王峰+趙慧玲+楊明川
摘要:“開放化”和“軟件化”是運營商網(wǎng)絡重構(gòu)的重要目標,開源軟件技術(shù)是運營商網(wǎng)絡重構(gòu)的重要技術(shù)手段。認為當前運營商領(lǐng)域的開源技術(shù)體系正在日益完善中,但是在軟件能力、知識產(chǎn)權(quán)、社區(qū)運營等方面仍存在一定風險。運營商需要將開源技術(shù)的引入提升到企業(yè)戰(zhàn)略的高度,強化開源管理的重點舉措,彌補在網(wǎng)絡發(fā)展和業(yè)務創(chuàng)新中的軟件短板,并遵循完善軟件研發(fā)模式,深度參與社區(qū)建設,實現(xiàn)重點領(lǐng)域突破的工作步驟,有序推進開源技術(shù)在現(xiàn)網(wǎng)的規(guī)模引入。
關(guān)鍵詞:運營商;開源軟件;網(wǎng)絡重構(gòu);管理策略
開源軟件是一種源代碼可以被任意獲取的計算機軟件,這種軟件的版權(quán)持有人可在許可證協(xié)議規(guī)定下保留部分權(quán)利,進而允許軟件被任何人用于任何目的的學習、修改和發(fā)布[1]。開源軟件有助于降低軟件研發(fā)的進入門檻和采購成本,縮短開發(fā)周期,提升軟件代碼生產(chǎn)率,是推動互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)飛速發(fā)展的重要動力。
網(wǎng)絡的“軟件化”和“開放化”是當前運營商網(wǎng)絡重構(gòu)的主旋律。在這一背景下,開源軟件日益獲得運營商的關(guān)注。傳統(tǒng)的運營商網(wǎng)絡發(fā)展模式具有建設周期長、業(yè)務創(chuàng)新受廠商設備限制等問題,網(wǎng)絡一旦部署即相對“固化”,因此亟需借助軟件技術(shù)支持網(wǎng)絡架構(gòu)和能力的靈活調(diào)整,以適應瞬息萬變的互聯(lián)網(wǎng)時代發(fā)展需求。同時,互聯(lián)網(wǎng)應用服務(OTT)業(yè)務的蓬勃發(fā)展使得運營商面臨被全面管道化的風險,運營商為了在降低成本的同時拓展新的業(yè)務領(lǐng)域和價值,實現(xiàn)與互聯(lián)網(wǎng)廠商的平等對弈,就必須要掌握與之相同的工具和武器,開源軟件技術(shù)無疑是其中非常重要一個方面。借助開源的力量,運營商有望克服現(xiàn)有網(wǎng)絡中存在的大量私有、封閉的接口和協(xié)議導致的難題,推動軟件系統(tǒng)之間的接口開放化和協(xié)議通用化,實現(xiàn)網(wǎng)絡資源和能力的更大程度的開放。
當前,主流運營商都將基于開源技術(shù)打造自身的軟件領(lǐng)域核心競爭力作為工作重點,并取得了一定成效,例如:AT&T計劃將現(xiàn)有開源軟件所占比例從5%提升到50%,包括基于開源OpenStack技術(shù)著手建立AT&T Integrated Cloud平臺等[2]。中國的三大運營商也同時在開源領(lǐng)域發(fā)力,例如:中國移動聯(lián)合Linux基金會發(fā)起OPEN-O編排器項目,主導發(fā)起業(yè)界首個基于容器的開源網(wǎng)絡功能虛擬化(NFV)項目OpenRetriever等;中國聯(lián)通和ON.Lab(開放網(wǎng)絡實驗室)共同推進開放網(wǎng)絡操作系統(tǒng)(ONOS)控制器、端局數(shù)據(jù)中心化(CORD)項目等;中國電信在其CTNet 2025網(wǎng)絡架構(gòu)白皮書[3]中,明確提出在網(wǎng)絡重構(gòu)過程中將優(yōu)選開源軟件技術(shù),實現(xiàn)研發(fā)運營一體化,并已經(jīng)在主流開源社區(qū)建立了重要影響力,例如成功入選OpenStack開源社區(qū)的黃金會員。
