)，公有云、專有云間的基礎(chǔ)架構(gòu)一致性有助于其在漫長的IT建設(shè)周期內(nèi)保證技術(shù)能力的持續(xù)同步進(jìn)化。

2.1.2 傳統(tǒng)ICT廠商與中立云廠商公有云+私有云的混合云方案

與互聯(lián)網(wǎng)大廠旗下的公有云不同，華為云等傳統(tǒng)ICT廠商旗下的公有云，以及UCloud、青云等中立性公有云廠商，其公有云的定位更加單純，主要用于對外提供商業(yè)化的公有云服務(wù)，同時期望能夠?qū)⒐性频募軜?gòu)無縫地移植到私有云之中。

因此，這類公有云廠商的基礎(chǔ)架構(gòu)相對較為輕量化，從而保證了其私有云產(chǎn)品既能具備與開源架構(gòu)一樣的低節(jié)點數(shù)量要求，同時又能保證私有云的基礎(chǔ)架構(gòu)與公有云之間的一致性，典型如華為云+華為云Stack、UCloud+UCloud Stack、青云+青云私有云。

整體來看，傳統(tǒng)ICT廠商或中立云廠商的“公有云+同構(gòu)私有云”的混合云方案能夠更加靈活有效地支撐中小規(guī)模業(yè)務(wù)場景，同時保證公有云和私有云的基礎(chǔ)架構(gòu)一致性，因此更加適合于當(dāng)前業(yè)務(wù)規(guī)模一般，但未來可能具備一定成長性，并期望長期保持技術(shù)創(chuàng)新和迭代能力的企業(yè)。

2.2從私有云到混合云：滿足企業(yè)差異化需求

相比于從公有云到混合云的實踐路徑，從私有云到混合云的實踐路徑更為復(fù)雜，這是因為私有云廠商從一開始就需要考慮來自企業(yè)客戶的差異化需求，這種差異性體現(xiàn)在兩個方面：

企業(yè)技術(shù)和運維能力的差異性：科技創(chuàng)新型企業(yè)和頭部企業(yè)常常更加追求私有云的定制化、與企業(yè)流程的匹配性，技術(shù)和運維能力不足的大部分傳統(tǒng)型企業(yè)更加追求私有云的易管理性；

企業(yè)數(shù)據(jù)中心規(guī)模的差異性：超大規(guī)模企業(yè)具備豐富的數(shù)據(jù)中心資源，更加追求IT架構(gòu)的成熟性、穩(wěn)定性，中大規(guī)模企業(yè)數(shù)據(jù)中心資源相對有限，更加追求IT投入的高性價比。

基于這些差異化需求，私有云架構(gòu)出現(xiàn)了開源技術(shù)和閉源技術(shù)的差異，以及分離式架構(gòu)與超融合架構(gòu)的差異。

2.2.1 分離式架構(gòu)的私有云

早期的私有云采取分離式架構(gòu)，即計算、存儲能力通過不同的設(shè)備或服務(wù)器集群來提供。按照技術(shù)架構(gòu)的不同，它又分為開源和閉源兩類。

開源分離式架構(gòu)私有云：OpenStack是當(dāng)下最為流行的開源云計算管理平臺，具備較強的定制化能力，因此通過OpenStack對接KVM、VMware vSphere、XenServer等計算虛擬化平臺，以及Ceph等開源分布式存儲平臺，在過去一段時間曾是個性化需求較多的大中型企業(yè)客戶構(gòu)建私有云的一種流行方式。

但是由于OpenStack架構(gòu)的復(fù)雜性問題，近些年在產(chǎn)品化、標(biāo)準(zhǔn)化、商用化等方面開始面臨大量痛點，因此開源云廠商基于OpenStack進(jìn)行閉源深度自主研發(fā)，從而提高產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)化程度，實現(xiàn)產(chǎn)品無縫升級已經(jīng)成為大勢所趨。

閉源分離式架構(gòu)私有云：VMWare等成熟廠商在商用虛擬化技術(shù)方面一直占據(jù)主導(dǎo)地位，其閉源分離式架構(gòu)私有云主體由VMWare vSphere對接SAN商用存儲設(shè)備構(gòu)建而成，而云管的部分可以選擇VMware vRealize Automation或獨立的云管理軟件（CMP），前者僅支持VMWare自身產(chǎn)品，后者更加開放。

閉源私有云的優(yōu)勢在于其長期實踐經(jīng)驗和產(chǎn)品迭代帶來的高度穩(wěn)定性，但由于其核心技術(shù)往往由國外虛擬化廠商、商用存儲設(shè)備廠商所控制，會使得企業(yè)面臨自主可控性差、廠商綁定等因素的困擾。此外，商用存儲擴展性不足也成為困擾企業(yè)的一大痛點。

總體來看，無論是開源技術(shù)還是閉源技術(shù)，計算、存儲分離部署模式由于采用了單獨的存儲集群，在面向具備龐大數(shù)據(jù)中心資源的超大規(guī)模客戶時存在以下三點優(yōu)勢：

能夠?qū)崿F(xiàn)存儲性能的大規(guī)模獨立擴展，保證了以往計算和存儲分離的IT管理模式的可延續(xù)性。

充分兼容異構(gòu)化的計算資源，支持裸機等非虛擬化的計算平臺。

提供完全獨立的存儲空間，不至于因為計算工作負(fù)載的提升而使得存儲性能出現(xiàn)瓶頸。

但是，分離式私有云架構(gòu)同樣存在兩點劣勢：

需要采用單獨的存儲集群，對數(shù)據(jù)中心規(guī)模一般的中等規(guī)模企業(yè)來說性價比偏低，如果采用商用存儲設(shè)備，成本就更加高昂。

計算、存儲、網(wǎng)絡(luò)拓?fù)漭^為復(fù)雜，對部分缺乏運維能力的企業(yè)和分支機構(gòu)造成大量運維管理難題。

2.2.2 超融合架構(gòu)的私有云

當(dāng)企業(yè)追求私有云的易于管理、高性價比等特性時，計算、存儲融合部署的超融合架構(gòu)成為最合適選擇，目前這種方案已經(jīng)開始在中型乃至大型客戶中出現(xiàn)。

Gartner認(rèn)為，超融合架構(gòu)（HCI）是一種以軟件為中心的體系結(jié)構(gòu)，將計算、存儲、網(wǎng)絡(luò)和虛擬化資源（以及可能的其他技術(shù)）緊密集成在單一的供應(yīng)商提供的一臺硬件設(shè)備中。相比于分離式架構(gòu)的私有云，超融合架構(gòu)的私有云真正實現(xiàn)了完全的軟件定義、完全的虛擬化、完全的分布式。

與分離式架構(gòu)私有云類似，超融合架構(gòu)私有云同樣存在開源、商用兩類生態(tài)。

開源超融合架構(gòu)私有云：基于Openstack、KVM、Ceph等開源產(chǎn)品整合的超融合方案，優(yōu)勢是可以快速從社區(qū)獲得最新的功能，但同時存在著諸多問題，比如：Openstack架構(gòu)復(fù)雜、大量模塊在超融合中并不需要，商用程度差，且計算資源要求高；基于開源的Ceph模塊和代碼復(fù)雜，服務(wù)商對產(chǎn)品核心問題無法有效支持，且Ceph對計算資源消耗高較高，IO密集型場景性能也表現(xiàn)欠佳；一般無法有效支持VMWare等商用虛擬化平臺。

閉源超融合架構(gòu)私有云：該種模式最典型的廠商案例是VMWare的vSphere+vSAN+vCenter超融合架構(gòu)配合vRealize Automation，以及國內(nèi)超融合廠商SmartX的SMTX OS超融合架構(gòu)，并可對接國內(nèi)多家成熟的商用多云管理平臺實現(xiàn)計算存儲的資源池化、分布式化、軟件定義化和自服務(wù)化。

如上圖所示，SmartX的超融合架構(gòu)除了包括自有的虛擬機服務(wù)和分布式塊存儲，還可兼容VMWare、Citrix等其他廠商的虛擬機服務(wù)。據(jù)了解，SmartX結(jié)合云管理形成的超融合私有云已經(jīng)在大型國有銀行和大型券商等客戶形成實際案例。

相比于分離式架構(gòu)私有云，超融合架構(gòu)私有云的有兩點明顯優(yōu)勢：

易于管理：超融合幫助私有云非常簡單地完成基礎(chǔ)架構(gòu)的虛擬化，包括計算、存儲、網(wǎng)絡(luò)的虛擬化，無須為不同的設(shè)備考慮虛擬化的方案，降低方案的復(fù)雜性；支持集成VMware vSphere和KVM等主流虛擬化軟件，用戶端幾乎沒有學(xué)習(xí)成本。

高性價比：超融合技術(shù)實現(xiàn)了完全的軟件定義架構(gòu)，支持普通商用服務(wù)器硬件以及使用以太網(wǎng)進(jìn)行傳輸，避免使用價格高昂的專用硬件，有效降低私有云中的硬件采購成本；超融合技術(shù)的特性是在每個服務(wù)器節(jié)點都能同時提供計算與存儲能力，架構(gòu)精簡，資源占用更低。

2.2.3 從私有云出發(fā)的混合云生態(tài)

兩類私有云部署架構(gòu)（分離式/超融合）、兩類私有云技術(shù)生態(tài)（開源/閉源），與公有云一同構(gòu)成的混合云生態(tài)體系如下圖所示。

總體來看，不同混合云生態(tài)在定制化能力、易管理性、成熟穩(wěn)定性、性價比等四方面的對比如下。

2.3 混合云實踐過程對企業(yè)的多重挑戰(zhàn)

無論從公有云走向混合云，還是從私有云走向混合云，對于企業(yè)來說，都是一個解決方案越來越復(fù)雜、面臨的技術(shù)挑戰(zhàn)越來越多的過程。

據(jù)中國信通院數(shù)據(jù)顯示，缺少適合的解決方案，以及現(xiàn)有技術(shù)不夠成熟是阻礙企業(yè)應(yīng)用混合云的兩大最主要因素，網(wǎng)絡(luò)連接不夠穩(wěn)定、基礎(chǔ)功能不完善是企業(yè)在混合云應(yīng)用過程中面臨的兩大最主要挑戰(zhàn)。

