電信OSS應(yīng)用云計(jì)算技術(shù)的研究

張?jiān)朴拢瑮?光，陳清金，潘松柏

（1.中國(guó)聯(lián)通研究院 北京100048；2.中國(guó)聯(lián)通系統(tǒng)集成公司 北京100032）

1 引言

云計(jì)算技術(shù)是IT產(chǎn)業(yè)界的一場(chǎng)技術(shù)革命，它已經(jīng)成為了IT行業(yè)未來(lái)發(fā)展的方向。中國(guó)政府在“十二·五”信息規(guī)劃的技術(shù)背景中特別地對(duì)云計(jì)算技術(shù)做了闡述，明確提出云計(jì)算技術(shù)是我國(guó)下一個(gè)5年信息化產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重點(diǎn)領(lǐng)域之一。2009年年末，中國(guó)工業(yè)和信息化部出臺(tái)的扶持軟件產(chǎn)業(yè)發(fā)展指導(dǎo)意見中就明確了軟件行業(yè)的10個(gè)發(fā)展重點(diǎn)，分別是基礎(chǔ)軟件、信息安全軟件、工業(yè)軟件、嵌入式軟件、行業(yè)應(yīng)用解決方案、系統(tǒng)集成和支持服務(wù)、軟件服務(wù)外包、各類創(chuàng)新型服務(wù)、數(shù)字內(nèi)容加工處理與服務(wù)以及IC設(shè)計(jì)服務(wù)。無(wú)錫市政府致力于打造中國(guó)的“云谷”，北京市政府啟動(dòng)了“祥云工程”。中國(guó)移動(dòng)的“Big Cloud（大云）”、中國(guó)電信的“e云”、中國(guó)聯(lián)通的VDC業(yè)務(wù)都成為了中國(guó)電信業(yè)開展云計(jì)算技術(shù)和商業(yè)模式創(chuàng)新的亮點(diǎn)。無(wú)論是在政府還是在產(chǎn)業(yè)界，都掀起了一場(chǎng)“云”的熱潮。

需求驅(qū)動(dòng)、技術(shù)驅(qū)動(dòng)和政策驅(qū)動(dòng)這三大驅(qū)動(dòng)力給云計(jì)算的發(fā)展提供了極大的助力?！霸朴?jì)算”以其特有的按需、易擴(kuò)展的特點(diǎn)，為其使用者節(jié)約了巨大的成本，中小企業(yè)可以通過(guò)“云計(jì)算”技術(shù)，在降低投入的同時(shí)更加便捷地接觸到高端的IT技術(shù)，成為了“云計(jì)算”發(fā)展的需求驅(qū)動(dòng)力。隨著信息通信技術(shù)相互滲透力度的不斷加大，技術(shù)融合演進(jìn)程度不斷加深，后IP技術(shù)和新IT架構(gòu)技術(shù)的發(fā)展，云計(jì)算已從一個(gè)技術(shù)理念逐步落地，形成技術(shù)驅(qū)動(dòng)力。不少國(guó)家對(duì)云計(jì)算廣闊的市場(chǎng)前景和巨大的產(chǎn)業(yè)機(jī)遇給予高度關(guān)注，紛紛出臺(tái)了相關(guān)戰(zhàn)略規(guī)劃和政策措施，以加快推動(dòng)云計(jì)算的發(fā)展和應(yīng)用，搶占未來(lái)云計(jì)算產(chǎn)業(yè)的戰(zhàn)略制高點(diǎn)。同時(shí)，云計(jì)算相關(guān)概念和技術(shù)發(fā)展的走向及其影響，在國(guó)內(nèi)學(xué)術(shù)界、產(chǎn)業(yè)界已引起了廣泛的關(guān)注和討論，形成了政策驅(qū)動(dòng)力。

綜上所述，針對(duì)電信運(yùn)營(yíng)商的最核心系統(tǒng)OSS應(yīng)用，研究引入云計(jì)算技術(shù)的可行性及技術(shù)方案成為電信運(yùn)營(yíng)商需要考慮的重要問(wèn)題。

