标题自主运算网络未来Internet和电子商务的基础

自主运算网络未来Internet和电子商务的基础 过去几年信息产业的迅速发展使得许多人沾沾自喜。而此时,作为IT界巨擘的IBM公司却认为我们还有很长的路要走,并且已经开始着手新的突破,提出"自主运算网络"的概念。IBM认为新一代的网络应该像人的神经系统一样,智能地对不可预测的事件做出响应,并且能屏蔽复杂的技术细节,自行管理大量数据(特别是非结构化数据),通过自动改正问题或取用能获得的资源来实现自恢复。这样的自主运算网络无疑将会成为互联网和电子商务未来的关键核心技术。目前,自主运算已经成为IBM所有研究实验室一个统一的主题,一个贯穿始终的远景规划。 自主运算网络的由来 计算机目前使用的基本计算方法自150年前被发明以来就从未改变过。这一方法的主导思想就是接受输入后执行数学计算功能并输出结果。虽然这种计算方式在过去几年中创造了信息技术产业的奇迹,但是随着我们面对的数据日益复杂和访问设备的不断增加,传统计算方式的弊病也日益突出。如今,即使我们一再增加存储容量,用更加图形化的形式显示输出结果,并不断加快计算机基本构件的运算速度,但我们仍将其最重要的功能视为计算或处理。然而,它带来的结果是什么呢?在个人计算方面,我们经历着知识泛滥的折磨,定期忍受着系统崩溃和停机带来的痛苦,而计算机却一如既往地难于使用。在系统管理方面则存在着更多的梦魇,如监视、集成和安全问题、管理格式不兼容的存储数据和资料库等等。传统的IT网络由PC和服务器等组成,而现在则包括了员工和客户的所有可能的访问设备以及数量不断增长的嵌入式设备。随着应用需求的不断提高,目前这种集中计算的传统处理模式已变得越来越不合时宜。 传统的计算方式忽略了一点,现在用户对信息技术的需求不再仅仅局限于"计算"。从"计算"中获得我们所需东西的过程太机械化了:输出、输入以及系统维护都要求人工的介入、解释和严格的管理。因为我们现在的网络设备和计算设备实在太"笨"了,我们几乎需要在每一个步骤上做大量的工作,以便把我们的思维转换成计算机能够理解的思维。实际上,用户真正需要的是隐藏其复杂性且人工干预更少的信息处理模式。 这样的方式不是没有先例。想一想我们所知道的最复杂的系统--人体系统内部所发生的一切,想一想是什么在控制您的心跳频率、呼吸频率、血管的收缩与舒张、瞳孔的放大、食物在消化道内的移动等等。人体系统的美妙之处就在于您根本不用对它过多地操心,它们都由人体的自主神经系统来调节和控制。这样,您才能够将自己周围世界涌来的大量信息用于更高层次的功能,如思考、决定和根据决定进行行动。简而言之,您可以将注意力集中在自己所希望做的事情上面,而将复杂得难以想像的生理系统的运行交给您的自主系统去管理。 自主运算的特性 我们从人体系统中得到启发,认识到一种自主式的计算方式。 这种自主方式是一种自我管理的、可靠的计算方式,与我们身体的自主式系统非常类似。它具有以下三方面的基本特性:首先,它具有很强的响应性和灵活性。它能够以聪明的方式对不可预测的事件做出响应,这些事件不仅仅包括通信量的突然增加,还包括所有类型的可摧毁网络及其管理的灾难性事件,如火灾、暴风雨和地震等等。其次,它具有自我管理、自修复和自适应功能。它能够自己照顾自己,而且当某些东西出现故障或错误时,能够自动纠正出现的问题或获得解决问题所需要的帮助或资源。第三,它总是可以访问的。不论是您的客户、员工、合作伙伴还是供应商,任何需要它的人都可以很方便地获得它。 自主运算网络的驱动因素 总的来说,驱动我们开发自主运算网络的因素有两个,即丰富、复杂、分布式的数据以及在未来十年中我们将拥有的数以十亿计的用户和数以万亿计的连接设备。 我们生活在一个"快被数据淹死了"的时代,而数据仍在以前所未有的速度增长。尤其是那些非结构化数据,如Web页面、图像、音频文件等,其增长的速度更为惊人。然而,从知识的角度看,当前这些非结构化的数据却是无用的数据,因为它们只有经过管理、详细分析、发掘和解释才能用于创建有用的知识。另一方面,许多数据的使用正朝着"实时"的方向发展。我们不需要将所有的数据存储起来,有时只需对某些数据进行监视即可,如嵌入式医疗设备返回的血压和血糖数据,或汽车发动机返回的性能数据等等。