云計(jì)算在全業(yè)務(wù)網(wǎng)架構(gòu)中的應(yīng)用研究

楊佳明 王 智

[摘要]電信重組促使運(yùn)營(yíng)商向全業(yè)務(wù)運(yùn)營(yíng)轉(zhuǎn)型，業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)也需要根據(jù)新的需求進(jìn)行重新梳理。文章從全業(yè)務(wù)運(yùn)營(yíng)的角度出發(fā)，基于云計(jì)算的架構(gòu)和服務(wù)模式，以中國(guó)移動(dòng)業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)為例，分析基于云計(jì)算構(gòu)建全業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)的方法和架構(gòu)。

[關(guān)鍵詞]云計(jì)算全業(yè)務(wù)運(yùn)營(yíng)IaaSPaaSSDA

1前言

2008年以來，中國(guó)電信業(yè)在重組后正式進(jìn)入全業(yè)務(wù)運(yùn)營(yíng)時(shí)代，各運(yùn)營(yíng)商分別通過不同的路徑向全業(yè)務(wù)運(yùn)營(yíng)方向演進(jìn)。在全業(yè)務(wù)運(yùn)營(yíng)的競(jìng)爭(zhēng)環(huán)境中，服務(wù)類型不再成為各運(yùn)營(yíng)商的優(yōu)勢(shì)或壁壘，快速地提供業(yè)務(wù)、個(gè)性化的服務(wù)、差異化的運(yùn)營(yíng)和精確化的管理將成為競(jìng)爭(zhēng)中的關(guān)鍵因素。

對(duì)于以往的業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)來說，投資和管理費(fèi)用隨著業(yè)務(wù)系統(tǒng)規(guī)模擴(kuò)張而增加，業(yè)務(wù)能力開放性和重用性很差，容易造成重復(fù)建設(shè)并影響產(chǎn)品推出的周期；而且業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)難以提供融合業(yè)務(wù)，不適應(yīng)全業(yè)務(wù)的運(yùn)營(yíng)需求。中國(guó)移動(dòng)在各運(yùn)營(yíng)商中率先發(fā)布SDA(Service Delivery Architecture)業(yè)務(wù)網(wǎng)架構(gòu)，部分解決了現(xiàn)有平臺(tái)定位、能力開放、統(tǒng)一管理等方面的問題，但缺乏基于SDA業(yè)務(wù)網(wǎng)提供融合業(yè)務(wù)的建設(shè)指導(dǎo)。

云計(jì)算概念是2009年IT領(lǐng)域最火爆的概念之一，業(yè)界各方紛紛提出各自對(duì)云計(jì)算概念的理解以及各自的云計(jì)算產(chǎn)品。所謂云計(jì)算，并不是一種技術(shù)，它是一種資源交付、使用模式和計(jì)算模式，在這種模式下，應(yīng)用、數(shù)據(jù)和IT資源以服務(wù)方式通過網(wǎng)絡(luò)提供給用戶使用。同時(shí)，云計(jì)算也是一種基礎(chǔ)架構(gòu)的方法論，大量的計(jì)算資源組成IT資源池，用于動(dòng)態(tài)創(chuàng)建高度虛擬化的資源供用戶使用。

目前業(yè)界普遍認(rèn)同的云服務(wù)為基于云計(jì)算的IDC和企業(yè)數(shù)據(jù)中心應(yīng)用，本文嘗試從云計(jì)算模式及服務(wù)的角度出發(fā)，以中國(guó)移動(dòng)的全業(yè)務(wù)運(yùn)營(yíng)為背景，分析云服務(wù)與全業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)需求的共性，說明基于云計(jì)算構(gòu)建的全業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)同樣是一種成功應(yīng)用。

2云計(jì)算的架構(gòu)

2.1云計(jì)算架構(gòu)

云計(jì)算架構(gòu)包括基礎(chǔ)架構(gòu)和服務(wù)架構(gòu)，基礎(chǔ)云架構(gòu)提供一個(gè)能實(shí)現(xiàn)快速部署和靈活擴(kuò)展的云平臺(tái)，而服務(wù)云架構(gòu)在基礎(chǔ)云架構(gòu)的基礎(chǔ)上提供各種云服務(wù)。這兩個(gè)架構(gòu)又可以合并為三個(gè)層次：基礎(chǔ)層、平臺(tái)層和應(yīng)用層，如圖1所示：

