流動(dòng)計(jì)算與機(jī)器學(xué)習(xí)將全面釋放物聯(lián)網(wǎng)潛能

　　物聯(lián)網(wǎng)(IoT)最初是脫胎于機(jī)對(duì)機(jī)(M2M)技術(shù)，如今不僅已被各行各業(yè)的企業(yè)機(jī)構(gòu)列為頭等大事，而且已經(jīng)好幾年了。盡管如此，這個(gè)概念距離達(dá)到成熟期還有很長(zhǎng)的路要走。這條道路將技術(shù)、經(jīng)濟(jì)和社會(huì)等諸多因素匯聚起來(lái)，共同創(chuàng)造新的數(shù)字化舞臺(tái)，服務(wù)于我們的生活、工作和娛樂(lè)。這是一個(gè)長(zhǎng)遠(yuǎn)的愿景，我們目前僅僅只是走在旅程的起步階段。

　　網(wǎng)絡(luò)化、智能化、自主化

　　大多數(shù)企業(yè)機(jī)構(gòu)都把物聯(lián)網(wǎng)看作是由多個(gè)階段構(gòu)成的整體。大致的思路都是先把設(shè)備連接起來(lái)，然后使它們智能化，最后使它們自主化。例如，自動(dòng)駕駛汽車(chē)就是典型的自主化。早期人們首先關(guān)注的是把各種設(shè)備通過(guò)網(wǎng)絡(luò)互連起來(lái)。但是，當(dāng)你注意到它是一個(gè)整體系統(tǒng)之后，就會(huì)發(fā)現(xiàn)其背后所潛藏的其他組成部分，也就是更多的技術(shù)需求和業(yè)務(wù)需求。

　　目前的現(xiàn)狀是，所有這些組成部分都還不那么成熟，甚至還有些技術(shù)尚未找到適當(dāng)?shù)姆绞?，使其能夠有效地支?a class="contentlabel" href="http://m.butianyuan.cn/news/listbylabel/label/物聯(lián)網(wǎng)">物聯(lián)網(wǎng)愿景中的智能化和自主化的需求。例如，計(jì)算資源的布局方法就是一個(gè)值得討論的方面。

　　流動(dòng)計(jì)算

　　計(jì)算資源究竟應(yīng)該部署在整個(gè)物聯(lián)網(wǎng)的哪些部位，這是一個(gè)十分重要的議題。計(jì)算能力在過(guò)去的四十年中一直在集中式于分布式之間搖擺，而最新的趨勢(shì)是云計(jì)算——這也是一種集中化的方法。市場(chǎng)上有一種觀念，認(rèn)為我們正在回到分布式計(jì)算模式，但我不認(rèn)為這種情況必然會(huì)發(fā)生。是的，我們需要把更多的計(jì)算能力部署到網(wǎng)絡(luò)邊緣，但為了充分發(fā)揮物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)有潛力，真正需要實(shí)現(xiàn)的是流動(dòng)計(jì)算(Fluid Computing)。

　　為了讓物聯(lián)網(wǎng)充分發(fā)揮其潛力，系統(tǒng)需要能夠以流動(dòng)為基礎(chǔ)來(lái)獲取和使用計(jì)算資源。在云端，企業(yè)級(jí)的虛擬化能力推動(dòng)了彈性計(jì)算，于是企業(yè)可以讓?xiě)?yīng)用軟件運(yùn)行在任何可利用的計(jì)算資源之上，而不論這些資源位于何處。

　　讓計(jì)算能力在邊緣、霧和云之間流動(dòng)起來(lái)

　　我們風(fēng)河公司一直在與客戶(hù)一起規(guī)劃他們的未來(lái)，并向他們展示如何接受流動(dòng)計(jì)算的概念并加以擴(kuò)展，目標(biāo)就是在物聯(lián)網(wǎng)的邊緣、霧和云之間實(shí)現(xiàn)工作負(fù)載的最佳均衡。創(chuàng)建一個(gè)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，允許企業(yè)以流動(dòng)的方式使用任何層次的計(jì)算資源，這樣就可以按照需要將工作負(fù)載部署到最佳的計(jì)算資源之上。

