网络信息服务的演进与提供

网络信息服务的演进与提供网络信息服务的演进与提供 程渤程渤 陈俊亮陈俊亮 章洋章洋 朱达朱达 北京邮电大学北京邮电大学 关键词：关键词：网络信息服务、演进、服务提供 引言引言 20 世纪下半叶以来，以网络、计算机为代表的信息技术所引发的第三次科技 革命，深刻地影响了人类的生产和生活方式，推动了社会的不断向前发展，业务是 网络的灵魂，体现了网络的价值。现代服务业的竞争已成为世界经济发展和国际竞 争的焦点之一，网络信息服务广泛渗透在现代服务业的各主要行业和领域，网络信 息服务的大力发展，将拉动其所在产业链中各环节的建设，打造包括网络运营商、 内容提供商、服务提供商、设备制造商、系统集成商、技术提供商等共同参与的新 型信息服务产业生态链，最终会形成一个强大的信息化产业联盟，从而促进整个行 业的健康快速发展。与此同时，网络信息服务的快速发展也能够为电子商务、电子 政务、信息家电、远程医疗、远程教育、紧急救援等应用的开展奠定基础，促进整 个社会的信息化建设步伐，其对国民经济、军事应用以及老百姓的日常生活具有巨 大的推动作用，能够产生重要的社会效应和经济效益。本文结合我们近年来的研究 实践，简要介绍网络信息服务的历史演进、我们在服务提供方面所做的一些工作以 及对未来的发展进行展望。 网络信息服务的演进网络信息服务的演进 传统的电信网络主要是提供简单的通话服务，随着技术的发展，除了基本的通 话服务，电信网还可以提供各种附加功能的通话服务，并且进一步可以提供包括语 音、数据、多媒体在内的通信服务和各种各样的信息服务。传统的电信服务提供模 式严重依赖于具体的网络技术，存在着很多弊端，具体体现在：传统的电信业务 提供基本上是一种“竖井”式的发展模式，这种状况导致了用户必须主动来适应不 同网络、不同服务。 电信业务的提供基本上以运营商为主导，通过不断的构建 新的网络来提供新的服务。在追求利润最大化的经济利益驱动之下，出于投入成本 和收益的考虑，推出的基本上是大众化的服务，难以实现差异化服务的提供，难免 出现恶性竞争，不利于整体行业的健康发展。以运营商为主导提供服务的另一种缺 陷是，服务提供商提供什么服务，用户使用什么服务，而不是用户需要什么服务， 网络服务商来提供相应的服务。现有的电信业务大多局限于单一网络，这种服务 提供模式难以有效利用各种网络基础设施的能力，浪费了大量的网络资源，又无法 满足用户的个性化和多样化需求。 随着计算机网和通信网技术的不断进步和发展，各种新型、异构的网络不断涌 现出来，网络异构性将是一个长期存在的现象。未来互联网络和无线移动网络的发 展趋势，是建立以无线接入技术为基础的多网融合、网络集成与网间业务协同的环 境，向用户提供最佳的服务体验为目标。对实现“以用户为中心”的融合网络信息 服务提供需实现以下几方面的转变：从试图不断构建新的网络来提供新服务的状 况，转向充分挖掘和利用已有的大量基础服务资源，为用户提供一致化的虚拟服务 环境，提高异构网络资源的综合利用效率和用户的一致性服务体验。从传统的服 务提供模式更多地是把用户当作一类、一个群体和一个细分市场的状况，转向将用 户看作独立需求个体来考虑，为用户提供“量身定制”的个性化、差异化服务，突 出不同用户的层次价值，充分重视“长尾效应”。从传统的稳态服务模型，转向 随需应变的动态服务模型，建立与用户需求变化之间的动态、快速的反应和适变能 力。从传统单一的网络服务提供模式，转向跨异构网络的融合服务提供模式。 从传统的“网络服务提供商提供什么服务，用户使用什么服务”的模式，转向“用 户需要什么服务，网络服务提供商来提供什么服务”的模式。从传统的“以服务 为中心”模式，转向“以用户为中心”的模式（备注：这里所说的“用户”是一个 抽象的概念，既包含个人用户，同时也包含集团、中小企业或者行业用户）。以 “用户为中心”的融合网络服务提供本质上就是把公共通信网的服务能力、公共互 联网上的信息服务能力和企业专网上的服务能力进行有机集成，在保证网络基础服 务能力开放性和互操作性的前提下，按照用户的需求，通过通信网络、企业网络和 互联网络服务的智能协同达到为用户提供良好服务体验的目标，极大改善人们的生 活品质，为数字化生活开拓出更加广阔的空间。 