基礎(chǔ)云架構(gòu)通過硬件設(shè)備資源虛擬化、軟件版本標(biāo)準(zhǔn)化、管理自動(dòng)化、服務(wù)流程一體化等手段來進(jìn)行構(gòu)建，為各類客戶(即服務(wù)申請(qǐng)者)以一定的服務(wù)水平提供服務(wù)?；A(chǔ)云架構(gòu)又包含四個(gè)子層：靈活的基礎(chǔ)架構(gòu)、企業(yè)云計(jì)算管理平臺(tái)、端到端服務(wù)請(qǐng)求管理平臺(tái)以及服務(wù)為中心IT管治。

靈活的基礎(chǔ)架構(gòu)由服務(wù)器池、存儲(chǔ)資源池、SAN、網(wǎng)絡(luò)等基礎(chǔ)資源組成，利用虛擬化技術(shù)實(shí)現(xiàn)物理設(shè)備內(nèi)部資源的共享和動(dòng)態(tài)調(diào)配；云計(jì)算管理平臺(tái)負(fù)責(zé)執(zhí)行IT資源的自動(dòng)分配、回收和管理，實(shí)現(xiàn)資源的自動(dòng)部署與管理；服務(wù)請(qǐng)求平臺(tái)實(shí)現(xiàn)端到端的流程管理，通過工作流引擎來協(xié)調(diào)企業(yè)內(nèi)各個(gè)部門的合作，提高管理效率；此外，為了實(shí)現(xiàn)云計(jì)算平臺(tái)的規(guī)范管理，必須為云計(jì)算平臺(tái)制定一套完整的管理規(guī)則。

云計(jì)算的服務(wù)模式劃分方法較多，但最終都可以歸納為三類基本服務(wù)：基礎(chǔ)設(shè)施即服務(wù)(包括存儲(chǔ)即服務(wù))、平臺(tái)即服務(wù)、軟件即服務(wù)。

基礎(chǔ)設(shè)施即服務(wù)：即IaaS，是一種將存儲(chǔ)和計(jì)算能力等基礎(chǔ)IT資源作為標(biāo)準(zhǔn)化服務(wù)提供給終端用戶的手段。各種基礎(chǔ)IT資源和其他系統(tǒng)協(xié)作(例如通過虛擬化技術(shù))處理特定類型的工作負(fù)載。

平臺(tái)即服務(wù)：即PaaS，是對(duì)開發(fā)環(huán)境抽象的封裝和對(duì)有效服務(wù)負(fù)載的封裝。PaaS服務(wù)可以提供極大的靈活性，但可能會(huì)受到提供服務(wù)的供應(yīng)商能力的制約。

軟件即服務(wù)：即SaaS，其特色是包含一個(gè)通過多重租用(Multitenancy)根據(jù)需要作為一項(xiàng)服務(wù)提供的完整應(yīng)用程序。所謂“多重租用”是指運(yùn)行于基礎(chǔ)層基礎(chǔ)設(shè)施上的平臺(tái)層軟件實(shí)例，可為多個(gè)客戶提供服務(wù)。

2.2云計(jì)算相關(guān)技術(shù)

云計(jì)算平臺(tái)的特征包括：網(wǎng)絡(luò)變化的快速收斂、故障自愈合、多用戶使用、虛擬化、線性擴(kuò)展、資源監(jiān)控和測(cè)量、資源注冊(cè)和發(fā)現(xiàn)。與云計(jì)算相關(guān)的技術(shù)有很多，具體可以分為兩類：一類是虛擬化、集群、網(wǎng)格、并行處理和分布處理、自動(dòng)化技術(shù)、監(jiān)控技術(shù)等；另一類就是SOA和SaaS，SOA是一種架構(gòu)模式，SaaS是一種服務(wù)模式。對(duì)于基礎(chǔ)層，實(shí)現(xiàn)技術(shù)包括虛擬化、服務(wù)器集群、網(wǎng)格計(jì)算等技術(shù)，基礎(chǔ)層可以提供IaaS服務(wù)；對(duì)于平臺(tái)層，以SOA方法為主，不同的體系架構(gòu)具體由不同的技術(shù)來實(shí)現(xiàn)(Web Services、ESB等)，平臺(tái)層可以提供PaaS服務(wù)；對(duì)于應(yīng)用層，才是真正的SaaS模式，而在IaaS層和PaaS層的具體應(yīng)用中，也是借用SaaS服務(wù)模式。

3全業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)功能框架

3.1全業(yè)務(wù)運(yùn)營(yíng)對(duì)業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)的要求

成功實(shí)現(xiàn)全業(yè)務(wù)運(yùn)營(yíng)，“融合”至關(guān)重要。融合就是提供融合的業(yè)務(wù)和服務(wù)，使用戶獲得良好的、統(tǒng)一的全業(yè)務(wù)體驗(yàn)。用戶既可以在多樣化的終端和工作、生活模式中自由選擇，也可以靈活運(yùn)用無線或者有線的接入手段獲得各項(xiàng)業(yè)務(wù)。

