许 骏,柳泉波 著,从网格计算到云计算 - 学术著作 - 广东高校计算机网络与信息系统工程技术研究中心

许 骏,柳泉波 著,从网格计算到云计算

许 骏,柳泉波 著,从网格计算到云计算:“粤教云”工程起源与发展

许 骏,柳泉波 著,从网格计算到云计算:“粤教云”工程起源与发展,北京:科学出版社,2019年10月,ISBN 978-7-03-060329-6。

一、内容简介

按照“解读技术演进与发展轨迹,介绍前沿问题与关键技术最新进展,展示重大示范应用工程”的写作思路,总结作者及其领导的团队所做的工作和取得的成果,试图勾画计算机网络与分布式系统发展脉络与趋势,揭示网格计算、对等网络、自组织网络、云计算和云原生计算等近 20 年来陆续涌现的新技术背后的本质问题。

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二、从网格计算到云计算:“粤教云”工程起源与发展作者简介

骏,理学博士,计算机科学与技术教授,博士生导师,享受国务院特殊津贴专家,全国优秀教师,曾获广东省杰出教师奖。长期从事计算机系统与网络研究,有在大型企业(集团)负责技术研发和在“双一流”高校领导国家重点学科的跨界工作经历,曾任广州电子集团公司总工程师、华南师范大学教育信息技术学院院长。现任华南师范大学二级教授、广东高校计算机网络与信息工程技术研究中心主任,兼任中国人工智能学会智能信息网络专委会副主任、广东省数字政府标准化技术委员会委员、广东省计算机学会常务理事、广州市电子行业协会副会长。上世纪八十年代末至九十年代中,带领团队在计算机控制系统与工业机器人技术研究取得多项重大成果并实现产业化,曾获省、市政府授予“突出贡献专家”称号,1992年获国务院表彰并终身享受国家政府特殊津贴。2002年至今带领团队在计算机网络与分布式系统领域进行了近20年的应用基础研究与工程实践,是国内最早从事云原生计算研究的团队之一,在云操作系统与新兴平台软件领域取得重大进展。受聘广东省教育厅专家组组长和首席专家,组织领导了“粤教云”工程;作为首席科学家,主持了深圳市发改委教育大数据应用技术工程实验室建设。合著出版《移动自组织网络:体系结构与路由技术》《从网格计算到云计算:“粤教云”工程起源与发展》《面向服务的网格计算:新型分布式计算体系与中间件》等学术专著6部。


柳泉波,博士,现任广东高校计算机网络与信息工程技术研究中心副主任、广东省教育云服务工程技术研究中心副主任。分别于1997年和2000年毕业于北京师范大学计算机应用技术专业(本科)和电子与信息系统专业(研究生),获工学硕士学位,2003年在北京师范大学信息科学学院获理学博士学位。2005年起华南师范大学工作,长期从事计算机、通信与人工智能技术研究,主要研究领域为计算机网络与分布式系统、人工智能与计算机教育,主持国家自然科学基金、广东省重大科技专项和应用型科技研发重大项目等,带领团队在国内较早从事容器云及云原生计算研究,突破大规模广域分布式集群管理、云计算资源高效并发调度、有状态容器化应用在线迁移等关键技术,相关成果已转化为云计算技术标准和国家发明专利。牵头负责“粤教云”工程总体架构设计及技术标准研制,主持研发新一代通用云操作系统并提供行业云整体解决方案。合著出版《面向服务的网格计算—新型分布式计算体系与中间件》《协作社群形成与演化机制:理论与算法》等学术专著4部。


三、许骏:从网格计算到云计算:“粤教云”工程起源与发展前言

本书的写作和出版对我们来说具有非同寻常的意义。

2018年是我们团队从事云计算研究10周年。当初选择云计算研究,并非赶时髦追热点,而是顺势而为,因为我们团队此前主要从事计算机网络与分布式系统研究,从网格计算到对等网络再到自组织网络,一直处于技术发展前沿,有比较扎实的工作基础和研究积累。2003-2005年间在清华大学计算机科学与技术系,我们带领团队承担了国家自然科学基金重大研究计划重点项目,在网格计算与协同服务研究取得重大进展,出版了专著《网格计算与e-Learning Grid:体系结构•关键技术•示范应用》和《协作社群形成与演化机制:理论与算法》。科研创新不止于专著论文,应用示范工程——国家远程学习评价网格LAGrid在全球最大的远程教育体系——中央广播电视大学应用,创造了显著的社会经济效益。2004年12月,《数字教育网格支撑环境及关键技术与远程学习评价网格LAGrid》在清华大学通过教育部主持的科技成果鉴定,总体达到国际先进水平,《中国教育报》第1版以“我国网格计算教育应用取得重大进展”为题报道了该成果。2005年秋,我们来到华南师范大学工作,当年获批国家自然科学基金项目《对等科研协作网络研究》,随后又承担了广东省科技计划项目《教育服务网格关键技术与示范工程》和《移动自组织网络体系结构与先进路由技术研究》等,提出融合网格计算、对等计算和自组织网络的新型网格体系结构,出版了专著《面向服务的网格计算:新型分布式计算体系与中间件》,清华的研究工作在华南师范大学得到延续和发展。2009年夏,我们牵头组建广东高校计算机网络与信息工程技术研究中心,获广东省教育厅立项建设。工程中心聚焦云计算关键技术、云服务应用创新和行业云研究,近年来我们带领团队承担了国家自然科学基金、广东省重大科技专项和广东省应用型科技研发重大项目等,在国内较早从事容器云及云原生计算研究,突破跨数据中心大规模集群管理等云应用引擎关键技术,提供通用行业云整体解决方案,相关成果已转化为《容器编排》等云计算技术标准,并在“粤教云” 工程实际应用,2018年8月,《云计算关键技术及新型云应用引擎与“粤教云”工程》在广州通过中国人工智能学会主持的科技成果鉴定,总体达到国际先进、国内领先水平。这是专家对我们团队研究工作的肯定和鼓励,更是专家对我们的勉励与期待。