但是，缺乏合適的解決方案與技術(shù)的具體原因可能分布在混合云與分布式邊緣云的各個層次中。為了分析這些原因，我們必須明確混合云與分布式邊緣云建設(shè)的混合云和分布式邊緣云的基礎(chǔ)架構(gòu)圖來進(jìn)行分析，如下圖所示。

1）混合云基礎(chǔ)設(shè)施平臺：它是混合云、分布式邊緣云建設(shè)的基礎(chǔ)環(huán)節(jié)，主要包括公有云/私有云、中心云/邊緣云等多種不同基礎(chǔ)架構(gòu)的云形態(tài)，以及其中不同的計算、存儲、網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，還有跨云連接網(wǎng)絡(luò)、多云管理平臺（CMP）等多云間的融合機制。

2）云原生技術(shù)中臺：它是企業(yè)開發(fā)云原生應(yīng)用或遷移、改造傳統(tǒng)應(yīng)用，最終實現(xiàn)業(yè)務(wù)創(chuàng)新的核心環(huán)節(jié)，主要包括aPaaS（DevOps、微服務(wù)治理、中間件服務(wù)）、iPaaS、Database PaaS（數(shù)據(jù)庫PaaS）、Business Analytics PaaS（業(yè)務(wù)分析PaaS）、ITOM平臺（CMP、APM工具），共同服務(wù)于云原生應(yīng)用交付生命周期。其中，aPaaS（應(yīng)用PaaS）是云原生應(yīng)用交付的主要平臺。

在本報告的第三章、第四章中，我們將詳細(xì)分析這兩個環(huán)節(jié)中的挑戰(zhàn)構(gòu)成，如下圖所示。

此外，為了應(yīng)對這些挑戰(zhàn)，企業(yè)還需要選擇合適的廠商來提供混合云解決方案，因此本報告還將提供一些典型廠商的最佳實踐案例。在這些挑戰(zhàn)環(huán)節(jié)中提供解決方案的典型廠商如下圖所示。

3.混合云基礎(chǔ)設(shè)施平臺建設(shè)

云計算基礎(chǔ)設(shè)施層的構(gòu)成形態(tài)，直接決定了云計算的架構(gòu)和形態(tài)。企業(yè)在對混合云與分布式邊緣云的落地實踐中，首先要面臨基礎(chǔ)設(shè)施平臺建設(shè)的挑戰(zhàn)。

3.1 混合云基礎(chǔ)設(shè)施的三個應(yīng)用階段

根據(jù)公有云、私有云之間在基礎(chǔ)設(shè)施層面的協(xié)同深度，我們可以將混合云基礎(chǔ)設(shè)施的應(yīng)用階段分為三個層次：多云網(wǎng)絡(luò)互通、多云管理與協(xié)同、多云資源一致。

1）多云網(wǎng)絡(luò)互通：在多云之間實現(xiàn)廣域網(wǎng)的連接，從而實現(xiàn)信息的跨云傳輸；在這一階段，企業(yè)面臨的挑戰(zhàn)主要是混合云對跨云連接網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性、配置敏捷性、成本優(yōu)化能力等方面具有較高要求；

2）多云管理統(tǒng)一：通過多云統(tǒng)一資源管理，實現(xiàn)工作任務(wù)在多個計算存儲資源池的靈活分配，從而實現(xiàn)多云業(yè)務(wù)協(xié)同和成本優(yōu)化；在這一階段，企業(yè)面臨的主要挑戰(zhàn)在于多云環(huán)境承載業(yè)務(wù)形態(tài)多樣、資源類型多樣、權(quán)限分配復(fù)雜，對企業(yè)的IT統(tǒng)一管理帶來大量痛點；

3）多云資源一致：通過在多云之間保持IaaS、PaaS資源的相對一致性，從而允許應(yīng)用和資源在多云之間自由遷移或漂移，同時盡可能減少過程中的人工干預(yù)；在這一階段，企業(yè)面臨的主要挑戰(zhàn)在于如何克服多云基礎(chǔ)架構(gòu)的異構(gòu)性。

本章將對以上三個階段企業(yè)面臨的挑戰(zhàn)及對策進(jìn)行詳細(xì)闡述和分析，同時提供相關(guān)類型廠商在企業(yè)中的實踐案例。

3.2多云網(wǎng)絡(luò)互通

企業(yè)組網(wǎng)是企業(yè)IT基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的核心訴求之一，它保證了企業(yè)分布在不同地點、不同環(huán)境中的計算資源能夠?qū)崿F(xiàn)在一張局域網(wǎng)中自由互訪，并滿足企業(yè)內(nèi)部的網(wǎng)絡(luò)管控需求。

在混合云架構(gòu)中，公有云、私有云計算與存儲設(shè)施往往分布在不同地域和數(shù)據(jù)中心，需要通過廣域網(wǎng)進(jìn)行連接，從而實現(xiàn)企業(yè)組網(wǎng)。

在分布式邊緣云架構(gòu)中，從骨干網(wǎng)、城域網(wǎng)到接入網(wǎng)，均需要通過廣域網(wǎng)進(jìn)行連接，從而構(gòu)成包括眾多邊緣云的邊緣計算網(wǎng)絡(luò)。

無論是混合云還是分布式邊緣云，它們的廣域網(wǎng)連接質(zhì)量對其應(yīng)用效果乃至成敗至關(guān)重要。

現(xiàn)階段，VPN、專線和SD-WAN是企業(yè)采用最多的三種網(wǎng)絡(luò)連接技術(shù)，其中MPLS VPN是最為普遍的VPN技術(shù)類型，它們分別具備不同的優(yōu)勢和適用場景，其對比如下圖所示。

隨著企業(yè)對云計算應(yīng)用程度的加深，以及混合云、邊緣云的出現(xiàn)，專線和MPLS VPN面臨著三個方面的嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。

第一，隨著業(yè)務(wù)工作負(fù)載量的增加，專線、MPLS VPN的帶寬也需要不斷增加，而高帶寬的專線和VPN的租用費用較為昂貴，給企業(yè)造成了越來越高的網(wǎng)絡(luò)運維成本；

第二，隨著分布式邊緣云架構(gòu)的發(fā)展，部分偏遠(yuǎn)或小型分支機構(gòu)的規(guī)模不足以支撐專線和MPLS高昂的成本；

第三，在云計算環(huán)境下，企業(yè)業(yè)務(wù)創(chuàng)新與迭代速度不斷加快，對企業(yè)的網(wǎng)絡(luò)響應(yīng)能力，對增加帶寬、增加線路等網(wǎng)絡(luò)配置的敏捷性要求都越來越高，而專線、MPLS的配置靈活性相對不足。

為了解決專線和MPLS VPN面臨的困境，SD-WAN（軟件定義廣域網(wǎng)）這一新興網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在近些年崛起，其主要技術(shù)在于實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)控制與數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)功能的分離，以及傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)功能的虛擬化，同時基于對網(wǎng)絡(luò)環(huán)境實時狀態(tài)的感知來控制虛擬化的網(wǎng)絡(luò)功能，從而為每個數(shù)據(jù)包選擇最佳路徑，保障了分發(fā)的高效性和通訊的實時性。

SD-WAN助力多點網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)，觀脈科技NaaS網(wǎng)絡(luò)服務(wù)為企業(yè)網(wǎng)絡(luò)降本增效

觀脈科技是國內(nèi)領(lǐng)先的基于SD-WAN技術(shù)的NaaS服務(wù)商，擁有覆蓋全球的虛擬私有網(wǎng)絡(luò)，是國內(nèi)較早實現(xiàn)對多個公有云的網(wǎng)絡(luò)全自動化接入的公司之一，利用自身的SD-WAN網(wǎng)絡(luò)對網(wǎng)絡(luò)資源進(jìn)行統(tǒng)一的優(yōu)化和管理，服務(wù)包括中國移動，網(wǎng)易，獵豹移動、VIPKID 、墨跡天氣，傲世堂等游戲，教育，互聯(lián)網(wǎng)，運營商類客戶。

觀脈科技推出的AllWAN是一款NaaS網(wǎng)絡(luò)服務(wù)產(chǎn)品，融合專線網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性和互聯(lián)網(wǎng)的經(jīng)濟性，具備可編程的API和極強的擴展性，可解決實時傳輸中的瓶頸，能夠在全球范圍跨地域和網(wǎng)絡(luò)使用，能夠?qū)崿F(xiàn)多公有云之間、公有云與數(shù)據(jù)中心/私有云之間，以及多數(shù)據(jù)中心之間的網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)。

觀脈科技某客戶是一家全球化企業(yè)，在國內(nèi)采用A云、B云、C云來提供公有云服務(wù)，在國外采用AWS來提供公有云服務(wù)。此外，該企業(yè)還需要在廣州A云和北京A云部署兩臺堡壘機，并對部署在全球的50余個VPC、超過5千臺云主機進(jìn)行管理。

為了提升業(yè)務(wù)響應(yīng)的速度，實現(xiàn)多個公有云之間的業(yè)務(wù)訪問，針對業(yè)務(wù)流量進(jìn)行統(tǒng)一管理，并基于網(wǎng)絡(luò)流量提供及時的告警信息，該企業(yè)采用觀脈AllWAN實現(xiàn)多云互聯(lián)。

方案實施后，該企業(yè)的網(wǎng)絡(luò)開通速度、靈活性、使用體驗大大改善，能夠在一天內(nèi)完成不同云之間的業(yè)務(wù)對接，可以根據(jù)使用情況靈活調(diào)整帶寬，可以根據(jù)需求開通網(wǎng)絡(luò)用量統(tǒng)計等功能，能夠基于業(yè)務(wù)情況進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)測試，可以實時查看網(wǎng)絡(luò)使用情況。

觀脈科技另一家客戶為國內(nèi)著名的人工智能公司，該公司網(wǎng)絡(luò)全部使用互聯(lián)網(wǎng)，希望優(yōu)化現(xiàn)有辦公區(qū)訪問數(shù)據(jù)中心的網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量，提升整體網(wǎng)絡(luò)的健壯性，并為Salesforce等訪問速度慢的應(yīng)用進(jìn)行加速。

為此，觀脈基于AllWAN網(wǎng)絡(luò)為客戶提供混合云聯(lián)網(wǎng)解決方案，將該企業(yè)的數(shù)據(jù)中心、云和辦公室通過專線或互聯(lián)網(wǎng)的方式就近接入到觀脈科技的AllWAN網(wǎng)絡(luò)，還增加了A、B云作為業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的備份節(jié)點，與現(xiàn)有數(shù)據(jù)中心組成混合云架構(gòu)。

