閔麗娟 ,朱 珠 ,婁高見 ,盧捍華
(1.南京郵電大學物聯網學院 南京 210003;2.南京郵電大學福富實驗室 南京 210003;3.南京郵電大學通信與信息工程學院 南京 210003)
隨著整個社會信息資源和能力的積累以及技術的進步和社會需求的發(fā)展,當前信息通信服務正處在一個變革的前沿,可以從以下幾個方面看出這種變革的端倪。
·從政府到社會,普遍重視現有基礎設施和信息積累的成果,需要將這些成果轉化成為社會提供更為智能化的信息服務的基礎。從美國的智慧星球[1]、日本的i-Japan[2],到我國的新興信息產業(yè)[3]、物聯網,無不如此。
·技術的發(fā)展和信息的積累催生了信息產業(yè)新的增長點,各種.net公司的成長、云計算服務推向市場[4]、物聯網應用的普及等都可以說明這一點。
·廣泛分布的社會信息資源使信息通信服務提供者改變自己的企業(yè)方向和戰(zhàn)略,提供開放融合的信息服務,并使用這些服務改變了過去那種自己“造車、修路、載客”的資源封閉經營方式。充分利用社會信息資源,轉而向社會提供各方所需的信息服務是今天信息通信服務的重要特點。.net公司的成功、蘋果iPad和Android手持終端 (包括手機和平板電腦)的成功無不說明這一點。
·信息服務和其他實體服務相結合產生新的商業(yè)模式和經營領域,特別是傳統(tǒng)的服務業(yè),結合信息服務為自己開拓出一片新的天地,如電信公司利用自己的信息優(yōu)勢,開展餐飲、交通等方面的信息服務,依托internet開展各種社會服務的企業(yè)或組織不斷涌現。
·提供信息通信服務的主體從單一的通信運營商逐步擴展到.net公司、各種實體服務提供行業(yè),甚至政府和其他非盈利組織。
·物聯網、“智慧地球”等概念的出現催生跨行業(yè)、跨企業(yè)的廣泛的端到端的智慧化信息服務,這些信息服務需要整個社會信息化系統(tǒng)之間的互聯互操作,充分體現物聯網“深入感知,廣泛互聯,高度智能”[1]的特點。
·由于開放服務跨企業(yè)、跨行業(yè)的特征明顯,為了更好地管理和協(xié)調信息服務,保障社會和國家發(fā)展的整體利益,政府的管制、指導作用顯得日益重要。除了社會的需要以外,信息服務轉折動力也來自于技術的發(fā)展。技術成熟以后,才有可能提供智慧化的信息服務,支持智慧化信息服務的技術主要包括通信技術、系統(tǒng)架構技術、傳感技術、計算機技術等。在新需求的驅動下,在新技術的支持下,當前信息服務的架構和技術也有了革命性的變化,這些變化包括以下幾方面。
·為了完成智慧化端到端服務,信息系統(tǒng)趨向于規(guī)模大型化、關聯多樣化,系統(tǒng)管理的因素也越來越多,管理和控制也越來越復雜。例如,通過傳感器采集各種現場信息,為服務提供信息依據;對大量的數據和信息進行分析,產生決策信息,并在信息服務中使用,提高系統(tǒng)的智能化程度。
·系統(tǒng)趨向開放融合,系統(tǒng)的很多組成部分來自開放的internet環(huán)境,其運營和管理是自治的,總體系統(tǒng)只能影響和使用其功能,無法完全對其進行控制?,F在企業(yè)信息系統(tǒng)中使用的搜索引擎、地理信息系統(tǒng)等服務多屬于這種情況。
·信息服務更為強調最終使用者的使用價值,服務的使用者越來越多地關心信息技術對自己業(yè)務的支撐而不是信息系統(tǒng)的構成,服務的提供者越來越多地關注用戶的需求而不是技術細節(jié)。在這種情況下,服務的價值鏈被拉長,服務的參與方增多,這對服務的管理和支撐帶來更多的不確定性。
·由于規(guī)模越來越大,復雜性越來越高,信息服務的重要性越來越為使用者關注,系統(tǒng)將以演化的方式發(fā)展,系統(tǒng)的運營過程也是系統(tǒng)不斷演化和重組的過程,這和傳統(tǒng)的信息系統(tǒng)概念是不一樣的。