業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)是支撐運(yùn)營(yíng)商綜合信息服務(wù)轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵，也是提供融合業(yè)務(wù)能力的關(guān)鍵所在。業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)可以直接提供核心應(yīng)用，也可以開放業(yè)務(wù)能力，供自營(yíng)或者第三方應(yīng)用調(diào)用。業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)應(yīng)在以客戶為中心的基礎(chǔ)上，遵循統(tǒng)一、開放、水平、融合這四條原則。

3.2全業(yè)務(wù)網(wǎng)功能框架

提供融合的業(yè)務(wù)就是使業(yè)務(wù)平臺(tái)能夠?qū)Σ煌臉I(yè)務(wù)能力根據(jù)不同的需求，進(jìn)行靈活的組合、關(guān)聯(lián)和嵌入，從而形成新的業(yè)務(wù)產(chǎn)品。業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)還能對(duì)用戶的屬性進(jìn)行集中的管理，把用戶對(duì)各種通信手段的標(biāo)識(shí)進(jìn)行關(guān)聯(lián)和處理，以達(dá)到提供融合業(yè)務(wù)能力的目的，并方便用戶的使用。

下面將以中國(guó)移動(dòng)的業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)為例分析業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)的功能架構(gòu)。中國(guó)移動(dòng)SDA業(yè)務(wù)網(wǎng)引入水平式架構(gòu)，定義了清晰的架構(gòu)模型。明確了各業(yè)務(wù)平臺(tái)定位，標(biāo)準(zhǔn)化系統(tǒng)間接口，梳理了業(yè)務(wù)運(yùn)營(yíng)和管理流程，體現(xiàn)了業(yè)務(wù)網(wǎng)架構(gòu)的發(fā)展趨勢(shì)，在一定程度上實(shí)現(xiàn)了“統(tǒng)一”、“開放”、“水平”原則。不過目前中國(guó)移動(dòng)業(yè)務(wù)網(wǎng)的業(yè)務(wù)提供能力有限，缺乏整體性的能力發(fā)布、申請(qǐng)和調(diào)度功能架構(gòu)，并且主要針對(duì)移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)。如何將現(xiàn)有的固網(wǎng)業(yè)務(wù)融合到SDA目標(biāo)架構(gòu)中是下一步研究的重點(diǎn)，SDA業(yè)務(wù)網(wǎng)目標(biāo)架構(gòu)如圖2所示：

SDA目標(biāo)架構(gòu)包括“三層三域”的完整體系，“三層”主要包括各種增值業(yè)務(wù)平臺(tái)，“三域”主要包括業(yè)務(wù)控制(DSMP與VGOP)與運(yùn)營(yíng)支撐(BSS/OSS等)平臺(tái)。

OSE是業(yè)界普遍認(rèn)可的開放業(yè)務(wù)環(huán)境框架，它提供一個(gè)靈活的、可擴(kuò)展的結(jié)構(gòu)給應(yīng)用開發(fā)者，將OMA業(yè)務(wù)能力向更好的集成結(jié)構(gòu)移植。PARLAY定義了3GPP業(yè)務(wù)體系架構(gòu)中的業(yè)務(wù)接口標(biāo)準(zhǔn)，為3GPP中的各種業(yè)務(wù)提供了一個(gè)開放的API接口。OSE與PARLAY/OSA結(jié)合的產(chǎn)物是PIOSE，它提供了一套業(yè)務(wù)能力

發(fā)布、調(diào)度、申請(qǐng)的開放架構(gòu)，如圖3所示。PIOSE提供了IO、IO+P、11、12四類接。

OMAE提出OSE與IMS融合的業(yè)務(wù)網(wǎng)架構(gòu)，隨著OSE與PARLAY的融合，本文結(jié)合SDA架構(gòu)，提出基于IMS與PIOSE的全業(yè)務(wù)網(wǎng)功能框架，如圖4所示。根據(jù)SDA的“三層”概念，仍然可以把全業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)細(xì)分為三個(gè)子層，即業(yè)務(wù)應(yīng)用層、業(yè)務(wù)能力層和業(yè)務(wù)接入層。其中業(yè)務(wù)應(yīng)用層包括各種應(yīng)用平臺(tái)，為業(yè)務(wù)系統(tǒng)提供承載。業(yè)務(wù)接入層提供統(tǒng)一的業(yè)務(wù)接口平臺(tái)，為應(yīng)用層提供調(diào)用接口，為能力層提供發(fā)布接口，并對(duì)接口調(diào)用及發(fā)布進(jìn)行鑒權(quán)控制等。在PIOSE架構(gòu)中，Web Services技術(shù)僅作為Parlay X的綁定實(shí)現(xiàn)技術(shù)，而在全業(yè)務(wù)網(wǎng)功能框架中，Web Services技術(shù)將作為所有業(yè)務(wù)引擎綁定實(shí)現(xiàn)技術(shù)，為構(gòu)建統(tǒng)一的業(yè)務(wù)環(huán)境奠定基礎(chǔ)。