方案實施后，該企業(yè)辦公區(qū)之間網(wǎng)絡(luò)訪問質(zhì)量比之前提升50%，Salesforce等軟件的訪問速度明顯提升，網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定性超過99.99%，網(wǎng)絡(luò)安全性獲得提升，實現(xiàn)更加簡化的可視化運維。

總體來看，SD-WAN相比于專線和MPLS VPN的優(yōu)勢體現(xiàn)在成本和效率兩方面：

擴容成本：SD-WAN可完全基于互聯(lián)網(wǎng)鏈路，無需依賴任何專線線路；可有效提升網(wǎng)絡(luò)鏈路的利用率，無需維持空閑鏈路。

擴容效率：SD-WAN通過智能路由實現(xiàn)流量高效轉(zhuǎn)發(fā)，傳輸時延相比于MPLS VPN大幅降低；通過Portal即可進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)部署和變更，所需時間大幅縮短，技術(shù)門檻也大幅度降低。

近些年，SD-WAN的安全性技術(shù)也不斷完善，支持通過IPsec、TLS、DTLS等多種加密技術(shù)來實現(xiàn)數(shù)據(jù)加密。但現(xiàn)階段，許多企業(yè)出于對安全性的顧慮，會采用MPLS VPN與SD-WAN的混合架構(gòu)，使用MPLS來承擔(dān)核心業(yè)務(wù)流量，而使用SD-WAN來承擔(dān)互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)流量。

綜上所述，在混合云與邊緣云時代，SD-WAN能夠有效提升企業(yè)網(wǎng)絡(luò)管理效能，從而進(jìn)一步提升企業(yè)競爭力。

3.3 多云管理統(tǒng)一

盡管成本優(yōu)化是推動混合云、分布式云的主要因素，但是成本優(yōu)化方案的落地實施卻并不容易。公有云、私有云、中心云、邊緣云等不同的云，其成本最優(yōu)的業(yè)務(wù)類型不同，同時這些業(yè)務(wù)的工作負(fù)載同樣是在動態(tài)變化中的。

這種復(fù)雜性帶來的管理困難，使得企業(yè)亟需通過統(tǒng)一的多云資源管理平臺，對多云平臺的資源使用、任務(wù)調(diào)度進(jìn)行統(tǒng)一管理，最終實現(xiàn)多云成本優(yōu)化。

混合云成本優(yōu)化分為兩個部分：

1）在公有云、私有云之間進(jìn)行工作負(fù)載分配，以盡可能降低因擴容帶來的額外成本；

2）對多個公有云賬號所擁有的資源進(jìn)行統(tǒng)一管理與分配，以盡可能降低因部門或團隊獨占資源帶來的資源利用率降低。

3.3.1 公有云、私有云間成本優(yōu)化

混合云產(chǎn)生與發(fā)展的主要驅(qū)動因素之一是成本與效率的平衡，即讓私有云和公有云發(fā)揮各自的優(yōu)勢，實現(xiàn)最大的投入產(chǎn)出比。在這里，我們將投入產(chǎn)出比定義為：在一定時間內(nèi)，混合云承載的總工作負(fù)載量與軟硬件成本投入的比值。

在混合云實踐中，企業(yè)面臨成本優(yōu)化的挑戰(zhàn)主要來自敏態(tài)業(yè)務(wù)，這是由穩(wěn)態(tài)和敏態(tài)業(yè)務(wù)的特性決定的。

穩(wěn)態(tài)業(yè)務(wù)：其負(fù)載峰值與負(fù)載低谷相比，差距一般不超過數(shù)倍，因此選擇私有云來完全承載其工作負(fù)載，其計算資源利用率仍然相對可接受。同時，由于私有云成本主要集中在前期的建設(shè)投入，在更長時間尺度上的成本相比于公有云更低。因此，大部分穩(wěn)態(tài)業(yè)務(wù)都可以通過私有云來完全承載，不存在太多跨云優(yōu)化的空間。

敏態(tài)業(yè)務(wù)：其負(fù)載峰值往往高達(dá)負(fù)載低谷的數(shù)十倍到上百倍，如果選擇私有云來完全承載其工作負(fù)載，在低谷期會產(chǎn)生嚴(yán)重資源閑置，難以通過后期的低成本來抵消前期的高建設(shè)成本。這種情況下，通過公有云來承載其工作負(fù)載高峰變得十分必要。

但是，在敏態(tài)業(yè)務(wù)的生命周期中，并非采用公有云的比例越高越好，這是因為在整個敏態(tài)業(yè)務(wù)的生命周期內(nèi)，盡管其工作負(fù)載的總體波動性較大，但是仍然可能在某些時間段內(nèi)展現(xiàn)出一定程度的穩(wěn)態(tài)特性。

比如，下面的曲線圖就表示了某敏態(tài)業(yè)務(wù)在生命周期內(nèi)經(jīng)歷的工作負(fù)載變化情況。

增長期：當(dāng)業(yè)務(wù)處于增長期，負(fù)載的波動幅度較大且不斷增長，其下一時間段的波動幅度，以及生命周期長度往往不可預(yù)料，需要云平臺具備彈性的擴容縮容能力。因此，選擇公有云來完全承載其負(fù)載是投入產(chǎn)出比最優(yōu)的方案。

穩(wěn)定期：當(dāng)業(yè)務(wù)進(jìn)入到穩(wěn)定期后，由于用戶群體、數(shù)據(jù)源的相對穩(wěn)定，其負(fù)載波動特性會變得比較容易預(yù)測，低谷期的工作負(fù)載也會相對穩(wěn)定。在這個階段，企業(yè)往往對于業(yè)務(wù)的生命周期長度有相對樂觀的預(yù)計。因此在穩(wěn)定期內(nèi)，企業(yè)逐步采用私有云來承載一部分固定存在的工作負(fù)載，是相對成本更優(yōu)的方案。

衰退期：當(dāng)業(yè)務(wù)進(jìn)入衰退期，工作負(fù)載在波動中呈現(xiàn)下滑趨勢，但由于在穩(wěn)定期投入了大量支撐私有云的硬件成本，而且這部分硬件成本顯然無法回收，所以整體的投入產(chǎn)出比也呈現(xiàn)下滑趨勢。在這種情況下，繼續(xù)盡可能地利用現(xiàn)有私有云資源，同時不斷回收公有云資源，更加有利于投入產(chǎn)出比的維持和優(yōu)化。

當(dāng)然，上圖僅僅是企業(yè)在一個較粗的時間顆粒度上可能采取的混合云成本優(yōu)化方案。在實際生產(chǎn)環(huán)境中，優(yōu)化粒度可以更加精細(xì)，在每個波動周期內(nèi)快速啟停公有云資源。

此外，在企業(yè)實際生產(chǎn)環(huán)境中，本地資源池的情況往往更加復(fù)雜，不僅會有私有云，還可能有物理機、VMware虛擬機等異構(gòu)資源，它們在混合云成本優(yōu)化過程中也可以作為私有云來對待。

面對這樣的優(yōu)化背景，僅僅依靠割裂在不同資源池內(nèi)的運維管理界面難以滿足需求，企業(yè)運維人員亟需有能夠納管多種資源、提供多維度運維數(shù)據(jù)的管理平臺，實現(xiàn)統(tǒng)一、高效的成本優(yōu)化，這就是云管理平臺（CMP）。

作為能夠?qū)崿F(xiàn)多云資源納管的運維管理工具，云管理平臺（CMP）能夠納管包括VMware虛擬機、裸金屬機器、私有云、公有云、存儲設(shè)備、SDN網(wǎng)絡(luò)等多種資源，同時提供運維監(jiān)控、統(tǒng)計報表以及相應(yīng)的可視化功能。

基于CMP的這一系列功能特性，企業(yè)能夠?qū)崿F(xiàn)對公有云、私有云各自的資源使用情況的分析，從而做出相應(yīng)的優(yōu)化策略：

1）如果企業(yè)通過CMP監(jiān)控到公有云中有長期存在的固定工作負(fù)載量，企業(yè)可將其逐步遷移到私有云、VMWare上。這時如果私有云、VMWare的使用率已經(jīng)很高，難以擴容，則考慮擴大規(guī)模來承載這部分業(yè)務(wù)。

2）對于私有云、VMWare、物理機中存在的負(fù)載波動性較大、出現(xiàn)了明顯的性能瓶頸的業(yè)務(wù)，企業(yè)可將這部分超出正常承載能力的工作負(fù)載轉(zhuǎn)移到公有云。

3.3.2 多公有云間的成本優(yōu)化

多公有云的成本優(yōu)化是建立在公有云、私有云間成本優(yōu)化的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步實現(xiàn)混合云成本優(yōu)化的另一個階段。

造成多公有云的原因是復(fù)雜的，其中典型的原因包括實現(xiàn)多云災(zāi)備、減少廠商綁定、希望利用不同云的特有能力等。此外，出于內(nèi)部組織架構(gòu)的原因，企業(yè)也有可能創(chuàng)立多個公有云賬號來歸多個部門管理和使用。

無論是單一公有云廠商的多個賬號，還是多個公有云廠商的多個賬號，由于其資源之間的割裂性，都可能會帶來資源閑置，從而造成成本升高。資源閑置的典型原因包括兩類：

1）不同部門擁有不同的賬號，使得這部分公有云資源被獨占，在不使用的情況下無法被分配給其他部門來使用，也無法被統(tǒng)一釋放，造成資源閑置和成本浪費；

2）某些公有云的資源被釋放后，它所占用的資源未被同時釋放，比如服務(wù)器被釋放后，占用的存儲、彈性IP可能未被釋放，在多公有云賬號的情況下，這樣的情況更加突出，造成資源閑置和成本浪費。

基于CMP提供的多云納管、權(quán)限管理和運維監(jiān)控能力，企業(yè)能夠采取以下策略來解決資源閑置問題：

1）針對第一類情況，企業(yè)可將公有云賬號的權(quán)限收歸企業(yè)統(tǒng)一管理，基于CMP的多云納管能力，實現(xiàn)多個公有云賬號的打通，并基于CMP的權(quán)限管理能力，為不同部門創(chuàng)建有不同操作權(quán)限的業(yè)務(wù)組，同時提供資源統(tǒng)一申請流程，對資源進(jìn)行統(tǒng)一分配和回收；