　　最終，這將創(chuàng)造一種環(huán)境，其中的計(jì)算資源可以滿(mǎn)足各種應(yīng)用需求，并且實(shí)現(xiàn)資源利用效率的最大化。然而，這是很復(fù)雜的工程，對(duì)于許多人來(lái)說(shuō)，它代表了一個(gè)全新的IT愿景。

　　一段時(shí)期以來(lái)，嵌入式系統(tǒng)開(kāi)發(fā)人員已經(jīng)在左右橫向坐標(biāo)軸上實(shí)現(xiàn)了工作負(fù)載的綜合化。他們已經(jīng)能夠?qū)崿F(xiàn)嵌入式虛擬化技術(shù)在聯(lián)合制系統(tǒng)中的綜合運(yùn)用，從而降低了整體成本。下一個(gè)挑戰(zhàn)就是，如何實(shí)現(xiàn)縱向上下坐標(biāo)上(邊緣、霧和云之間)實(shí)現(xiàn)工作負(fù)載的和協(xié)調(diào)和綜合。

　　其中一個(gè)關(guān)鍵是云架構(gòu)的利用，而不是繼續(xù)構(gòu)建客戶(hù)定制的嵌入式解決方案。要做到這一點(diǎn)并不容易，而更大的挑戰(zhàn)在于如何有效地做到這一點(diǎn)，同時(shí)保持關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施所必須達(dá)到的系統(tǒng)完整性、性能和確定性。

　　以軟件定義推動(dòng)商業(yè)模式轉(zhuǎn)型

　　風(fēng)河公司一直專(zhuān)注于幫助客戶(hù)應(yīng)對(duì)計(jì)算資源方面的挑戰(zhàn)，努力實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)的愿景，同時(shí)也關(guān)注著未來(lái)市場(chǎng)將會(huì)創(chuàng)造出的商業(yè)模式。隨著我們?cè)谖锫?lián)網(wǎng)完整體系上的加速推進(jìn)，必須考慮到實(shí)質(zhì)上的商業(yè)模式轉(zhuǎn)型。推動(dòng)云計(jì)算和電信數(shù)據(jù)中心向軟件定義網(wǎng)絡(luò)(SDN)和網(wǎng)絡(luò)功能虛擬化(NFV)的轉(zhuǎn)型，這已經(jīng)對(duì)傳統(tǒng)設(shè)備供應(yīng)商的商業(yè)模式產(chǎn)生了深遠(yuǎn)的影響。他們以往的盈利策略都是與專(zhuān)用解決方案緊緊捆綁在一起的。

　　最終用戶(hù)正在推動(dòng)計(jì)算平臺(tái)、軟件基礎(chǔ)設(shè)施、應(yīng)用軟件和業(yè)務(wù)流程的解耦(Decoupling)，這將對(duì)供應(yīng)鏈造成顛覆性的重大變化，迫使企業(yè)解決方案的供應(yīng)商重新思考他們將如何創(chuàng)造和獲取價(jià)值。例如，我們現(xiàn)在看到，思科的轉(zhuǎn)型就是這種演變的典型例子。

　　這種趨勢(shì)同樣也發(fā)生在傳統(tǒng)的嵌入式領(lǐng)域，如工業(yè)控制市場(chǎng)。生產(chǎn)制造和流程加工企業(yè)的擁有者正在努力讓原有的設(shè)備在新的物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境中繼續(xù)發(fā)揮作用，并且以創(chuàng)新的方式來(lái)應(yīng)對(duì)新的市場(chǎng)變化，同時(shí)還必須進(jìn)一步降低成本。他們正在探索如何利用虛擬化和拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)解耦，以便能夠靈活地部署創(chuàng)新的技術(shù)。