業(yè)務(wù)能力層提供的能力將更加豐富，它包括：(1)OSE以及PARLAY中的各種業(yè)務(wù)資源，包括PoC、IM、MMS、SMS、Browser、Location等；(2)IMS業(yè)務(wù)資源，包括Messaging、Conference等；(3)其他非OMA業(yè)務(wù)資源，例如流媒體業(yè)務(wù)、MBMS以及應(yīng)用層開放的業(yè)務(wù)等。

全業(yè)務(wù)網(wǎng)功能框架整合了OMA、PARLAY以及IMS的業(yè)務(wù)能力，從而構(gòu)建起了一整套融合的業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)體系。

4云計(jì)算應(yīng)用

云計(jì)算強(qiáng)調(diào)各種資源的共享和隨需分配，云計(jì)算架構(gòu)由基礎(chǔ)層、平臺(tái)層和應(yīng)用層構(gòu)成；SDA架構(gòu)(與全業(yè)務(wù)網(wǎng)功能架構(gòu)一致)強(qiáng)調(diào)業(yè)務(wù)能力的開放和服務(wù)的快速交付，由應(yīng)用層、業(yè)務(wù)能力層和業(yè)務(wù)接入層組成。SDA架構(gòu)的各層強(qiáng)調(diào)的平臺(tái)和能力，在實(shí)現(xiàn)上都是邏輯的概念，因此SDA架構(gòu)的三層實(shí)際只對(duì)應(yīng)于云計(jì)算架構(gòu)的平臺(tái)層(即邏輯實(shí)現(xiàn)層)，SDA架構(gòu)中缺乏基礎(chǔ)層和應(yīng)用層(雖然SDA也存在應(yīng)用層，但更關(guān)注應(yīng)用層的平臺(tái)和能力，而非應(yīng)用層上的應(yīng)用本身)。將云計(jì)算模式融入到全業(yè)務(wù)網(wǎng)，將全面拓展全業(yè)務(wù)網(wǎng)架構(gòu)，并豐富全業(yè)務(wù)網(wǎng)的內(nèi)涵。

基于云計(jì)算的全業(yè)務(wù)網(wǎng)架構(gòu)仍然參照基礎(chǔ)層、平臺(tái)層和應(yīng)用層的三層設(shè)計(jì)思路，目標(biāo)架構(gòu)如圖5所示：

(1)基礎(chǔ)層

提供基礎(chǔ)軟、硬件資源，實(shí)現(xiàn)資源共享、動(dòng)態(tài)配置、資源管理與流程管理等功能，可以為各類平臺(tái)(包括能力層平臺(tái)、接入層平臺(tái)和應(yīng)用層平臺(tái)等)提供服務(wù)。它通過虛擬化技術(shù)整合全業(yè)務(wù)網(wǎng)基礎(chǔ)層的IT資源。除服務(wù)器和存儲(chǔ)整合之外，虛擬化整合系統(tǒng)架構(gòu)、應(yīng)用程序基礎(chǔ)設(shè)施、數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)庫、接口、網(wǎng)絡(luò)、桌面系統(tǒng)甚至業(yè)務(wù)流程，因而可以有效節(jié)約成本和提高效率。流程管理包括業(yè)務(wù)流程和策略流程管理，業(yè)務(wù)流程管理主要用于指導(dǎo)業(yè)務(wù)流程創(chuàng)建，調(diào)用服務(wù)；策略流程管理用于調(diào)度平臺(tái)資源，實(shí)現(xiàn)安全性和QoS。雖然流程組織體現(xiàn)在業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)的各個(gè)層次，但是流程管理仍屬于云計(jì)算平臺(tái)的一個(gè)基礎(chǔ)功能，因此本文將流程管理定位于基礎(chǔ)層功能。

(2)平臺(tái)層

提供各種平臺(tái)能力，按照全業(yè)務(wù)網(wǎng)功能需求，采用基于SOA的方法重構(gòu)全業(yè)務(wù)網(wǎng)功能框架，整合各種平臺(tái)能力，實(shí)現(xiàn)平臺(tái)能力的發(fā)布、申請(qǐng)和調(diào)用等功能。

