VMware的“IT基础设施2.0”

丁海骜

2020年4月21日晚上，欧洲某地的一些天文爱好者在等待难得一见的天琴座流星雨。但是接下来发生的一切，让他们目瞪口呆，甚至忘了许愿：他们等到的不是什么流星雨，而是数十颗星星列队行军般地划过夜空，他们中有些人甚至觉得自己成了UFO的见证者。但实际上这些星星并不是什么天外来客，而是来自人造的、马斯克太空服务公司SpaceX发射的星链——这是马斯克又一项雄心勃勃的计划：用大推力的猎鹰火箭，把42，000颗卫星送到近地轨道，实现全球自主網络。

这是在VMworld 2020 China 年度会议上，VMware大中华区高级技术总监李刚在主题演讲当中描绘的一个颇有画面感的场景，李刚演讲的关键词是“基础设施2.0”：他试图用SpaceX星链计划来说明，对于很多行业来说，来自“基础设施”的持续创新，总说能够带给顶层应用意想不到的质的飞跃：例如SpaceX的星链计划，实际上就是通过对传统的“航天基础设施”——运载火箭——进行了一系列的创新和突破，才真正将太空运输、卫星部署等应用场景从科幻变成了现实。

“我们往往习惯于信息技术在应用领域不断创新去颠覆其他行业，但是作为IT领域里硬核技术最密集的基础设施，我们又总是在用相对静止的眼光去看待，甚至于当数字基建这个词出现的时候，有些人还真的把IT基础设施当成传统的基建项目来看待。事实是：IT基础设施2.0的时代已经悄然的到来。”李刚强调，从航天领域到IT行业，各个领域都处在一个技术和应用高速迭代的时代。此时对IT基础设施本身进阶给予更多关注，在很大程度上，将会给未来带来深刻的影响。

对于IT基础设施新架构的需求，很大程度来自于应用端对于数据需求的空前旺盛，以及对速度和效率更极致的要求。

早在两年前，谷歌工程师Cliff Young在一个芯片研讨会提到：按照传统意义上的摩尔定律，处理器的性能每隔两年翻一倍；但是现在AI的使用，已经达到了一个“指数增长阶段”，执行机器学习神经网络所需的浮点运算量，每三个半月就翻一番。因此结论是：半导体发展的经验法则摩尔定律已经陷入停滞，传统芯片已经难以实现更高的性能和效率。

既然传统的摩尔定律已经“失效”，那么只有通过其他方式发掘IT基础设施的“潜力”。

“希望在创新的架构上。”李刚认为，对于“IT基础设施2.0”的定义，应该“把IT基础设施看成是一个整体，看作是对算力节点的大规模分布式部署”。如果从这个角度去定义“IT基础设施2.0”，那么实际上新一代的IT基础设施，不仅需要向内，实现对现有算力节点能力的发掘和优化；而且需要向外，为用户和应用提供一个可扩展、开放的便捷操作能力。“它应该是一个高度自动化地提供高度分布式处理能力的、全新一代的基础设施。”李刚说。

“传统架构中，太多的算力并没有直接去处理业务数据，而是用来做网络或者存储I/O的数据处理。当一个物理网络链路的带宽达到200g每秒的时候，算力中被浪费的部分是十分惊人的。所以我们需要进一步层次化我们的算力架构，来设计专门的子系统和芯片来进行数据传输的处理。”对于发掘和优化现有算力节点能力的问题，李刚列举了包括MemVerge的大内存技术、英伟达的DPU和Smart NIC（智能网卡），他强调，基于这些创新技术和产品的“IT基础设施2.0”，最大的价值在于能够真正释放现有算力的价值，打破以往算力节点间的边界。

