基于IDC 的云計算應(yīng)用研究

李 原，姜 恒，王 剛

(中國移動通信集團吉林有限公司業(yè)務(wù)支撐中心，長春130012)

0 引言

互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)中心(IDC:Internet Data Center)，是基于Internet網(wǎng)絡(luò)的，電信部門利用已有的互聯(lián)網(wǎng)通信線路、帶寬資源，建立標(biāo)準(zhǔn)化的電信專業(yè)級機房環(huán)境，為企業(yè)、政府提供服務(wù)器托管、租用以及相關(guān)增值等方面的全方位服務(wù)。IDC不僅是數(shù)據(jù)存儲中心，而且是數(shù)據(jù)流通中心，應(yīng)用于Internet網(wǎng)絡(luò)中數(shù)據(jù)交換最集中的地方［1］。它是伴隨著人們對主機托管和虛擬主機服務(wù)提出了更高要求的狀況而產(chǎn)生的，從某種意義上說，它是由ISP的服務(wù)器托管機房演變而來的，企業(yè)將主機、平臺和系統(tǒng)托管等服務(wù)相關(guān)的一切事物交給專門提供網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的IDC去完成，而將精力集中在增強核心競爭力的實際業(yè)務(wù)中?？梢?，IDC是Internet企業(yè)分工更加細(xì)化的產(chǎn)物。

IDC可提供的具體服務(wù)分為基礎(chǔ)服務(wù)、增值服務(wù)和應(yīng)用服務(wù)?；A(chǔ)服務(wù)是指直接提供機房空間、網(wǎng)絡(luò)資源、供電和空調(diào)等基礎(chǔ)資源的服務(wù)，包括機房空間出租、主機托管和虛擬主機等服務(wù);增值服務(wù)是指客戶根據(jù)自己的需求，在IDC的基礎(chǔ)服務(wù)之外選購的附加服務(wù)，包括網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控、統(tǒng)計分析、數(shù)據(jù)存儲備份和網(wǎng)絡(luò)安全等服務(wù);應(yīng)用服務(wù)是指網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)和用戶信息系統(tǒng)的應(yīng)用開發(fā)服務(wù)，其中包括企業(yè)電子郵箱服務(wù)、電子商務(wù)加速服務(wù)和專業(yè)咨詢等服務(wù)。

目前建設(shè)IDC面臨的主要問題。

1)外部環(huán)境條件。在IDC構(gòu)建以及運營過程中，機房將不斷產(chǎn)生很多熱量，做好相應(yīng)的冷卻恒溫工作至關(guān)重要;同時在系統(tǒng)運行過程中，平穩(wěn)的數(shù)據(jù)流通交互不容忽視，具備穩(wěn)定的電源系統(tǒng)同樣重要。處理好上述問題，是未來建設(shè)IDC的先決條件。

2)服務(wù)器配置。預(yù)估IDC每臺服務(wù)器，最優(yōu)可承載的業(yè)務(wù)量和數(shù)據(jù)量，合理配置服務(wù)器的中央處理器性能、內(nèi)存容量和硬盤大小等因素尤為重要。這不僅有利于提高服務(wù)器的使用壽命，還可有效降低資源耗費，提高服務(wù)器的使用效率。

3)數(shù)據(jù)中心建設(shè)的虛擬化。大數(shù)據(jù)時代虛擬化主機和中間件的能力，可滿足信息化建設(shè)不斷發(fā)展的要求，虛擬化技術(shù)能有效整合IT資源，減少數(shù)據(jù)中心空間不足的問題，極大改善資源的利用率和靈活度。

目前我國移動通信業(yè)務(wù)支撐系統(tǒng)在擴容升級過程中面臨的問題。

1)樞紐樓基礎(chǔ)服務(wù)設(shè)施存在瓶頸。目前，我國移動通信樞紐現(xiàn)有電力機房，接近滿負(fù)荷，無法滿足業(yè)務(wù)分析支撐系統(tǒng)(BASS:Business Analysis Support System)、業(yè)務(wù)運營支撐系統(tǒng)(BOSS:Business＆Operation Support System)和客戶關(guān)系管理系統(tǒng)(CRM:Customer Relationship Management)擴容升級。存在生產(chǎn)資源用電缺口。

2)樞紐樓機房設(shè)備陳舊老化，無法滿足日益增長的業(yè)務(wù)量。目前，我國移動通信生產(chǎn)機房服務(wù)器等設(shè)備，大部分為2004年以前采購使用，相對于如今移動通信飛速增長的業(yè)務(wù)量和數(shù)據(jù)量，較為落后，業(yè)務(wù)支撐系統(tǒng)的承載能力與服務(wù)器等設(shè)備陳舊老化的矛盾日顯突出，嚴(yán)重制約著移動通信業(yè)務(wù)發(fā)展。