2 電信運(yùn)營(yíng)商OSS現(xiàn)狀及云計(jì)算應(yīng)用分析

2.1 云計(jì)算內(nèi)涵

“云計(jì)算”是一種新的計(jì)算方法，它通過(guò)虛擬化等技術(shù)按照“即插即用”的方式，自助管理運(yùn)算能力形成高效資源池，以按需分配的服務(wù)形式提供計(jì)算能力。其典型特征是：資源共享、按需分配、彈性調(diào)度、服務(wù)提供?！霸朴?jì)算”就是通過(guò)公眾通信網(wǎng)絡(luò)整合IT資源，并以服務(wù)方式向用戶提供的計(jì)算能力，即“云服務(wù)”。

如圖1所示，用戶自備內(nèi)部電話網(wǎng)時(shí)代已經(jīng)結(jié)束，電話通信已完全由公眾電話網(wǎng)運(yùn)營(yíng)商提供豐富的電信業(yè)務(wù)。在云計(jì)算模式下，服務(wù)器端硬件、軟件被整合為共享資源，按照“共享、按需、彈性、服務(wù)”的原則，用戶只需要通過(guò)網(wǎng)絡(luò)從服務(wù)器端獲取各種各樣的服務(wù)和能力，不需要獨(dú)占擁有計(jì)算、存儲(chǔ)能力，這就是當(dāng)前IT業(yè)的變革潮流。云計(jì)算已經(jīng)在互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域得到應(yīng)用，并正在形成新的商業(yè)模式、新的產(chǎn)業(yè)、新的經(jīng)濟(jì)、新的生活形態(tài)。

2.2 電信OSS的現(xiàn)狀分析

目前，電信運(yùn)營(yíng)商的OSS眾多，平臺(tái)廠商眾多，管理維護(hù)復(fù)雜。各電信運(yùn)營(yíng)商的OSS數(shù)量超過(guò)1 000套；各系統(tǒng)缺乏統(tǒng)一的管理、統(tǒng)計(jì)，沒(méi)有端到端的數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)；OSS煙囪式建設(shè)，缺乏統(tǒng)一規(guī)劃,資源復(fù)用率低；各網(wǎng)管系統(tǒng)獨(dú)立建設(shè)，設(shè)計(jì)差異大，空閑資源無(wú)法共享復(fù)用；沒(méi)有統(tǒng)一的容災(zāi)備份系統(tǒng)，業(yè)務(wù)可靠性不高。

OSS系統(tǒng)小型機(jī)比例高，維護(hù)升級(jí)成本高。部分系統(tǒng)業(yè)務(wù)壓力大，設(shè)備能效比低，亟待改造。

2.3 云計(jì)算應(yīng)用于OSS的可行性分析

在OSS中引入云計(jì)算技術(shù)，通過(guò)虛擬化實(shí)現(xiàn)資源 “空分、時(shí)分”共享，可提升利用率（60%），通過(guò)分布式計(jì)算、存儲(chǔ)采用軟件方式提升系統(tǒng)整網(wǎng)性能和可靠性，降低對(duì)單點(diǎn)硬件（性能、可靠性）的依賴，降低采購(gòu)成本，實(shí)現(xiàn)分權(quán)分域的統(tǒng)一IT資源管理，改變管理模式，提高整網(wǎng)的運(yùn)維效率(人均大于3 000臺(tái))，優(yōu)化硬件降低整體TCO(總擁有成本)。