·為了在系統(tǒng)和服務的逐步演化中同時滿足各種功能、性能要求,系統(tǒng)必須采取不同的技術保證系統(tǒng)靈活性和穩(wěn)定性的統(tǒng)一,這些技術包括門戶、流程、規(guī)則策略、系統(tǒng)動態(tài)重組等。系統(tǒng)的技術復雜性日益提高,給維護和運行帶來更多的挑戰(zhàn)。
綜上所述,開放融合服務的運營和提供為運營支撐和運營支撐管理系統(tǒng)帶來新的挑戰(zhàn),同時也帶來新的機會。它既不同于eTOM[5]描述的傳統(tǒng)電信運營和服務提供,也不同于ITIL[6]描述的企業(yè)信息服務的管理。如何在復雜的環(huán)境下保證信息服務的有效提供,如何在保證系統(tǒng)靈活性的同時提供穩(wěn)定的支撐,是當今運營支撐和服務管理的重要課題。
除此之外,由于信息技術及人們對信息服務需求的發(fā)展,越來越多的軟件和系統(tǒng)以服務的方式向最終用戶提供,運營支撐和服務管理功能也同樣如此。作為OSS/BSS或服務管理系統(tǒng)(以下稱“運營支撐和服務管理系統(tǒng)”),如何為不同方式的信息服務提供者提供支撐和管理服務;隨著面向服務結構(SOA)[7]、云計算等體系應用的不斷深入,需要對運營支撐和服務管理系統(tǒng)進行抽象和體系結構的優(yōu)化,使之能夠適應不同的需要,這些都是系統(tǒng)建設者、運營者需要深入考慮的問題。
本文從功能和技術兩個方面對此作出一些探討,希望引起信息通信服務的運營者、系統(tǒng)的建設者和開放服務運營的組織管理者的重視和思考,使開放服務運營能夠更好地適應社會和企業(yè)的要求,創(chuàng)造應有的價值。
作為信息系統(tǒng),其主要功能是處理輸入信息和內部狀態(tài)(可看作系統(tǒng)的持續(xù)存儲)[8,9],產生有用的輸出信息,如圖1所示。
其中,輸出是輸入和內部狀態(tài)的函數,三者是離散時間相關的,如下式所示:
其中,O、I、S 均是向量:
其中,O表示輸入,I表示輸出,S表示系統(tǒng)的內部狀態(tài),這些向量及其分量都是離散時間序列;FO是系統(tǒng)的外觀功能,也是使用者感興趣的功能;FS是內部功能,表示系統(tǒng)對內部持續(xù)存儲數據的處理;n表示離散序列的當前值,n-1表示前一個值。
對于一個信息系統(tǒng)來說,重要的就是描述其信息(I、O和FS)和對外部表現出的行為(FO)。運營支撐和管理系統(tǒng)同樣如此。因此從這兩個角度探討開放運營支撐和服務管理系統(tǒng)的功能信息特點,探討的基礎是TMF的解決方案框架(NGOSS)[10~13]。
NGOSS框架體系中將過程、信息、應用劃分為4個層次:市場、客戶與產品,服務(以往也稱“業(yè)務”),資源(包括通信設備資源、計算資源、軟件等),供應商與合作伙伴。
圖2是NGOSS eTOM(商務過程框架)中對企業(yè)運營過程的劃分。
雖然ITIL中沒有明顯的層次劃分,但在其包括服務策略、服務設計、服務轉換、服務運行和服務持續(xù)改進的生命周期過程中,同樣要涉及上述信息和過程,只不過側重點不同。在細節(jié)上,可以用ITIL補充NGOSS未涉及的信息和過程,如事故、事件的處理等。當前,TMF正在和ISO共同協(xié)調ITIL和eTOM的表述,使二者一致起來[14]。
除此之外,支撐和服務管理的端到端流程(NGOSS將其描述為實施、保障和計費流程)多數是要穿越和關聯這些層次的,但這種關聯不是復雜信息的關聯,而是靠流程銜接時交換參數實現的。流程并不是系統(tǒng)的確定性因素,需要在系統(tǒng)的運行中不斷改變和重組,因此,以下的描述主要從客戶市場產品、服務、資源、供應商合作伙伴這幾個方面展開。雖然還沿用NGOSS對這些層次的命名,但與傳統(tǒng)的電信運營相比,其內涵和外延都發(fā)生了變化,這些變化主要表現為各種擴展(不僅是ITIL補充的那些內容)。
