增值業(yè)務(wù)平臺云化部署評估方法研究

李宗霖 北京電信規(guī)劃設(shè)計院有限公司工程師

安超 北京電信規(guī)劃設(shè)計院有限公司工程師

周寶瑞 北京電信規(guī)劃設(shè)計院有限公司工程師

產(chǎn)品與技術(shù)方案

增值業(yè)務(wù)平臺云化部署評估方法研究

李宗霖 北京電信規(guī)劃設(shè)計院有限公司工程師

安超 北京電信規(guī)劃設(shè)計院有限公司工程師

周寶瑞 北京電信規(guī)劃設(shè)計院有限公司工程師

對增值業(yè)務(wù)平臺云化部署涉及的需求評估和資源配置方法提出建議，從業(yè)務(wù)特性、IT架構(gòu)以及負(fù)載特性維度進(jìn)行綜合評估分析，最終提出定性分析和定量分析相結(jié)合的評估方案。

云計算 業(yè)務(wù)部署 研究

1 引言

電信運營商在各類增值業(yè)務(wù)平臺建設(shè)中，逐步推廣運用云計算、虛擬化技術(shù)，構(gòu)建了硬件基礎(chǔ)設(shè)施資源池，提高了各類硬件資源的使用效率的同時也縮短了增值業(yè)務(wù)的部署周期。

但目前在電信運營商領(lǐng)域內(nèi)，各類增值業(yè)務(wù)平臺的資源池云化部署模式還相對粗狂，缺乏結(jié)合平臺作業(yè)特點和負(fù)載特性的精細(xì)化資源部署經(jīng)驗。

為了進(jìn)一步推進(jìn)基礎(chǔ)設(shè)施資源的精細(xì)化、規(guī)范化管理，提升增值業(yè)務(wù)平臺資源池管理效率，需要采取定性、定量方法相結(jié)合的需求調(diào)研和分析評估手段，分析增值業(yè)務(wù)平臺的整體作業(yè)特點，以及各個業(yè)務(wù)節(jié)點的負(fù)載特性。

本文針對增值業(yè)務(wù)平臺入池的需求核準(zhǔn)和資源配置部署的定性及定量方法進(jìn)行分析研究，并提出虛擬資源的配置部署建議。

2 云化部署評估思路

為了達(dá)到精細(xì)化資源配置的效果，業(yè)務(wù)平臺云化部署評估過程至少包括需求調(diào)研、業(yè)務(wù)評估及資源配置3個階段：

（1）需求調(diào)研階段

向各業(yè)務(wù)需求方、資源需求方收集業(yè)務(wù)平臺業(yè)務(wù)特性、IT架構(gòu)相關(guān)信息。

（2）業(yè)務(wù)評估階段

依據(jù)需求提出方反饋信息，按照評估方法分步驟評估各業(yè)務(wù)平臺是否適合云化，以及云化部署方式，全部或部分云化的部署方式。

（3）資源配置階段

依據(jù)需求提出方反饋信息，結(jié)合資源池技術(shù)架構(gòu)和虛擬化資源池的技術(shù)支持情況，判別需求與資源池的匹配情況，修正入池評估階段得出的結(jié)論，并進(jìn)行入池資源的配置?？傮w調(diào)研評估思路與步驟建議如圖1所示。

3 需求調(diào)研方法

3.1 業(yè)務(wù)特性調(diào)研

向業(yè)務(wù)需求提出方調(diào)研業(yè)務(wù)情況，調(diào)研內(nèi)容主要包括需求背景、功能要求、業(yè)務(wù)流程、系統(tǒng)接口、業(yè)務(wù)量預(yù)測等。同時，應(yīng)充分調(diào)研了解業(yè)務(wù)需求提出方，對于虛擬化部署的技術(shù)傾向，需要業(yè)務(wù)需求方重點提供以下信息：

（1）業(yè)務(wù)是否涉密

涉密是指業(yè)務(wù)需求可能涉及國家或行業(yè)的安全保密政策、法規(guī)的要求。

（2）業(yè)務(wù)是否敏感

敏感是指業(yè)務(wù)需求可能涉及個人私密或金融行業(yè)等敏感信息。

（3）業(yè)務(wù)是否為專有定制化

如行業(yè)客戶類的定制系統(tǒng)，一般要求部署在客戶

側(cè)或是部署方式需要遵從行業(yè)客戶要求的業(yè)務(wù)平臺。

圖1 云化部署評估步驟示意圖

（4）業(yè)務(wù)是否為高性能計算

如基于Hadoop的大數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)挖掘類的業(yè)務(wù)平臺。