从网格计算到云计算,是我们团队近十五年从事计算机网络与分布式系统研究经历的最好总结,作为本书的名字最为贴切,加上《“粤教云”工程起源与发展》这个副标题,是因为我们团队亲历和见证了 “粤教云”工程8年不寻常的发展之路。

迈出第一步,共看云起时。2010年,《国务院关于加快培育和发展战略性新兴产业的决定》提出促进云计算研发和示范应用。当时,国内云计算产业缺乏具有实际价值的重大应用,“空中楼阁”现象非常突出,应用落地已成为当务之急。以行业云为突破口是实现云计算重大应用落地的最佳路径,《国家云计算“十二五”规划》把公共云服务和行业云服务作为重点。从2008年初开始,我们团队一直在论证云计算重大科研项目,需要一个示范工程。国家远程学习评价网格LAGrid是我们团队此前完成的成果,随着研究重点从网格计算走向云计算,很自然想到将教育网格推向教育云。2011年,教育部发布《教育信息化十年发展规划(2011-2020年)》,提出建立国家教育云服务模式。临大势应顺而有为。2011年下半年,利用参加《广东省教育信息化发展“十二五”规划》编制工作的机会,我们向广东省教育厅提出实施“粤教云”计划的建议。2012年8月,我们牵头的项目《云计算若干关键技术及产业化与“粤教云”工程》获广东省重大科技专项支持,《广东省教育信息化发展“十二五”规划》也正式发布,“粤教云”列为五大行动计划之一,广东省人民政府《关于加快推进我省云计算发展的意见》将“粤教云”列为七大重点行业云之一。至此,“粤教云”工程完成了论证立项,正式启动实施。2013年3月,广东省教育厅成立“粤教云”项目领导小组和专家组,时任厅长罗伟其教授任领导小组组长,许骏教授担任专家组组长,随后又被省教育厅聘为“粤教云”工程首席专家。2013年12月,广东省科技厅批准由我们牵头组建广东省教育云服务工程技术研究中心,作为“粤教云”协同创新平台,负责“粤教云”总体设计、技术标准和实施方案研究,为省教育厅提供决策咨询。

聚焦“总抓手”,更上一层楼。“粤教云”工程早期主要在基础设施(Iaas)和云应用(Saas)两个层面发力,总体处于云计算1.0——虚拟化阶段,存在IT基础设施利用率低、不能形成云应用服务生态等突出问题。这并非“粤教云”独有的问题,同一时期各地建设的各类行业云都存在类似问题,因为云计算发展一直呈现“两头大、中间小”态势,即IaaS和SaaS发展迅猛,PaaS研发及应用一直徘徊不前。以容器和容器云为标志,云计算发展进入云原生计算时代,构建通用PaaS的技术瓶颈不复存在。《广东省云计算发展规划(2014-2020年)》将“粤教云”工程列入社会服务领域重点项目,《广东省“互联网+”行动计划(2015-2020年)》提出加快“粤教云”平台建设。2015年初,我们受广东省教育厅委托,负责“十三五”“粤教云”工程(称为“粤教云”2.0)总体规划与顶层设计,目标是从根本上解决“十二五”“粤教云”存在的突出问题,超前考虑“十三五”面临的新挑战:一是基础设施多种建设模式并存,多云融合将成为常态,跨数据中心大规模集群管理成为当务之急;二是云应用的类型和数量日益增多,微服务架构和无服务器架构等新型云应用崛起,大数据和分布式机器学习等应用领域不断拓展,支持多应用混和部署、建设开放服务生态势在必行。“粤教云”2.0总体架构引入云应用引擎,它本质上是一个通用PaaS,向下自动管理跨地域的混合基础设施,按需动态调整基础设施的组成,避免资源闲置和浪费。支持不同应用的混合部署,极大提高资源利用率。云应用引擎向上自动管理应用生命周期,支持云应用的自动化部署和运维,标志着云计算进入自动化阶段。我们团队在容器云及云原生计算领域取得的创新性成果,为“粤教云”2.0奠定了坚实的技术基础。2015年10月29日,在《广东省教育发展“十三五”规划(2016-2020年)》编制座谈会上,我们建议“十三五”继续推进“粤教云”计划,完善“粤教云”公共服务体系。2016年8月4日,广东省教育厅赵康巡视员主持召开“粤教云”工程专题研讨会,我们汇报了“粤教云”2.0总体设计、系统架构、技术标准及建设方案,会上明确了“十三五”期间“粤教云”的目标与任务,定位为广东教育信息化总抓手。2017年1月,《广东省教育发展“十三五”规划》正式发布,提出以“粤教云”为总抓手,积极发展“互联网+教育”。“粤教云”工程的成功实践,对工业互联网平台及其他行业云建设具有示范引领作用。

