云計(jì)算的電信運(yùn)營(yíng)平臺(tái)架構(gòu)及虛擬化技術(shù)研究

司元雷　張進(jìn)　劉天飛　王智

摘 要 云計(jì)算技術(shù)是近期興起的基礎(chǔ)計(jì)算平臺(tái)技術(shù)，我國電信業(yè)務(wù)運(yùn)營(yíng)商對(duì)云計(jì)算有著很大潛力需求，本文在對(duì)云計(jì)算技術(shù)和虛擬化技術(shù)研究和分析的基礎(chǔ)上，提出了一種電信業(yè)務(wù)運(yùn)營(yíng)的云計(jì)算平臺(tái)架構(gòu)和虛擬化技術(shù)規(guī)劃方案，實(shí)踐證明了該方案的可行性。

關(guān)鍵詞 電信業(yè)務(wù)運(yùn)營(yíng)商 云計(jì)算平臺(tái)架構(gòu) 虛擬化技術(shù)

1 引言

眾所周之，云計(jì)算技術(shù)是近期興起的基礎(chǔ)計(jì)算平臺(tái)技術(shù)，它是多種技術(shù)混合演進(jìn)的結(jié)果，其成熟度較高，發(fā)展極為迅速。Amazon、Google、IBM、Microsoft、Yahoo和SUN等大公司都是國外云計(jì)算的先行者。在我國，云計(jì)算發(fā)展也非常迅猛，電信業(yè)務(wù)運(yùn)營(yíng)商對(duì)云計(jì)算有著很大潛力需求，因?yàn)檫\(yùn)營(yíng)商本身就是一個(gè)很巨大的信息制造者和信息處理者。每年都有大量的客戶數(shù)據(jù)和為客戶所準(zhǔn)備的服務(wù)數(shù)據(jù)，需要的運(yùn)算是巨大的，同時(shí)希望對(duì)這些用戶進(jìn)行深度挖掘，深度營(yíng)銷，需要大量的運(yùn)算。這種運(yùn)算如果用云計(jì)算來實(shí)現(xiàn)，可以大大提高速度[1]。本文在對(duì)云計(jì)算技術(shù)和虛擬化技術(shù)研究和分析的基礎(chǔ)上，給出了電信業(yè)務(wù)運(yùn)營(yíng)的云計(jì)算平臺(tái)架構(gòu)和虛擬化技術(shù)規(guī)劃方案。

2 云計(jì)算在電信業(yè)務(wù)中的優(yōu)勢(shì)分析

目前，電信業(yè)務(wù)運(yùn)營(yíng)商采用的大型系統(tǒng)大都采用小型機(jī)、磁盤陣列，商業(yè)數(shù)據(jù)庫，中間件等，其不足之處是高性能、高價(jià)格，投資大，建設(shè)周期長(zhǎng)，可擴(kuò)展性差，無法適應(yīng)全業(yè)務(wù)，低成本運(yùn)營(yíng)以及快速多變的互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)等新的競(jìng)爭(zhēng)形式需要。而通過對(duì)小型機(jī)、磁盤陣列的部分替代可以明顯降低運(yùn)營(yíng)成本。運(yùn)營(yíng)商如果能把電信業(yè)的服務(wù)透過云計(jì)算的方式提供給用戶，則可以豐富全業(yè)務(wù)運(yùn)營(yíng)服務(wù)內(nèi)容，滿足客戶信息服務(wù)資源的需求。即利用大規(guī)模分布式計(jì)算軟件，將性價(jià)比最高的通用PC服務(wù)器和以太網(wǎng)交換機(jī)，組合成為超高性能的云計(jì)算平臺(tái)，終端只要接入網(wǎng)絡(luò)就能提供無邊際的計(jì)算能力。

電信業(yè)務(wù)運(yùn)營(yíng)商采用云計(jì)算平臺(tái)可以實(shí)現(xiàn)低成本運(yùn)營(yíng)。目前，Google所有的應(yīng)用均構(gòu)建于通用而簡(jiǎn)單的大規(guī)模云計(jì)算平臺(tái)，其計(jì)算成本是競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手的1/100，存儲(chǔ)成本為競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手的1/30。而電信業(yè)務(wù)運(yùn)營(yíng)商采用云計(jì)算平臺(tái)可以使得計(jì)算成本降為原來的1/10，存儲(chǔ)成本降為原來的1/3。并且可以利用發(fā)展互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)的后發(fā)優(yōu)勢(shì)進(jìn)一步降低運(yùn)營(yíng)成本；電信業(yè)務(wù)運(yùn)營(yíng)商采用云計(jì)算平臺(tái)可以實(shí)現(xiàn)高性能運(yùn)營(yíng)，使得性能與節(jié)點(diǎn)數(shù)量接近線性關(guān)系，即便在節(jié)點(diǎn)1/3失效的情況下，性能仍可接受，當(dāng)節(jié)點(diǎn)2/3失效的情況下，系統(tǒng)仍可使用，常用的查詢和處理任務(wù)一般在2至3秒內(nèi)可以完成；電信業(yè)務(wù)運(yùn)營(yíng)商采用云計(jì)算平臺(tái)可以具有高靈活性，一個(gè)平臺(tái)上可以同時(shí)運(yùn)行多個(gè)業(yè)務(wù)系統(tǒng)，可以按照業(yè)務(wù)需求快速地對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行擴(kuò)容和調(diào)整，并可以在線增加節(jié)點(diǎn)；電信業(yè)務(wù)運(yùn)營(yíng)商適用于云計(jì)算技術(shù)應(yīng)用的領(lǐng)域非常廣泛。在互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用發(fā)面，如搜索引擎、即時(shí)消息、電子郵件以及海量存儲(chǔ)等；在數(shù)據(jù)挖掘方面，如精確營(yíng)銷、經(jīng)營(yíng)分析、網(wǎng)絡(luò)流量分析以及利用人工智能技術(shù)自動(dòng)發(fā)現(xiàn)業(yè)務(wù)/網(wǎng)絡(luò)內(nèi)在規(guī)律等；在日志存儲(chǔ)方面，如CMNET、GPRS用戶上網(wǎng)日志等。