開放信息服務在服務對象和產品方面與傳統(tǒng)的信息通信服務有很大的不同,主要表現在以下幾個方面。
·開放服務的對象不一定與服務提供者訂有服務協(xié)議,因此,其服務對象的描述相對復雜,如可以有匿名用戶、非協(xié)議用戶、協(xié)議用戶等,針對這些客戶的商業(yè)智能和決策也變化多端。
·產品提供的模式比較復雜,同樣的服務可以生成針對不同客戶和市場的產品,可以針對不同的用戶、協(xié)議提供不同質量的產品,如有QoS保證的產品、盡力而為的產品等。
·端到端服務和與實體服務結合產生的產品使一個服務實例的操作變得復雜,在整個服務實例的生命周期中的各種因素也變得復雜,造成實施、保障、計費等方面也變得更加復雜和多樣。
·向最終用戶提供的產品操作和各種條件越來越依賴于價值鏈的上下游,在開放融合的環(huán)境下,企業(yè)和組織往往會專注于自己的盈利或價值專長,而將周邊的操作交由價值鏈上下游處理。
·信息服務不僅為實體服務提供基礎資源和條件,而且與實體服務、實物相結合生成組合產品向用戶提供的情況也越來越多,傳統(tǒng)的通信產品和信息服務提供發(fā)生了異化。
·對電信運營支撐來說,主要是通過用戶付費實現其最終價值。但對開放融合的信息服務評價價值的方式可能是多樣化的,有些是通過收費,有些是通過評價企業(yè)或組織的總體效益,有些是通過評價關聯產品和服務的間接效益。這些評價的實現有時是十分復雜困難的。
上述這些情況在傳統(tǒng)的信息服務提供中是很少遇到的,無論是eTOM還是ITIL,對這些都沒有詳細的描述。
服務是運營的核心,利用各種資源,提供和組織服務對象所需的功能,進而實現運營企業(yè)或組織預定的價值。以往國內運營商在建立運營支撐系統(tǒng)時,往往忽略服務層次的信息處理,和傳統(tǒng)的信息服務相比,在開放環(huán)境下的信息服務具有更加動態(tài)、涉及范圍更廣的特點。
·服務的動態(tài)化。隨著SOA的發(fā)展和應用的不斷深入,服務提供者提供的服務將更加動態(tài),更加個性化。用戶對服務的定購周期縮短,服務的配置和實施不僅發(fā)生在用戶訂購過程中,也發(fā)生在用戶使用過程中。
·服務的開放性。開放融合的信息服務除了作為產品提供給最終用戶,還將廣泛地提供給下游服務提供者,作為其服務組成部分,向其用戶提供。和傳統(tǒng)的電信運營服務相比,開放的服務使用形態(tài)更為復雜。同樣,服務資源的獲取與配置也變得更加開放,在任何環(huán)節(jié)都可能采用開放的外部服務作為組成部分,向最終用戶提供服務。
·服務的關聯性。在提供復雜功能時,傳統(tǒng)的電信服務更多地體現在對資源的組合上,而服務的組合主要是商務方面的套餐組合,在服務層次的功能組合較少。由于終端功能的增強,移動通信服務改變了這種狀態(tài)。隨著開放融合信息服務的發(fā)展,服務之間的關聯也越來越復雜,如組合開放服務和企業(yè)內部服務構成端到端的商務流程,組合搜索引擎形成復雜搜索應用等。
·服務的多樣、多層次化。過去基礎計算能力很少向最終用戶提供,但在云計算環(huán)境下,向用戶提供的開放或商用服務涵蓋了包括基礎計算能力的信息系統(tǒng)各個層次;信息服務也在和其他實體服務相結合,產生新的服務模式。
·信息服務外延。信息服務提供商在提供信息服務的同時,延伸提供非信息和通信服務,中國電信的號碼百事通就是較為典型的例子。利用信息服務作為支撐,提供其他服務(如餐飲、旅游等),也是當前服務業(yè)的典型做法。
和傳統(tǒng)運營支撐系統(tǒng)中的資源概念相比,開放融合信息服務環(huán)境下,服務資源有以下特點。
