云計算在電信行業(yè)的應(yīng)用研究

潘文宇，段 勇

（中國電信股份有限公司上海研究院 上海 200122）

1 引言

云計算是近年來新興的信息技術(shù)之一，它將能更好地使用計算資源，更智能地進行大規(guī)模的數(shù)據(jù)處理。基于高效的虛擬計算資源，應(yīng)用程序能以一種靈活且安全的方式實現(xiàn)快速擴展和縮減，從而交付高品質(zhì)服務(wù)。業(yè)務(wù)或客戶服務(wù)以極為簡化的方式交付，這將大大推進創(chuàng)新和高效決策。云計算使得IT管理更加輕松，保證快捷響應(yīng)業(yè)務(wù)需求。同時，鑒于電信運營商在云計算中具備的天然優(yōu)勢，包括豐富的、規(guī)?；目煽窟\營經(jīng)驗，完整的解決方案組合，龐大的客戶群，穩(wěn)定的財務(wù)和市場的承諾等，對電信運營商而言，云計算蘊含著巨大商機。

2 云計算概述

2.1 新的計算范型

雖然云計算到目前已經(jīng)廣為人知，但是關(guān)于到底什么是云計算還沒有完全統(tǒng)一的看法或定義。在業(yè)界有影響的機構(gòu)組織或商業(yè)公司有多種不同的描述。云的概念常常被泛化和混淆，云提供商也是按照各自的方式來實現(xiàn)。下面是一些主流的關(guān)于云計算的定義。

維基百科上關(guān)于云的定義比較典型，或者說是大多數(shù)人的觀點。它的定義是：云計算是基于互聯(lián)網(wǎng)的計算機技術(shù)的開發(fā)和使用。它是一種動態(tài)伸展，通常是虛擬化的資源通過互聯(lián)網(wǎng)作為服務(wù)來提供的計算風(fēng)格。使用者無需了解，無需具備專業(yè)知識，無需控制那些支持云的技術(shù)基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)。

NIST對云的定義是：云計算模型能以按需方式，通過網(wǎng)絡(luò)方便地訪問云系統(tǒng)的可配置計算資源共享池 (如網(wǎng)絡(luò)、服務(wù)器、存儲、應(yīng)用程序和服務(wù))，同時它以最少的管理開銷及最少地與供應(yīng)商交互，迅速配置提供或釋放資源。

IDC給出的定義是：云計算是一種新興的IT技術(shù)發(fā)展、部署及發(fā)布模式，能夠通過互聯(lián)網(wǎng)實時地提供產(chǎn)品、服務(wù)和解決方案。

Gartner則是這樣定義的：云計算是以服務(wù)形式向使用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的外部客戶提供具備可擴展性和靈活性的計算方式。

總之，云計算已經(jīng)普遍地被認為是繼微型計算機、互聯(lián)網(wǎng)后的第三次IT革命，是IT技術(shù)發(fā)展的大勢所趨。

2.2 云計算的現(xiàn)狀

目前，云計算的運營行業(yè)還是以互聯(lián)網(wǎng)運營商和電信運營商為主，其中比較著名的公司如下。

（1）國內(nèi)外一些著名的互聯(lián)網(wǎng)運營商

·提供PaaS和SaaS服務(wù)的Google和Salesforce。

·提供IaaS服務(wù)的Amazon。

·在云計算領(lǐng)域投入較大并且發(fā)展較快的Microsoft。

·以提供設(shè)備和解決方案為主的IBM和Microsoft。

·阿里巴巴面向個人和中小企業(yè)構(gòu)建阿里云平臺，提供PaaS層的服務(wù)。同時，也計劃將旗下的所有應(yīng)用都遷移到這個平臺上。

（2）國內(nèi)外一些著名的電信運營商

·AT&T,面向政府和企業(yè)客戶，如美國奧委會網(wǎng)站，提供應(yīng)用托管的服務(wù)，可以按需付費使用帶有安全和網(wǎng)絡(luò)功能的虛擬主機和存儲。

·BT(英國電信)，面向中小企業(yè)，與互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)合作提供 SaaS應(yīng)用，如 Salesforce.com、Smart Marketing、SugarCRM等，開發(fā)并提供電信級的PaaS服務(wù)平臺。

