鄭國剛　徐立波

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

【關(guān)鍵詞】云計算；電信運營商；資源池

0.引言

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

發(fā)展云計算對電信運營商的意義重大：首先，云計算作為3I交融的代表性領(lǐng)域，是各運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，采用云計算技術(shù)能有效利用資源，節(jié)能減排、降本增效，實現(xiàn)企業(yè)效益與社會效益的同步提升。同時，云計算有利于增強應(yīng)用協(xié)同，豐富應(yīng)用提供，增加用戶粘性。最后，發(fā)展云計算也是電信運營商擴大產(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)運營商定制的業(yè)務(wù)需求設(shè)計自己的解決方案，采用定制的軟硬件和應(yīng)用系統(tǒng)，不同系統(tǒng)之間通過標準協(xié)議互通。在這種模式下，形成了開放標準下封閉的產(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)和平臺基本都是“煙囪化”建設(shè)，相互獨立，無法實現(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)計方式，無論電信業(yè)務(wù)量有大小，設(shè)備始終運行，導(dǎo)致系統(tǒng)始終按最大容量耗能。

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

（4）項目建設(shè)周期過長，對新業(yè)務(wù)的支撐進度相對緩慢，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：云計算

1.2云計算概念及服務(wù)模式

云計算是一種將池化的集群計算能力通過互聯(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)進步、需求推動和商業(yè)模式變化共同促進的結(jié)果，具有以網(wǎng)絡(luò)為中心，以服務(wù)為提供方式，高擴展高可性、資源池化與透明化等四大特點，云計算的出現(xiàn)，使 IT 資源具備了可運營的條件。

云計算包括 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。云計算的三個層次在技術(shù)上沒有必然的聯(lián)系，但從技術(shù)發(fā)展趨勢和實踐的角度看，這三個層次的關(guān)系將會越來越密切[2]。

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

（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比較適合電信運營商，下章節(jié)做重點介紹。

2.基于IaaS的電信運營管理平臺

2.1 IaaS的基本抽象模型

電信基礎(chǔ)設(shè)施包含服務(wù)器、儲存系統(tǒng)。網(wǎng)絡(luò)設(shè)備等。基礎(chǔ)設(shè)施云改造就是通過云計算技術(shù)，將這些基礎(chǔ)設(shè)施由獨立的的硬件設(shè)備轉(zhuǎn)化為資源池，資源池能夠被多個上次業(yè)務(wù)共享，有統(tǒng)一的管理平臺管理，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IT基礎(chǔ)設(shè)施進行資源池化，也就是通過整理梳理IT基礎(chǔ)設(shè)施，采用相應(yīng)技術(shù)形成動態(tài)資源池，這是最基礎(chǔ)的。第二，對資源池各種資源進行管理，諸如調(diào)度、監(jiān)控、計量等，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是云計算應(yīng)用中相對穩(wěn)定和成熟的一種，其部署和應(yīng)用特點鮮明，主要用于以下場景。

（1）共有服務(wù)：20世紀興起的IDC（互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)中心）提供了大量的共有服務(wù)，例如主機租用、網(wǎng)絡(luò)儲存，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，用戶可以臨時形成自己的虛擬信息中心，包括服務(wù)器、儲存、網(wǎng)絡(luò)、操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫等，而當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)化為日常運營的成本支出，節(jié)約的資金可以重點投入業(yè)務(wù)運營，以支持公司的發(fā)展。

2.3運營管理平臺功能及結(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、儲存網(wǎng)絡(luò)寬帶等物理資源統(tǒng)一管理。實現(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，而運營平臺通過技術(shù)提供一個可控、可靠，可運營的服務(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)是實現(xiàn)了部署調(diào)度，運維管理和服務(wù)提供的自動化[4]。

總體上說，管理平臺有兩大功能：

（1）向下提供對物理設(shè)備（服務(wù)器、儲存、網(wǎng)絡(luò)），邏輯資源（計算機源、儲存資源、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 運營管理平臺結(jié)構(gòu)示意圖