·開放性和相對性。對于通信信息資源,在開放融合環(huán)境下,過去那種和服務截然分離的資源模式已經退居次要地位,所有層次的資源均可以向最終用戶提供服務。另外,在SOA和SOE(面向服務企業(yè))[15]概念的推動下,資源和服務也成了相對的概念。服務所需的資源不僅來自服務提供者企業(yè)或組織的內部,也來自開放的網絡空間,這些資源本身也是以服務的方式存在的。
·自治性和動態(tài)性。在使用來自開放網絡空間的資源時,這些資源不能像自有資源那樣可以完全受服務提供者的控制,是自治管理的,服務提供者必須遷就其運行和管理方式,最大限度地利用這些資源。與此同時,資源狀態(tài)的不可控也使得資源具有很大的不確定性和動態(tài)特性,必須根據可用資源狀態(tài)對系統(tǒng)不斷進行重組,以滿足服務使用者的要求。
·生命周期活動方式改變。將開放的、自治的信息服務作為資源使用,就意味著資源的獲取、維護、運行、數據采集等活動與傳統(tǒng)的電信運營和企業(yè)內部信息服務所采取的方式完全不同。如通過開放環(huán)境下的持續(xù)查找獲取各種資源(服務),通過與合作伙伴制訂服務合同、查找和獲取備用資源等保證資源運行和服務的質量,通過各種技術手段保證資源動態(tài)配置情況下系統(tǒng)的穩(wěn)定和可用,保證服務提供和對業(yè)務支撐的連續(xù)性和可靠性。
所有這些特點都對運營支撐和服務管理中的資源管理帶來很多新的問題和挑戰(zhàn)。
從客戶信息處理的變化中,可以看出供應商與合作伙伴信息處理的變化。這是因為一個運營支撐系統(tǒng)中,供應商合作伙伴信息處理是和上游供應商合作伙伴運營支撐系統(tǒng)中的客戶管理相銜接的[10]。
與客戶信息處理類似,運營支撐和服務管理系統(tǒng)所支持的服務提供者與價值鏈上游的關系也不僅僅是簡單的合同關系。對此,可以對比第2.2節(jié)對服務對象的描述考慮這種關系。
傳統(tǒng)的軟件開發(fā)往往是從需求調研、需求分析開始的,其前提是軟件投入運行以前,需求是確定的,而這一前提對于大型復雜軟件系統(tǒng)或軟件密集系統(tǒng)來說是不存在的,而運營支撐系統(tǒng)或信息服務管理系統(tǒng)便是這樣的系統(tǒng),更遑論開放信息服務運營支撐和服務管理系統(tǒng)了。
開放信息服務運營支撐和服務管理系統(tǒng)之所以有這樣的特征,主要有兩個原因。
·業(yè)務需求在運行中不斷變化,而且要求系統(tǒng)在需求變化的情況下能夠保證對業(yè)務的持續(xù)支持,即要求系統(tǒng)穩(wěn)定性和業(yè)務靈活性同時存在。
·和外部關系復雜,既要提供服務,又廣泛使用開放服務。無論從業(yè)務還是技術方面看,都很難用統(tǒng)一的標準或體系規(guī)范。
為了解決上述問題,必須在系統(tǒng)總體上做工作,必須有新的方法支持系統(tǒng)的整個生命周期。
目前大型應用軟件系統(tǒng)的建立無不借助抽象方法,其中比較有代表性的包括Zachman的框架方法[16]、MDA[17]以及電信行業(yè)的NGOSS[10]等。抽象對于解決穩(wěn)定性和靈活性的統(tǒng)一、系統(tǒng)長期演化中的各種問題起著至關重要的作用。
對于開放運營支撐和服務管理系統(tǒng),其服務對象、服務資源以至規(guī)則流程等各個方面在其整個生命周期中都會不斷變化,使用的技術也會不斷換代和升級。但是,總體上,其運營支撐和服務管理的性質是不會變的,描述這種不變是系統(tǒng)框架和規(guī)范的任務。