·Verizon，面向企業(yè)客戶提供云端運算服務(wù)。

·Telstra,面向企業(yè)客戶提供移動語音、數(shù)據(jù)服務(wù)以及企業(yè)云平臺的托管。

·中國電信啟動了“天翼祥云計劃”，從服務(wù)云、基礎(chǔ)云、IT云著手，以現(xiàn)網(wǎng)試驗、試點工程和軟課題方式，啟動中國電信云計算相關(guān)工作。

·中國移動面向個人用戶和企業(yè)用戶，構(gòu)建了BigCloud——“大云”平臺，提供云存儲、大容量數(shù)據(jù)庫和搜索引擎。

3 云計算體系架構(gòu)

云計算的體系架構(gòu)參照云服務(wù)的模型可以劃分成3個層次，具體的體系架構(gòu)如圖1所示。

最底層為基礎(chǔ)架構(gòu)即服務(wù)層(infrastructureas a service，IaaS)，在此將基礎(chǔ)設(shè)施資源（計算、存儲和網(wǎng)絡(luò)）以服務(wù)的形式提供出來。這就意味著虛擬計算機不僅具備保證的處理能力，還為存儲和 Internet訪問預(yù)留了帶寬。實際上，IaaS具有在特定服務(wù)質(zhì)量約束的情況下出租計算機或數(shù)據(jù)中心的能力，使之能執(zhí)行任意操作系統(tǒng)和軟件。除了資源的虛擬化（計算資源、網(wǎng)絡(luò)、存儲等不同類型的資源虛擬化），同時還提供自動化管理能力，使得用戶可以便捷地享有服務(wù)，包括有平臺和應(yīng)用的自動化部署、自動化規(guī)模伸縮、負載管理等。

接著往上是平臺即服務(wù)層 (platform as a service，PaaS)，這一層把基礎(chǔ)架構(gòu)資源變成平臺環(huán)境提供給用戶和應(yīng)用。PaaS類似于 IaaS，但是它包括操作系統(tǒng)和圍繞特定應(yīng)用的必需服務(wù)。PaaS提供一個特定的應(yīng)用程序集以及必要的服務(wù)（如 SQL數(shù)據(jù)庫或其他的能力）訪問。簡而言之，PaaS就是 IaaS加上一個用于給定應(yīng)用的定制軟件棧。典型的PaaS應(yīng)用平臺包括Web應(yīng)用平臺、海量數(shù)據(jù)庫應(yīng)用平臺、海量存儲應(yīng)用平臺、分析計算平臺以及一些領(lǐng)域特定的應(yīng)用平臺等。

在平臺即服務(wù)層之上的是軟件即服務(wù)層(software as a service,SaaS)，為終端用戶提供各種應(yīng)用服務(wù)。SaaS的典型表現(xiàn)是一組集中部署的應(yīng)用，在云中遠程地運行一個模型。由于是計量服務(wù)，允許出租任一應(yīng)用程序，并計時收費。

除了這3個層次的服務(wù)之外，云計算還具有相關(guān)的管理功能，包括用戶/服務(wù)管理、訂閱和計費管理、監(jiān)控和服務(wù)質(zhì)量管理、配置和資產(chǎn)管理等。

4 云計算的適用性

云計算為上層應(yīng)用服務(wù)提供資源和能力，符合下列特點的應(yīng)用服務(wù)較為適合使用云計算。

（1）負載變化大

一個應(yīng)用的峰值負載、閑時負載和正常負載之間差距明顯，如報表系統(tǒng)在每個月初達到峰值，需要滿負荷運行，而在平時這些資源的利用率很低。對于這種負載變化大的應(yīng)用，采用云計算來彈性地提供資源，利用多個應(yīng)用之間負載周期的交錯提高資源利用率，保證應(yīng)用的服務(wù)質(zhì)量。

（2）管理成本高

當(dāng)物理資源種類越來越多，數(shù)量越來越大，對應(yīng)的管理成本會越來越高。不同類型的資源都需要專門的技能和人員，同時每個人能人工管理的資源數(shù)量有限，導(dǎo)致維護管理人員越來越多。通過云計算來標(biāo)準(zhǔn)化和自動化管理流程，可簡化管理任務(wù)，降低管理成本。