3 電信運(yùn)營(yíng)云計(jì)算平臺(tái)架構(gòu)

標(biāo)準(zhǔn)化接口適配層模塊提供標(biāo)準(zhǔn)化接口，具備快速開發(fā)移植的能力，并且解決安全控制問題。大規(guī)模分布式文件系統(tǒng)式云計(jì)算的核心模塊，也是當(dāng)前的主流架構(gòu)。系統(tǒng)管理模塊全面支持各項(xiàng)管理功能，可實(shí)現(xiàn)電信級(jí)統(tǒng)一網(wǎng)管。DSMP（Data Service Management Platform）是數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的管理核心平臺(tái)，完成數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的業(yè)務(wù)管理和控制功能。數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)管理平臺(tái)主要負(fù)責(zé)用戶管理、業(yè)務(wù)管理和SP管理，并對(duì)外提供開放接口并為各個(gè)業(yè)務(wù)網(wǎng)關(guān)、SP提供代計(jì)費(fèi)功能。該平臺(tái)還應(yīng)提供數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)相關(guān)的各種統(tǒng)計(jì)、查詢功能，例如用戶統(tǒng)計(jì)、SP及業(yè)務(wù)統(tǒng)計(jì)、計(jì)費(fèi)統(tǒng)計(jì)等；BOSS（Business & Operation Support System）屬于運(yùn)營(yíng)支撐系統(tǒng)，負(fù)責(zé)業(yè)務(wù)受理、開銷戶、計(jì)費(fèi)等；綜合網(wǎng)管系統(tǒng)是對(duì)硬件設(shè)備進(jìn)行管理的系統(tǒng)。DSMP、BOSS和綜合網(wǎng)管系統(tǒng)三個(gè)系統(tǒng)構(gòu)成了支撐域系統(tǒng)。

基于云計(jì)算的信令監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，可以對(duì)GPRS用戶上網(wǎng)記錄進(jìn)行存儲(chǔ)和挖掘，其成本優(yōu)勢(shì)在于僅需原成本的30%投資，其高性能體現(xiàn)在3秒鐘便可返回查詢結(jié)果，并且可以利用人工智能發(fā)掘網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量、客戶行為的潛在規(guī)律。

4 云計(jì)算平臺(tái)中的虛擬化技術(shù)

虛擬化技術(shù)是適用于所有云架構(gòu)的一種基礎(chǔ)性設(shè)計(jì)技術(shù)。在云計(jì)算中，它主要指平臺(tái)虛擬化。普通IT系統(tǒng)常見的突出問題有：設(shè)備利用率低，平均利用率僅有20%左右，耗能較為嚴(yán)重，年能耗約為每臺(tái)5000元，維護(hù)成本高。虛擬化允許將服務(wù)器、存儲(chǔ)設(shè)備和其他硬件視為一個(gè)資源池，而不是離散系統(tǒng)，這樣可以根據(jù)需要來分配這些資源。采用虛擬化技術(shù)可以有效地降低全壽命成本，設(shè)備數(shù)量降低約70%，投資降低約60%，能耗降低約50%，設(shè)備平均利用率從20%提高到60%；同時(shí)，可以大幅簡(jiǎn)化工程維護(hù)操作，系統(tǒng)封裝在鏡像文件中，可以通過移動(dòng)和復(fù)制這些文件的方式來移動(dòng)和復(fù)制該虛擬機(jī)，維護(hù)變成簡(jiǎn)單文件操作，工程、維護(hù)時(shí)間可減少大約70%。本文提出電信業(yè)務(wù)運(yùn)營(yíng)商虛擬化技術(shù)規(guī)劃方案為：

①.按照系統(tǒng)特點(diǎn)進(jìn)行分層規(guī)劃

②.確定各層次的標(biāo)準(zhǔn)化模版

③.在投資、性能、維護(hù)運(yùn)行成本之間取得平衡

層次一：采用高性能PC服務(wù)器、光纖交換機(jī)、磁盤陣列，雙機(jī)熱備、具備高處理能力，可滿足高負(fù)荷、高穩(wěn)定性要求；層次二：采用刀片服務(wù)器，高密度、低功耗，可進(jìn)行高密度虛擬機(jī)部署，可滿足中小型應(yīng)用系統(tǒng)及大規(guī)模虛擬桌面應(yīng)用；層次三：PC服務(wù)器利舊，充分利用資源，用于舊系統(tǒng)整合及構(gòu)建測(cè)試開發(fā)環(huán)境。

5 結(jié)束語

實(shí)踐證明，原有大量安裝在PC服務(wù)器上的應(yīng)用軟件運(yùn)行慢、故障多；采用虛擬化技術(shù)方案改造后用2臺(tái)高性能服務(wù)器，承載30臺(tái)虛擬機(jī)；電能消耗由原來的7千瓦下降到1千瓦，年節(jié)約電費(fèi)約10萬元，并且處理速度提高、故障減少。