但是这种"短命"的数据却给网络带来了沉重的负载,带来了数量巨大的计算任务和事务处理任务。而且,由于可用的信息过多,我们将需要通过更有独创性的方式来对信息进行详细的分析、发掘、搜索和个性化处理,使其能够以一种可用的形式返回到信息请求者那里。 推动自主运算网络的第二个驱动力量是用户和连接设备的数量。未来十年中网络连接用户数将突破十亿。而且随着技术的发展,连接设备的数量也将迅速接近一万亿。据预测,如果使用今天的技术来运行可以支持十亿个用户的网络,则需要2.5亿个专业人员,这还没有考虑网络中将会出现的一万亿个嵌入式设备。 由此可见,创建一个自主运算网络并非是一种可有可无的选择,它将是未来Internet和电子商务的必然基础。 自主运算网络的构成 我们应该如何应对这一巨大的挑战呢?我们应该如何实现一个以数据为中心的世界,同时使网络充分发挥自主性呢?以下我们将从自主运算网络的组成部分来逐一介绍。 芯片 我们需要重新思考创建芯片和分布式逻辑的方式。微处理器的运算速度曾一度是厂商们疯狂追求、竞相攀比的目标,而将来我们则需要以不同的方式利用芯片的集成度,例如根据以数据为中心的计算视图的要求,将小型、密集的处理能力植入到作为主要存储器的芯片之中。 处理逻辑也将变得越来越具有分布式的性质。为了增强网络的响应性、灵活性和适应性,我们需要在网络中加入各种各样的探测、决策和控制功能。因此,我们需要将更多的"智能"和功能植入到新的微处理器阵列之中,如提供可以探测错误、故障和失效部件的监视芯片或能对已探测出的问题进行某些处理的网络处理器、路由和交换机芯片等。 服务器 在未来自主运算网络中,执行计算的服务器必须更加细胞化和分散,就像人体的神经系统那样。这将意味着系统和网络将由集成了处理器、内存和通信功能的单一芯片单元组成。细胞状的体系结构将使计算机的处理能力直接到达数据所在的地方,而消除了当前 "以计算为中心"的体系结构的延迟特性。 存储 在一个以数据为中心的世界里,很明显存储将居于统治地位。然而,现在的存储平台却支离破碎、互不兼容并令人失望。为此,我们需要推广一种简化存储的概念,即不论用户将任何数据放在网络的任何地方,都能够被普遍地访问,甚至还可实现跨不同形式的数据源对信息进行访问的新途径。这样通过一个搜索请求就可以获得用户所需要的所有信息,无论这些信息来自一个事务处理数据库、一个蛋白质结构资料库、一个Web页面还是一个讲座的视频资料。 中间件 一个真正的自主运算网络必须是一个自主网络的集合,而且这一集合对用户来说必须是完全透明的。要想实现这一切,如果没有中间件,无异于是纸上谈兵。中间件必须支持所有的访问模式,无论它们是PDA、蜂窝电话、公用话亭、Web连接设备、嵌入式设备还是传统的PC。而且中间件还必须具有很强的可扩展性,以容纳不可预测的用户数量的增加。如果中间件和软件最终真的能够提供上述所有功能,那我们将能够实现自主运算网络的终极承诺--电子外包(e-sourcing),使用户能像购买实用工具那样购买IT服务的能力。 自主运算网络需要协作 那么,自主运算网络将给我们带来什么呢?首先,用户可以按需购买计算功能,从任何地方通过任何设备访问所需的服务,而且它总是那么可靠、可用并易于使用。其次,自主运算网络能够理解以自然语言形式提出的问题,而且将对所有类型的数据(不论是结构化数据或非结构化数据)进行检索以获得答案,并以有意义的形式将结果返回给用户。而且,这仅仅只是开始。在一个自主运算网络中,我们需要整个系统以及网络的每一个组成部分都能够无缝地发挥功能,而不仅仅只是进行自我管理的服务器、智能化的网络流量路由芯片,或使某些数据离您较近且随时可用的高速缓存技术。 可以肯定的一点是,没有哪一家公司能够独自实现上述所有的目标,实现自主运算网络需要大家进行协作并解决大量的复杂问题。因为它肯定是一个完全异构的网络,是一个平台不可知的环境,服务于各种各样互不相同的商业应用,并且必须支持所有的访问方式。在这种情况下,只有全社会的合作才能够提供完善的基础,而IBM作为自主运算网络的倡导者,正积极向这一目标迈进。必须承认,要达到这个目标我们还有很长的一段路要走,但是,只有完成这个目标,我们才能进入一个真正意义上的知识时代。 第九期: 技术趋势