3 在OSS中應(yīng)用云計(jì)算技術(shù)的方案

3.1 云計(jì)算推動(dòng)OSS應(yīng)用技術(shù)轉(zhuǎn)型

基于云計(jì)算是推進(jìn)OSS統(tǒng)一管理的最優(yōu)途徑，通過(guò)云計(jì)算可實(shí)現(xiàn)電信IT資源的統(tǒng)一，通過(guò)虛擬化等技術(shù)實(shí)現(xiàn)異構(gòu)計(jì)算、存儲(chǔ)等資源統(tǒng)一管理，并根據(jù)業(yè)務(wù)需求，實(shí)現(xiàn)按需分配，提高管理水平。通過(guò)云計(jì)算可實(shí)現(xiàn)電信OSS的平臺(tái)統(tǒng)一，通過(guò)統(tǒng)一的云管理平臺(tái)實(shí)現(xiàn)同一個(gè)工作流程，同一業(yè)務(wù)管理，提高專業(yè)性。通過(guò)云計(jì)算實(shí)現(xiàn)電信OSS的數(shù)據(jù)統(tǒng)一，通過(guò)SaaS、數(shù)據(jù)統(tǒng)一管理等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的全局視圖及精工細(xì)作，以便于實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一的數(shù)據(jù)分析，指導(dǎo)電信運(yùn)營(yíng)生產(chǎn)。圖2為基于云計(jì)算實(shí)現(xiàn)電信OSS統(tǒng)一管理的示意。

目前，大型主機(jī)的虛擬效率一般在95%以上，虛擬化損耗為2%～3%。AIX和HP-UX等小型機(jī)上的虛擬效率在90%以上，虛擬化損耗約為5%。x86架構(gòu)上的虛擬效率則在80%左右，虛擬化損耗大約為20%。

通過(guò)云計(jì)算虛擬化技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)資源的“空分、時(shí)分”共享，提升資源利用率達(dá)到系統(tǒng)輕載所設(shè)計(jì)的40%利用率。同時(shí)，由于資源與平臺(tái)的統(tǒng)一，帶來(lái)管理以及運(yùn)維支撐方面的高效，提高整網(wǎng)的運(yùn)維效率(人均大于3 000臺(tái))。電信運(yùn)營(yíng)商的系統(tǒng)考慮到擴(kuò)容等業(yè)務(wù)增長(zhǎng)需求，一般系統(tǒng)設(shè)計(jì)輕載，采用虛擬化技術(shù)保障電信IT系統(tǒng)的40%利用率。通過(guò)云計(jì)算實(shí)現(xiàn)資源與平臺(tái)的統(tǒng)一，提高整網(wǎng)的運(yùn)維效率，可實(shí)現(xiàn)人均管理設(shè)備大于1 000臺(tái)。在管理效率上，提高業(yè)務(wù)上線速度40%，提高維護(hù)效率。

云計(jì)算是資源統(tǒng)一管理，提高效率的保障，通過(guò)云計(jì)算實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一的設(shè)備及資源管理，通過(guò)VDC實(shí)現(xiàn)分層分級(jí)使用。在全網(wǎng)的IT資源統(tǒng)一調(diào)度管理上，根據(jù)IT資源和業(yè)務(wù)需求為每個(gè)OSS業(yè)務(wù)劃分VDC，各業(yè)務(wù)系統(tǒng)邏輯獨(dú)立集團(tuán)管理員可為各OSS業(yè)務(wù)彈性調(diào)配IT資源，削峰填谷，通過(guò)IT資源統(tǒng)一管理與分層分級(jí)使用相結(jié)合提高OSS管理效率。

3.2 OSS應(yīng)用云計(jì)算框架

電信運(yùn)營(yíng)商利用云計(jì)算相關(guān)技術(shù)，對(duì)現(xiàn)有OSS進(jìn)行技術(shù)升級(jí)改造，可形成電信運(yùn)營(yíng)商的統(tǒng)一OSS云。

①通過(guò)OSS云改造實(shí)現(xiàn)挖潛降耗，提高IT資源的利用率，降低能源等資源消耗。

②通過(guò)OSS云改造實(shí)現(xiàn)效率提高，減少管理及建設(shè)各環(huán)節(jié)，提高運(yùn)營(yíng)效率。

③通過(guò)OSS云改造實(shí)現(xiàn)管理提升，通過(guò)系統(tǒng)、數(shù)據(jù)集中，實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一管理，進(jìn)而提升管理能力。

④通過(guò)OSS云改造實(shí)現(xiàn)成本節(jié)減，通過(guò)云計(jì)算，將CAPEX轉(zhuǎn)化為OPEX，有效降低成本。

其中,代表某截面燃燒的燃料質(zhì)量, 在這里1 mol氫氣(2 g) 可以生成1 mol水(18 g), 由水的質(zhì)量來(lái)求得氫氣的質(zhì)量), α為水的質(zhì)量分?jǐn)?shù).