在業(yè)界的推動下,開源也得到了眾多標準化組織特別是以實現(xiàn)“互操作”為目標的通信網(wǎng)絡標準化領(lǐng)域的重視。這主要是因為受到各方利益限制,傳統(tǒng)的標準制訂過程過于冗長,并且最終的標準文本通常是僅能滿足基本互連互通需求的最小子集;而開源軟件可以以事實標準的身份出現(xiàn),其開放性能夠加速標準的制訂和驗證,并能避免讀者在標準文字描述上的理解差異。其中,最典型的是軟件定義網(wǎng)絡(SDN)領(lǐng)域最具影響力的標準化組織開放網(wǎng)絡基金會(ONF),它不但率先提出“from pdf to python”標準化工作策略,而且還通過和ON.Lab的整合,全面推進文本標準和開源代碼的協(xié)同制訂和發(fā)布[4]。
1 開源軟件技術(shù)體系
開源軟件能夠有效地滿足軟件研發(fā)在高效率、低成本等方面的需求,并已經(jīng)滲透到各行各業(yè)的方方面面,乃至很多新興技術(shù)從誕生伊始就和開源項目緊密綁定。對于運營商而言,需要更多關(guān)注在網(wǎng)絡、數(shù)據(jù)中心、業(yè)務平臺、IT系統(tǒng)以及終端等領(lǐng)域的開源技術(shù)發(fā)展,建立和完善相應的技術(shù)體系,為開源技術(shù)的選型、整合、應用和優(yōu)化提供基礎。
1.1 網(wǎng)絡領(lǐng)域開源技術(shù)
網(wǎng)絡是運營商賴以生存的根基,開源軟件的理念主導了當前網(wǎng)絡走向開放化、軟件化的趨勢,主要體現(xiàn)在利用SDN、NFV等技術(shù)的網(wǎng)絡演進和改造。
(1)在SDN領(lǐng)域,開源軟件主要體現(xiàn)在控制器層(OpenDaylight、ONOS等開源SDN控制器)和應用層(OpenStack作為應用驅(qū)動SDN資源);同時,在網(wǎng)絡轉(zhuǎn)發(fā)設備層,開源的虛擬網(wǎng)絡設備(Open vSwitch)和以“X86處理器 + Linux操作系統(tǒng)”為基礎的白牌交換機等也日益獲得關(guān)注。
(2)在NFV領(lǐng)域,網(wǎng)絡功能將以基于X86服務器虛擬化的方式承載,因此開源的虛擬化平臺(基于內(nèi)核的虛擬機(KVM)、Docker)及其管理平臺(OpenStack、Kubernetes)成為主流;同時,為了彌補X86服務器在網(wǎng)絡處理上的不足,以開源的數(shù)據(jù)平面開發(fā)工具(DPDK)技術(shù)為代表的網(wǎng)絡數(shù)據(jù)包處理加速技術(shù)發(fā)揮了巨大的作用。
(3)運營商越來越關(guān)注編排層在網(wǎng)絡的架構(gòu)演進、資源協(xié)同和業(yè)務創(chuàng)新中的重要作用,因此以OpenMANO代表的開源編排器項目是當前網(wǎng)絡開源領(lǐng)域的熱點。
1.2 數(shù)據(jù)中心領(lǐng)域開源技術(shù)
數(shù)據(jù)中心是運營商的重要資產(chǎn),也是運營商打造創(chuàng)新業(yè)務的基礎,其開源引入的重點在于以云計算、大數(shù)據(jù)為代表的互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)。