　　跨越異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)聯(lián)合體系

　　創(chuàng)新的技術(shù)應(yīng)用肯定不能運(yùn)行在傳統(tǒng)的IT基礎(chǔ)架構(gòu)之上，必然要求新型的流動(dòng)計(jì)算架構(gòu)，包括新型的邊緣計(jì)算平臺(tái)，從而實(shí)現(xiàn)超低延遲的性能、貫穿邊緣與云端的綜合性安全機(jī)制、電信運(yùn)營(yíng)商級(jí)的正常運(yùn)行時(shí)間，并且支持最小規(guī)模的資源配置。典型的邊緣計(jì)算平臺(tái)與運(yùn)行在云端數(shù)據(jù)中心的企業(yè)級(jí)核心基礎(chǔ)架構(gòu)存在顯著差異，同時(shí)還需要在分布式的云計(jì)算平臺(tái)與邊緣計(jì)算資源之間建立經(jīng)濟(jì)有效的聯(lián)合體系(Federated Systems)，并確保其云無(wú)關(guān)(Cloud-Agnostic)抽象。

　　最近在巴塞羅那舉行的世界移動(dòng)通信大會(huì)(2018 MWC)上，VMware與風(fēng)河公司聯(lián)合展示采用ONAP聯(lián)合計(jì)算體系，實(shí)現(xiàn)了跨越多種云平臺(tái)的多租戶(hù)業(yè)務(wù)。這是在ONAP Multi-VIM/Cloud Project之下展開(kāi)合作的成果，因?yàn)閂Mware和風(fēng)河都是其中的領(lǐng)先貢獻(xiàn)者。這個(gè)項(xiàng)目的目標(biāo)是推動(dòng)ONAP的設(shè)計(jì)以及云無(wú)關(guān)基礎(chǔ)架構(gòu)環(huán)境的部署，包括OpenStack及其不同版本、共有和私有云、微服務(wù)容器等實(shí)例。在這項(xiàng)演示系統(tǒng)中，Wind River Titanium Cloud處于邊緣部位，而VMware vCloud NFV OpenStack Edition處于核心部位。應(yīng)用情景則是虛擬CPE和虛擬IMS。在這兩種情境中，邊緣部件都運(yùn)行在Wind River Titanium Cloud之上，而核心部件運(yùn)行在VMware VIO. ONAP編排器之上，在邊緣和核心云之間實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)流動(dòng)的自動(dòng)化，控制著整體的服務(wù)交付和生命周期管理。

　　這種跨越異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)(VMware VIO和Wind River Titanium Cloud)的聯(lián)合體系正式服務(wù)提供商所需要的高增值邊緣服務(wù)，既可以用于拓展其現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)，又可以用于增加新的網(wǎng)絡(luò)。

　　工業(yè)系統(tǒng)正在向電信系統(tǒng)學(xué)習(xí)

　　在過(guò)去的50年里，工業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)的服務(wù)方式可以概括為“插上插頭之后只能禱告(Plug and Pray)”。也就是說(shuō)，每當(dāng)人們?cè)谙到y(tǒng)中添加一件新的設(shè)備，就只能向上帝禱告祈求它正常工作，不要出現(xiàn)任何問(wèn)題。因?yàn)橐坏┌l(fā)生問(wèn)題，維修和更換的成本是不可估量的。例如，安裝在核反應(yīng)堆之中的發(fā)電機(jī)組就屬于這種情況。在物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代，我們既有可能也應(yīng)該獲得新的方法來(lái)解決這類(lèi)問(wèn)題。

　　當(dāng)今的技術(shù)創(chuàng)新發(fā)展迅速，工業(yè)企業(yè)如果不了解如何運(yùn)用這些新技術(shù)來(lái)加快應(yīng)變速度、降低運(yùn)營(yíng)成本，必將在競(jìng)爭(zhēng)中處于劣勢(shì)。我們?cè)谶@里探討就是，工業(yè)企業(yè)已經(jīng)感受到壓力，發(fā)現(xiàn)自己可以了解評(píng)估一下，在云計(jì)算和電信數(shù)據(jù)中心已經(jīng)發(fā)生的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)變遷，以便確定哪些新技術(shù)可以應(yīng)用在自己所在的領(lǐng)域。