云計(jì)算升級(jí)改造需遵循統(tǒng)籌規(guī)劃、分步推進(jìn)原則，在技術(shù)成熟、新流程建設(shè)有豐富經(jīng)驗(yàn)的情況下，可以逐步考慮整合公司各部門IT資源，提高整體共享程度，并向公司內(nèi)部統(tǒng)一的云計(jì)算平臺(tái)演進(jìn)。

OSS云升級(jí)改造需遵循統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)、互聯(lián)互通原則。OSS云升級(jí)改造需遵循保護(hù)投資、充分利舊原則，如圖3所示。

OSS應(yīng)用云計(jì)算技術(shù)，近期應(yīng)考慮OSS的現(xiàn)狀情況和電信運(yùn)營(yíng)商的特點(diǎn)，通過(guò)引入云存儲(chǔ)管理系統(tǒng)、虛擬化改造、云計(jì)算管理平臺(tái)系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一的系統(tǒng)資源管理，實(shí)現(xiàn)OSS中IT資源的統(tǒng)一管理和云化改造，如圖4所示，在此統(tǒng)一云基礎(chǔ)設(shè)施上支撐OSS的業(yè)務(wù)系統(tǒng)，逐步實(shí)現(xiàn)煙囪化到統(tǒng)一支撐的過(guò)渡。

遠(yuǎn)期OSS應(yīng)用云計(jì)算技術(shù)需要引入PaaS并實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)系統(tǒng)到SaaS服務(wù)的轉(zhuǎn)變，所有OSS基于統(tǒng)一的PaaS平臺(tái)構(gòu)建，并快速提供多種OSS，通過(guò)PaaS平臺(tái)統(tǒng)一管理平臺(tái)上的所有OSS，對(duì)業(yè)務(wù)層提供統(tǒng)一豐富的能力接口，提高系統(tǒng)的開發(fā)部署速度，如圖5所示。

在OSS云化過(guò)程中，需要利用云電腦實(shí)現(xiàn)運(yùn)維維護(hù)終端的升級(jí)，云電腦極大地降低用電成本、維護(hù)成本，推動(dòng)維護(hù)管理的革新，所有的數(shù)據(jù)在云處保存，云電腦不保存數(shù)據(jù)，降低數(shù)據(jù)失、損壞的風(fēng)險(xiǎn)，提高數(shù)據(jù)安全能力，云電腦的所有操作都實(shí)現(xiàn)可追溯，便于責(zé)任認(rèn)定。