(1)在云計算方面,從底層基礎設施的各類開源虛擬化技術(shù)(KVM計算虛擬化技術(shù)、Ceph存儲虛擬化技術(shù)、MidoNet網(wǎng)絡虛擬化技術(shù))及其開源的資源管理平臺(OpenStack),到中間的平臺層開源軟件技術(shù)(CloudFoundry),再到上層將各種各樣的開源應用軟件作為軟件即服務(SaaS),開源軟件已經(jīng)實現(xiàn)了全堆棧覆蓋。另外,以Docker為代表的容器技術(shù)是當前云計算領(lǐng)域關(guān)注的焦點,它能夠在基礎設施即服務(IaaS)層面支持更便捷的資源按需供給,并作為平臺即服務(PaaS)平臺為“微服務化”應用創(chuàng)新提供支持。
(2)在大數(shù)據(jù)方面,Hadoop開源平臺一度被視作大數(shù)據(jù)處理技術(shù)的事實標準,而在后續(xù)演進中的實時計算框架(例如Spark)、流處理計算框架(例如Storm)、圖計算框架(例如Neo4j),乃至被稱作Hadoop 2.0的先進大數(shù)據(jù)計算框架都是來自開源社區(qū)。當前,在海量數(shù)據(jù)分析和應用的前沿,也有大量的開源項目推動技術(shù)發(fā)展,例如:深度學習領(lǐng)域的TensorFlow、Caffe、Deepnet等。
1.3 業(yè)務平臺及IT系統(tǒng)領(lǐng)域開源技術(shù)
業(yè)務平臺及IT系統(tǒng)是運營商較早引入開源的領(lǐng)域,主要體現(xiàn)在以Linux + Apache + MySQL + PHP為典型代表的開源軟件體系,以及在軟件系統(tǒng)開發(fā)中引入的各種開源軟件框架(Struct、Spring、Hibernate)。同時,在處理業(yè)務數(shù)據(jù)時,為了提升系統(tǒng)的安全性、可靠性和擴展性,業(yè)務平臺通常還會引入開源的防火墻(iptables)、負載均衡(LVS、Nginx)、系統(tǒng)監(jiān)測控制(Zabbix)等軟件設備。當前,隨著業(yè)務訪問量和數(shù)據(jù)處理量的激增,越來越多的開源分布式處理技術(shù)成為業(yè)務平臺的必需,例如Redis分布式緩存、MongoDB分布式數(shù)據(jù)庫、Swift分布式對象存儲以及用于分布式應用系統(tǒng)協(xié)調(diào)的Zookeeper等。
1.4 終端領(lǐng)域開源技術(shù)
終端領(lǐng)域中的開源技術(shù)最典型的就是Android系統(tǒng),它借助開源的力量,構(gòu)成完備的生態(tài)體系,從而一舉戰(zhàn)勝了閉源的iOS系統(tǒng),占據(jù)了移動終端市場的廣闊市場,并將在后續(xù)繼續(xù)成為該領(lǐng)域的霸主。同時,以OpenWRT為代表的開源嵌入式系統(tǒng),在家庭網(wǎng)關(guān)等領(lǐng)域也被廣泛應用。當前,物聯(lián)網(wǎng)是終端領(lǐng)域的熱點,這同樣也體現(xiàn)在開源項目的競爭上,例如:Google發(fā)布的物聯(lián)網(wǎng)底層操作系統(tǒng)Brillo等。
2 開源管理重點舉措
商業(yè)購買和自主研發(fā)一度是運營商軟件體系中最主要的研發(fā)途徑;但是如果單純依賴商業(yè)軟件,其特有的封閉性將使得運營商可能被軟件廠商“綁架”,從而喪失議價權(quán),造成采購成本的提升。同時,如果商業(yè)軟件中植入有惡意代碼,也很難被偵測。然而,如果運營商采用完全自主研發(fā),雖然能夠在業(yè)務適配度、代碼掌控力、軟件安全性等方面獲得較高保證,但是其弊端在于代碼研發(fā)過程中的質(zhì)量風險以及相關(guān)軟件研發(fā)隊伍的低利用率等問題。
開源軟件的興起為運營商的軟件研發(fā)提供了新的模式,主要體現(xiàn)在其開放的特性足以消除用戶對采用封閉商業(yè)軟件的顧慮;其架構(gòu)和實現(xiàn)在開源社區(qū)的群力打造下不斷完善,有助于緩解獨力研發(fā)的壓力。需要引起注意的是開源軟件在其帶來便利優(yōu)勢的同時也存在著不可小覷的風險,需要使用者在管理上建立更加全面細致的舉措。