能有机会组织领导“粤教云”工程,我们深感荣幸,也深感责任重大。“粤教云”工程从论证,立项、研发到示范应用,我们总有一种如履薄冰、如临深渊的感觉,毕竟这不是一件容易的事情。正是“粤教云”工程重大应用需求,倒逼我们在云计算关键技术及行业云解决方案研究不懈努力,从“粤教云”工程发现和凝练科学问题,成果回归实际应用,实现关键技术创新性突破,科研成果从实验室迅速走向示范工程,这是我们的特色和优势。工程技术强调团队合作和集体力量,合作不仅是一种态度,更是一种能力。几个人,一个小摊子,弄不成大事。“粤教云”是一项大工程,不是一两家单位能够独立承担的,必须抱团取暖。由我们牵头、联合广东省教育技术中心等八家单位共同承担广东省重大科技专项计划项目《云计算若干关键技术及产业化与“粤教云”工程》,拉开了大联合、大协作的序幕,随着项目不断推进,更多单位加入到“粤教云”工程建设,示范应用规模也在不断扩大,充分体现了大团队同心筑梦的力量和开拓创新的勇气。“粤教云”工程是坚持政府统筹引导、鼓励多方参与、产学研用协同创新的成果,是项目各参与单位大团结、大协作的产物。感谢广东省教育厅罗伟其原厅长、赵康巡视员、朱超华副厅长、王创副厅长以及“粤教云”项目领导小组各位领导的关心与支持!感谢广东省教育技术中心原主任彭红光、主任唐连章以及副主任李昶、云永先、许力的支持与配合!感谢中国工程院院士倪光南研究员、中国科学院院士张景中教授以及“粤教云”项目专家组各位专家的鼓励与指导!感谢所有以不同方式为“粤教云”工程做出贡献的同志和朋友们!

2018年恰逢我们国家改革开放40周年。国家改革开放的好政策为我们提供了干一番事业的舞台和机会,躬逢其盛,是一种幸运。我们选择计算机这个行业,把自己的兴趣爱好变成职业,也是一种幸运。在我们看来,科研是工作,更是一种爱好,快乐做人,开心做事,一路走来,水到渠成。我们特别感谢各级领导的关心支持、各位专家的鼓励指导和同事们的合作帮助!

感谢清华大学史美林教授将我们带入计算机网络与分布式系统研究前沿领域。从网格计算到云计算研究经历了北京清华大学和广州华南师范大学两个时期,感谢我们团队的同事向勇副教授、李玉顺副教授、王桂玲博士、王冬青副教授、任光杰博士、韩后博士,他们为项目研究做出了重要贡献,本书凝聚了他们的真知灼见,部分内容引用了团队共同承担的相关项目研究报告。感谢不同时期由项目各参与单位组成的大团队的各位同事和朋友们!正是他们的支持、帮助与配合,项目研究才得以顺利实施,由于篇幅所限,这里无法一一列举他们的名字,真实的感谢永远只存于内心,我们永远铭记大家的支持与帮助,我们一起走过的日子将成为美好的回忆。项目研究成果固然重要,但团队成员之间的友谊更加珍贵,一项成果领先不了多长时间,但友谊地久天长。

早在2001年,我们合著的第一部专著《IT技能测评自动化:理论•技术•应用》在科学出版社出版,2008年我们在科学出版社出版了专著《面向服务的网格计算:新型分布式计算体系与中间件》,时隔10年,承蒙科学出版社的厚爱,本书又在科学出版社出版,这也是一种缘分,感谢科学出版社李振格副总编辑和王淑兰编审多年来对我们的关心与支持!本书责任编辑孙露露做了大量认真细致的工作,尤其是在体例规范方面提出的建设性意见令本书增色颇多,正是她的敬业促成了本书的迅速付梓,谨此表示衷心的感谢!

本书写作过程参阅了大量国内外文献资料,我们尽可能详细地注明了这些文献的出处,以方便读者查阅。在此,对这些文献的作者表示感谢!由于我们的学识与能力有限,对一些新概念和新技术的理解可能并不准确,在某些问题上只能说是一孔之见,不妥和错误之处在所难免,我们诚恳期待各位专家和读者朋友不吝赐教,我们深为感激。

 

许 骏 柳泉波

2018年12月