1 云計算與IDC建設(shè)相結(jié)合的意義

1)云計算與IDC關(guān)系。云計算是IDC的一個應(yīng)用方向，云計算模式能以按需方式，通過網(wǎng)絡(luò)，方便訪問IDC的可配置計算資源共享池(如:網(wǎng)絡(luò)，存儲，服務(wù)器和應(yīng)用程序)［2］。在運營過程中，它以合理的管理開銷和最短的時間與供應(yīng)商進行交互，同時迅速配置提供或釋放資源［3］。

采用云計算的IDC網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)建設(shè)實現(xiàn)云計算，必須實現(xiàn)以下3種關(guān)鍵技術(shù):虛擬化技術(shù)、數(shù)據(jù)存儲與數(shù)據(jù)管理技術(shù)、開放式編程模型。借助以上3種技術(shù)和其他相關(guān)的彈性計算、數(shù)據(jù)傳輸?shù)燃夹g(shù)，云計算能完成PC和一般服務(wù)器無法完成的大批量任務(wù)，同時其實現(xiàn)的工作量成本低于巨型計算機［4］。雖然，云計算目前仍然無法實現(xiàn)大規(guī)模緊耦合的任務(wù)處理，但對于大批量、松耦合、可分解的中型任務(wù)，云計算具有其他方式無法比擬的效能［5］。

2)降低投資成本，提高運營效率。云計算應(yīng)用于IDC中，可減少企業(yè)前期投資，降低投資風(fēng)險，企業(yè)不必再進行硬件和操作系統(tǒng)軟件的采購，只需根據(jù)業(yè)務(wù)需求動態(tài)調(diào)整計算的空間和存儲資源，通過云計算技術(shù)，實現(xiàn)IDC業(yè)務(wù)的服務(wù)多元化，可以提高服務(wù)器等硬件資源的利用率［6］。以低成本高效率的方式，完成企業(yè)各種IT類業(yè)務(wù)需求，并改變了傳統(tǒng)的IT業(yè)務(wù)的交付方式［7］。通過IDC建設(shè)與云計算技術(shù)相結(jié)合，解決移動通信電力系統(tǒng)所遇瓶頸，進行改善轉(zhuǎn)型，提高了移動通信的核心競爭力［8］。

3)基于IDC的云計算應(yīng)用，實現(xiàn)遷移BASS系統(tǒng)的建設(shè)。由于目前我國移動通信樞紐電力機房接近滿負(fù)荷，無法繼續(xù)實現(xiàn)BASS系統(tǒng)升級改造等建設(shè)，BASS、BOSS、CRM等系統(tǒng)需要足夠電源供應(yīng)，樞紐電力機房服務(wù)器等設(shè)備陳舊老化，無法滿足日益飛速增長的業(yè)務(wù)量和數(shù)據(jù)量。根據(jù)某市業(yè)務(wù)支撐網(wǎng)各系統(tǒng)占用基礎(chǔ)資源情況，綜合分析，樞紐機房內(nèi)使用空間有限，BASS和BOSS系統(tǒng)是耗電大戶，若各系統(tǒng)同時遷移，風(fēng)險多、周期長、投資成本高，通過云計算的分布式計算和虛擬機技術(shù)，可完成數(shù)據(jù)集市云架構(gòu)應(yīng)用改造，建設(shè)新節(jié)能高效的BASS系統(tǒng)［9］。

2 云計算在移動通信IDC建設(shè)中應(yīng)用

2.1 BASS系統(tǒng)改造前數(shù)據(jù)集市架構(gòu)現(xiàn)狀

某市業(yè)務(wù)支撐網(wǎng)BASS系統(tǒng)數(shù)據(jù)集市系統(tǒng)目前采用小機+存儲架構(gòu)，涉及2對集群數(shù)據(jù)庫，有4個主機分區(qū)。分別承載著數(shù)據(jù)集市，同時還包含數(shù)據(jù)挖掘以及原深運平臺部分應(yīng)用(前端應(yīng)用已納入VGOP(Value-add Service General Operation Platform)系統(tǒng));改造前BASS系統(tǒng)數(shù)據(jù)集市主要通過數(shù)據(jù)庫鏈接方式獲取數(shù)據(jù)倉庫數(shù)據(jù)源［10］。其工作原理如圖1所示。

圖1 改造前BASS系統(tǒng)數(shù)據(jù)集市功能架構(gòu)Fig.1 Functional structure of the data mart in BASS system before the migration