（3）資源的平均利用率比較低

在傳統(tǒng)煙囪式建設(shè)中，很多系統(tǒng)的資源平均利用率都在10%以下，通過云計算可以進行共享，提高利用率。

（4）對資源有大規(guī)模、海量的需求

包括大規(guī)模存儲、大規(guī)模并行計算等，此類應(yīng)用可以通過云計算進行任務(wù)分解和合并，提高計算能力和效率。

（5）業(yè)務(wù)種類的長尾效應(yīng)，需要共享來降低成本

在互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)中，不同的客戶需要不同的服務(wù)，個性化和定制化導(dǎo)致每個服務(wù)的負載都不會很大，但是服務(wù)的數(shù)量會很多，因此通過云計算實現(xiàn)各個服務(wù)之間的資源共享，降低單個服務(wù)的成本。

（6）需要隨時隨地可以訪問或隨用隨付費

從應(yīng)用交付和用戶使用角度看，需要隨時隨地可以訪問，并且往往通過網(wǎng)絡(luò)的方式來使用服務(wù)，或者隨用隨付費，根據(jù)訂閱或者使用付費，而不需要一次性大額度投入。

以上這些特點的應(yīng)用適合在云計算平臺上運行。

5 電信行業(yè)IT系統(tǒng)的現(xiàn)狀

（1）基礎(chǔ)設(shè)施使用率低，能耗大

由于沒有主機資源共享，即使在低使用率下，所有的主機也不得不全部開機，導(dǎo)致電能消耗巨大。

（2）數(shù)據(jù)中心運維管理自動化水平低

IDC業(yè)務(wù)的管理和運維主要是由人員手工進行,運維管理效率低,且易出錯。

（3）業(yè)務(wù)平臺多采用煙囪式獨立建設(shè)，造成資源浪費

電信運營商根據(jù)市場需要不斷地推出新業(yè)務(wù)、改進內(nèi)部運營和支撐，在業(yè)務(wù)平臺和內(nèi)部支撐平臺上運行著數(shù)量眾多的應(yīng)用。以某電信運營商為例，業(yè)務(wù)平臺上有200多個業(yè)務(wù)，內(nèi)部支撐平臺上有50多個應(yīng)用。每個應(yīng)用的建設(shè)都是在不同階段，由不同的廠商來實施，采用不同的架構(gòu)，基本上都是以煙囪式進行運維管理，每個應(yīng)用獨占物理服務(wù)器、存儲和網(wǎng)絡(luò)等資源。每個應(yīng)用為了保證服務(wù)質(zhì)量，在擴容時一般都按照峰值時的需要，造成正常情況下一大部分資源都被浪費，沒有充分利用；另一方面，部分發(fā)展緩慢的業(yè)務(wù)資源難以及時回收，也造成資源的一定浪費。

（4）大規(guī)模數(shù)據(jù)處理時效性不高

隨著電信業(yè)務(wù)量和數(shù)據(jù)量的不斷增加，計算壓力將越來越大，突發(fā)計算的要求也越來越多，需要低成本、高效率地處理高速增長的海量數(shù)據(jù)信息。

（5）缺少產(chǎn)品開發(fā)、測試、部署的綜合環(huán)境

每月新增一個業(yè)務(wù)，如此快速的發(fā)展對開發(fā)、測試以及部署的支撐環(huán)境都有更高的要求。在有限的資源下，如何實現(xiàn)快速的環(huán)境建立與支撐，將是制約電信業(yè)務(wù)發(fā)展的重要因素。

（6）桌面系統(tǒng)由各個部門自主采購維護，管理較為混亂

桌面系統(tǒng)雖比較分散，但也是電信IT系統(tǒng)投入的重要組成部分。這些系統(tǒng)目前沒有統(tǒng)一部門進行采購、更新和維護。因此，對桌面系統(tǒng)進行統(tǒng)一管理有著較強的需求。有安全保證的虛擬桌面云技術(shù)將有助于統(tǒng)一桌面系統(tǒng)的資源，并進行集中式、流程化管理以提高企業(yè)的運行效率及降低開銷。

6 云計算在電信行業(yè)的應(yīng)用建議

根據(jù)電信行業(yè)的現(xiàn)狀，結(jié)合云計算的適用性，從適用對象來分，我們將云計算適用于電信行業(yè)的領(lǐng)域劃分為內(nèi)部和外部兩大領(lǐng)域。

外部云針對電信的外部客戶和系統(tǒng)。具體而言，適用于IDC與各種產(chǎn)品業(yè)務(wù)領(lǐng)域。云計算可以為IDC提供彈性的計算資源租用服務(wù)和災(zāi)備服務(wù)，為產(chǎn)品和業(yè)務(wù)提供支撐，如互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用開發(fā)服務(wù)，支撐全球眼、天翼空間應(yīng)用商店等新興業(yè)務(wù)。