基于云計(jì)算的全業(yè)務(wù)網(wǎng)架構(gòu)在平臺(tái)層采用SOA的架構(gòu)方法，將現(xiàn)有SDA的控制域融合為服務(wù)能力的注冊(cè)平臺(tái)，其它平臺(tái)圍繞注冊(cè)平臺(tái)實(shí)現(xiàn)能力的發(fā)布和調(diào)用，將重點(diǎn)轉(zhuǎn)移至平臺(tái)之間的業(yè)務(wù)邏輯處理。在基于云計(jì)算的全業(yè)務(wù)網(wǎng)架構(gòu)中，服務(wù)請(qǐng)求者/提供者并不直接與注冊(cè)平臺(tái)進(jìn)行消息傳遞，而是通過統(tǒng)一接口平臺(tái)(即現(xiàn)有SDA接入層)轉(zhuǎn)接。這種方式便于實(shí)現(xiàn)訪問控制與流程控制等功能。

在全業(yè)務(wù)網(wǎng)架構(gòu)中繼續(xù)利用Web Services技術(shù)將不同的業(yè)務(wù)能力構(gòu)造成SOA中的服務(wù)。SQA服務(wù)不限于各種具體的業(yè)務(wù)功能模塊，還包括數(shù)據(jù)、統(tǒng)一的業(yè)務(wù)控制和觸發(fā)機(jī)制以及基本管理功能和基本運(yùn)營(yíng)支撐功能等，通過向SDA的展現(xiàn)域與支撐域開放Web Services接口，將促進(jìn)整個(gè)SDA網(wǎng)絡(luò)向SOA方向的演進(jìn)。

SOA的服務(wù)包括兩種類型：①公共服務(wù)：包括鑒權(quán)、認(rèn)證、計(jì)費(fèi)、用戶管理、公共數(shù)據(jù)庫、公共操作維護(hù)、統(tǒng)一控制等，由全業(yè)務(wù)網(wǎng)架構(gòu)平臺(tái)層的注冊(cè)平臺(tái)來承載公共服務(wù)能力，并向公共服務(wù)引擎開放Web Services接口。②專業(yè)業(yè)務(wù)能力：實(shí)現(xiàn)某種特定的業(yè)務(wù)特征，包括OSE以及PARLAY中的各種業(yè)務(wù)能力、IMS定義的各種業(yè)務(wù)能力以及其它非OMA業(yè)務(wù)的業(yè)務(wù)能力，不同的業(yè)務(wù)能力由不同的平臺(tái)承載，并通過各自的業(yè)務(wù)引擎向注冊(cè)平臺(tái)發(fā)布其業(yè)務(wù)能力。Web Services技術(shù)最大的優(yōu)勢(shì)就在于它并不標(biāo)準(zhǔn)化執(zhí)行平臺(tái)，而是標(biāo)準(zhǔn)化互操作消息機(jī)制，任何一個(gè)平臺(tái)既可作為服務(wù)請(qǐng)求者申請(qǐng)其它業(yè)務(wù)能力，也可以作為服務(wù)提供者發(fā)布自身的業(yè)務(wù)能力。

(3)應(yīng)用層

提供SaaS服務(wù)，將最終應(yīng)用提供給用戶，根據(jù)用戶需求將平臺(tái)層中的各種業(yè)務(wù)系統(tǒng)提供的應(yīng)用作為服務(wù)提供給終端用戶。全業(yè)務(wù)網(wǎng)架構(gòu)應(yīng)用層的最大優(yōu)勢(shì)就是能夠快速地提供融合應(yīng)用。

5總結(jié)

本文面向全業(yè)務(wù)運(yùn)營(yíng)需求，在研究云計(jì)算架構(gòu)和全業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)功能框架的基礎(chǔ)上，提出基于云計(jì)算的全業(yè)務(wù)網(wǎng)架構(gòu)。利用云計(jì)算模式構(gòu)建中國(guó)移動(dòng)全業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)，能提供良好的融合業(yè)務(wù)環(huán)境，實(shí)現(xiàn)平臺(tái)資源、業(yè)務(wù)提供、業(yè)務(wù)管理和業(yè)務(wù)交付的融合與統(tǒng)一，而且能夠提供覆蓋多種網(wǎng)絡(luò)的統(tǒng)一業(yè)務(wù)能力，滿足中國(guó)移動(dòng)全業(yè)務(wù)運(yùn)營(yíng)的需要。