云計(jì)算在電信支撐系統(tǒng)領(lǐng)域的應(yīng)用分析

鄭國剛　徐立波

【摘 要】本文通過對(duì)電信運(yùn)營商支撐系統(tǒng)現(xiàn)狀分析，以及對(duì)云計(jì)算概念及服務(wù)模式的闡釋，構(gòu)建了基于IaaS的電信運(yùn)營平臺(tái)，并深入探討了作為IaaS平臺(tái)核心資源池的搭建方案。

【關(guān)鍵詞】云計(jì)算；電信運(yùn)營商；資源池

0.引言

自云計(jì)算概念提出以來，云計(jì)算產(chǎn)業(yè)在中國得到政府機(jī)構(gòu)、電信運(yùn)營商和IT廠商的大力推動(dòng)。從概念到技術(shù)再到應(yīng)用現(xiàn)實(shí)的跨越式發(fā)展，可以說云計(jì)算將是繼個(gè)人計(jì)算機(jī)、互聯(lián)網(wǎng)后的又一次信息產(chǎn)業(yè)變革。

發(fā)展云計(jì)算對(duì)電信運(yùn)營商的意義重大：首先，云計(jì)算作為3I交融的代表性領(lǐng)域，是各運(yùn)營商向綜合信息服務(wù)提供商成功轉(zhuǎn)型的戰(zhàn)略性選擇之一。其次，采用云計(jì)算技術(shù)能有效利用資源，節(jié)能減排、降本增效，實(shí)現(xiàn)企業(yè)效益與社會(huì)效益的同步提升。同時(shí)，云計(jì)算有利于增強(qiáng)應(yīng)用協(xié)同，豐富應(yīng)用提供，增加用戶粘性。最后，發(fā)展云計(jì)算也是電信運(yùn)營商擴(kuò)大產(chǎn)業(yè)影響力的重要手段。

1.電信領(lǐng)域的現(xiàn)狀

1.1電信領(lǐng)域面臨的問題

電信行業(yè)發(fā)展到今天，各類支撐系統(tǒng)已經(jīng)日益復(fù)雜和龐大。電信設(shè)備廠商根據(jù)運(yùn)營商定制的業(yè)務(wù)需求設(shè)計(jì)自己的解決方案，采用定制的軟硬件和應(yīng)用系統(tǒng)，不同系統(tǒng)之間通過標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議互通。在這種模式下，形成了開放標(biāo)準(zhǔn)下封閉的產(chǎn)品體系。隨著電信行業(yè)的發(fā)展和市場環(huán)境的變化，這種模式的弊端日益顯現(xiàn)[1]：

（1）支撐系統(tǒng)和平臺(tái)基本都是“煙囪化”建設(shè)，相互獨(dú)立，無法實(shí)現(xiàn)資源共享，投資重復(fù)、建設(shè)成本高。

（2）按傳統(tǒng)電信設(shè)備的設(shè)計(jì)方式，無論電信業(yè)務(wù)量有大小，設(shè)備始終運(yùn)行，導(dǎo)致系統(tǒng)始終按最大容量耗能。

（3）業(yè)務(wù)平臺(tái)分散，信息孤島眾多，不利于升級(jí)改造和新業(yè)務(wù)的開展，系統(tǒng)維護(hù)復(fù)雜。

（4）項(xiàng)目建設(shè)周期過長，對(duì)新業(yè)務(wù)的支撐進(jìn)度相對(duì)緩慢，無法滿足快速變化的市場需求。

為解決以上問題，迫切需要支撐系統(tǒng)采用新的技術(shù)和新的業(yè)務(wù)交付模式：云計(jì)算

1.2云計(jì)算概念及服務(wù)模式

云計(jì)算是一種將池化的集群計(jì)算能力通過互聯(lián)網(wǎng)向內(nèi)外部用戶提供按需服務(wù)的互聯(lián)網(wǎng)新業(yè)務(wù)，是傳統(tǒng) IT 領(lǐng)域和通信領(lǐng)域技術(shù)進(jìn)步、需求推動(dòng)和商業(yè)模式變化共同促進(jìn)的結(jié)果，具有以網(wǎng)絡(luò)為中心，以服務(wù)為提供方式，高擴(kuò)展高可性、資源池化與透明化等四大特點(diǎn)，云計(jì)算的出現(xiàn)，使 IT 資源具備了可運(yùn)營的條件。