物联网是一个基于因特网、传统电信网、卫星网络等信息承载体，让所有能够 被独立寻址的普通物理对象实现互联互通的网络，物联网将人类生存的物理世界网 络化、信息化，对传统分离物理世界和信息空间实现互连和整合，代表未来网络的 发展趋势，它将人与人之间的沟通连接扩展到人与物、物与物之间的沟通连接，智 能化、网络化的生活将让人们工作、生活更加便捷和人性化。物联网最本质的特征 就是：互联互通，透彻的感知，智慧的服务。这三者的关系是，互联互通是物联网 基础，透彻感知是物联网关键，智慧服务是物联网目的。与传统的服务相比，物联 网服务是一种柔性化网络服务，其始终处于一个多网络交互、具有动态、随机和不 确定等特征的环境中，物联网服务需要针对以处理交互对象实体的不确定性、与环 境交互的随机性，以及满足变化的运行平台约束。物联网服务的提供应该具有情景 感知和动态调配的能力，能够实现与环境的适配性，促使网络服务从传统的“业务 流+控制流”模式转变为的“业务流+控制流+感知流”的物联网服务模式，使其能 够有机协调业务流、控制流和感知流的无缝融合，实现用户需求域、信息空间域和 物理空间域三者的协同以及灵活地适应不断变化的网络环境，从而提供智慧的物联 网信息服务。 云计算是目前工业界和学术界的重要关注点，云计算技术一方面描述了提供网 络服务的基础设施，另一方面也描述了建立在这种基础设施之上的云计算服务与应 用，通过将各种互联的计算、存储、数据、应用等资源进行有效整合并实现多层次 的虚拟化与抽象，有效地将大规模虚拟资源以服务的形式提供给用户，从而将用户 从复杂的底层硬件、网络协议、软件架构中解放出来。目前云服务主要包含资源 服务：是经过虚拟化后的计算资源、存储资源和网络资源能够以基础设施即服务的 方式被用户使用和管理的服务，如虚拟主机、在线存储和虚拟网络等服务。平台 服务：是为上层应用提供支持的服务，主要分为事务型（如支付和定位）、数据型 （如搜索和流量统计）和通信型（如 VPN 和匿名通信）服务等。软件服务：用 户或者瘦客户端直接调用的服务。如由电信运营商向用户提供彩铃、音乐、流媒体 等服务；由服务和内容提供商为一些企业提供企业建站、企业邮箱和移动办公的服 务；由大型网站向用户提供的门户网站、在线交易、视频共享等服务，还包括一些 手机游戏、手机视频、手机支付等一系列个性化服务。 柔性化网络服务支撑平台柔性化网络服务支撑平台 目前网络信息服务的发展处在融合网络与物联网并进，以云计算、高性能并行 计算等作为重要支撑技术，以用户需求为中心构建面向各类行业应用的时期。针对 当前网络服务提供所面临的用户需求个性化、服务实时性、底层网络的异构性，以 及考虑到运营商在激烈竞争下快速开发新服务、大规模部署服务的需求，本课题组 提出了一种可扩展的柔性化网络服务支撑平台体系结构：FSSPA(Flexible Service Supporting Platform Architecture)，如图 1 所示，FSSPA 由服务生成系统 SCS、服 务执行系统 SES 两大核心部件构成，其致力于解决以下几个主要问题： 个性化需求和服务快速生成：个性化需求和服务快速生成：该问题要求能用服务的统一描述语言来表达不同 的用户的个性化需求以及在异构的网络、终端上，提供统一、快速的递交个人业务 的方法。FSSPA 中，服务生成系统 SCS 基于 SOA 的思想进行设计，通过虚拟化技 术适配各种承载服务的网络及计算能力以屏蔽网络和系统的异构性和复杂性，通过 把服务单元封装成 Web 服务来实现服务能力的重用和互操作，把服务能力进行图 元化来实现“搭积木”式的服务开发，从而使服务开发人员只需专注于业务逻辑的 设计，实现真正的服务组装生产线。SCS 为服务开发者提供了基于粗粒度模板的 服务开发方式以及服务验证、测试支持，通过将可重用的细粒度服务逻辑、服务交 互方式封装成较粗粒度的服务模板，服务开发人员可以基于模板之间的粗粒度组合 生成所需要的服务。由于原子服务的多样性，异构性等因素较多，手工设计一个个 性化的复杂服务是一项较为费时费力的事情，SCS 提供的图形化开发环境，可以 通过拖拽和点击的方式来进行服务开发，能够完成针对 BPEL 的代码抽取，封装 和复用等功能，直至新服务的生成。 