（5）業(yè)務(wù)規(guī)模是否存在不確定性

如創(chuàng)新型業(yè)務(wù)，由于業(yè)務(wù)處于孵化期，市場潛力存在不確定性，且用戶消費習(xí)慣尚未形成，難以準(zhǔn)確預(yù)估未來業(yè)務(wù)發(fā)展的用戶量和業(yè)務(wù)量。

（6）業(yè)務(wù)量是否存在周期的高峰低谷

如存在周期的高峰低谷業(yè)務(wù)是指以Web頁面訪問型為主、需要遵循客戶作息習(xí)慣的業(yè)務(wù)平臺。如在某特定時間段內(nèi)支撐大規(guī)模業(yè)務(wù)量的業(yè)務(wù)平臺。

（7）系統(tǒng)的生命周期是否短暫

如測試型、試驗型業(yè)務(wù)平臺。由于應(yīng)用系統(tǒng)更新快，需要快速響應(yīng)新的系統(tǒng)資源需求。

3.2 IT架構(gòu)調(diào)研

為深入評估業(yè)務(wù)平臺如何進(jìn)行云化部署，需要面向資源需求方進(jìn)行IT架構(gòu)調(diào)研，調(diào)研應(yīng)重點了解需求平臺的整體架構(gòu)、各個業(yè)務(wù)節(jié)點的功能、作業(yè)負(fù)載特性以及對硬件環(huán)境的兼容性要求。

IT架構(gòu)調(diào)研環(huán)節(jié)，資源需求方應(yīng)提供入池平臺各業(yè)務(wù)節(jié)點部署的軟件模塊情況。并重點說明各個業(yè)務(wù)節(jié)點的作業(yè)負(fù)載特性，業(yè)務(wù)節(jié)點對硬件環(huán)境的兼容性要求以及業(yè)務(wù)節(jié)點之間的數(shù)據(jù)交互機制和調(diào)用方法等，具體的調(diào)研形式可參考表1、2。

備注：

（1）需求部門需提供入池平臺的軟件模塊部署架構(gòu)拓?fù)鋱D，并說明架構(gòu)拓?fù)鋱D中各業(yè)務(wù)節(jié)點部署的軟件模塊情況。

（2）業(yè)務(wù)節(jié)點：IT系統(tǒng)中，進(jìn)行獨立分配計算、存儲和網(wǎng)絡(luò)資源的虛擬機/物理機。

（3）業(yè)務(wù)模塊：可在虛擬機/物理機上單獨進(jìn)行部署的應(yīng)用軟件單元。

3.3 負(fù)載特性調(diào)研

負(fù)載特性調(diào)研是針對業(yè)務(wù)平臺的資源需求進(jìn)行調(diào)研，用于指導(dǎo)資源池的資源配置，重點獲取業(yè)務(wù)需求各個功能模塊對計算、存儲、網(wǎng)絡(luò)等的量化需求。

負(fù)載特性調(diào)研應(yīng)以業(yè)務(wù)平臺的功能模塊為最小調(diào)研顆粒度，重點收集下述信息，包括應(yīng)用模塊特性、主機部署需求、外接存儲需求、網(wǎng)絡(luò)及安全需求、備份需求等，具體調(diào)研內(nèi)容可采用表3形式。

4 業(yè)務(wù)評估方法

4.1 基于業(yè)務(wù)特性的定性評估方法

根據(jù)虛擬化平臺和傳統(tǒng)業(yè)務(wù)平臺的建設(shè)模式的不同，同時結(jié)合各類業(yè)務(wù)特性，對業(yè)務(wù)平臺的整體入池情況進(jìn)行評估，具體如下：

（1）具有以下業(yè)務(wù)特征的業(yè)務(wù)平臺，不適合云化部署

●有涉密、法規(guī)敏感要求的業(yè)務(wù)平臺。

●專有定制化平臺。

●存在較多的高性能計算的業(yè)務(wù)平臺。

上述業(yè)務(wù)平臺中，前兩者具備一定的特殊性，采用傳統(tǒng)方式建設(shè)更為靈活、可靠。

表1 務(wù)節(jié)點的作業(yè)負(fù)載特性

表2 業(yè)務(wù)節(jié)點撮合度調(diào)研表

第三類業(yè)務(wù)平臺對硬件資源需求相對單一、準(zhǔn)確，而且云化部署方式本就存在資源開銷，因此，云化部署對于這種有高性能計算需求的業(yè)務(wù)平臺沒有優(yōu)勢。