2）針對特定資源被釋放后，被其占用的其他資源未被同時釋放，最后出現(xiàn)閑置的問題，企業(yè)可基于CMP的運維監(jiān)控能力實現(xiàn)資源利用率監(jiān)控和回收。

基于SmartOps云管理平臺，安暢網(wǎng)絡(luò)為某大型集裝箱制造集團實現(xiàn)混合云成本優(yōu)化

安暢網(wǎng)絡(luò)是中國市場領(lǐng)先的云托管服務(wù)商（Cloud MSP），面向企業(yè)客戶提供云原生技術(shù)服務(wù)和數(shù)字化解決方案，主要服務(wù)之一是基于SmartOps云管理平臺為企業(yè)客戶提供訂閱式、托管式的運維服務(wù)，幫助企業(yè)實現(xiàn)多云環(huán)境下的成本優(yōu)化。

安暢網(wǎng)絡(luò)某客戶是某大型集裝箱制造集團，在上市準(zhǔn)備階段，該企業(yè)需要對集團組織進(jìn)行拆分，但是卻面臨著多重挑戰(zhàn)：

1）缺乏專業(yè)運維工具：該企業(yè)作為一家傳統(tǒng)大型制造業(yè)集團企業(yè)，IT系統(tǒng)龐大而繁雜，系統(tǒng)大量部署在物理/虛擬化設(shè)備上，也有各分公司公共云環(huán)境，而拆分出的企業(yè)IT團隊面對這種復(fù)雜環(huán)境，缺乏專業(yè)的云環(huán)境運維平臺來進(jìn)行運維管理，并對分公司的資源使用權(quán)限進(jìn)行管控；

2）成本優(yōu)化難題：復(fù)雜的IT和多云環(huán)境，要求企業(yè)有效把控整體IT成本，控制多云賬戶的成本消耗，整合云資源；

3）上云難題：設(shè)備業(yè)務(wù)系統(tǒng)面臨快速遷移上云難題，同時面臨安全合規(guī)、備份容災(zāi)、多地域網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)的復(fù)雜需求；

4）人力成本難題：現(xiàn)有IT團隊的人力難以支撐起業(yè)務(wù)系統(tǒng)的7x24運維管理。

因此，該企業(yè)迫切的需要一種全方位的IT服務(wù)管理手段和資源管理平臺來治理目前復(fù)雜的環(huán)境，并利用云計算優(yōu)勢整合資源降低成本。

項目啟動后，安暢網(wǎng)絡(luò)成立專門的遷移運維團隊，做了如下工作：

1）實現(xiàn)資源統(tǒng)一納管：逐一摸清客戶總部、各分公司的資源環(huán)境情況，將客戶原VMware虛擬化環(huán)境和物理服務(wù)器加入SmartOps平臺進(jìn)行統(tǒng)一監(jiān)控、統(tǒng)一生命周期管理（開/關(guān)/新建/銷毀/配置調(diào)整），同時將各項目各分公司已存在云賬號進(jìn)行導(dǎo)入，將客戶所有混合云環(huán)境納入統(tǒng)一平臺進(jìn)行監(jiān)控和生命周期及配置管理。

2）實現(xiàn)業(yè)務(wù)組權(quán)限劃分：通過SmartOp平臺的“業(yè)務(wù)組”功能，自由劃分資源池和業(yè)務(wù)組人員的權(quán)限控制。

3）實現(xiàn)IT即服務(wù)：將客戶所有資源都接入SmartOps平臺后，通過平臺ITSM功能模塊將客戶、軟件供應(yīng)商、安暢運維服務(wù)三者流程化有機集合，向客戶提供IT服務(wù)化，客戶建設(shè)新系統(tǒng)、軟件變更、運維問題處理等事件都以IT服務(wù)的形式交付給客戶，大大提升了客戶管理復(fù)雜多云環(huán)境的難度。同時也避免了自身建立多云運維團隊的人力資源投入。

4）實現(xiàn)運維安全統(tǒng)一管控：依托Ops平臺的堡壘機功能，在一個平臺即可運維登陸 集團所有公有云、物理還是虛擬化服務(wù)器內(nèi)部，進(jìn)行業(yè)務(wù)部署和運維管理。

5）實現(xiàn)成本優(yōu)化：SmartOps平臺通過客戶云賬號AK與各大公有云同步云賬單信息，結(jié)合Ops平臺的監(jiān)控系統(tǒng)、來分析主機使用率和 預(yù)算設(shè)置管理，為客戶分析那些資源需要降配節(jié)約成本、那些資源沒有使用閑置狀態(tài)、那些資源負(fù)載高需要升配并將變化后的預(yù)估成本變化進(jìn)行分析展示給客戶，客戶根據(jù)自身業(yè)務(wù)特性或規(guī)則來優(yōu)化成本。

經(jīng)過安暢網(wǎng)絡(luò)遷移運維團隊的工作，該企業(yè)面向混合云和復(fù)雜IT環(huán)境的運維效果得到了如下提升：

1） 運維管理的運維流程得到了簡化，運維和故障響應(yīng)的效率得到了提升，節(jié)省了自建運維團隊的人力成本。

2） 利用SmartOps平臺的監(jiān)控和費用分析自動得出優(yōu)化建議，同時實現(xiàn)預(yù)算控制，降低云計算平臺使用中的成本消耗，充分發(fā)揮云計算的按需收費的優(yōu)勢。

3.4 多云資源一致

隨著企業(yè)雙模態(tài)業(yè)務(wù)之間的深度融合，以及混合云和分布式邊緣云在企業(yè)內(nèi)的應(yīng)用程度加深，應(yīng)用和各類資源在多云之間進(jìn)行平滑遷移的需求逐步顯現(xiàn)，這就需要多云資源一致能力，即“互操作”能力。

多云資源一致的含義在于應(yīng)用和資源能夠無縫地訪問公有云、私有云、中心云、邊緣云的計算、存儲、網(wǎng)絡(luò)等IaaS資源，乃至數(shù)據(jù)庫、中間件、微服務(wù)等PaaS資源，這有賴于多云間的基礎(chǔ)架構(gòu)與標(biāo)準(zhǔn)的統(tǒng)一或兼容。

但是，由于公有云、私有云、中心云、邊緣云往往來自不同廠商，而這些廠商出于差異性競爭、產(chǎn)品創(chuàng)新等需求，都可能會在相對統(tǒng)一的原生技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，如KVM、OpenStack、Kubernetes、Ceph之上增加自己的特性或限制，這使得不同廠商的云在計算、網(wǎng)絡(luò)、存儲等基礎(chǔ)架構(gòu)以及其上的IaaS、PaaS資源都會存在大量異構(gòu)性，其影響主要體現(xiàn)在兩個方面：

1）資源深度耦合：不同云廠商的云原生資源與基礎(chǔ)架構(gòu)深度耦合，云原生應(yīng)用同樣與云原生資源相互耦合，對應(yīng)用和資源的跨云遷移造成障礙。

2）功能進(jìn)化不同步：公有云、私有云、中心云、邊緣云之間的基礎(chǔ)能力無法保證同步進(jìn)化，這阻礙了私有云、邊緣云中的云原生應(yīng)用采用公有云、中心云提供的最新服務(wù)，進(jìn)一步增加了應(yīng)用跨云漂移的難度。

現(xiàn)階段來看，多云資源一致仍然難以建立在開放生態(tài)的基礎(chǔ)上，因為這有賴于云廠商之間的共識，從而在未來實現(xiàn)某些統(tǒng)一的底層標(biāo)準(zhǔn)。

目前，在混合云、分布式邊緣云中實現(xiàn)資源一致性的階段性方案有三種：

1）采用統(tǒng)一廠商的全棧式方案：即由同一家云廠商來提供包括公有云、私有云、中心云、邊緣云產(chǎn)品，這樣做的好處在于完全保證了多云之間基礎(chǔ)架構(gòu)和資源的一致性，能夠讓企業(yè)在私有云、邊緣云中享受到與公有云較為一致的資源服務(wù)，保證了上層應(yīng)用無需改造、無需專門的遷移工具就能實現(xiàn)自由遷移。

2）搭建跨云的云原生技術(shù)中臺：通過Docker容器鏡像、Kubernetes容器編排技術(shù)實現(xiàn)跨云的統(tǒng)一云原生技術(shù)中臺搭建，能夠同時解決資源一致性和跨云遷移自動化的問題，并且能夠進(jìn)一步服務(wù)于應(yīng)用的全生命周期的跨云統(tǒng)一管理，這將在第四章中詳細(xì)介紹。

3）采用第三方云遷移工具：它盡管并沒有改變多云基礎(chǔ)架構(gòu)異構(gòu)的現(xiàn)實，但是卻提供了一種多云資源一致性的替代方案，即通過自動化、標(biāo)準(zhǔn)化的跨云遷移解決方案，降低了應(yīng)用跨異構(gòu)云遷移的成本，這樣的平臺可能是多云管理平臺（CMP），也可能是專業(yè)的云遷移工具。

與混合云解決方案類似，分布式邊緣云同樣存在全棧式、資源一致性的解決方案，較為典型的是華為云的九霄智能邊緣解決方案。

華為云九霄智能邊緣解決方案包括現(xiàn)場邊緣云IEF智能邊緣平臺(Intelligent EdgeFabric)和近場邊緣云IEC智能邊緣云(Intelligent Edge Cloud)兩部分，其中IEC智能邊緣云與華為公有云、華為云Stack基礎(chǔ)架構(gòu)完全一致，主要面向AR/VR、云游戲、互動直播等近場邊緣場景，主要職責(zé)是提供基礎(chǔ)云服務(wù)能力，一般部署在城域網(wǎng)中的地市級、區(qū)縣級機房中。

相比于電信運營商的分布式邊緣云，華為云等云廠商的邊緣云解決方案在基礎(chǔ)架構(gòu)一致性方面的優(yōu)勢，有助于其實現(xiàn)邊云深度協(xié)同。

4.多云架構(gòu)的云原生技術(shù)中臺建設(shè)與應(yīng)用交付

企業(yè)上云和數(shù)字化轉(zhuǎn)型的主要動力之一是為了實現(xiàn)業(yè)務(wù)創(chuàng)新，從而獲得快速的商業(yè)增長。

