把握數(shù)字基建新機遇積極推進軟件定義基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)

郭耀

軟件定義可以幫助數(shù)字基礎(chǔ)設(shè)施在—開始就擁有高度靈活的信息系統(tǒng)架構(gòu)

通過軟件定義對能源、交通、水利、市政等傳統(tǒng)基礎(chǔ)設(shè)旌進行重構(gòu)，可以促進傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的智能化升級

軟件定義基礎(chǔ)設(shè)施將體現(xiàn)為多層次協(xié)同的系統(tǒng)工程

中共中央政治局常務(wù)委員會3月4日召開會議，明確指出“加快5G網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)中心等新型基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)進度”。軟件是人類文明在數(shù)字經(jīng)濟時代最為主要的載體和展現(xiàn)形式，在信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)具有核心地位，既能作為數(shù)字基礎(chǔ)設(shè)施的重要組成，也在重新定義傳統(tǒng)基礎(chǔ)設(shè)施的類別、形態(tài)和邊界，持續(xù)放大對經(jīng)濟建設(shè)、國家治理、民生改善的賦能作用，為推動實現(xiàn)高質(zhì)量發(fā)展提供新引擎。

軟件定義基礎(chǔ)設(shè)施的概念及內(nèi)涵

進入21世紀以來，隨著互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能等技術(shù)的迅速發(fā)展與全方位滲透，全球各國基礎(chǔ)設(shè)施已經(jīng)基本進入了數(shù)字化時代，包括能源、交通、水利、市政等傳統(tǒng)基礎(chǔ)設(shè)施的數(shù)字化和網(wǎng)絡(luò)化也基本完成了布局和建設(shè)。近年來，信息技術(shù)正在進入新一輪變革，對智能化的需求已經(jīng)進入了嶄新的階段，對基礎(chǔ)設(shè)施的新一代信息化建設(shè)，特別是底層數(shù)據(jù)與資源的互聯(lián)互通和上層應(yīng)用的靈活構(gòu)建提出了新的挑戰(zhàn)。

軟件是信息技術(shù)的靈魂，通過“軟件定義”可以對計算機系統(tǒng)、計算機網(wǎng)絡(luò)或數(shù)據(jù)中心等進行重構(gòu)，實現(xiàn)下層資源的融合管理與上層應(yīng)用的靈活構(gòu)建。軟件定義不僅可以應(yīng)用于計算機和信息化系統(tǒng)，也可以對傳統(tǒng)基礎(chǔ)設(shè)施進行重構(gòu)，通過構(gòu)造面向不同領(lǐng)域的泛在操作系統(tǒng)，打通傳統(tǒng)基礎(chǔ)設(shè)施系統(tǒng)之間的信息孤島，促進全面、靈活、智能的基礎(chǔ)設(shè)施管理和新型應(yīng)用成為可能。

軟件定義基礎(chǔ)設(shè)施不僅僅是運用軟件來管理基礎(chǔ)設(shè)施，還是利用軟件為基礎(chǔ)設(shè)施構(gòu)建像計算機操作系統(tǒng)一樣的全方位的“數(shù)字大腦”，使之可以像計算機和信息系統(tǒng)一樣實現(xiàn)靈活的互聯(lián)互通，進一步促進基于基礎(chǔ)設(shè)施的應(yīng)用開發(fā)。

軟件定義基礎(chǔ)設(shè)施的本質(zhì)，是運用軟件對基礎(chǔ)設(shè)施進行物理資源互聯(lián)互通和應(yīng)用開發(fā)支撐平臺的重構(gòu)，賦予更多功能，創(chuàng)造更高價值，使其提供更為開放、柔性、智能的管控、調(diào)度、研發(fā)及應(yīng)用服務(wù)。一方面，軟件定義可以使SG、人工智能、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、數(shù)據(jù)中心等數(shù)字基礎(chǔ)設(shè)施在一開始就可以擁有高度靈活的信息系統(tǒng)架構(gòu)，引領(lǐng)我國在相關(guān)領(lǐng)域的創(chuàng)新地位;另一方面，通過軟件定義對能源、交通、水利、市政等傳統(tǒng)基礎(chǔ)設(shè)施進行重構(gòu)，也可以促進傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的智能化升級，通過跨越式發(fā)展超越歐美國家老一代的基礎(chǔ)設(shè)施信息化系統(tǒng)，引領(lǐng)基礎(chǔ)設(shè)施的智能化“軟件定義”新趨勢。