圖2為一個典型的運營平臺管架構(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、報表管理、安全管理和網(wǎng)絡(luò)接口等模塊組成。管理平臺以業(yè)務(wù)網(wǎng)元的形式與BSS（業(yè)務(wù)支撐系統(tǒng)）進行數(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，同時管理平臺將采集到的原始話單提供給BSS實現(xiàn)計費功能。另外，管理平臺還需向網(wǎng)管支撐系（OSS）提供必要的管理控制信息，以達到總體監(jiān)控和全局管理的目的[5]。

總體上來說，在平臺架構(gòu)中對資源池的搭建尤為重要，因為M電信公司要進行基于私有云的網(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)符合集團公司發(fā)布的私有云相關(guān)規(guī)范，在集團私有云方案分析的基礎(chǔ)上結(jié)合公司的實際需求進行資源池建設(shè)。

（2）資源池建設(shè)應(yīng)與按公司現(xiàn)有維護職責匹配，建設(shè)兩個資源池：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)上進行平滑過渡。

（4）資源池建設(shè)應(yīng)與保護已有投資相結(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行統(tǒng)一管理。

2.5 IT資源池網(wǎng)絡(luò)拓撲

以M某電信公司基于網(wǎng)上營業(yè)廳的資源是建設(shè)項目為例。工程新增兩臺以太網(wǎng)交換機Quidway S9303，單臺配置3*48個千兆電口。將X86資源池服務(wù)器接入新增的兩臺以太網(wǎng)交換機Quidway S9303，再匯聚到核心交換機Cisco7609S，以節(jié)省核心交換機的端口資源。本期工程建設(shè)完成后，IT資源池網(wǎng)絡(luò)拓撲圖如下圖3所示：

2.6主機方案

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，單臺配置為4×六核CPU /128GB內(nèi)存/2×50GB SSD硬盤。

2.7存儲方案

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

圖3 IT資源池網(wǎng)絡(luò)拓撲

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

2.8與傳統(tǒng)資源池的對比

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)器為主的低成本標準計算和存儲處理單元，提高通用性，有效降低系統(tǒng)建設(shè)和擴容成本

（2）提升資源利用率：云計算資源池可對上層應(yīng)用實現(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）實現(xiàn)系統(tǒng)快速部署：云計算資源池的自動化部署能力為新業(yè)務(wù)平臺和IT系統(tǒng)發(fā)展提供快速實施和部署能力

（4）提高系統(tǒng)可擴展能力：云計算基于分布式技術(shù)實現(xiàn)Scale-out橫向擴展能力。

3.結(jié)論

電信運營商擁有豐富的網(wǎng)絡(luò)帶寬資源、計算機軟硬件資源，眾多的固定用戶及豐富的運營經(jīng)驗，在業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)型中具有天然的優(yōu)勢，進行內(nèi)部實踐，再擴展至互聯(lián)網(wǎng)先推出易于實施、標準化程度高的服務(wù)，如基礎(chǔ)資源服務(wù)等云計算技術(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】

[1]劉秀霞，王銳成.云計算在電信支撐系統(tǒng)應(yīng)用探討[J].中小企業(yè)管理與科技，2011（27）：302-302.

[2]盧大勇，陸琪，姚繼峰.白克利云計算白皮書，2009，1.

[3]劉天成，陳美，程青松.基于云計算實現(xiàn)電信業(yè)務(wù)平臺集中承載[J].互聯(lián)網(wǎng)天地，2013（1）.

[4]崔寧寧.面向電信運營的云計算模型研究[J].西北工業(yè)大學，2012.

[5]Hui Zhang，Guofei Jiang，Kenji Yoshihira， Haifeng Chen，Akhilesh Saxena. Intel lig-ent WorkLoad Factoring for a Hybrid Cloud Computing Model[J]，SERVICES-I，Ju-ly，2009.