云計(jì)算包括 IaaS（Infrastructure as a Service，基礎(chǔ)設(shè)施即服務(wù)）、PaaS（Platform as a Service，平臺(tái)即服務(wù)）、SaaS（Software as a Service，軟件即服務(wù)）三種模式，各模式所涉及的核心技術(shù)存在較大差異。云計(jì)算的三個(gè)層次在技術(shù)上沒有必然的聯(lián)系，但從技術(shù)發(fā)展趨勢和實(shí)踐的角度看，這三個(gè)層次的關(guān)系將會(huì)越來越密切[2]。

（1）IaaS 為用戶提供按需付費(fèi)的彈性基礎(chǔ)設(shè)施服務(wù)，其核心技術(shù)包括服務(wù)器、存儲(chǔ)、網(wǎng)絡(luò)、桌面虛擬化以及運(yùn)營管理平臺(tái)等。

（2）PaaS 通過開放的架構(gòu)，為開發(fā)者提供端到端的一站式軟件開發(fā)服務(wù)環(huán)境，其主要涉及 PaaS OS、應(yīng)用引擎、業(yè)務(wù)能力開放和 PaaS 運(yùn)營等技術(shù)。

（3）SaaS 是一種通過互聯(lián)網(wǎng)提供軟件的模式，核心技術(shù)主要包括多租戶、元數(shù)據(jù)和 Web2.0 等云。

云計(jì)算的關(guān)鍵技術(shù)中，而PaaS的相關(guān)關(guān)鍵技術(shù)仍限定在特定領(lǐng)域， 需要在后續(xù)進(jìn)行跟蹤研究。SaaS與IaaS的相關(guān)技術(shù)已基本成熟，并有成功的商業(yè)化應(yīng)用； IaaS比較適合電信運(yùn)營商，下章節(jié)做重點(diǎn)介紹。

2.基于IaaS的電信運(yùn)營管理平臺(tái)

2.1 IaaS的基本抽象模型

電信基礎(chǔ)設(shè)施包含服務(wù)器、儲(chǔ)存系統(tǒng)。網(wǎng)絡(luò)設(shè)備等?；A(chǔ)設(shè)施云改造就是通過云計(jì)算技術(shù)，將這些基礎(chǔ)設(shè)施由獨(dú)立的的硬件設(shè)備轉(zhuǎn)化為資源池，資源池能夠被多個(gè)上次業(yè)務(wù)共享，有統(tǒng)一的管理平臺(tái)管理，這就是IaaS的概念[3]。圖1是IaaS的基本抽象模型：

圖1 IaaS的抽象模型

從IaaS的抽象模型中可以看出，首先對(duì)IT基礎(chǔ)設(shè)施進(jìn)行資源池化，也就是通過整理梳理IT基礎(chǔ)設(shè)施，采用相應(yīng)技術(shù)形成動(dòng)態(tài)資源池，這是最基礎(chǔ)的。第二，對(duì)資源池各種資源進(jìn)行管理，諸如調(diào)度、監(jiān)控、計(jì)量等，為服務(wù)打下基礎(chǔ)。第三，交付給用戶可用的服務(wù)包，一般用戶通過網(wǎng)訪問統(tǒng)一的服務(wù)界面，按照服務(wù)目錄提供的相關(guān)服務(wù)包來選擇并獲得所需的服務(wù)。

2.2 IaaS的應(yīng)用場景

IaaS是云計(jì)算應(yīng)用中相對(duì)穩(wěn)定和成熟的一種，其部署和應(yīng)用特點(diǎn)鮮明，主要用于以下場景。

（1）共有服務(wù)：20世紀(jì)興起的IDC（互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)中心）提供了大量的共有服務(wù)，例如主機(jī)租用、網(wǎng)絡(luò)儲(chǔ)存，仍然是IaaS的服務(wù)形態(tài)，也就是網(wǎng)絡(luò)上提供服務(wù)器的租用、儲(chǔ)存空間的租用等。但是IaaS提供的可以是各種資源的組合租用，用戶可以臨時(shí)形成自己的虛擬信息中心，包括服務(wù)器、儲(chǔ)存、網(wǎng)絡(luò)、操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫等，而當(dāng)工作完成后又可以釋放這些資源[3]。