（2）具有以下業(yè)務(wù)特征的業(yè)務(wù)平臺，適合云化部署

●業(yè)務(wù)規(guī)模存在不確定性的業(yè)務(wù)平臺。若采用傳統(tǒng)建設(shè)模式存在較大風(fēng)險，可能會出現(xiàn)業(yè)務(wù)量低迷造成投資浪費，也可能出現(xiàn)短期內(nèi)業(yè)務(wù)量激增而造成的

平臺無法承載。

表3 節(jié)點負(fù)載特性調(diào)研表

●業(yè)務(wù)存在周期的高峰低谷的業(yè)務(wù)平臺。由于高峰時段業(yè)務(wù)訪問密集，系統(tǒng)負(fù)荷較大，傳統(tǒng)部署方式的整體資源利用率低，造成資源浪費；云化部署方式通過策略配置實現(xiàn)錯峰填谷，可提高資源利用率，更具優(yōu)勢。

●系統(tǒng)生命周期短暫的業(yè)務(wù)平臺。

●業(yè)務(wù)應(yīng)用對資源需求小，獨立占用資源浪費嚴(yán)重的業(yè)務(wù)平臺。該類業(yè)務(wù)平臺負(fù)荷普遍不高，云化部署能夠提高系統(tǒng)資源利用率。

上述業(yè)務(wù)平臺需要考慮通過云化部署，實現(xiàn)更快速、資源更節(jié)約、成本更低廉的優(yōu)勢。但業(yè)務(wù)平臺最終是否能夠?qū)崿F(xiàn)云化部署，還需要結(jié)合后繼IT架構(gòu)定量評估結(jié)果，最終確定云化部署方案。

4.2 基于IT架構(gòu)的定量評估方法

根據(jù)資源需求方反饋的IT架構(gòu)相關(guān)信息，分析提取需求平臺下述關(guān)鍵指標(biāo)：

●非通用X86服務(wù)器節(jié)點數(shù)量：業(yè)務(wù)節(jié)點中對硬件環(huán)境有兼用性要求的節(jié)點數(shù)量（如定制化硬件，如特殊板卡、工控機、加密狗等；專用硬件設(shè)備，如排隊機等電信設(shè)備、專用安全設(shè)備等）。

●事務(wù)密集型或分析密集型業(yè)務(wù)節(jié)點數(shù)量：業(yè)務(wù)節(jié)點中事務(wù)密集型、分析密集型業(yè)務(wù)節(jié)點數(shù)量。

●緊耦合業(yè)務(wù)模塊數(shù)量：內(nèi)部節(jié)點間，數(shù)據(jù)交互量大，通信機制調(diào)用復(fù)雜，交互調(diào)用頻繁且實時性強的模塊數(shù)量。

參考下述規(guī)則，評估業(yè)務(wù)節(jié)點是否適合云化部署。（1）下述情況，整體不適合云化部署

●業(yè)務(wù)節(jié)點中，“非通用X86服務(wù)器節(jié)點數(shù)量”占比大于70%，整體不適合云化部署。

●需求平臺中“事務(wù)密集型或分析密集型業(yè)務(wù)節(jié)點數(shù)量”占比大于70%，說明大部分業(yè)務(wù)節(jié)點的性能需求，接近資源池物理機配置標(biāo)準(zhǔn)。整體不適合云化部署。

（2）下述情況，適合整體云化或部分云化部署

●大部分業(yè)務(wù)節(jié)點的作業(yè)負(fù)載特性一般，沒有特殊硬件環(huán)境要求的（即支持通用X86服務(wù)器部署），適合進(jìn)行整體云化部署。

●部分云化部署：建議將緊耦合業(yè)務(wù)節(jié)點、作業(yè)負(fù)載較重的業(yè)務(wù)節(jié)點，在獨立的物理機環(huán)境部署。其他調(diào)用和數(shù)據(jù)交互較少的松耦合業(yè)務(wù)節(jié)點和輕載業(yè)務(wù)節(jié)點，可以在X86虛擬環(huán)境部署。

●部分云化部署：有“非通用X86服務(wù)器硬件”運行環(huán)境要求，對操作系統(tǒng)、中間以及其他第三方軟件有運行環(huán)境要求，但當(dāng)前資源池不提供支持的業(yè)務(wù)節(jié)點，建議在獨立的物理機環(huán)境進(jìn)行部署，其他業(yè)務(wù)節(jié)點可在X86虛擬化環(huán)境進(jìn)行部署。