因此，盡管企業(yè)在上云初期主要關(guān)注基礎(chǔ)設(shè)施平臺的擴容成本、擴容效率、數(shù)據(jù)存儲安全性等問題，但是隨著其云計算應(yīng)用程度加深而不斷加強，企業(yè)對于應(yīng)用交付過程的關(guān)注會持續(xù)加強。

4.1多云架構(gòu)對應(yīng)用交付過程的挑戰(zhàn)

企業(yè)在數(shù)字化轉(zhuǎn)型和業(yè)務(wù)創(chuàng)新過程中，為了快速地實現(xiàn)業(yè)務(wù)迭代和體驗提升，需要不斷通過快速上線新功能的方式來收集用戶反饋，從而用于指導(dǎo)下一步的開發(fā)，從而實現(xiàn)業(yè)務(wù)創(chuàng)新的敏捷化轉(zhuǎn)型。

因此，企業(yè)除了關(guān)注基礎(chǔ)設(shè)施層面的成本、效率優(yōu)化，以及安全合規(guī)等問題，必然會還會關(guān)注實現(xiàn)業(yè)務(wù)創(chuàng)新的云原生應(yīng)用的交付效能。

混合云、分布式邊緣云的出現(xiàn)，對于應(yīng)用交付效能提出了新的挑戰(zhàn)。如果企業(yè)無法有效解決異構(gòu)多云環(huán)境下的應(yīng)用交付效能降低，將阻礙混合云、分布式邊緣云的成功實踐。

如果要想找到評價企業(yè)應(yīng)用交付過程是否能夠為企業(yè)創(chuàng)造足夠價值的一個評價標(biāo)準(zhǔn)，那么“應(yīng)用交付效能”將是十分合適的一個指標(biāo)。應(yīng)用交付效能的含義是應(yīng)用在開發(fā)與構(gòu)建、測試、部署、運維管理的生命周期過程中，在吞吐量和穩(wěn)定性兩方面的綜合表現(xiàn)。

注：交付效能、吞吐量、穩(wěn)定性等定義來自谷歌旗下DORA（DevOps Research and Assessment）發(fā)布的《全球DevOps現(xiàn)狀調(diào)查報告》。

1）吞吐量：含義是應(yīng)用在單位時間內(nèi)更新的功能點的總量，它主要受到變更前置時間和部署頻率的影響。變更前置時間代表應(yīng)用從研發(fā)人員提交代碼到成功在生產(chǎn)環(huán)境中部署所經(jīng)歷的時間長度。部署頻率則與變更前置時間密切相關(guān)，一般來說前置時間越短，能夠達(dá)到的部署頻次就越高。

2）穩(wěn)定性：含義是應(yīng)用交付完成后，在實際生產(chǎn)環(huán)境中持續(xù)發(fā)揮價值的能力，它主要受到變更及服務(wù)失敗率和服務(wù)恢復(fù)時間的影響。變更及服務(wù)失敗率主要指應(yīng)用新功能上線后，由于功能缺陷、體驗性、系統(tǒng)故障等原因，導(dǎo)致應(yīng)用被迫回退到上一版本或重新啟動的概率。服務(wù)恢復(fù)時間指應(yīng)用在因系統(tǒng)故障、性能壓力等原因而停止后到恢復(fù)正常服務(wù)能力所需的時間。

隨著基于容器的DevOps、微服務(wù)治理等產(chǎn)品與方案的成熟，整個云計算的云原生技術(shù)中臺體系逐步形成，它也成為推動云計算時代的企業(yè)應(yīng)用交付效能進(jìn)一步提升的主要動力。云原生技術(shù)中臺對于應(yīng)用交付效能的影響表現(xiàn)在吞吐量和穩(wěn)定性兩方面，如下圖所示。

1）吞吐量：DevOps平臺完全替代了過去開發(fā)、測試人員的手動打包提交、手動部署測試環(huán)境的過程，人工干預(yù)的頻次被極大降低，從而縮短了變更前置時間，提升了部署頻率，最終提升了吞吐量。微服務(wù)架構(gòu)和開發(fā)體系進(jìn)一步將研發(fā)顆粒度細(xì)化，團隊協(xié)作分工更加順暢，縮短了變更前置時間，同時提升了部署頻率，同樣提升了吞吐量。

2）穩(wěn)定性：DevOps平臺實現(xiàn)了從開發(fā)、測試人員到運維人員的流程自動化，容器技術(shù)的可移植性、跨環(huán)境一致性的特性消除了因環(huán)境異構(gòu)導(dǎo)致的變更失敗可能，使得變更及服務(wù)失敗率大幅降低。微服務(wù)治理的路由控制、流量控制、負(fù)載均衡、熔斷限流等服務(wù)大幅降低了故障率，從而減少了服務(wù)恢復(fù)時間。這兩方面因素都使得應(yīng)用交付的穩(wěn)定性極大提升。

但是，以混合云和分布式邊緣云為代表的多云架構(gòu)帶來的異構(gòu)的資源環(huán)境，必然需要打破單一云環(huán)境下的應(yīng)用交付和管理生命周期，在應(yīng)用交付的吞吐量、穩(wěn)定性兩方面都會給企業(yè)帶來新的挑戰(zhàn)。因此，在多云異構(gòu)環(huán)境下，云原生技術(shù)中臺的價值再次凸顯。

4.2 構(gòu)建跨云的云原生技術(shù)中臺

由于以Docker技術(shù)為代表云原生技術(shù)在相當(dāng)程度上能夠屏蔽很大一部分多云間的異構(gòu)性，實現(xiàn)應(yīng)用開發(fā)測試環(huán)境的相對標(biāo)準(zhǔn)化、統(tǒng)一化，因此如果實現(xiàn)云原生技術(shù)中臺的跨云構(gòu)建，那么多云架構(gòu)之上的應(yīng)用交付效能將得到有效提升，如下圖所示。

因此，如何構(gòu)建一套兼容不同廠商的公有云、私有云、中心云和邊緣云的云原生技術(shù)中臺，成為企業(yè)在這一過程中將面臨的主要挑戰(zhàn)。

除了基于不同的云基礎(chǔ)設(shè)施平臺構(gòu)建云原生技術(shù)中臺之外，一些大型政企客戶往往還擁有大量的數(shù)據(jù)中心資源，其中存在各類物理機、VMWare虛擬機。盡管這些資源中并沒有建設(shè)云基礎(chǔ)設(shè)施，但仍然是資源異構(gòu)性的另一種表現(xiàn)。云原生技術(shù)中臺可直接搭建在物理機、虛擬機之上，實現(xiàn)跨異構(gòu)資源、跨地域、跨機構(gòu)的應(yīng)用交付生命周期的統(tǒng)一管理，成為多云架構(gòu)的另一種形式。

在這樣的挑戰(zhàn)下，獨立的容器云廠商的價值得到凸顯，其優(yōu)勢在于中立性、產(chǎn)品化和服務(wù)能力：

1）中立性：獨立容器廠商盡管可能與某些公有云廠商建立緊密的戰(zhàn)略合作關(guān)系，但總體來說其產(chǎn)品并不綁定IaaS平臺，而是能夠充分兼容各類IaaS層資源，包括VMware、OpenStack和主流公有云廠商，從而使得企業(yè)能夠在多公有云上部署同構(gòu)的Kubernetes集群，從而有效支撐統(tǒng)一DevOps平臺的搭建。

2）產(chǎn)品化：獨立容器廠商的產(chǎn)品本質(zhì)上是對原生Kubernetes進(jìn)行二次開發(fā)和產(chǎn)品化封裝，增加大量面向企業(yè)使用場景的功能模塊，并提供友好的部署安裝和用戶交互界面，大幅降低了容器平臺的使用門檻?；谌萜髌脚_，容器廠商一般還提供高度產(chǎn)品化的DevOps平臺，集成面向開發(fā)、構(gòu)建、測試等各階段的中間件和工具，為企業(yè)提供一套端到端的DevOps方案。

3）服務(wù)能力：獨立容器廠商一般具備專業(yè)的服務(wù)團隊，可以為尚不熟悉容器和DevOps的企業(yè)提供培訓(xùn)、咨詢和技術(shù)支持服務(wù)。對于部分具有復(fù)雜定制化要求的企業(yè)，公有云廠商一般不會提供深度的交付服務(wù)，而許多獨立容器廠商則能夠提供此類服務(wù)。

總體來看，基于容器云廠商提供的跨云的云原生技術(shù)中臺，企業(yè)能夠?qū)崿F(xiàn)包含開發(fā)、構(gòu)建、測試、部署與運維過程在內(nèi)的DevOps敏捷開發(fā)過程，避免了因多云異構(gòu)環(huán)境造成的人工操作增多、應(yīng)用交付效能降低的情況。

3.3多云架構(gòu)下“云原生閉環(huán)”的構(gòu)建

盡管在跨云的云原生技術(shù)中臺的搭建過程中，我們看到了獨立容器云廠商的獨特價值，但是它也并非唯一的答案。

實際上，云原生技術(shù)中臺的最初目的，就是為了服務(wù)于云原生應(yīng)用交付的全生命周期。而考慮到敏捷開發(fā)過程周而復(fù)始的過程，這個生命周期顯然不可能是一條單向的直線，而一定會構(gòu)成一個“云原生閉環(huán)”。

根據(jù)一般企業(yè)的軟件研發(fā)及上線流程，這個完整的“云原生閉環(huán)”應(yīng)該包括：業(yè)務(wù)部門流程，即需求提出；研發(fā)和測試部門流程，即需求確定、開發(fā)測試資源申請、開發(fā)與構(gòu)建、測試；運維部門流程：部署、運維管理、問題與需求反饋。隨著運維部門將應(yīng)用在部署或運維中出現(xiàn)的問題反饋到研發(fā)測試部門，整個閉環(huán)周期才完全流轉(zhuǎn)結(jié)束，如下圖所示。

正如上圖所展示，在云原生應(yīng)用交付的生命周期里，除了需求確定、云原生應(yīng)用開發(fā)、測試、應(yīng)用部署等環(huán)節(jié)由容器云廠商占據(jù)主導(dǎo)，在資源申請、監(jiān)控與災(zāi)備這兩個連接開發(fā)測試部門與運維部門的核心環(huán)節(jié)中，企業(yè)都需要相應(yīng)的工具平臺進(jìn)行支撐。

