云计算在运营商IT支撑系统领域的应用研究.doc

通信行业云计算应用情况分析云计算在互联网相关行业早已风生水起，诞生了Amazon、Google、Apple、 Salesforce等一大批知名的企业，并在IaaS、PaaS、SaaS等各个层面形成了丰富的应用及比较成熟的配套商业机制。相比较而言，通信行业 的成熟应用则比较少见，商业模式成熟度、产品标准化程度及其对企业收入的影响远不及传统通信类产品。总体上，目前通信行业对于云计算尚处于探索尝试阶段。国内外的电信运营商对云计算的探索和尝试主要集中在基础设施服务方面，在传统IDC业务的基础上捆绑、丰富管理相关服务。其中国外领先运营商对云计算的探索范围更广泛，对中国通信行业设计、推广基于云计算的服务有较强的借鉴意义。比如英国电信（BT），2009年7月BT的全球服务部门（BTGS）和微软签署协议开展合作，基于微软的 Business Online Productivity Suite (BPOS) 为大型机构提供在线商务套件服务。通过将微软的BPOS集成到BT全球性、软件驱动的客户网络（21CN）中，英国电信提供了一个能保证更高的服务水平和网络性能的、完全托管的新兴融合服务。BT和微软为客户提供了一个基于云的商务协作工具，满足他们的语音及IT服务需求，同时帮助客户节约在网络设备、IT系统和其他基础设施方面的投资。BT还计划在此基础上，利用其国际领先的语音VPN平台对SIP协议的支持能力，将其全球语音业务集成到现有云服务中，提供融合度更高、更深的服务。美国的at&t以Synaptic 为品牌，通过与EMC等厂商的合作，自2009年5月起先后推出了SynapticStorage、Synaptic Compute和Synaptic Hosting 等云服务，主要利用数据中心以及宽带优势为客户提供“可靠、灵活、安全”的数据存储、虚拟主机及应用托管服务。美国Verizon的CAAS（Computing as a Service）服务也在2009年6月正式推出，主要提供在线存储、虚拟主机和应用托管等服务。国内方面，中国移动从2009年开始打造云计算平台BC（Big Cloud），成立了云计算实验室，可以远程提供运算服务，并面向省公司做试验，用云计算的方法来做数据挖掘。据称中国移动有意在2011年前后将其全面向外部客户开发。中国电信和中国联通也基于虚拟化等技术在数据存储和应用服务方面进行了尝试，但目前也没有大规模对外推广。总体来看，英国电信对云计算的探索代表了通信行业未来对外提供云服务的方向，那就是协同上下游建立产业链、发挥运营商的固有优势和资源，为客户提供 高端的、整体性的解决方案。At&t、Verizon提供的云服务更多聚焦于IaaS方面，还没有与传统的通信能力做衔接，但其产品标准化管理及 成熟的商业模式值得国内运营商借鉴。就国内而论，未来一段时间云计算的应用在通信行业主要以私有云为主，主要面向企业内部，提供整合型的基础设施服务（IaaS）。比如，面向IT系统和增值业务平台提供集中的基础设施。除此以外，在相关标准成熟的前提下，也可以在PaaS方面进行探索，比如整合现有通信网络能力，搭建统一的业务平台，并逐步对外开放。公有云服务提供方面，国内运营商应以英国电信为榜样和目标，基于现有的IDC业务逐步拓展服务内容，增加管理型服务等“软服务”，同时通过收购或建立联盟，拓展更高层面的SaaS类服务，实现对已有资源能力的“保存激增”。运营商IT支撑系统实施云计算的总体架构建议对电信运营商IT支撑系统领域而言，云计算是个发展契机：通过整合现有的IT 资源，构建统一的基于云计算的电信业务与支撑系统基础架构，能够有效提升IT 支撑系统的响应能力，降低企业IT 投入成本，同时还能加快新业务创新、孵化和部署的速度，降低新业务的投入和运维成本，从而有效提高企业的竞争力。出于安全性考虑，目前电信运营商的IT支撑系统大部分都独立部署，独占IT 资源。