2.1 開源軟件風險分析
開源軟件的首要風險來自于軟件能力方面。開源軟件依托相對松散的社區(qū)提供代碼維護和支持,因此在質(zhì)量保障、運行穩(wěn)定性等方面容易出現(xiàn)問題,例如:項目進度難以得到保障乃至出現(xiàn)項目中止的情況。同時,開源軟件缺少對運維的完備支持,需要用戶自行部署和維護,導致較高的運營成本(OPEX)。特別是對于軟件研發(fā)能力相對較弱的運營商而言,在面對部分開源軟件代碼質(zhì)量差,軟件升級易導致版本不兼容,軟件代碼大量冗余,性能和穩(wěn)定性無法滿足業(yè)務需求等問題時,需要耗費大量的人力物力,從而削減了開源引入的優(yōu)勢。因此,運營商在選取開源軟件時,需要充分借鑒業(yè)界已有的最佳實踐,選用合適的軟件版本,并隨時跟蹤社區(qū)進展,檢測新版本后向兼容性,同時根據(jù)需求重構(gòu)開源軟件關(guān)鍵環(huán)節(jié),在掌控代碼細節(jié)的同時定制開發(fā),滿足業(yè)務實際需求[5]。
開源軟件的另一個風險來自于知識產(chǎn)權(quán)。雖然開源軟件源代碼的公開性使得使用者可以非常容易獲得軟件,但是它和閉源商業(yè)軟件一樣,也是受到著作權(quán)保護的作品。其中,許可證制度就是開源軟件在其自身發(fā)展過程中形成的知識產(chǎn)權(quán)管理方法。不同許可證在開源約束的嚴格程度上有所差別,更加寬松的開源許可證要求將更加適合于商業(yè)應用。因此,運營商應培育熟知開源知識產(chǎn)權(quán)保護法律的人才,建立開源軟件的引入應用的管理審核機制,在應用開源軟件前務必熟知其許可證授權(quán)模式,進而通過積極參與各類型開源社區(qū)的運作,廣泛了解開源應用案例,對開源知識產(chǎn)權(quán)的糾紛進行剖析和熟知,避免陷入產(chǎn)權(quán)風險[6]。
最后,開源社區(qū)的建立和開源軟件的研發(fā)在當前受到了越來越多的商業(yè)利益的驅(qū)動,最典型的體現(xiàn)是眾多巨頭加入并主導社區(qū)工作。為了確保自身利益不受侵害,并增強產(chǎn)業(yè)影響力,運營商的軟件研發(fā)團隊必須能夠深度掌控開源代碼實現(xiàn),以確保軟件代碼的質(zhì)量,并積極參與社區(qū)建設。另外,必須承認的是憑借多年的研發(fā)和市場經(jīng)驗,商業(yè)軟件確實在很多場合中具有開源技術(shù)不可比擬的優(yōu)勢。
2.2 開源管理機制重點舉措
開源軟件能夠有效地彌補運營商在網(wǎng)絡發(fā)展和業(yè)務創(chuàng)新中“軟件缺位”的短板,形成一套成熟的基于開源的軟件應用和發(fā)展機制,涵蓋軟件架構(gòu)的設計、軟件開發(fā)與協(xié)作流程、軟件部署、軟件版權(quán)管理、軟件運維等各個方面,已經(jīng)成為運營商發(fā)展的必需。其中,運營商開源管理機制的重點舉措包括:
(1)將開源軟件研發(fā)實踐提升到企業(yè)戰(zhàn)略地位。運營商應把參與開源社區(qū)的重要性提升到與傳統(tǒng)參與標準制訂的同等甚至更高地位,一方面有利于將自己的訴求體現(xiàn)到開源軟件中,另一方面也有利于培養(yǎng)一支真正深入開源軟件核心開發(fā)的隊伍。
(2)培育企業(yè)文化、轉(zhuǎn)變企業(yè)生產(chǎn)模式。運營商要應用開源軟件,首先必須有濃厚的軟件開發(fā)氛圍、有相應的軟件研發(fā)流程支撐、有很好的軟件工程師激勵手段以及軟件工程師培育計劃。