當然,這種不變也是相對的,關鍵看框架的適用范圍,如企業(yè)框架的穩(wěn)定性可能低于行業(yè)框架的穩(wěn)定性,但它更具體地指導系統(tǒng)的實施。此外,從框架到系統(tǒng)實現,還需要更多的信息使框架不斷具體化,最終形成業(yè)務所需要的服務以及組合這些服務的端到端流程和規(guī)則。作為一個應用系統(tǒng),這種從抽象到具體的過程應當在統(tǒng)一方法論的基礎上,在整個生命周期中保持與框架的一致,以建立能夠穩(wěn)定運行并適應不斷變化的業(yè)務需求和周邊環(huán)境的系統(tǒng)。
從系統(tǒng)抽象描述和系統(tǒng)規(guī)范的角度看,根據§2.1的討論,至少應當從以下3個方面進行描述。
·業(yè)務的抽象描述。這也是系統(tǒng)需求的抽象描述,是系統(tǒng)建立的前提。建立系統(tǒng)的目的就是支撐業(yè)務,因此業(yè)務抽象描述是系統(tǒng)抽象描述的基礎。
·信息的抽象描述。如§2.1所述,系統(tǒng)的本質是處理信息,對信息的抽象描述作用主要體現在兩個方面,一是對業(yè)務描述所涉及的管理和被管理對象進行規(guī)范;二是作為系統(tǒng)信息集合及其關聯關系建立的規(guī)范。
·應用的抽象描述。系統(tǒng)作用是通過信息服務對業(yè)務作出支持。
運營支撐和服務管理系統(tǒng)所支撐的對象是開放融合的信息服務的提供和運營,多數情況下,這些系統(tǒng)具有規(guī)模大、生存周期長、運行不間斷、演化發(fā)展快的特點。因此,和一般的信息系統(tǒng)不同,運營支撐和服務管理系統(tǒng)必須長期、穩(wěn)定、不間斷地運行。
過去,往往將運營支撐系統(tǒng)看作一個軟件產品,可以不斷地升級版本,如CRM 1.0、計費3.0等。在開放融合信息服務的運營中,如果還是這樣做,就很難適應需求和環(huán)境的發(fā)展,主要原因如下。
·系統(tǒng)的建立和運行不是在所有需求完全清楚的情況下進行的,不能完全靠開發(fā)(需求、編碼、測試)解決問題,必須在運行和對業(yè)務的支持中使其不斷完善。
·業(yè)務需求和周邊環(huán)境在不斷變化,為了保證對業(yè)務的持續(xù)支持,整個系統(tǒng)必須在運行中不斷重組和配置,只有系統(tǒng)狀態(tài),沒有明顯的版本邊界。正如運營商自己的通信系統(tǒng),不會有“xxx運營商通信系統(tǒng)版本 1.0、2.0”的情況。
·系統(tǒng)的自治組成部分的演化不受系統(tǒng)屬主的控制,這些自治組成部分往往是以服務而非產品的方式出現,使得系統(tǒng)版本無法劃分。
綜上所述,應當把運營支撐和服務管理系統(tǒng)看作一個系統(tǒng),甚至是系統(tǒng)體系(system of systems,SoS)[18],把系統(tǒng)當前的狀態(tài)看作無數個穩(wěn)定中間形式中的一個,用一定的方法進行處理,才能靈活地適應業(yè)務、技術和環(huán)境的變化,提供對信息服務運營的穩(wěn)定支撐。為了做到這一點,必須建立統(tǒng)一穩(wěn)定的系統(tǒng)生命周期方法,用以指導系統(tǒng)的演進。NGOSS、ITIL都有自己的生命周期方法,另外,近期對SoS的生命周期方法的研究也有很多成果出現。一個系統(tǒng)應當建立自己的生命周期方法,可以綜合上述成果建立。
抽象描述和總體結構確定之后,能否建立能夠靈活適應業(yè)務、技術、環(huán)境的變化,持續(xù)穩(wěn)定對業(yè)務進行高質量支撐的系統(tǒng)還有賴于系統(tǒng)技術的使用。如前所述,和以往系統(tǒng)最大的不同在于能夠在運行中不斷重組和演化,而不是推翻重來或改版升級。除了系統(tǒng)總體結構技術以外,支持這些重組和演化的技術還包括:SOA的方法和體系,如SCA、Web Service等;服務關聯技術,如工作流引擎、規(guī)則引擎、門戶、廣義編程等;并行計算技術,如分布式文件系統(tǒng)、分布式算法、分布式數據庫等;基于策略的自動計算,如現有的策略網管所采用的技術;在線學習和系統(tǒng)自動配置;資源跟蹤和發(fā)現。