2.2 IDC云計算系統(tǒng)架構(gòu)中分布式與虛擬化技術(shù)

IDC云計算系統(tǒng)是向用戶提供各種業(yè)務(wù)的分布式計算系統(tǒng)，系統(tǒng)對用戶是透明的，其過程先把整體業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)量分布式計算，再對每個分布式計算的數(shù)據(jù)量進行虛擬化計算。服務(wù)器和存儲等資源進行動態(tài)部署、動態(tài)分配，以最合理的資源開銷和最短的時間進行各種業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)交互，同時迅速配置提供或釋放資源。從而向用戶提供滿足QoS要求的業(yè)務(wù)服務(wù)、數(shù)據(jù)存儲服務(wù)以及各種平臺服務(wù)。云計算平臺是運行在一個多層虛擬化協(xié)議棧上的高度抽象系統(tǒng)，虛擬化技術(shù)是云計算平臺的核心基礎(chǔ)技術(shù)。IDC云平臺系統(tǒng)架構(gòu)見圖2。

如圖2所示，IDC云計算平臺系統(tǒng)，在底層業(yè)務(wù)支撐網(wǎng)IDC基礎(chǔ)上，先對業(yè)務(wù)支撐系統(tǒng)進行分布式計算，把整體業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)量分成若干部分業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)量，再對每部分業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)量進行虛擬化計算。即將虛擬化網(wǎng)絡(luò)、虛擬化服務(wù)器、虛擬化存儲等資源，通過云計算的分布式計算和虛擬化技術(shù)抽象形成的一個復(fù)合化的平臺架構(gòu)，使業(yè)務(wù)支撐網(wǎng)各系統(tǒng)在運營過程中，具有降低電力能源消耗，提高資源使用效率的作用。

圖2 IDC云平臺系統(tǒng)架構(gòu)圖Fig.2 The system architecture on IDC Cloud platform

2.3 基于IDC與云計算相結(jié)合BASS系統(tǒng)改造后數(shù)據(jù)集市架構(gòu)

圖3 改造后BASS系統(tǒng)數(shù)據(jù)集市功能架構(gòu)Fig.3 Functional structure of the data mart in BASS system after the migration

綜合考慮改造風(fēng)險、改造周期、投資成本等因素，BASS系統(tǒng)遷移改造后新數(shù)據(jù)集市架構(gòu)，是在底層IDC基礎(chǔ)上，對原數(shù)據(jù)集市系統(tǒng)進行分布式計算。原數(shù)據(jù)集市獲取數(shù)據(jù)源采用DB-LINK方式，改造后數(shù)據(jù)集市采用ETL(Extraction-Transformation-Loading)方式獲取數(shù)據(jù)倉庫數(shù)據(jù)源，不同的數(shù)據(jù)源需要經(jīng)過數(shù)據(jù)提取、轉(zhuǎn)換和加載，到達存放的指定位置。改造數(shù)據(jù)集市的同時，也對外圍的增值業(yè)務(wù)綜合運營平臺(VGOP:Value-added Service General Operation Platform)系統(tǒng)和經(jīng)分Portal系統(tǒng)進行了修改，使平臺系統(tǒng)數(shù)據(jù)源交互，通過ETL方式對不同的數(shù)據(jù)源進行處理［11］。新數(shù)據(jù)集市系統(tǒng)，在生產(chǎn)中心底層IDC基礎(chǔ)上，通過云計算的分布式計算、虛擬化技術(shù)和ETL工具形成一個復(fù)合化的平臺架構(gòu)(見圖3)。

在實際系統(tǒng)運行中，基于IDC云化后數(shù)據(jù)集市系統(tǒng)架構(gòu)比原數(shù)據(jù)集市架構(gòu)，在數(shù)據(jù)提取、轉(zhuǎn)換和加載方面，更加精細(xì)化;在業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)量交互計算方面，更具有均衡性、高效性和穩(wěn)定性。在IDC基礎(chǔ)上，通過云計算的分布式計算、虛擬化技術(shù)和ETL工具等方法改造，解決了樞紐電力機房接近滿負(fù)荷運行狀態(tài);服務(wù)器等設(shè)備陳舊老化，滿足不了日益飛速增長的業(yè)務(wù)量和數(shù)據(jù)量等問題，還減少了BASS系統(tǒng)改造后運營成本，節(jié)約了電力能源，提高了基礎(chǔ)資源利用率。

3 結(jié)語

筆者通過云計算的分布式計算、虛擬化技術(shù)和ETL工具等方法，對BASS系統(tǒng)中數(shù)據(jù)集市云架構(gòu)進行升級改造，不僅緩解了移動通信樞紐電力資源緊張，設(shè)備資源陳舊老化，滿足不了日益增長業(yè)務(wù)量和數(shù)據(jù)量問題，而且還通過BASS系統(tǒng)數(shù)據(jù)集市云架構(gòu)的改造升級，在實際數(shù)據(jù)處理方面，更加精細(xì)化;數(shù)據(jù)量交互計算方面，更加均衡、穩(wěn)定、高效;同時，也降低了BASS系統(tǒng)遷移改造后整體運營成本，提高了基礎(chǔ)資源利用率。

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