內(nèi)部云針對電信的內(nèi)部客戶和系統(tǒng)。具體而言，適用于EDC與支撐系統(tǒng)。云計算可以為系統(tǒng)開發(fā)提供測試服務(wù)，為數(shù)據(jù)分析業(yè)務(wù)提供分布式計算服務(wù)，為內(nèi)部人員提供虛擬辦公桌面服務(wù)。

6.1 外部云

（1）IDC基礎(chǔ)設(shè)施云服務(wù)

中國電信IDC目前的主營業(yè)務(wù)為傳統(tǒng)的資源出租，包括機房租賃、帶寬租賃和托管服務(wù)器維護等，主要依托中國電信的強大網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施和傳統(tǒng)的運營經(jīng)驗。這部分業(yè)務(wù)的同質(zhì)化競爭越來越激烈，需要在價格和服務(wù)上有進一步的提升才能保證中國電信IDC的市場競爭力，通過降低內(nèi)部運營成本來降低市場價格，通過提供更多的新服務(wù)和增值服務(wù)來增長客戶群，提高收入。

IDC基礎(chǔ)設(shè)施云業(yè)務(wù)是基于云計算平臺的IT基礎(chǔ)設(shè)施租用服務(wù)。它通過虛擬化、自動化等云計算關(guān)鍵技術(shù)智能動態(tài)地調(diào)配各種資源（如計算、存儲、帶寬、硬件、軟件等）提供給客戶，使得客戶無需為繁瑣的細節(jié)而煩惱，能夠更加專注于自己的業(yè)務(wù)。同時，可以根據(jù)客戶實際使用的資源，如計算資源、網(wǎng)絡(luò)流量、存儲資源等進行付費。對電信運營商而言，由于規(guī)模效應(yīng)，可以提高資源利用率、節(jié)約成本和降低能耗，進一步提升市場競爭力。

（2）災(zāi)備服務(wù)

災(zāi)備系統(tǒng)防范的是小概率嚴重的破壞性事件，如水災(zāi)、火災(zāi)、地震等。一個災(zāi)備系統(tǒng)會完全復(fù)制和備份運行系統(tǒng)，當(dāng)運行系統(tǒng)出現(xiàn)重大問題，災(zāi)備系統(tǒng)會運行并代替運行系統(tǒng)。當(dāng)運行系統(tǒng)規(guī)模較大的時候，基于傳統(tǒng)的物理計算環(huán)境，災(zāi)備系統(tǒng)也需要等同的投入。而在運行系統(tǒng)正常運行的時候，災(zāi)備系統(tǒng)的利用率非常低。

因此，在不降低服務(wù)質(zhì)量的前提下，使用虛擬化技術(shù)和云平臺，災(zāi)備系統(tǒng)的成本將降低。對于IDC運營商來講，由于虛擬化技術(shù)帶來的資源共享的規(guī)模效應(yīng)，隨著災(zāi)備系統(tǒng)增加，整體IDC災(zāi)備服務(wù)的成本也會大大降低。

（3）業(yè)務(wù)平臺支撐

電信行業(yè)的業(yè)務(wù)平臺規(guī)模和數(shù)量都很大，未來的業(yè)務(wù)平臺規(guī)模更是難以預(yù)計，需要構(gòu)建在高擴展性、高可靠性以及高可管理性的基礎(chǔ)設(shè)施平臺之上，通過虛擬化、自動化和標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)構(gòu)建的云基礎(chǔ)設(shè)施平臺是電信業(yè)務(wù)平臺的最佳基礎(chǔ)承載平臺。

同時，業(yè)務(wù)平臺承擔(dān)了大量來自用戶和終端側(cè)的數(shù)據(jù)處理任務(wù)，未來業(yè)務(wù)平臺的終端規(guī)模將會是爆發(fā)式的增長，通過分布式計算和并行計算技術(shù)實現(xiàn)業(yè)務(wù)平臺數(shù)據(jù)的海量分析和處理是最佳的選擇。

另外，隨著電信競爭的日益加劇，客戶對于個性化服務(wù)的要求將會產(chǎn)生大量的行業(yè)應(yīng)用需求，通過應(yīng)用平臺和開放的接口，更多的用戶和軟件提供商可以快速構(gòu)建或者找到符合自己需求的應(yīng)用。