當(dāng)多云異構(gòu)環(huán)境成為企業(yè)中的主流以后，如何實現(xiàn)跨云的資源統(tǒng)一申請、統(tǒng)一監(jiān)控與災(zāi)備，從而有效提升“云原生閉環(huán)”的效率成為企業(yè)的主要痛點之一。

此外，云原生技術(shù)的普遍應(yīng)用也改變了所謂“資源”的定義。傳統(tǒng)IT和云原生出現(xiàn)之前的資源更多的是指的物理資源和虛擬化資源，以及傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫和中間件資源。但云原生技術(shù)成熟之后，容器、云原生數(shù)據(jù)庫、云原生中間件等云原生資源同樣需要進(jìn)行統(tǒng)一申請、統(tǒng)一運維監(jiān)控和災(zāi)備。

在這種背景下，許多廠商的CMP、APM等ITOM工具，正在逐步從基礎(chǔ)設(shè)施層向云原生層進(jìn)行拓展，從而融入到“云原生閉環(huán)”中。

因此，基于“云原生閉環(huán)”的重要價值，我們把面向云原生資源進(jìn)行管理、監(jiān)控并提供IT服務(wù)的云管理工具CMP，以及應(yīng)用性能監(jiān)控工具APM等ITOM工具，都定義為云原生技術(shù)中臺的重要組成部分。

4.3.1 多云架構(gòu)下的資源申請

在單一云的環(huán)境下，企業(yè)往往直接通過公有云、私有云的后臺管理界面來申請資源。但是在越來越復(fù)雜的多云環(huán)境下，有大量獨立的資源申請入口，并且需要通過這些獨立的入口來對資源進(jìn)行管理，對企業(yè)的資源分配造成較大管理困難，多云管理平臺CMP的價值得到充分凸顯。

CMP的最初意義在于提供對異構(gòu)的多云環(huán)境，包括VMware虛擬機、OpenStack私有云、公有云、容器、存儲、SDN等各類資源的統(tǒng)一納管，為企業(yè)優(yōu)化云服務(wù)成本，統(tǒng)計云資源使用情況。

但是，在企業(yè)日益復(fù)雜的多云管理需求下，CMP逐步從單純的資源管理工具，發(fā)展為能夠為IT部門乃至業(yè)務(wù)部門提供服務(wù)化能力的ITSM平臺。

在服務(wù)化趨勢下，CMP可作為對內(nèi)服務(wù)門戶，提供統(tǒng)一的資源申請入口，對包括虛擬主機、存儲、SDN網(wǎng)絡(luò)在內(nèi)的IaaS資源，容器、DevOps、中間件、數(shù)據(jù)庫在內(nèi)PaaS資源實現(xiàn)集中化、服務(wù)化交付。其中，對于VMware這類單租戶、缺乏自服務(wù)能力的傳統(tǒng)虛擬化平臺，CMP能夠有效地為其增加多租戶、自服務(wù)特性，與私有云、公有云等資源實現(xiàn)統(tǒng)一化的管理和交付。

總體來說，CMP的服務(wù)化趨勢提升了IT資源申請、審批和創(chuàng)建的自動化水平，降低了應(yīng)用交付的變更前置時間，提升了應(yīng)用交付吞吐量。

4.3.2 多云架構(gòu)下的監(jiān)控與災(zāi)備

多云異構(gòu)環(huán)境對IT運維管理的挑戰(zhàn)主要體現(xiàn)在性能監(jiān)控、容災(zāi)備份兩方面：

1）性能監(jiān)控：在多云異構(gòu)環(huán)境下，IT系統(tǒng)的隱患和故障類型更加復(fù)雜，多因素故障成為主要的故障類型，故障排查難度上升，而傳統(tǒng)的、單點式的故障監(jiān)控分析工具已經(jīng)難以滿足運維人員的需求，成為提升服務(wù)恢復(fù)時間、應(yīng)用交付穩(wěn)定性的主要瓶頸之一。

面對大量的多因素、關(guān)聯(lián)性故障，APM工具能夠幫助企業(yè)進(jìn)行更加深度和多維度的監(jiān)控分析，能夠通過基礎(chǔ)監(jiān)控協(xié)議、字節(jié)碼探針、SDK/API等方式觸達(dá)包括IaaS、PaaS、應(yīng)用層、日志文件等在內(nèi)的各類IT資源，獲取指標(biāo)數(shù)據(jù)并進(jìn)行關(guān)聯(lián)分析，實現(xiàn)跨越異構(gòu)云環(huán)境的故障定位。

相比于APM，CMP更傾向于提供針對多云環(huán)境的整體運維管理解決方案，在提供多云資源納管和成本優(yōu)化的基礎(chǔ)上，同樣能夠針對多云異構(gòu)的IaaS、PaaS資源提供一系列監(jiān)控告警服務(wù)。此外，容器云廠商的微服務(wù)治理平臺在面向微服務(wù)架構(gòu)應(yīng)用的監(jiān)控方面存在明顯優(yōu)勢。

因此，APM、CMP、微服務(wù)治理平臺等性能監(jiān)控工具的價值，在于能夠幫助企業(yè)降低服務(wù)恢復(fù)時間，提升應(yīng)用交付的穩(wěn)定性和總體效能。

2）容災(zāi)備份：在多云異構(gòu)環(huán)境下，因為私有云、VMWare虛擬機、公有云、跨云網(wǎng)絡(luò)中的各類故障而造成的業(yè)務(wù)中斷風(fēng)險明顯增加，同時由于業(yè)務(wù)創(chuàng)新需求，多云架構(gòu)往往需要進(jìn)行更加頻繁的資源變更，這些都對于應(yīng)用的交付穩(wěn)定性、業(yè)務(wù)連續(xù)性能力提出了更高要求。因此，企業(yè)的容災(zāi)備份需求大大提升。但是，傳統(tǒng)IOE廠商的災(zāi)備技術(shù)較為笨重，難以適應(yīng)云計算環(huán)境下高頻的災(zāi)備需求。

因此，基于云計算技術(shù)的云災(zāi)備平臺能夠有效提升多云環(huán)境中的災(zāi)備效率，同時降低成本，優(yōu)勢主要體現(xiàn)在兼容性、高效性兩方面。在兼容性方面，云災(zāi)備支持平臺架構(gòu)解耦，兼容各種虛擬化平臺和云平臺，如VMWare、KVM、OpenStack等，無廠商綁定限制。在高效性方面，云災(zāi)備平臺支持精簡復(fù)制、斷點續(xù)傳、即時負(fù)載接管應(yīng)急、多副本負(fù)載演練等功能，能夠提升災(zāi)備的成功率和靈活性，將災(zāi)備演練的周期縮短，并通過應(yīng)急接管能力提升多云服務(wù)的業(yè)務(wù)連續(xù)性。

因此，云災(zāi)備平臺的價值在于能夠有效提升企業(yè)的業(yè)務(wù)連續(xù)性，最終提升應(yīng)用交付的穩(wěn)定性和整體效能。

總體來看，多云異構(gòu)環(huán)境下的監(jiān)控災(zāi)備環(huán)節(jié)，主要挑戰(zhàn)在于復(fù)雜的異構(gòu)環(huán)境對性能監(jiān)控、容災(zāi)備份的自動化、標(biāo)準(zhǔn)化程度帶來挑戰(zhàn)，運維人員可能會因此增加人工操作頻次，從而增加失敗率和服務(wù)恢復(fù)時間，最終降低應(yīng)用交付的穩(wěn)定性和總體效能。

而解決這一挑戰(zhàn)的主要途徑是通過CMP、APM、微服務(wù)治理平臺、云災(zāi)備平臺等ITOM工具實現(xiàn)面向多云異構(gòu)環(huán)境的運維過程自動化和標(biāo)準(zhǔn)化。

5.哪些云計算新趨勢將為企業(yè)創(chuàng)造更多價值？

展望未來，隨著云計算技術(shù)深入到企業(yè)的業(yè)務(wù)中，必然會催生兩方面需求：一方面是更好地讓云計算的低成本、高性能算力為企業(yè)的數(shù)據(jù)利用服務(wù)，加速企業(yè)的業(yè)務(wù)創(chuàng)新；另一方面是將云計算與傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)溥M(jìn)行無縫融合，從而更好地為擁有大量歷史遺留IT資源的傳統(tǒng)型、集團型企業(yè)提供全面上云的支撐。

5.1面向數(shù)據(jù)密集型應(yīng)用的云原生技術(shù)中臺

5.1.1數(shù)據(jù)密集型應(yīng)用面臨的生命周期管理挑戰(zhàn)

相比于底層的IT基礎(chǔ)設(shè)施，數(shù)據(jù)和企業(yè)業(yè)務(wù)的聯(lián)系更加緊密。因此，對數(shù)據(jù)普遍應(yīng)用是企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的最直接表現(xiàn)，它能夠為企業(yè)帶來業(yè)務(wù)營收和生產(chǎn)效率的增長，同時有效改善客戶體驗。

企業(yè)對數(shù)據(jù)進(jìn)行利用的歷史非常悠久，從早期的面向主題的數(shù)據(jù)倉庫建設(shè)與OLAP分析，到后來的大數(shù)據(jù)技術(shù)、機器學(xué)習(xí)與深度學(xué)習(xí)的興起，數(shù)據(jù)的利用深度以及產(chǎn)生的價值也在不斷進(jìn)化。

但是企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型進(jìn)程的不斷推進(jìn)，數(shù)據(jù)維度、數(shù)據(jù)類型的越來越復(fù)雜，企業(yè)面臨的業(yè)務(wù)訴求越來越復(fù)雜，對數(shù)據(jù)利用效率的要求越來越高，使得原有的數(shù)據(jù)利用過程遇到了效率瓶頸。

在這樣的背景下，如何從應(yīng)用管理的角度出發(fā)，將數(shù)據(jù)利用過程轉(zhuǎn)化為包括開發(fā)、部署、編排、持續(xù)測試和優(yōu)化等環(huán)節(jié)在內(nèi)的數(shù)據(jù)密集型應(yīng)用的生命周期管理過程，已經(jīng)成為企業(yè)IT與組織能力的核心挑戰(zhàn)之一。