針對特定業(yè)務(wù)應(yīng)用，可根據(jù)現(xiàn)有資源池能力和相關(guān)應(yīng)用實際運行效果，設(shè)計調(diào)研指標(biāo)并制定相應(yīng)規(guī)則衡量業(yè)務(wù)應(yīng)用的負(fù)載情況和復(fù)雜度情況，評估業(yè)務(wù)應(yīng)用是否適合入池部署。

例如，針對數(shù)據(jù)庫應(yīng)用負(fù)載特性調(diào)研評估方法。以“數(shù)據(jù)庫庫表數(shù)量、數(shù)據(jù)庫單表最大記錄數(shù)、處理邏輯最大關(guān)聯(lián)表數(shù)、查詢邏輯復(fù)雜度”為評估對象，評估數(shù)據(jù)庫應(yīng)用的復(fù)雜度，判斷數(shù)據(jù)庫應(yīng)用是否適合采用x86服務(wù)器虛擬化方式進(jìn)行部署，建議的評估標(biāo)準(zhǔn)如表4所示。

建議大于3個“數(shù)據(jù)庫調(diào)研指標(biāo)”評估結(jié)果為“復(fù)雜”。說明數(shù)據(jù)庫操作實時性要求高，處理邏輯復(fù)雜，數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)度高，建議使用物理機或小型機運行數(shù)據(jù)庫應(yīng)用。其他情況，可采用X86虛擬化環(huán)境部署。

5 資源配置方法

針對入池評估結(jié)論為適合云化部署或適合部分云化部署的業(yè)務(wù)平臺，根據(jù)負(fù)載特性調(diào)研，結(jié)合資源池現(xiàn)有能力情況，評估業(yè)務(wù)平臺與資源池能力的匹配程度，最終確定在資源池中如何進(jìn)行配置部署。

針對可能與資源池能力不匹配的業(yè)務(wù)平臺或模塊，暫不建議入池部署，例如：

（1）業(yè)務(wù)功能最小資源需求單元超過資源池物理機配置標(biāo)準(zhǔn)的（如CPU、內(nèi)存）。

（2）業(yè)務(wù)部署中涉及的數(shù)據(jù)庫、中間件、備份、操作系統(tǒng)等軟件，當(dāng)前資源池支持列表明確不支持或是版本不兼容的。

（3）業(yè)務(wù)應(yīng)用的網(wǎng)絡(luò)吞吐量、存儲IO等超過資源池支撐能力。

對于與資源池能力匹配的入池需求，依據(jù)計算得出的資源配置規(guī)格，首先部署在資源池測試區(qū)，根據(jù)資源池對業(yè)務(wù)系統(tǒng)的支撐情況，適時調(diào)整資源配置，并修正相關(guān)資源配置計算公式。