(3)培養(yǎng)開源軟件架構(gòu)師。核心開源軟件都有龐大社區(qū)協(xié)作研發(fā)、市場運作、合作推廣模式,開源軟件的引入絕不僅是利用開源軟件代碼,而是要培育既熟悉核心技術(shù)又熟悉開源運作的架構(gòu)師隊伍,能夠基于需求和現(xiàn)狀對開源技術(shù)進行正確選擇,并充分借助社區(qū)力量和與生態(tài)系統(tǒng)協(xié)作,帶領(lǐng)團隊開展基于開源軟件的研發(fā)和集成。
(4)培養(yǎng)開源軟件研發(fā)人才隊伍。開源軟件的引入和應用并非不需要自身具備強大的軟件研發(fā)能力,相反開源軟件只是促進自主研發(fā)的重要手段,運營商應轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)模式,堅持自主研發(fā),培養(yǎng)一支強大的軟件研發(fā)團隊,能夠?qū)㈤_源軟件真正應用到企業(yè)的業(yè)務場景中,并且結(jié)合現(xiàn)網(wǎng)應用進行迭代開發(fā)和持續(xù)優(yōu)化。
(5)發(fā)揚開源精神。積極在已有開源軟件的基礎上進行創(chuàng)新、擴展和優(yōu)化,并且將研發(fā)成果回饋到開源社區(qū),提升技術(shù)影響力。在開源模式中,企業(yè)或個人共享越多,越會得到社區(qū)的認可,從而具有越高的地位,乃至主導技術(shù)的發(fā)展和社區(qū)的運作。
通過上述舉措的實施,運營商將能更好地掌控開源軟件這一“重型武器”,實現(xiàn)更低的軟件研發(fā)部署成本,更快的業(yè)務創(chuàng)新和客戶響應速度,更好的人才成長環(huán)境以及更優(yōu)的客戶體驗保障。
3 開源工作建議
開源軟件在現(xiàn)網(wǎng)的規(guī)劃和引入不能一蹴而就,運營商需根據(jù)自身的發(fā)展需要和能力水平制訂切實的實施步驟??傮w而言,運營商開源工作的開展主要包括完善軟件研發(fā)模式、深度參與社區(qū)建設、實現(xiàn)重點領(lǐng)域突破等3個階段。
3.1 建立基于開源軟件的研發(fā)模式
加速開源軟件技術(shù)的學習、研發(fā)和引入過程,運營商必須遵循開源軟件技術(shù)的特點調(diào)整現(xiàn)有軟件研發(fā)模式。開源軟件具有項目起點高,進入門檻低,利用眾籌和敏捷開發(fā)等特點。與傳統(tǒng)的商業(yè)軟件提供部署和運維服務不同,開源軟件需要用戶自行完成相關(guān)工作,并根據(jù)業(yè)務需求自主開展二次開發(fā)。雖然開源軟件有效地縮減了軟件開發(fā)周期和采購成本,但是它要求用戶建立專業(yè)的軟件開發(fā)團隊,并為軟件的運行維護支付必要的成本。
基于開源軟件的研發(fā)模式需要根據(jù)業(yè)務需求選取最合適的開源項目,充分借鑒開源社區(qū)中已有的軟件架構(gòu)和代碼實現(xiàn),進而進行必要的重構(gòu),以切實保證開源軟件的應用效果,可行的方案包括在軟件設計階段,利用開源軟件搭建初始系統(tǒng)進行技術(shù)驗證與研發(fā)評估;在迭代開發(fā)階段,將開源模塊集成到軟件系統(tǒng)中以縮短研發(fā)周期,在全面檢查開源代碼質(zhì)量的同時針對業(yè)務環(huán)境變化重寫相關(guān)開源代碼;在軟件提交階段,注意在完成軟件系統(tǒng)交付的同時,將修訂后的開源代碼提交給社區(qū),并考慮將研發(fā)過程中的其他成果陸續(xù)回饋社區(qū)。
3.2 深度參與主流開源社區(qū)建設