在云計算環(huán)境下,運營支撐和服務管理系統(tǒng)本身的部署和運行也會發(fā)生變化,過去那種單獨開發(fā)和部署系統(tǒng)的狀況不會再延續(xù)了。今后系統(tǒng)的發(fā)展方向包括以下3方面。
·應用系統(tǒng)和基礎設施分離。運營支撐和服務管理系統(tǒng)的計算資源將為對外服務的計算資源統(tǒng)一調度,系統(tǒng)及其使用的服務將部署在可以動態(tài)遷移的云計算環(huán)境下,不再建立專用的信息中心。
·軟件開發(fā)和系統(tǒng)建設的分離。在SOA環(huán)境下,所有功能以服務的方式提供,以靈活配置的方式使用,有時甚至是以多租戶的方式使用,不再為某一用戶或用途單獨建立專用的應用系統(tǒng)。這樣,系統(tǒng)的建設將與軟件開發(fā)分離,從業(yè)務的角度看,其重點應當放在組合和使用已有或購買的服務方面,而不是從頭到尾的軟件開發(fā)。
·更多地使用外部的開放服務,這些服務甚至不處于整個系統(tǒng)的控制和管理之下,只是對其感知和使用,如地理信息功能、搜索引擎,甚至是關鍵業(yè)務的處理功能等。為了保證系統(tǒng)的可用性,對這些服務的使用將采用新的技術和方法。
信息通信服務的運營形態(tài)已經從單一的通信服務提供商運營時代走向多元運營時代,當前,至少有以下4個形態(tài)已經成為服務提供的主流。
·傳統(tǒng)的公眾服務提供方式,主要特點是較為全面地掌控服務資源,較少地依賴外部資源,向公眾提供有限類型的信息或通信服務。
·傳統(tǒng)內部服務提供方式,主要特點是全面掌控服務資源,只在部分環(huán)節(jié)上使用外部資源,提供企業(yè)或組織內部信息服務。
·開放服務提供方式,主要特點是大量使用開放資源,較少依賴內部服務資源,向公眾提供全面的,有時是端到端的信息通信服務。在保證信息安全和服務質量的前提下,這些服務也可以向企業(yè)或組織內部提供。
·開放的信息服務支持各種實體服務和實體產品的提供。信息服務和企業(yè)其他活動的結合,產生新的信息服務方式、實體服務和產品銷售方式、商業(yè)模式(如網店)。
雖然后兩種方式正在迅速發(fā)展,并逐漸成為主流,但前兩種方式依然存在,而且介于其中的其他組合方式也大量存在。對于不同的形態(tài),需要不同的支撐和管理方式。在云計算環(huán)境下,尤其需要能夠融合支持上述4種形態(tài)的運營支撐和服務管理系統(tǒng)。
運營支撐和服務管理系統(tǒng)本身也在向開放和融合以及包括上述幾種形態(tài)的多元服務提供的方向發(fā)展。在SOA、SaaS環(huán)境下,要求系統(tǒng)能夠提供多租戶和可伸縮的支撐和管理服務,這是對系統(tǒng)很高的要求。為了滿足這些要求,需要作技術方面的努力,但更重要的是在系統(tǒng)的架構和方法論方面作深入的工作,實踐上,這是以往運營支撐和服務管理系統(tǒng)開發(fā)者忽略或做得不夠的方面。
在開放融合的服務提供環(huán)境下,運營支撐和管理系統(tǒng)的規(guī)劃應當與服務提供系統(tǒng)規(guī)劃和業(yè)務規(guī)劃同步進行。只有這樣,才能使服務的提供持續(xù)可管可控,使支撐和管理系統(tǒng)隨著業(yè)務的發(fā)展和擴充平滑演化和升級,使企業(yè)或組織對最終客戶的服務提供始終處于最佳狀態(tài)。
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