　　這些方法在工業(yè)市場(chǎng)傳統(tǒng)供應(yīng)商的商業(yè)模式之下有可能讓人感到迷惑，與我們?cè)谠朴?jì)算和電信市場(chǎng)出現(xiàn)的情況十分類(lèi)似，不必恐慌。我們已經(jīng)看到，工業(yè)控制企業(yè)正在積極嘗試從相鄰行業(yè)中學(xué)習(xí)，調(diào)整轉(zhuǎn)變自己的價(jià)值主張，同時(shí)重新思考伴隨著這種轉(zhuǎn)變應(yīng)該采取的盈利策略。他們開(kāi)始認(rèn)識(shí)到，自己的價(jià)值將越來(lái)越多地在應(yīng)用程序和業(yè)務(wù)流程的層級(jí)產(chǎn)生，而不是在計(jì)算平臺(tái)、軟件基礎(chǔ)設(shè)施這兩個(gè)層級(jí)。

　　轉(zhuǎn)變流程才是數(shù)字化革命

　　我們做為技術(shù)服務(wù)提供商，正在迅速解決的技術(shù)挑戰(zhàn)主要包括：1)把不同的設(shè)備連接起來(lái);2)使其智能化;3)接著就是使這些設(shè)備能夠自主地學(xué)習(xí)和采取行動(dòng)。要真正實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)愿景所承諾的目標(biāo)，同樣也需要商業(yè)模式的快速發(fā)展，以便消費(fèi)者的需求和供應(yīng)商的能力相互匹配起來(lái)。對(duì)于很多企業(yè)來(lái)說(shuō)，這是非常不同以往并且非常巨大的轉(zhuǎn)變，而且很多企業(yè)和很多管理人士都擔(dān)心在此過(guò)程中破壞了他們?cè)械臓I(yíng)業(yè)收入引擎。

　　當(dāng)然，計(jì)算資源只是物聯(lián)網(wǎng)道路向前推進(jìn)的一個(gè)方面。另一個(gè)顯而易見(jiàn)的方面是數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)等同于新時(shí)代的石油。雖然我們已經(jīng)在捕捉和利用數(shù)據(jù)方面取得了一些進(jìn)展，但還沒(méi)有真正體驗(yàn)到物聯(lián)網(wǎng)所承諾的誘人成果。

　　我最近閱讀了大量的資料都是有關(guān)工業(yè)革命的到來(lái)，其中歷史上最大的突破是利用蒸汽來(lái)推動(dòng)工廠(chǎng)里的傳送帶和齒輪。不久之后，大型直流電機(jī)取代了蒸汽機(jī)。然而，電力并沒(méi)有從根本上改變制造業(yè)，它只是提供了一種更有效的動(dòng)力來(lái)驅(qū)動(dòng)傳送帶和齒輪。真正的轉(zhuǎn)變直到大量小型電動(dòng)機(jī)的分布式應(yīng)用出現(xiàn)之后才得以發(fā)聲，這表明人類(lèi)真正開(kāi)始理解和改變傳統(tǒng)的生產(chǎn)制造流程，從而在根本上改變了生產(chǎn)模式。

　　我們對(duì)數(shù)據(jù)的處理思路基本上是一樣的。數(shù)據(jù)不是新現(xiàn)象，它一直都存在。關(guān)鍵是我們要找到訪(fǎng)問(wèn)、存儲(chǔ)和分析數(shù)的更有效方法。如果我們不能在物聯(lián)網(wǎng)的邊緣部署計(jì)算資源，就代表我們沒(méi)有做任何新的完全不同的事情，正如我們剛剛開(kāi)始部署大型電動(dòng)機(jī)，而尚未改變生產(chǎn)流程。

　　機(jī)器學(xué)習(xí)是物聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵

　　作為一項(xiàng)具備轉(zhuǎn)型意義的關(guān)鍵技術(shù)而被廣泛討論的是機(jī)器學(xué)習(xí)，這是實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)崇高愿景的關(guān)鍵。

　　機(jī)器學(xué)習(xí)在20世紀(jì)40年代以及艾倫圖靈之后就已經(jīng)存在了。早期的方法是使用符號(hào)編程，依靠機(jī)器規(guī)則作為學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)。如今，算法的發(fā)展已經(jīng)轉(zhuǎn)向了模式識(shí)別，應(yīng)用精細(xì)化的學(xué)習(xí)技術(shù)。隨著機(jī)器學(xué)習(xí)朝著這個(gè)方向發(fā)展，我們已經(jīng)看到應(yīng)用效率的巨大提升。當(dāng)然它還處于新生階段，但發(fā)展速度是驚人的，其影響將是具備轉(zhuǎn)型意義的。