根據(jù)業(yè)務發(fā)展和應用實踐的需要,運營商可在重點領(lǐng)域選取合適的開源社區(qū)進行探索,積極參與社區(qū)討論和貢獻開源代碼,逐步熟悉社區(qū)運作經(jīng)驗并建立社區(qū)影響力,進而為更廣泛領(lǐng)域的開源軟件技術(shù)引入積累經(jīng)驗。
以中國電信自主研發(fā)的“藍存”分布式對象存儲為例[7],它是以開源的Ceph為核心的分布式對象存儲產(chǎn)品。與其他相關(guān)的開源技術(shù)相比,Ceph在技術(shù)成熟度方面具有優(yōu)勢,能夠滿足海量、高并發(fā)的數(shù)據(jù)訪問需求。在研發(fā)過程中,藍存團隊發(fā)現(xiàn)開源社區(qū)提供的Ceph軟件在支持規(guī)模運營方面存在不足,從而自主研發(fā)了資源管控門戶、用戶存取權(quán)限控制、文件接口協(xié)同高可用等關(guān)鍵技術(shù),并積極和社區(qū)溝通,嘗試將相關(guān)的代碼回饋給開源社區(qū)。同時,藍存在研發(fā)中涉及到了Ceph核心系統(tǒng)與Zabbix、Keepalived等開源技術(shù)的整合,相關(guān)的經(jīng)驗也陸續(xù)貢獻給社區(qū),這些都是深度參與社區(qū)建設的必要活動。
3.3 在重點開源領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)突破
開源軟件通過建立“事實標準”的方式正在迅速取代傳統(tǒng)的書面標準的地位,因此以建立開源社區(qū)的方式樹立產(chǎn)業(yè)地位,已經(jīng)成為業(yè)界的共識。當前,“軟件定義一切”已經(jīng)成為主流,軟件將在各個方面發(fā)揮其前所未有的作用,其中必將會涉及運營商能夠占據(jù)主導的領(lǐng)域。因此,運營商需要把握這一機會,鞏固既有優(yōu)勢,引導產(chǎn)業(yè)發(fā)展。
運營商在網(wǎng)絡領(lǐng)域擁有旁人無法比擬的優(yōu)勢,而圍繞這一核心開展開源軟件技術(shù)研發(fā)是必然方向。當前,上層網(wǎng)絡創(chuàng)新業(yè)務和底層網(wǎng)絡基礎設置之間的協(xié)同是業(yè)界共同關(guān)注的焦點,它也是運營商為用戶提供支持“隨選網(wǎng)絡”等創(chuàng)新業(yè)務的NaaS的重要掌控點,因此與該方向相關(guān)的網(wǎng)絡編排器、云管理平臺、網(wǎng)絡控制器等開源項目,都需要運營商的主導和參與。運營商已經(jīng)在相關(guān)項目上發(fā)揮了重要的引領(lǐng)作用,例如制訂NaaS服務需求、設計SDN控制器北向接口等等,如果后續(xù)將相關(guān)成果整合到相應的開源軟件項目中,將更有助于強化運營商在網(wǎng)絡產(chǎn)業(yè)中的主導地位,并將影響力擴展到其他開源社區(qū)中。
4 結(jié)束語
開源軟件技術(shù)的研發(fā)和實踐是運營商網(wǎng)絡重構(gòu)的重要手段。通過全面深入的調(diào)研和評測,運營商可以從主流的開源技術(shù)體系中合理選取開源技術(shù)方案,并結(jié)合自身需求開展以開源為核心的自主研發(fā),加快軟件系統(tǒng)的上線和優(yōu)化,增強核心技術(shù)掌控,建立產(chǎn)業(yè)影響力。
但是,開源軟件技術(shù)的深入學習、全面掌握和順利應用絕非一日之功。當前,運營商應該抓住開源軟件的發(fā)展機遇,從技術(shù)研究、產(chǎn)品開發(fā)、運營模式、人才培養(yǎng)、企業(yè)文化等多方面進行變革,充分利用開源軟件的既有優(yōu)勢,才能“站在巨人的肩膀上”,取得更長足的進展。
參考文獻
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