但是，DevOps過去僅僅關(guān)注的是非數(shù)據(jù)密集型的的應(yīng)用，對于以數(shù)據(jù)密集型應(yīng)用的關(guān)注較少，但兩者存在截然不同的需求：

1）數(shù)據(jù)帶來的管理挑戰(zhàn)：面向非數(shù)據(jù)密集型應(yīng)用的DevOps主要關(guān)注代碼、工具、基礎(chǔ)設(shè)施和人員之間的關(guān)系，而數(shù)據(jù)密集型應(yīng)用的開發(fā)過程則增加了數(shù)據(jù)這一額外的元素，它比其他幾者的管理難度更高，需要通過有效的數(shù)據(jù)治理過程來整合多個數(shù)據(jù)源，同時保證數(shù)據(jù)質(zhì)量，最終使得數(shù)據(jù)達(dá)到“業(yè)務(wù)就緒”狀態(tài)。

2）數(shù)據(jù)帶來的工具和人員的挑戰(zhàn)：數(shù)據(jù)密集型應(yīng)用的開發(fā)和維護(hù)過程需要依賴于不同于非數(shù)據(jù)密集型應(yīng)用開發(fā)的技術(shù)棧和工具，包括數(shù)據(jù)建模語言，以及傳統(tǒng)的ETL/ELT、元數(shù)據(jù)管理、主數(shù)據(jù)管理、數(shù)據(jù)質(zhì)量工具，再到數(shù)據(jù)可視化BI工具和數(shù)據(jù)科學(xué)工具，而涉及到的人員也發(fā)生了改變，比如數(shù)據(jù)庫管理員、數(shù)據(jù)分析師、數(shù)據(jù)科學(xué)家、業(yè)務(wù)或運營人員等。

因此，近些年業(yè)內(nèi)有人提出了面向數(shù)據(jù)密集型應(yīng)用的生命周期管理理念——DataOps，它嘗試將數(shù)據(jù)、代碼、工具、基礎(chǔ)架構(gòu)和人員進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化的流程管理，最終提高數(shù)據(jù)開發(fā)過程的生產(chǎn)能力、可重復(fù)性、敏捷性和自助服務(wù)能力，最終實現(xiàn)數(shù)據(jù)科學(xué)模型持續(xù)部署和優(yōu)化。但目前DataOps的具體模式尚不成熟，仍然在持續(xù)探索中。

同時，云計算逐步發(fā)展出為數(shù)據(jù)型應(yīng)用提供計算、存儲、分析、服務(wù)和生命周期管理能力的PaaS——DaaS（既包括了面向數(shù)據(jù)存儲的DB PaaS，又包括了面向數(shù)據(jù)分析和AI建模的Business Analytics PaaS），也就是通常所說的數(shù)據(jù)中臺和AI中臺，它將數(shù)據(jù)開發(fā)過程變成一項能夠在云計算平臺中按需取用的服務(wù)。

5.1.2 云原生技術(shù)實現(xiàn)提供多云、多數(shù)據(jù)中心數(shù)字化應(yīng)用解決方案

然而，面向數(shù)據(jù)密集型應(yīng)用的DaaS與生命周期管理過程，在云計算平臺上的實踐中仍然會面臨一系列挑戰(zhàn)：

1）環(huán)境異構(gòu)性的挑戰(zhàn)：傳統(tǒng)領(lǐng)域企業(yè)在數(shù)據(jù)應(yīng)用實踐中，往往會面臨多云、多數(shù)據(jù)中心等異構(gòu)環(huán)境，而異構(gòu)環(huán)境會直接影響數(shù)據(jù)匯集和利用的效率，從而影響數(shù)據(jù)密集型應(yīng)用開發(fā)的整體效率。

2）生產(chǎn)環(huán)境性能的挑戰(zhàn)：數(shù)據(jù)密集型應(yīng)用在生產(chǎn)部署環(huán)境中需要進(jìn)行大量的數(shù)據(jù)處理和模型推理，對于計算的并發(fā)性要求更高，單臺服務(wù)器上部署多個業(yè)務(wù)會產(chǎn)生資源競爭，但虛擬化會產(chǎn)生明顯的性能損耗，需要輕量化的隔離部署環(huán)境。

3）數(shù)據(jù)交換合規(guī)性的挑戰(zhàn)：非數(shù)據(jù)密集型應(yīng)用的開發(fā)測試過程可以不依賴于真實數(shù)據(jù)源，但是數(shù)據(jù)密集型應(yīng)用則不同，由于其需要進(jìn)行數(shù)據(jù)建模和機器學(xué)習(xí)等過程，必然需要依賴于大量真實數(shù)據(jù)。但是，在多云、多數(shù)據(jù)中心的環(huán)境中，企業(yè)或組織往往需要對割裂在不同地域、不同組織中的數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一匯集，共同進(jìn)行數(shù)據(jù)分析和建模。但是，部分行業(yè)和領(lǐng)域?qū)?shù)據(jù)的合規(guī)性限制往往阻礙了數(shù)據(jù)的跨地域、跨組織的匯集與利用。

面對這些挑戰(zhàn)，基于Docker、Kubernetes等云原生技術(shù)構(gòu)建跨多云、多數(shù)據(jù)中心的DataOps成為企業(yè)的必然選擇。

星環(huán)科技“聯(lián)邦云”助力上海市數(shù)據(jù)交換共享中心實現(xiàn)“一網(wǎng)通辦”

星環(huán)科技是一家專注于企業(yè)級容器云計算、大數(shù)據(jù)和人工智能核心平臺產(chǎn)品研發(fā)的科技服務(wù)商，旗下的Transwarp Data Cloud（TDC）是一個涵蓋了基于容器的數(shù)據(jù)中心云操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)平臺服務(wù)、分析平臺服務(wù)、應(yīng)用平臺服務(wù)的全棧數(shù)據(jù)云平臺，實現(xiàn)了“大數(shù)據(jù)+云+人工智能”的融合，幫助企業(yè)構(gòu)建從底層IT基礎(chǔ)設(shè)施，到數(shù)據(jù)服務(wù)化和應(yīng)用化的企業(yè)級IT基礎(chǔ)設(shè)施能力平臺，產(chǎn)品架構(gòu)如下圖所示。

在TDC產(chǎn)品的基礎(chǔ)上，星環(huán)科技推出了TDC聯(lián)邦云解決方案，通過將跨多個數(shù)據(jù)中心甚至公有云的數(shù)據(jù)、應(yīng)用和基礎(chǔ)設(shè)施資源進(jìn)行統(tǒng)一管理，協(xié)同管理企業(yè)內(nèi)部已有的資源和數(shù)據(jù)，從而構(gòu)建一套完整、統(tǒng)一、互聯(lián)互通的數(shù)字化基礎(chǔ)設(shè)施。

聯(lián)邦云解決方案具備數(shù)據(jù)聯(lián)邦、聯(lián)邦計算、聯(lián)邦學(xué)習(xí)等多方面的數(shù)據(jù)共享利用能力：

1）數(shù)據(jù)聯(lián)邦通過多租戶的方式對數(shù)據(jù)進(jìn)行匯集和共享，保證數(shù)據(jù)安全；

2）聯(lián)邦計算實現(xiàn)跨數(shù)據(jù)中心和云的數(shù)據(jù)庫全局視圖，實現(xiàn)在不移動數(shù)據(jù)的情況下進(jìn)行SQL查詢和合規(guī)性審核；

3）聯(lián)邦學(xué)習(xí)實現(xiàn)跨數(shù)據(jù)中心和云的AI模型訓(xùn)練和迭代，無需進(jìn)行數(shù)據(jù)遷移。

星環(huán)科技TDC“聯(lián)邦云”解決方案的典型客戶是上海市人民政府主管的上海市大數(shù)據(jù)中心，其成立背景是上海市市委辦公廳、市政府辦公廳頒布《上海市全面推進(jìn)“一網(wǎng)通辦”加快建設(shè)智慧政府工作方案》，明確提出“以電子政務(wù)云為基礎(chǔ)，以跨部門、跨層級應(yīng)用為抓手，統(tǒng)籌構(gòu)建‘云數(shù)聯(lián)動’的數(shù)據(jù)共享交換平臺，實現(xiàn)重要信息系統(tǒng)通過統(tǒng)一平臺進(jìn)行數(shù)據(jù)共享交換，打通各部門信息系統(tǒng)、打破‘?dāng)?shù)據(jù)孤島’”。

為了實現(xiàn)這一目標(biāo)，上海市大數(shù)據(jù)中心建設(shè)上海市數(shù)據(jù)共享交換平臺，包含市級數(shù)據(jù)交換子系統(tǒng)、市級數(shù)據(jù)湖、市級數(shù)據(jù)庫、數(shù)據(jù)集成子系統(tǒng)、市級數(shù)據(jù)治理子系統(tǒng)、數(shù)據(jù)服務(wù)子系統(tǒng)等業(yè)務(wù)模塊。

其中，市級數(shù)據(jù)湖匯聚“四大庫”、“市級統(tǒng)建系統(tǒng)”、“各市級委辦系統(tǒng)”、“各行政區(qū)系統(tǒng)”的經(jīng)過初始治理的原始數(shù)據(jù)，市級數(shù)據(jù)庫主要用于存放經(jīng)過一系列清洗、轉(zhuǎn)換、加載、治理步驟后的高質(zhì)量的政務(wù)數(shù)據(jù)資源，其數(shù)據(jù)來源主要來自數(shù)據(jù)湖；數(shù)據(jù)集成子系統(tǒng)實現(xiàn)對數(shù)據(jù)湖數(shù)據(jù)的存儲管理、共享與交換，推送數(shù)據(jù)到治理平臺，并建立與市級數(shù)據(jù)庫的連接。

在項目中，星環(huán)科技基于TDC為上海市大數(shù)據(jù)中心數(shù)據(jù)共享交換平臺提供大數(shù)據(jù)支撐管理子系統(tǒng)，匯集了統(tǒng)一、標(biāo)準(zhǔn)、完整的人口信息數(shù)據(jù)庫、法人單位基礎(chǔ)信息庫、自然和地理基礎(chǔ)信息庫及電子證照信息庫四大庫信息，49家市級委辦政務(wù)數(shù)據(jù)及交換日志數(shù)據(jù)，構(gòu)建三級數(shù)據(jù)共享交換體系，保障數(shù)據(jù)安全，支撐“一網(wǎng)通辦”、“市民主頁”等數(shù)據(jù)服務(wù)能力。