　　然而，支持機(jī)器學(xué)習(xí)必然會(huì)需要更大的計(jì)算資源。我們遇到的主要挑戰(zhàn)是將計(jì)算資源遠(yuǎn)遠(yuǎn)地推到產(chǎn)生數(shù)據(jù)的網(wǎng)絡(luò)邊緣，這樣就可以讓設(shè)備自身在更短的時(shí)間內(nèi)做出關(guān)鍵性的決策，而不會(huì)因?yàn)橐獙?shù)據(jù)傳送到云端而產(chǎn)生時(shí)間延誤。最終，企業(yè)會(huì)希望實(shí)現(xiàn)流動(dòng)計(jì)算的模式，以便為在任何需要的地方和需要的時(shí)間為設(shè)備賦予智能。于是，我們將真正能夠充分利用機(jī)器學(xué)習(xí)的力量。

　　下決心主動(dòng)轉(zhuǎn)型，因?yàn)楦?jìng)爭(zhēng)者隨時(shí)會(huì)到來(lái)

　　做好物聯(lián)網(wǎng)轉(zhuǎn)型這件事必須抱有強(qiáng)烈的意愿。決心有多大，這是一個(gè)非常重要的問(wèn)題。任何企業(yè)機(jī)構(gòu)，如果他們把物聯(lián)網(wǎng)和機(jī)器學(xué)習(xí)視為一個(gè)新的陌生領(lǐng)域，那就必須去學(xué)習(xí)。對(duì)于學(xué)習(xí)意愿和學(xué)習(xí)能力，無(wú)論怎么強(qiáng)調(diào)都不會(huì)過(guò)分。

　　如果企業(yè)機(jī)構(gòu)認(rèn)為僅僅依靠他們?cè)蓄I(lǐng)域的知識(shí)就可以阻止來(lái)自鄰近市場(chǎng)的新競(jìng)爭(zhēng)者，那么他們肯定就打錯(cuò)算盤(pán)了!只要能夠獲得正確的數(shù)據(jù)集，同時(shí)擁有足夠的計(jì)算資源，程序員即便只有有限領(lǐng)域?qū)ｉT(mén)知識(shí)，也可以開(kāi)發(fā)出能夠取得顯著成果的算法。所以，企業(yè)機(jī)構(gòu)必須認(rèn)識(shí)到，必須加快自己發(fā)展機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)應(yīng)用的速度，否則他們將看到來(lái)自臨近市場(chǎng)的新競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手，在他們的后視鏡里迅速追趕上來(lái)。

　　機(jī)器學(xué)習(xí)的應(yīng)用不是今天即可到手的獎(jiǎng)品，但卻是近期容易到手的目標(biāo)，基本上用不了一年時(shí)間。但在下一個(gè)十年里，機(jī)器學(xué)習(xí)和流動(dòng)計(jì)算的發(fā)展將大大加速。流動(dòng)計(jì)算、IT可擴(kuò)展性和機(jī)器學(xué)習(xí)是迷人的技術(shù)，從戰(zhàn)略的角度來(lái)看，風(fēng)河正在研究如何包容所有這一切。

　　結(jié)語(yǔ)

　　流動(dòng)計(jì)算和機(jī)器學(xué)習(xí)和在工程師群體中產(chǎn)生了非常好的共鳴，但給商務(wù)人士帶來(lái)了恐懼感，因?yàn)樗麄儾坏貌恢匦滤伎甲约喝绾蝸?lái)創(chuàng)造價(jià)值，職權(quán)范圍不再像以往那樣能夠確保你的地位。從技術(shù)的角度來(lái)看，這將是一個(gè)令人耳目一新的時(shí)代。從商業(yè)的角度來(lái)看，則是一個(gè)遭遇極度顛覆性的時(shí)代。