軟件定義基礎(chǔ)設(shè)施的實現(xiàn)途徑

軟件定義基礎(chǔ)設(shè)施將體現(xiàn)為多層次協(xié)同的系統(tǒng)工程。對下連接各類硬件設(shè)備，匯聚海量數(shù)據(jù)資源，實現(xiàn)統(tǒng)一標準的接入、采集和管理;中間提供集計算、存儲、開發(fā)等多種能力為一體的虛擬化平臺，沉淀業(yè)務(wù)機理，構(gòu)建知識模型;向上提供定制化服務(wù)和面向不同具體場景的創(chuàng)新應(yīng)用，打造以軟件為核心的智能生態(tài)體系。具體來講，軟件定義基礎(chǔ)設(shè)施主要涵蓋如下內(nèi)容：

一是面向基礎(chǔ)設(shè)施的資源與能力抽象。針對不同領(lǐng)域的基礎(chǔ)設(shè)施的各類硬件設(shè)備和資源提供統(tǒng)一的抽象方法，構(gòu)建相應(yīng)的標準化接口，實現(xiàn)統(tǒng)一標準的接人、采集和管理功能。

二是面向基礎(chǔ)設(shè)施的泛在操作系統(tǒng)。為不同領(lǐng)域的基礎(chǔ)設(shè)施構(gòu)建“數(shù)字大腦”——泛在操作系統(tǒng)，通過對底層資源的標準化管理實現(xiàn)互聯(lián)互通，通過向上提供靈活的應(yīng)用開發(fā)接口。

三是基于軟件定義基礎(chǔ)設(shè)施的應(yīng)用平臺。豐富的應(yīng)用平臺是信息系統(tǒng)賴以生存和發(fā)展的基礎(chǔ)，建立在泛在操作系統(tǒng)之上的應(yīng)用構(gòu)建、分發(fā)和運行平臺將成為軟件定義基礎(chǔ)設(shè)施實現(xiàn)智能化管理的關(guān)鍵。

四是面向軟件定義基礎(chǔ)設(shè)施的開放生態(tài)體系。傳統(tǒng)的信息化系統(tǒng)采用的典型封閉式體系阻礙了真正的互聯(lián)互通與智能化，通過軟件定義建立安全可信、保護隱私，同時又能夠提供靈活多樣服務(wù)的開發(fā)生態(tài)體系，才能真正推進數(shù)字基礎(chǔ)設(shè)施的智能化升級。

軟件定義基礎(chǔ)設(shè)施的重大工程

無論是數(shù)字基礎(chǔ)設(shè)施的軟件定義化建設(shè)，還是傳統(tǒng)基礎(chǔ)設(shè)施的軟件定義化改造，都需要克服一系列的政策和技術(shù)挑戰(zhàn)，突破本位主義和保護主義壁壘，堅持頂層設(shè)計與具體實施相結(jié)合，采用技術(shù)突破、系統(tǒng)研制、全面建設(shè)的分步實施戰(zhàn)略。

一是突破軟件定義基礎(chǔ)設(shè)施的一系列關(guān)鍵技術(shù)。包括面向基礎(chǔ)設(shè)施的軟件定義編程語言和基礎(chǔ)架構(gòu)，面向基礎(chǔ)設(shè)施的泛在操作系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、運行機理與構(gòu)造方法，面向基礎(chǔ)設(shè)施的泛在應(yīng)用開發(fā)、發(fā)布、管理、運行和維護技術(shù)，面向基礎(chǔ)設(shè)施的軟件定義安全性與隱私保護機制等。

二是構(gòu)建軟件定義基礎(chǔ)設(shè)施的工具鏈與開發(fā)運行平臺。包括面向基礎(chǔ)設(shè)施的資源管理與共享開放工具與平臺、面向基礎(chǔ)設(shè)施的軟件應(yīng)用開發(fā)工具與平臺、面向基礎(chǔ)設(shè)施的應(yīng)用運行管理工具與平臺、面向軟件定義基礎(chǔ)設(shè)施的開源社區(qū)等。

三是針對典型場景、構(gòu)建軟件定義基礎(chǔ)設(shè)施的標準研制及典型參考實現(xiàn)，包括但不限于面向5G和數(shù)據(jù)中心等領(lǐng)域的數(shù)字基礎(chǔ)設(shè)施的軟件定義化建設(shè)方案與參考實現(xiàn)，面向能源、水利等傳統(tǒng)基礎(chǔ)設(shè)施的軟件定義化改造方案與參考實現(xiàn)，針對軟件定義基礎(chǔ)設(shè)施的一系列標準規(guī)范的研制。

最終，通過5到10年的建設(shè)，實現(xiàn)全行業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施的軟件定義化建設(shè)和改造，推動全產(chǎn)業(yè)鏈基礎(chǔ)設(shè)施智能化升級。