星環(huán)科技的項目實施成果主要體現(xiàn)在一網(wǎng)通辦、政務(wù)大屏、政務(wù)決策支持三方面。

1）一網(wǎng)通辦：把政務(wù)數(shù)據(jù)歸集到共享交換平臺，打通分散的信息和材料；提供政務(wù)服務(wù)、便民服務(wù)、企業(yè)服務(wù)等類服務(wù)；解決企業(yè)和群眾“辦不完的手續(xù)、蓋不完的章、跑不完的路”等麻煩，提高政府辦事效率；將面向企業(yè)和群眾的所有線上線下服務(wù)事項，逐步做到一網(wǎng)受理、只跑一次、一次辦成。

2）政務(wù)大屏：通過挖掘和提煉數(shù)據(jù)庫中不同主題的政務(wù)數(shù)據(jù)的詳盡指標(biāo)，將領(lǐng)導(dǎo)決策層最關(guān)心的數(shù)據(jù)指標(biāo)維度形象化、直觀化、具體化地“一站式”展現(xiàn)，達(dá)到為智慧政務(wù)管理做決策支撐的目的。典型的應(yīng)用包括宏觀經(jīng)濟地圖、人口與信用地圖、低碳能耗地圖等。

3）政務(wù)決策支持：在經(jīng)濟預(yù)測、科技創(chuàng)新、城市規(guī)劃等方面為政府提供決策支持，比如：從宏觀到微觀、行業(yè)和區(qū)域等幾個維度的關(guān)聯(lián)展示，層層揭示各個層級的經(jīng)濟發(fā)展?fàn)顩r，并通過最終需求法等宏觀建模對經(jīng)濟增長水平進(jìn)行預(yù)測和敏感度分析；根據(jù)流行的SCP（結(jié)構(gòu)-行為-績效）范式，從科技政策、人才與資金投入切入，分析科技產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、發(fā)展現(xiàn)狀和產(chǎn)業(yè)績效，并從科技園區(qū)、項目申報等角度展示科技政策的成效；通過對特定功能區(qū)、土地板塊、自貿(mào)區(qū)等城市功能承載區(qū)的量化分析，并疊加相關(guān)人員流動和分布狀況，綜合分析城市規(guī)劃效果和優(yōu)化空間。

總體來看，跨云和數(shù)據(jù)中心的DataOps所應(yīng)具備的核心能力包括：

1）能夠為數(shù)據(jù)密集型應(yīng)用的開發(fā)、測試、部署過程提供一致性的環(huán)境，從而有效提升數(shù)據(jù)開發(fā)效率，降低人工介入頻次；

2）能夠為數(shù)據(jù)分析和模型推理過程提供輕量級隔離的生產(chǎn)部署環(huán)境，以達(dá)到高并發(fā)的計算性能，可直接部署在物理機、公有云的裸金屬服務(wù)器中，以降低因虛擬化而產(chǎn)生的性能損耗；

3）為跨地域、跨機構(gòu)的數(shù)據(jù)匯集與利用提供權(quán)限相互隔離的多租戶環(huán)境，有效保證數(shù)據(jù)的安全合規(guī)性。

按照數(shù)據(jù)利用的階段來看，面向數(shù)據(jù)密集型應(yīng)用的云原生技術(shù)中臺又大體包括云原生數(shù)據(jù)中臺、云原生AI中臺兩類。

1）云原生數(shù)據(jù)中臺：基于各類數(shù)據(jù)庫、數(shù)據(jù)倉庫、數(shù)據(jù)集市，承擔(dān)數(shù)據(jù)接入、數(shù)據(jù)治理、數(shù)據(jù)資產(chǎn)管理、數(shù)據(jù)建模等工作，降低開發(fā)門檻，提升開發(fā)效率。

2）云原生AI中臺：一般需要建立在云原生數(shù)據(jù)中臺的基礎(chǔ)上，打通從數(shù)據(jù)存儲、數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)建模到AI算法的數(shù)據(jù)管道，實現(xiàn)面向自然語言、音視頻、非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)等多模態(tài)數(shù)據(jù)的機器學(xué)習(xí)、深度學(xué)習(xí)，提供低門檻、高效率的AI模型訓(xùn)練、部署與持續(xù)優(yōu)化能力。

綜上所述，云計算技術(shù)未來如果要進(jìn)一步深入企業(yè)業(yè)務(wù)中，進(jìn)一步推動企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型和業(yè)務(wù)創(chuàng)新，并幫助企業(yè)克服因異構(gòu)的傳統(tǒng)IT、多云、多數(shù)據(jù)中心環(huán)境帶來應(yīng)用交付困難，云原生的數(shù)據(jù)中臺與AI中臺將成為其重要的發(fā)展趨勢。

5.2云網(wǎng)融合趨勢重塑傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)管理模式

隨著云計算深度地融入到傳統(tǒng)型、集團型企業(yè)的業(yè)務(wù)之中，它必然要與企業(yè)原有的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)架構(gòu)發(fā)生融合。在這樣的背景下，通過“云網(wǎng)融合”重塑傳統(tǒng)ICT架構(gòu)正在成為云計算發(fā)展的另一項前沿趨勢。

云網(wǎng)融合的主要驅(qū)動力可以歸結(jié)為傳統(tǒng)型、集團型企業(yè)上云過程中的兩個IT架構(gòu)變化趨勢：

1）資源的異地化：正如第一章所述，傳統(tǒng)型企業(yè)的業(yè)務(wù)創(chuàng)新驅(qū)動了各類創(chuàng)新型應(yīng)用的誕生，常常會產(chǎn)生對公有云的需求。此外，為了滿足企業(yè)在不同地域的IT服務(wù)能力，實現(xiàn)核心系統(tǒng)的全面上云，企業(yè)還可能會在多個地域、多個分支機構(gòu)建設(shè)數(shù)據(jù)中心或機房，并進(jìn)行私有云、虛擬化的建設(shè)。以上這兩種因素都推動了企業(yè)IT與云資源的異地化趨勢。

在這樣的背景下，企業(yè)為了提升對外和對內(nèi)的IT服務(wù)和響應(yīng)能力，需要通過專線、VPN、SD-WAN等廣域網(wǎng)技術(shù)實現(xiàn)在異地資源之間實現(xiàn)低延時網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)，并提升網(wǎng)絡(luò)開通和變更的效率。

2）資源異構(gòu)化：由于創(chuàng)新型業(yè)務(wù)、傳統(tǒng)型和核心型業(yè)務(wù)的不同需求，企業(yè)在這些資源進(jìn)行IT建設(shè)和上云過程中，必然會產(chǎn)生包括各類物理資源與虛擬資源、專屬資源與共享資源在內(nèi)的異構(gòu)資源池。由于傳統(tǒng)型企業(yè)業(yè)務(wù)的相對穩(wěn)定性，這些異構(gòu)資源池將會長期存在于IT架構(gòu)中，因此隨著時間推進(jìn)，它們內(nèi)部的、之間的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浼軜?gòu)都會變得越來越復(fù)雜。

對于電信運營商、第三方數(shù)據(jù)中心運營商、廣電等對網(wǎng)絡(luò)服務(wù)能力具有苛刻要求的行業(yè)來說，過去依托于專業(yè)物理設(shè)備、依賴人工操作的網(wǎng)絡(luò)配置過程極大影響了網(wǎng)絡(luò)配置和變更效率。因此，這類企業(yè)亟需通過SDN、NFV等技術(shù)實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的自動配置、拓?fù)潇`活調(diào)整、自動化編排、協(xié)同調(diào)度等能力，即網(wǎng)絡(luò)的云化。

云間互聯(lián)、網(wǎng)絡(luò)云化這兩種云網(wǎng)融合方式在具有多數(shù)據(jù)中心和公有云的企業(yè)內(nèi)，表現(xiàn)方式如下圖所示。

分布式邊緣云是多云異構(gòu)環(huán)境的另一種表現(xiàn)，它在地市、區(qū)縣、園區(qū)等各個級別的邊緣云由于一般不具備駐場的專業(yè)網(wǎng)絡(luò)人員，同樣需要通過SDN/NFV等技術(shù)來實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)配置的自動化和網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的編排，如下圖所示。

此外，由于邊緣云的機房環(huán)境條件的差異往往十分巨大，比如，地市級機房的網(wǎng)絡(luò)資源相對充足，但區(qū)縣級以下機房的網(wǎng)絡(luò)資源相對緊缺，因此SDN部署同樣應(yīng)當(dāng)做出相應(yīng)的適配，實現(xiàn)輕量化的部署方案。

結(jié)語

2010年代，混合云與多云是云計算應(yīng)用的前沿趨勢，它是云計算不斷滿足企業(yè)差異化業(yè)務(wù)形態(tài)過程中出現(xiàn)的必然結(jié)果。

2020年代，除了混合云與多云的趨勢將進(jìn)一步深化，近場化、場景化、融合化將成為云計算應(yīng)用的三大最新趨勢。

邊緣計算驅(qū)動的近場化趨勢，讓云計算算力的空間位置更加貼近企業(yè)現(xiàn)場，加強了云計算對邊緣側(cè)的數(shù)據(jù)利用能力，從而為企業(yè)提供更加低時延、低成本、沉浸式的數(shù)據(jù)利用支撐；

DaaS與DataOps驅(qū)動的場景化趨勢，讓云計算算力的邏輯層次更加貼近企業(yè)業(yè)務(wù)，加強了云計算的數(shù)據(jù)利用效能，從而進(jìn)一步驅(qū)動了企業(yè)的業(yè)務(wù)創(chuàng)新；

云網(wǎng)融合驅(qū)動的融合化趨勢，讓云計算基礎(chǔ)架構(gòu)與企業(yè)、地方、全國、全球等各個范圍的ICT基礎(chǔ)設(shè)施實現(xiàn)高度融合，雙方開始呈現(xiàn)“你中有我，我中有你”的狀態(tài)，最終使得企業(yè)經(jīng)營、個人生活都與云計算結(jié)合得更加緊密而深刻。

未來，愛分析將持續(xù)而深入地追蹤云計算的最前沿趨勢在各個行業(yè)內(nèi)的落地進(jìn)展和最佳實踐。