事实上就在几天前的VMworld 2020数字化全球大会上，VMware发布的Project Monterey项目，在很大程度上就是为了解决这样的问题。

根据VMware发布的官方信息中，Project Monterey首先通过支持SmartNIC，VMware Cloud Foundation能够在保持服务器CPU的计算虚拟化同时，将网络和存储I/O功能卸载至SmartNIC CPU，从而使应用程序可以最大化地利用可用的网络带宽，减少服务器CPU周期，以获得最佳应用性能。

进而，通过Monterey项目，VMware将重构VMware Cloud Foundation，从而实现对服务器的解耦，包括扩展对裸机服务器的支持。用VMware首席运营官Sanjay Poonen在接受采访时说的话，就是“通过SmartNIC，让原来运行在X86 CPU上的vSphere，拓展到扩展至GPU和基于ARM的架构”。从用户的角度看，通过Project Monterey，VMware的VMware Cloud Foundation就可以通过SmartNIC延伸到企业所有的（包括X86虚拟机、ARM架构裸机）基础架构当中，那么企业的IT架构无论构成有多复杂，实际上本质也是一个可以解耦的基础架构：算力得到真正的软件化和解放，用户可以跨基础架构消费他们所需的其他物理服务器的FPGA等硬件加速器资源，还可以根据应用需求基于策略或通过软件API动态访问物理资源。

算力节点被打通，效率被提高，那么如何才能更“简捷”地将这种能力传递到最终的应用呢？

“软件定义使得对基础设施的自动化交付和运维成为可能，但是一直以来，业界都没有出现过一个贯通全栈的、对不同的厂商开放的一个整体的IT基础架构，这一状况直到Kubernetes项目诞生才发生了改变。”李刚反复强调，Kubernetes对于“IT基础架构2.0”的价值：“Kubernetes介于应用软件和基础设施之间，它同时支持应用软件现代化和基础设施现代化，并且定义了应用软件和基础设施、新的自动化的界面。Kubernetes自身的架构设计，使它有能力成为平台的平台：Kubernetes把基础设施的一切都视为是服务，并且用一种优雅和简洁的方式来支持这些服务的编排，来实现一个更复杂的服务。”在李刚看来，Kubernetes未来将成为“真正意义上的IT基础设施的operating system（操作系统）”。

VMware对于Kubernetes的产品化，从2019年8月用户大会上推出Tanzu开始——当时，Tanzu的功能被定义为面向企业应用的开发者和运维者，简化其在Kubernetes上构建、运行及管理軟件的模式。具体来说，就是通过利用新增的Pivotal开发者平台、工具及服务构建其应用程序，将vSphere转换为Kubernetes原生平台的Project Pacific运行应用程序，同时借助VMware Tanzu Mission Control，从单一控制点对不断增长的Kubernetes覆盖区域实施跨环境管理。

而就在几天前，VMware对Tanzu进行了一次关键性的升级：VMware将Kubernetes嵌入到VMware vSphere控制平面中，推出了vSphere with Tanzu。也就是说，现在用户如果选择应用vSphere，就可以用到原生的Kubernetes的功能。

也就是说，到目前为止，在“IT基础架构2.0”的框架下，向内，VMware通过Project Monterey，将包括MemVerge的大内存技术、英伟达的DPU和Smart NIC（智能网卡）等在内的技术与vSphere进行更深入的融合，从而在架构上，打破算力节点之间的物理和功能边界，进而优化和提高算力能力；向外，通过将Kubernetes嵌入到VMware vSphere，从而实现从算力到应用的能力传递。

“VMware的核心产品是什么？vSphere。2019年VMware发布的Project Pacific和今年发布的Project Monterey，实际上都是对vSphere的扩展。”VMware大中华区高级产品经理傅纯一此前接受采访时说：“Project Pacific的价值在于让vSphere原生具有Kubernetes；Project Monterey则是让vSphere从原来只能运行在X86的CPU上拓展为可以运行在ARM的芯片上。”而随着vSphere的扩展，一个面向未来的“IT基础架构2.0”模型正在呼之欲出。”