大规模多任务并发服务执行：大规模多任务并发服务执行：SES 采用事件驱动的服务总线及自主配置优化的 并发控制模型，支持服务流程动态编排以及组合服务的多用户大规模并发执行。以 企业服务总线为核心，提供了通信服务请求的匹配、查找、路由、转发、发布/订 阅功能。通过将通信业务引擎、RFID 中间件、服务组件/数据引擎和动态服务流程 引擎以服务引擎跟服务总线进行有机集成，实现了多种异构网络服务的无缝接入。 其中，通信业务引擎基于电信级消息/事件路由技术，为高实时性的电信业务提供 有力支持；RFID 中间件屏蔽了 RFID 设备的多样性和复杂性，为后台服务系统提 供强大数据处理能力的支撑；而组件/数据服务引擎适用于处理信息类服务；动态 服务流程引擎负责高层的业务逻辑控制，提供服务动态发现、选择、绑定服务等功 能。SES 也提供访问控制、负载均衡、接纳控制、服务注册、服务部署管理和知识 库等基本支撑功能。也提供了公共运维如计费、日志、告警和故障等管理。 图 1：柔性化网络服务支撑平台体系结构 物理资源的统一适配：物理资源的统一适配：针对网络通信和计算资源（在此统称为物理资源）的异 构性，以 IP 骨干网作为各种异构网络（固定电话网 PSTN，移动网 2G、2.5G、3G 及 Wi-Fi、Wi-MAX，分组数据网，传感器网等）融合的基础上，利用虚拟化技术 对物理资源进行适配，通过各种网关与多种网络相连，通过相应协议与各种应用系 统连接，通过兼容开放的标准协议接口，实现底层网络的通信资源、数据资源、计 算资源与应用资源等封装的服务化。 FSSPA 是一个开放式的架构，基于该架构我们已经开发了一套面向融合开放 网络的支持多种类型终端接入的多媒体会议系统，该系统基于各类公网资源，可以 为普通大众提供便捷和无所不在的多媒体会议服务，通过复用该系统的服务模板， 我们也可以快速地重组类似领域内的应用如远程教学、远程医疗等。未来，我们可 以逐步构建诸如旅游、智能医疗、物流服务等一批典型的“云”服务，如图 2 所示。 传传感感器器网网 旅旅游游 普普通通用用户户 3G网网固固定定网网 Internet 服服务务生生成成商商 服服务务聚聚类类器器 服服务务提提供供商商/ 内内容容提提供供商商 医医疗疗 物物流流 服服务务虚虚拟拟化化 执执行行环环境境 服服务务实实时时在在线线 测测试试系系统统 网网络络运运营营商商 柔柔性性化化网网络络信信息息服服务务平平台台 柔柔性性化化网网络络信信息息服服务务平平台台 柔柔性性化化网网络络信信息息服服务务平平台台 行行业业“云云” 图 2：柔性化网络服务平台的应用愿景 综上所述，提供“以用户为中心”的无处不在的个性化、知识型、智能化网络 信息服务，能够随时随地的完成人与人、人与物以及物与物之间信息交换的泛在网 络服务环境，已经成为当前网络信息服务领域的发展方向，其特征主要是可以根据 用户的个性化需求和当前的上下文信息，动态地聚合服务，形成能够随时随地为用 户提供“量身定做”的个性化智能服务。提供具有普遍访问，按需组合，上下文处 理，无缝应用的能力，能够透明地适应于各种终端、网络和运营商的服务，保证用 户可以随时随地以合适的方式来使用服务。 结语结语 随着网络的快速发展，软件产品的交付模式、商业模式向服务化、网络化转变， 软件即服务、物联网、云计算等新技术、新模式、新概念不断涌现，新的产业增长 点正在孕育形成中，然而现有网络信息服务大部分还是“以服务为中心”，而不是 “以用户为中心”，无法从本质上适应“以人为本”的多元化、个性化服务的发展 趋势。在“创新服务、驱动未来”的理念指导之下，在开放、异构网络环境中，我 们需要对网络服务提供的基础理论、模型、关键技术及支撑工具、运行模式进行突 破性研究，并有效聚合和协同各种分布式的网络资源，构造具有质量保证的服务和 应用，我们提出了柔性化服务支撑平台，并期望基于该平台构建各类典型服务“云” ，而终极的目标是实现能够互联互通的智能服务网络，相信这些工作既对 “以用 户为中心”的服务提供模式与技术创新会产生重要的影响。