这一方面增加了机房IT 架构的复杂性，另一方面也因使用效率低下而浪费了大量的IT 投资。借助新型云计算技术，电信运营商可以完成IT系统的技术转型，包括：1）利用虚拟化技术整合IT 基础资源，通过虚拟平台将物理服务器虚拟成多个隔离的虚拟机，在不同的虚拟机中运行不同的系统，实现多套业务系统共享基础物理平台，从而提高IT 资源的利用率，简化机房IT 架构，保护IT 投资；2）利用分布式技术将大量廉价物理服务器整合成具有超大规模计算能力和海量数据存储能力的超级计算机， 解决原来靠单台物理计算机无法完成的大型计算任务，如运营数据挖掘分析、信息处理服务等，同时可尝试将传统运行于小型机集群的大型系统如网管、计费等采用 云计算分布式技术改造并部署到低成本的PC 服务器集群，降低建设成本提高系统的扩展性；3）利用Web 2.0、SOAP等SaaS 技术改造现有系统，实现各种应用的零安装、零维护和高度可扩展。基于对云计算的研究，我们初步构想运营商实施云计算总体架构如下（如图1/图2），包括软件服务和平台两个层面。图1电信运营商实施云计算总体架构建议（软件）图2电信运营商实施云计算总体架构建议（平台服务）IaaS的主要应用模式探索IaaS 是电信运营商IT支撑系统领域开展云计算服务的最佳切入点。首先，开展IaaS 服务所需的虚拟化技术和运营技术相对成熟，业界已经有较为成熟的IaaS 商业应用。其次，开展IaaS 服务需要构建大规模数据中心，需要在软硬件基础设施、网络、资金、用户和运营管理经验方面有相当的积累，电信运营商拥有丰富的网络和IDC资源，运营经验 上也具有相当的优势。再次，随着中国电信企业转型的推进，实现企业集约高效运营也成为企业信息化工作必须落实的一项关键举措，运营商必须提升IT基础设施的运营效率，控制投资规模，提高投资效益，而这也正是IT云计算的初衷。IT领域的IaaS应用可以建议从以下两点切入：1）加强IT资源的整合集中，通过虚拟化技术提升资源利用率运营商已 基本完成IT支撑系统的省集中建设，在资源的整合和集中运营的经验已有一定的储备，在此基础上，为进一步加强资源的整合力度以及进一步降低IT的建设成本 以及运营成本。可以考虑从中西部公司入手，鼓励一些小的省分公司进行跨系统存储资源共享试点，在条件成熟的情况下，可以考虑适度推广。在应用的选择上，可 以容灾应用为切入点，实现异地数据容灾中心的集中建设和运维，并根据运营成熟度逐步提升到应用和业务级容灾，探索实现区域集中存储的共享使用。在上述工作 的基础上，还可以结合各个系统应用的特点及管理的要求，对具备进一步集中条件的系统实施集团层面的集中。分公司可以根据业务发展和支撑（特别是本地网支撑）需要，还有可能建设许多零星系统。针对这部分需求，如果不能利旧已有机器，可以考虑采购处理能力比较强的主机，将其虚拟化后供多个系统使用。2）探索实现计算资源细粒度共享的机制和方法，实现跨主机、跨应用、模块级的CPU计算能力共享。当前运营商IT支撑系统由于功能、支持的业务等方面的差异，其计算能力要求在时间分布上存在显著的集中效应，峰值时段的计算能力要求很高，可达到平 均水平的25倍。为保证生产，所有系统的计算能力不得不按照满足峰值时段的要求来配置，因此在非高峰期存在大量的计算能力冗余。与此同时，各个应用系统 的计算能力时间分布又是不同的，峰值重叠较少，有比较大的“削峰填谷”的空间。从运营商现有硬件资源看，核心应用一般由大型Unix服务器承 担，但同时也存在着大量的PC服务器和刀片机等处理能力相对较小的设备，承担非核心应用或对CPU能力要求较低的系统应用。随着IT系统的整合集中，大量 PC服务器和刀片机的计算能力闲置了下来，同时又不具备退网条件，IT资产存在浪费。基于以上两点，运营商探索一套实现CPU计算能力细粒度共享的机制和 技术体制是很有必要的。