6.2 內(nèi)部云

（1）開發(fā)測試云

在電信系統(tǒng)中，生產(chǎn)環(huán)境與開發(fā)測試環(huán)境彼此分離。開發(fā)測試環(huán)境的重要性無庸置疑，理應(yīng)分配足夠的資源支持開發(fā)測試。然而從實際情況看，生產(chǎn)環(huán)境的資源緊張都成為常態(tài)，開發(fā)測試環(huán)境的資源更加緊張。

在新IT系統(tǒng)的開發(fā)測試中，需要搭建驗證環(huán)境。通過測試云平臺的集中管理界面，將快速實現(xiàn)驗證環(huán)境的搭建。在業(yè)務(wù)開發(fā)測試之后，驗證環(huán)境可迅速卸載，將資源歸還資源池。云平臺管理員可以通過監(jiān)控平臺，實時了解各業(yè)務(wù)對云資源的占用狀況，從而有效地調(diào)度資源，提高整體利用率。

（2）數(shù)據(jù)分析云

根據(jù)電信業(yè)務(wù)周期，通過管理平臺自動化實現(xiàn)數(shù)據(jù)分析云計算平臺的管理，保證各類平臺都可以參與到云計算中。參與平臺的機器可以是資源池的閑置機器，也可擴展到非生產(chǎn)環(huán)境的機器，如開發(fā)測試資源池，甚至辦公機器。

同時，數(shù)據(jù)分析云具有靈活彈性，因此各類機器可選擇空閑時段加入云平臺。靈活地加入和退出并不中斷云計算本身。數(shù)據(jù)分析云具有高可靠性，即使出現(xiàn)一些機器的臨時故障，云平臺能夠自動檢測和適應(yīng)，并不中斷云平臺分析與計算。在計算窗口期之后，云平臺可釋放各類資源。

（3）桌面系統(tǒng)

使用云計算技術(shù)將桌面系統(tǒng)統(tǒng)一到服務(wù)器端，通過瘦客戶端遠程訪問位于服務(wù)器端的桌面系統(tǒng)。虛擬桌面系統(tǒng)實現(xiàn)硬件資源和軟件的統(tǒng)一規(guī)劃、統(tǒng)一采購以及桌面系統(tǒng)的統(tǒng)一管理和統(tǒng)一維護。對于終端用戶可以提供隨時隨地的、更加安全和彈性的桌面訪問服務(wù)以及其他相關(guān)服務(wù)。對于管理人員，通過管理的統(tǒng)一化、流程化，并借助統(tǒng)一管理來降低桌面系統(tǒng)的維護成本。

7 云計算在電信行業(yè)中的實施建議

結(jié)合電信行業(yè)和云計算的特點和現(xiàn)狀，在電信行業(yè)實施云計算的建議如下：

·云計算應(yīng)該作為公司整體策略全局考慮；

·采用標(biāo)準(zhǔn)化、自動化和成熟的技術(shù)，以提升利用率，降低技術(shù)障礙，節(jié)約成本，提高可用性；

·從云計算的基礎(chǔ)設(shè)施啟動，先建設(shè)IaaS平臺，在此之上逐步實施PaaS和SaaS；

·云計算的推廣應(yīng)該從非生產(chǎn)系統(tǒng)到生產(chǎn)系統(tǒng)，從非關(guān)鍵業(yè)務(wù)到關(guān)鍵業(yè)務(wù)；

·基于云計算進行業(yè)務(wù)創(chuàng)新：對內(nèi)，通過云計算的彈性伸縮機制解決數(shù)據(jù)分析的時間窗口沖突問題，為決策層更好、更快地提供及時、準(zhǔn)確的統(tǒng)計分析，給業(yè)務(wù)決策和創(chuàng)新創(chuàng)造良好的基礎(chǔ)；對外，改造傳統(tǒng)的IDC，通過云模式IDC為客戶提供先進的增值服務(wù)，如彈性資源租用、災(zāi)備服務(wù)等。通過這些新型的服務(wù)擴大電信市場，提升品牌形象。

1 石屹嶸,段勇.云計算在電信IT領(lǐng)域應(yīng)用初探.電信科學(xué),2009，25(9)

2 聞劍峰,龔德志.虛擬化技術(shù)在電信災(zāi)難恢復(fù)計劃中的應(yīng)用研究.電信科學(xué),2009,25(9)

3 龔德志,聞劍峰.虛擬化技術(shù)在電信服務(wù)器資源整合中的應(yīng)用研究.電信科學(xué),2009,25(9)