OSS應(yīng)用云計(jì)算后，將改變目前的系統(tǒng)建設(shè)及運(yùn)維模式。

②IT基礎(chǔ)設(shè)施的維護(hù)可進(jìn)一步分離，由獨(dú)立的機(jī)構(gòu)承擔(dān)。

未來(lái)的OSS云計(jì)算可實(shí)現(xiàn)服務(wù)外包及IT外包，打造全新的運(yùn)營(yíng)模式。

①由內(nèi)部專職部門承擔(dān)基礎(chǔ)設(shè)施云服務(wù)，租用基礎(chǔ)設(shè)施云給公司其他需求部門。

② 由第三方單位承擔(dān)OSS業(yè)務(wù)云的維護(hù)，租用OSS業(yè)務(wù)服務(wù)，進(jìn)一步變CAPEX為OPEX。

4 在OSS中應(yīng)用云計(jì)算技術(shù)分析

目前，IT的管理模式和云計(jì)算的管理模式在有些方面還存在天然的矛盾，因?yàn)樵朴?jì)算是強(qiáng)調(diào)集中化的優(yōu)勢(shì)以及應(yīng)用平臺(tái)資源的分層耦合管理，但是公司傳統(tǒng)的IT系統(tǒng)管理和使用模式在某些方面和云計(jì)算的理念有不相適應(yīng)的地方。以系統(tǒng)運(yùn)維的管理為例，傳統(tǒng)的運(yùn)維理念是按照系統(tǒng)進(jìn)行運(yùn)維資源和人員的配置，而系統(tǒng)“云化”之后，需要進(jìn)行集中化和分層的統(tǒng)一管理，具體地說(shuō)基礎(chǔ)設(shè)施需要有專人統(tǒng)一管理和維護(hù)，云管理平臺(tái)需要有專人負(fù)責(zé)操作和調(diào)度，PaaS層能力需要有專人統(tǒng)一開發(fā)和維護(hù)，而在SaaS層依然可以像從前一樣，不同的應(yīng)用由不同的人員維護(hù)。由此可見，在實(shí)現(xiàn)“云化”改造以后，公司的相關(guān)管理體系和組織架構(gòu)需要根據(jù)云架構(gòu)的具體需要做出調(diào)整。

由于IT云計(jì)算與傳統(tǒng)項(xiàng)目建設(shè)、維護(hù)、服務(wù)模式完全不同，缺乏相應(yīng)的組織經(jīng)驗(yàn)和制度流程，缺乏有成功經(jīng)驗(yàn)的集成商、云方案提供商，最終方案效果需要依賴自有團(tuán)隊(duì)不斷地探索和調(diào)整，缺乏統(tǒng)一的國(guó)際和國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的支持，需要首先確定企業(yè)的云計(jì)算技術(shù)規(guī)范。業(yè)務(wù)系統(tǒng)升級(jí)改造成本高，目前OSS大多數(shù)應(yīng)用基于傳統(tǒng)IT架構(gòu)，可能需要軟件升級(jí)、重新開發(fā)。

5 結(jié)束語(yǔ)

鑒于電信OSS的復(fù)雜性，可選擇具有典型意義的系統(tǒng)開展云計(jì)算的試驗(yàn)驗(yàn)證，進(jìn)行云平臺(tái)的探索和驗(yàn)證，結(jié)合云計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)化工作，逐漸規(guī)劃出統(tǒng)一云平臺(tái)的基礎(chǔ)框架。OSS構(gòu)成復(fù)雜，應(yīng)選擇具有業(yè)務(wù)代表性、系統(tǒng)共通性的點(diǎn)進(jìn)行相關(guān)試驗(yàn)。依據(jù)試驗(yàn)研究的成果，穩(wěn)步推進(jìn)云計(jì)算平臺(tái)在OSS中的應(yīng)用部署。通過(guò)架構(gòu)基礎(chǔ)設(shè)施云，根據(jù)業(yè)務(wù)特征和需求，建設(shè)異構(gòu)的基礎(chǔ)設(shè)施云，通過(guò)VDC的技術(shù)，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)有OSS基礎(chǔ)平臺(tái)向云平臺(tái)的逐步遷移。

1 2010年中國(guó)企業(yè)級(jí)數(shù)據(jù)中心市場(chǎng)研究報(bào)告.計(jì)世資訊，2010年5月

2房秉毅，張?jiān)朴拢态?，?云計(jì)算國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀分析.電信科學(xué)，2010,26(8)

3潘松柏，張?jiān)朴拢惽褰?，?云計(jì)算安全關(guān)鍵技術(shù).電信科學(xué)，2010,26(8)

4童曉渝，張?jiān)朴?，戴元?公眾計(jì)算通信網(wǎng)架構(gòu)及關(guān)鍵技術(shù).通信學(xué)報(bào)，2010,31（8）