表4 數(shù)據(jù)節(jié)點復(fù)雜度評估表

5.1 計算資源配置建議

需要根據(jù)資源需求方反饋的負(fù)載特性調(diào)研內(nèi)容，進(jìn)行資源的配置計算。服務(wù)器CPU資源配置建議如下：

（1）能力需求

●業(yè)務(wù)邏輯處理的能力需求應(yīng)按下列公式計算：

其中：

At，應(yīng)用的處理能力需求（tpmC）。

Pt，總的業(yè)務(wù)操作并發(fā)量。

Ot，應(yīng)用每次操作折算的標(biāo)準(zhǔn)事務(wù)數(shù)。

R，系統(tǒng)冗余系數(shù)，宜小于40%。

●業(yè)務(wù)訪問響應(yīng)的能力需求應(yīng)按下列公式計算：

其中：

As，應(yīng)用的最大并發(fā)連接數(shù)需求（SPEC-web2005）。

Au，總用戶數(shù)。

Pu，用戶在線并發(fā)度。

Po，每用戶發(fā)起的在線連接數(shù)。

R，系統(tǒng)冗余系數(shù)，宜小于40%。

（2）資源池的能力情況

資源池的單個vCPU處理能力配置應(yīng)按下列公式計算：

其中：

Tv，單個vCPU的處理能力（tpmC）。

Sv，單個vCPU的處理能力（SPECweb2005）。

Tp，資源池單臺服務(wù)器配置的處理能力（tpmC）。

Sp，資源池單臺服務(wù)器配置的處理能力（SPEC-web2005）。

Nv，資源池單臺服務(wù)器虛擬出的虛機數(shù)量。

R，虛擬化損耗比，根據(jù)虛擬化軟件確認(rèn)，一般為5%～10%。

Rc，CPU利用率，一般為70%～80%。

（3）資源配置

根據(jù)公式（1）、（2），可以計算出業(yè)務(wù)平臺的計算資源配置，具體應(yīng)按下列公式計算：

其中：

Nt——應(yīng)用所需配置的虛機數(shù)量（按邏輯處理能力）。

Ns——應(yīng)用所需配置的虛機數(shù)量（按訪問連接處理能力）。

At——應(yīng)用的處理能力需求（tpmC）。

As——應(yīng)用的最大并發(fā)連接數(shù)需求（SPEC-web2005）。

Tv——單個vCPU的處理能力（tpmC）。

Sv——單個vCPU的處理能力（SPECweb2005）。

R——冗余系數(shù)，無特殊要求冗余因子取20%。

注：

●Nt、Ns計算結(jié)果需要向上取整，另外考慮虛機的規(guī)格統(tǒng)一性，按照統(tǒng)一規(guī)格套用。

●最終配置的虛機數(shù)量取定為Nt、Ns結(jié)果的最大值。

5.2 存儲資源配置建議

各業(yè)務(wù)平臺的存儲容量配置建議按下列公式計算：其中：

Cb——存儲裸容量配置（B）。Ce——業(yè)務(wù)裸容量需求（B）。R——系統(tǒng)冗余系數(shù)。

Rm——數(shù)據(jù)存儲的開銷。

Rp——數(shù)據(jù)冗余保護(hù)級別引入的開銷。

Rb——數(shù)據(jù)備份策略引入的開銷。

注：各類數(shù)據(jù)開銷應(yīng)根據(jù)業(yè)務(wù)需求及現(xiàn)網(wǎng)運行數(shù)據(jù)確定。

6 結(jié)束語

目前，電信運營商增值業(yè)務(wù)平臺云化部署過程中的資源分配相對粗狂，本文對增值業(yè)務(wù)平臺云化部署過程中的涉及需求調(diào)研、分析評估和資源配置提出分析評估方法。旨在為增值業(yè)務(wù)平臺入池的需求核準(zhǔn)和資源配置部署提供方法指導(dǎo)。

隨著電信運營商基礎(chǔ)設(shè)施資源池的能力和技術(shù)的發(fā)展，相關(guān)的定性和定量評估方法將不斷汲取經(jīng)驗、逐步完善更新。

1李衛(wèi),李濟漢,張云勇等.電信運營商云計算體系架構(gòu)思考.電信科學(xué).2013

2程瑩,張云勇,房秉毅等.云計算時代的數(shù)據(jù)庫研究.電信技術(shù).2011

OVUM：中興通訊固網(wǎng)市場占有率增速全球居首

近日，全球知名咨詢機構(gòu)OVUM發(fā)布了2015年第二季度固網(wǎng)產(chǎn)品全球市場份額報告《Market Share Report:2Q15 FTTx，DSL，andCMTS》。報告顯示：2014年第2季度—2015年第一季度期間，中興通訊寬帶接入產(chǎn)品市場占有率增速全球第一，其中DSL產(chǎn)品市場占有率增長尤為顯著。PON產(chǎn)品增長穩(wěn)健，占有率穩(wěn)居業(yè)界第二，在中南美洲占有率業(yè)界第一，亞太地區(qū)占有率業(yè)界第二。

2015年中興通訊發(fā)布了“以時代重構(gòu)為契機，讓信息創(chuàng)造價值”的M-ICT電信運營戰(zhàn)略，寬帶接入作為中興通訊傳統(tǒng)優(yōu)勢產(chǎn)品，繼續(xù)發(fā)揮在產(chǎn)品和方案上的不斷創(chuàng)新，持續(xù)提升產(chǎn)品競爭力，優(yōu)化全球市場布局，實現(xiàn)了穩(wěn)定增長。OVUM2015年二季度報告還顯示：按照發(fā)貨量計算，截至2015年第二季度之前的一年中興通訊DSL產(chǎn)品市場占有率排名第三，2015年第二季度較前一個季度有明顯增長。同時，截至2015年第二季度之前的一年內(nèi)，PON產(chǎn)品收入市場占有率為24%,其中EPON產(chǎn)品市場份額為28%。

ResearchontheMethodof Cloud Deployment and Evaluation of theValue AddedService Platform

In this paper, we study the steps and methods of cloud deployment of value- added service platform, from the business features, IT architecture and service node load dimension, and propose the method of combining qualitative analysis and quantitative analysis.

cloud computing, deployment, research