（2）企業(yè)私有服務(wù)：對(duì)于轉(zhuǎn)型期的國內(nèi)各企業(yè)來說，IaaS是直接有效的方式。

大中型企業(yè)可以將信息中心轉(zhuǎn)化為IaaS服務(wù)商，形成自己的IaaS云計(jì)算服務(wù)?？梢钥刂坪徒档涂偸褂贸杀?、提高交付質(zhì)量、節(jié)省能耗與空間。

中小型企業(yè)可以將信息中心托管與IaaS服務(wù)商，形成虛擬的信息中心。經(jīng)一次投入分解為分期付款，或者說將一次性投資轉(zhuǎn)化為日常運(yùn)營的成本支出，節(jié)約的資金可以重點(diǎn)投入業(yè)務(wù)運(yùn)營，以支持公司的發(fā)展。

2.3運(yùn)營管理平臺(tái)功能及結(jié)構(gòu)

作為IaaS的核心技術(shù)之一，虛擬化技術(shù)將CPU、內(nèi)存、儲(chǔ)存網(wǎng)絡(luò)寬帶等物理資源統(tǒng)一管理。實(shí)現(xiàn)了底層物理設(shè)備和上層操作系統(tǒng)、應(yīng)用軟件區(qū)耦合，而運(yùn)營平臺(tái)通過技術(shù)提供一個(gè)可控、可靠，可運(yùn)營的服務(wù)提供環(huán)境，使IaaS服務(wù)提供商可以便捷的將基礎(chǔ)資源以服務(wù)的方式提供給用戶，其本質(zhì)是實(shí)現(xiàn)了部署調(diào)度，運(yùn)維管理和服務(wù)提供的自動(dòng)化[4]。

總體上說，管理平臺(tái)有兩大功能：

（1）向下提供對(duì)物理設(shè)備（服務(wù)器、儲(chǔ)存、網(wǎng)絡(luò)），邏輯資源（計(jì)算機(jī)源、儲(chǔ)存資源、網(wǎng)絡(luò)資源和軟件資源）的統(tǒng)一管理，監(jiān)控部署調(diào)度和服務(wù)管理。

（2）向上將抽象出的各類邏輯資源通過交付的方式提供給不同類型的客戶。

圖2 運(yùn)營管理平臺(tái)結(jié)構(gòu)示意圖

圖2為一個(gè)典型的運(yùn)營平臺(tái)管架構(gòu)，主要由資源管理、資源監(jiān)控、資源部署調(diào)度、服務(wù)管理、鏡像管理、服務(wù)門戶、業(yè)務(wù)接口、用戶管理、4A管理、報(bào)表管理、安全管理和網(wǎng)絡(luò)接口等模塊組成。管理平臺(tái)以業(yè)務(wù)網(wǎng)元的形式與BSS（業(yè)務(wù)支撐系統(tǒng)）進(jìn)行數(shù)據(jù)交互，通過雙向的同步方式保持用戶和數(shù)據(jù)訂購關(guān)系的一致性，同時(shí)管理平臺(tái)將采集到的原始話單提供給BSS實(shí)現(xiàn)計(jì)費(fèi)功能。另外，管理平臺(tái)還需向網(wǎng)管支撐系（OSS）提供必要的管理控制信息，以達(dá)到總體監(jiān)控和全局管理的目的[5]。

總體上來說，在平臺(tái)架構(gòu)中對(duì)資源池的搭建尤為重要，因?yàn)镸電信公司要進(jìn)行基于私有云的網(wǎng)上營業(yè)廳的建設(shè)，所以過程中要搭建資源池，下面章節(jié)重點(diǎn)介紹。

2.4資源池建設(shè)方案具體應(yīng)遵循的原則

私有云資源池建設(shè)方案具體應(yīng)遵循以下原則：

（1）資源池建設(shè)方案應(yīng)符合集團(tuán)公司發(fā)布的私有云相關(guān)規(guī)范，在集團(tuán)私有云方案分析的基礎(chǔ)上結(jié)合公司的實(shí)際需求進(jìn)行資源池建設(shè)。

