云聯壹云：天空計算——云計算的下一個時代？

根據加州大學伯克利分校的兩位杰出計算機科學教授Ion Stoica和 Scott Shenker 的說法，我們即將從云計算時代過渡到“天空計算”時代。

顧名思義，天空計算是云平臺之上的一層——其目標是實現云之間的互操作性。

Stoica 教授曾正確預測云計算的未來，早在 2009 年 2 月，他和伯克利的一群學者發表了一篇關于當時新興的云行業的有影響力的論文。

當時，亞馬遜網絡服務剛剛成立幾年，谷歌唯一的云產品是 App Engine，微軟的 Azure 尚未正式發布。2009 年的論文得出的結論是，“夢想已久的計算作為一種實用工具的愿景終于出現了。”

盡管云計算確實在 2010 年代從根本上改變了 IT 行業以及應用程序的構建和部署方式，但也存在一個明顯的問題——云計算并沒有像互聯網或網絡那樣成為一種公用事業。

到 2021 年，沒有一個單一的底層云平臺具有一套任何人都可以使用的開放標準。取而代之的是，云計算已經演變成一系列在很大程度上彼此不兼容的專有平臺：亞馬遜網絡服務(AWS)、微軟 Azure、谷歌云等。因此 Stoica 教授的論文中出現了“一個更加商品化的云計算版本，稱之為天空計算”的愿景。

實施多云平臺

從本質上講，這是關于啟用多云應用程序開發。“為了實現效用計算的愿景，應用程序應該能夠在任何云提供商上運行（即，一次編寫，隨處運行），” Stoica 教授的論文斷言。

本質上，天空計算支持多云應用程序開發。

開發人員為何要為多云環境構建應用程序？傳統觀點認為，選擇一個云提供商并使用該公司提供的服務套件會更容易。然而，該論文拒絕了這一觀點，而是建議具有“計算密集型工作負載”的應用程序更適合多云環境。

因為計算更簡單，不需要處理出口費用，將數據放入云中無需花錢，但將數據從云中取出需要花費很多，特別是正在進行訓練或高參數調整的機器學習中。這些都是計算密集型的工作，因此將這些工作轉移到可以更快、更便宜地完成的地方是很有意義的。當然，如果移動計算，還需要移動訓練數據——但總的來說，與訓練或調整模型的成本相比，移動這些數據的成本相形見絀。”

該論文建議天空計算由三層組成：“一個用于掩蓋低級技術差異的兼容層，一個將作業路由到正確云的云間層，以及一個允許云之間就有關問題達成一致的對等層。” 這三層反映了互聯網本身的設計方式——例如，互聯網協議 (IP) 提供了網絡間兼容性。

天空計算由三層組成：兼容性、云間和對等。

兼容層將使應用程序開發人員能夠輕松地選擇他們的應用程序并將其從AWS 遷移到 Google Cloud。多云的用武之地是云間層，因為它將允許應用程序跨多個云提供商運行——這取決于用戶的需求。以下是 Stoica 教授的解釋：

理想情況下，通過云間層，用戶可以為其工作指定首選項——比如想最小化成本，或最小化時間，或者需要在本地處理這些數據——云間層將決定在何處運行客戶工作以滿足這些偏好。

關于數據本地性示例，應用程序必須使用特定地理位置的原因可能是地緣政治或其他原因。如果一個應用程序想要處理一些不得離開某個國家/地區邊界的數據，并且該國家/地區只有一個云數據中心。在這種情況下，云間層會自動將該應用程序路由到該云數據中心。但所有其他應用程序可能使用不同的云平臺，具體取決于應用程序開發人員定義的云間規則。

誰來提供這個云間層？Stoica 教授認為它可以由現有的云平臺提供，或者可能會出現一種新型的“虛擬云”公司來專門從事這種路由功能。他建議使用“無基礎設施云”這一術語，因為云間層不需要基礎設施（服務器、數據庫等）。

云計算頭部企業如何應對？

隨著多云成為天空計算的優先事項，一個關鍵的挑戰將是購買當今市場領先的云平臺——尤其是 AWS、微軟和谷歌。

那么哪些主要平臺會率先邁向天空計算，他們的動機是什么？

根據經濟學理論，在市場上排名第二或第三的云（例如谷歌）最有可能做到這一點，因為這是他們獲得更多市場份額的一種方式。如果他們提供更快或更便宜的基礎設施，天空云平臺將使他們更容易從其他云中獲得更多工作負載。

但是，應用程序開發人員不一定需要大型云平臺的許可才能獲得“天空計算”功能。

現在可以做到開發一個應用程序——比如機器學習管道——并進行數據處理、訓練和服務來為模型提供服務。可以在谷歌上接受培訓，在亞馬遜上服務。

今天使用多云的問題在于，它是“笨拙”且“不是自動的，而是手動的”，當然還有出口費用。

天空計算可能會擴展云提供商的軟件即服務業務。

大公司面臨的另一個挑戰是，他們會將此視為其核心云平臺的商品化。但 Stoica 指出，這些企業的其他部門將受益——例如，對于微軟的 Office 團隊，“這將允許他們在亞馬遜的云或谷歌云上運行 Office。”

因此，天空計算可能會擴展大型云提供商的軟件即服務業務。當然，微軟是否愿意這樣做仍然存疑，但如果所有的云競爭對手都轉向天空計算模式，那么他們將別無選擇，只能跟隨市場。

會出現下一個 Kubernetes 嗎？

Docker 和 Kubernetes 作為大規模管理云計算的方式出現在多年之前，那么 DevOps 工具中的類似創新是否可能會在未來幾年內推動天空計算的采用？

“展望未來，我認為會有很多創新，因為將云抽象出來并不容易。即使它們提供相同的服務——比如 Kubernetes——谷歌托管的服務與亞馬遜或微軟托管的并不完全相同，所以從根本上說，發布和公開服務 API 的能力，以及它們之間的差異，我認為會在這些方面看到很多創新。”

Stoica 教授還認為在數據層（因為必須透明有效地跨云移動數據）和安全（需要授權和認證，每個云略有不同）都會有創新。

未來會有很多創新，考慮到它們提供的無數服務，將云抽象出來并不容易。

因此，也許類似于 2010 年代的云計算革命為這些云平臺之上的服務開辟巨大的市場，我們現在稱之為“云原生”行業，初創公司將有很多機會提供解決方案促進或建立在天空計算層上。

同樣，前端也需要解決方案。開發人員將如何指定上面提到的應用程序首選項（使用云間層）？

并且另一個挑戰將是“如何指定可以分發的應用程序的主要組件以及在哪里分發。” 例如，也許客戶想在 Google 上完成機器學習方面的工作，但在 AWS 或 Azure 上完成另一項關鍵任務。因此，隨著天空計算時代的到來，這將是初創公司在未來十年探索的藍海。

結論

Stoica教授和他的伯克利同事在 2009 年對云計算的未來有先見之明，現在，Stoica教授在新論文中為公用事業云計算提供了令人信服的案例。但要實現這一愿景，至少有一家大型云提供商需要邁出構建兼容性和云間層的第一步。

這家公司可能會是 Google（畢竟它是開發 Kubernetes 的公司）。但微軟也證明了它愿意支持開源并轉向新興的云計算趨勢。雖然市場領導者 AWS 邁出第一步的可能性很小，但亞馬遜實際上也是發明了云計算的公司。

無論哪個云計算公司邁出第一步，眾多新創業公司都將有機會在未來十年構建天空計算平臺時大放異彩。