相对于存储的共享，CPU计算能力的共享成熟度比较低，适用的范围相对较狭窄，但探索的空间和潜在的受益也很大。结合现有分布式计算平台技术和电信IT 系统的计算特点（是否可并行、是否有状态等）、CPU峰值时间分布特征，可以探索CPU计算能力细粒度共享的应用空间。建议IT技术和管控能力强、IT系 统运营稳定、系统版本符合规范要求、厂商数量合理且能力较强的分公司可以考虑试点，从统计分析、计费数据采集预处理、业务受理等支撑入手，分析大型应用系 统中的计算能力瓶颈环节，并联合厂商探索分析模块级计算能力分布式部署的方式，最终实现跨主机、跨应用、模块级的CPU计算能力共享。PaaS的主要应用趋势PaaS 应用具有软件密集的特点，能够有效聚合产业链，提高用户粘着度。但是，PaaS 应用技术门槛相对较高，本身仍处于不断发展中，目前有能力提供PaaS 服务的只有Google、Salesforce 等少数几个大型IT 企业。因此，运营商应稳妥考虑PaaS 应用，可以考虑采取外部合作与内部应用并举的策略。内部应用方面，为应对激烈的竞争，提升整体化的IT服务能力，各大电信运营商对IT系统统一版本管理正逐步加强，建设PaaS在系统规范和管理要求 方面有了较好的基础。但在实践中，由于目前省公司业务环境不同、业务发展水平不同、IT系统厂商数量和可管控能力不同、各系统厂商水平和配合意愿不同，当 下还不具备在省层面构建用于IT的PaaS平台的条件。IT支撑系统应用PaaS可以采用“三步走”的策略，如图3所示：标准化：PaaS的典型特定是提供一个具体应用部署的平台，各类电信IT系统一定有一些功能是可以跨系统、跨省公司共享的，可以根据调查结果把这些模块甄别出来，基于相关国际标准规范、现有成熟软件及电信业务特点进行标准化。独立化：根据各厂商标准化进展，探索实现相关模块的独立化，通用化，并逐步与其他应用模块分离。通用化：通过对标准模块的逐步积累、更新、整合，最终的目标是构建一个面向中国电信内部应用、可以独立部署、通用化使用的PaaS平台，具体的应用可以基于此平台构建，这样就可以大大缩短应用能力形成时间，提高全集团IT整体服务能力的一致性。图3 Paas化的“三步走”目前运营商的IT系统主要由第三方公司构建和维护，在建设PaaS过程中，外部合作必不可少。在分公司层面，建议选择具备条件的分公司，梳理IT系 统基础服务集，对于使用频度高、需求敏感度低，功能稳定具备跨系统使用的条件进行试点基础服务的独立化，并基于试点结果，协同厂商实现基础服务云跨系统共 享；同时在具备条件的省份基于虚拟技术构建统一的测试、开发环境，供周边省份共同使用。SaaS的主要应用趋势SaaS 业务的商业运营历史悠久，也是目前为止技术发展最为成熟的云计算业务。中国电信商务领航平台本身已经集合了多个第三方信息化应用系统，已经向客户提供基于互联网的SaaS 服务。目前，运营商自营业务系统可以借助新型云计算技术，完成自营业务系统的技术转型，利用Web 2.0、SOAP等SaaS 技术改造现有系统，实现各种应用的零安装、零维护和高度可扩展。主要可以从以下三方面入手：1）技术架构方面：探索前台系统（CRM、网厅等）和后台系统的云化互联，落实松耦合模块化的软件架构。2）作为云端：探索逐步开放部分IT服务能力和信息，借助社会力量扩展企业服务渠道，打造IT的“巧实力”。3）作为客户：统一规划、获取外部信息源和云信息，完善企业IT外部云信息管理机制。在省公司层面，建议具备条件的省，基于SOA技术和服务接口，探索系统间的云化互联；适时整合外部资源，引入外部云信息使用；同时结合ICT发展需求以及支撑系统发展成熟度，适时考虑对外提供云服务，实现IT创造业务价值的目标。在集团层面，建议在规范体系内，制定系统间互联云服务相关接口规范，统一制定对外提供云端服务的技术标准，协同业务开发部门推广相关技术标准的应用；同时以SOA为指导，将应用进一步服务化、标准化，在提