（2）資源池建設(shè)應(yīng)與按公司現(xiàn)有維護(hù)職責(zé)匹配，建設(shè)兩個(gè)資源池：網(wǎng)管資源池和支撐資源池。

（3）資源池建設(shè)應(yīng)避免影響公司現(xiàn)有IT系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行，在尊重公司現(xiàn)有IT系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)和安全措施的基礎(chǔ)上進(jìn)行平滑過渡。

（4）資源池建設(shè)應(yīng)與保護(hù)已有投資相結(jié)合，采取分階段建設(shè)策略，一階段新建資源池，二階段將原有系統(tǒng)資源納入到資源池進(jìn)行統(tǒng)一管理。

2.5 IT資源池網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?/p>

以M某電信公司基于網(wǎng)上營業(yè)廳的資源是建設(shè)項(xiàng)目為例。工程新增兩臺(tái)以太網(wǎng)交換機(jī)Quidway S9303，單臺(tái)配置3*48個(gè)千兆電口。將X86資源池服務(wù)器接入新增的兩臺(tái)以太網(wǎng)交換機(jī)Quidway S9303，再匯聚到核心交換機(jī)Cisco7609S，以節(jié)省核心交換機(jī)的端口資源。本期工程建設(shè)完成后，IT資源池網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D如下圖3所示：

2.6主機(jī)方案

本期工程新增一框IBM HX5刀片服務(wù)器作為IT資源池服務(wù)器，單臺(tái)配置為4×六核CPU /128GB內(nèi)存/2×50GB SSD硬盤。

2.7存儲(chǔ)方案

共用現(xiàn)有BSS系統(tǒng)二級(jí)磁盤陣列HPEVA8400（7TB可用空間）和2臺(tái)BSS系統(tǒng)生產(chǎn)環(huán)境光纖交換機(jī)HP4/256SAN Director搭建IT資源池存儲(chǔ)環(huán)境。

圖3 IT資源池網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?/p>

本期工程新增兩臺(tái)光纖交換機(jī)HPStorageWorks8/80，單臺(tái)配置8個(gè)光模塊，將新增的兩臺(tái)光纖交換機(jī)HPStorageWorks8/80與生產(chǎn)環(huán)境SAN交換機(jī)HP Storage Works 4/256進(jìn)行級(jí)聯(lián)，IT資源池服務(wù)器均接入新增的光纖交換機(jī)HP Storage Works8/80上，以節(jié)省核心SAN交換機(jī)的端口資源。

2.8與傳統(tǒng)資源池的對(duì)比

搭建M電信IT系統(tǒng)資源池，與傳統(tǒng)IT系統(tǒng)相比，IT系統(tǒng)的云計(jì)算資源池具備以下優(yōu)勢：

（1）降低成本：采用以X86服務(wù)器為主的低成本標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算和存儲(chǔ)處理單元，提高通用性，有效降低系統(tǒng)建設(shè)和擴(kuò)容成本

（2）提升資源利用率：云計(jì)算資源池可對(duì)上層應(yīng)用實(shí)現(xiàn)多系統(tǒng)資源共享與按需分配，有效提高IT系統(tǒng)資源利用率和能耗效率

（3）實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)快速部署：云計(jì)算資源池的自動(dòng)化部署能力為新業(yè)務(wù)平臺(tái)和IT系統(tǒng)發(fā)展提供快速實(shí)施和部署能力

（4）提高系統(tǒng)可擴(kuò)展能力：云計(jì)算基于分布式技術(shù)實(shí)現(xiàn)Scale-out橫向擴(kuò)展能力。

3.結(jié)論

電信運(yùn)營商擁有豐富的網(wǎng)絡(luò)帶寬資源、計(jì)算機(jī)軟硬件資源，眾多的固定用戶及豐富的運(yùn)營經(jīng)驗(yàn)，在業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)型中具有天然的優(yōu)勢，進(jìn)行內(nèi)部實(shí)踐，再擴(kuò)展至互聯(lián)網(wǎng)先推出易于實(shí)施、標(biāo)準(zhǔn)化程度高的服務(wù)，如基礎(chǔ)資源服務(wù)等云計(jì)算技術(shù)發(fā)展到一定成熟度后再推出其他更高層次的服務(wù)。 [科]

【參考文獻(xiàn)】

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