云计算在电信IT领域应用初探.doc

云计算在电信IT领域应用初探石屹嵘 段勇（中国电信股份有限公司上海研究院 上海 200122）摘要：本文重点解读了云计算演进过程和相关概念，并阐述了云计算在电信IT领域的应用模式，分析了云计算的架构，并对电信内部数据中心初步实现云计算的过程进行了简要的分析。关键字：云计算；SaaS；PaaS；数据中心1. 引言云计算作为2009年IT领域最火热的概念之一，业界各方投入了极大的关注，各大互联网服务商、IT厂商和电信运营商都提出了对云计算、云服务、云安全等概念的理解。目前业界普遍接受的概念是这样描述的，云计算本身不是一种技术，它是一种资源交付、使用模式和计算模式，在这种模式中，应用、数据和IT资源以服务方式通过网络提供给用户使用；同时，云计算也是一种基础架构的方法论，大量的计算资源组成IT资源池，用于动态创建高度虚拟化的资源提供用户使用。云计算是并行计算(Parallel Computing)、分布式计算(Distributed Computing)和网格计算(Grid Computing)的发展，又是虚拟化(Virtualization)、效用计算(Utility Computing)、IaaS(基础设施即服务)、PaaS(平台即服务)、SaaS(软件即服务)等概念混合演进并跃升的结果。云计算具有超大规模、虚拟化、高可靠性、通用性、高可扩展性、廉价等特点。各种云计算公司为了控制自己的领地，亚马逊、Salesforce、IBM、谷歌、思科和微软等都在推出自己的云计算标准，国外学术机构也针对云计算成立了一些标准组，如开放云计算联盟 (OCC)，分布式管理任务组(DMTF)等，开放云计算联盟的成员包括许多大学，他们致力于提升在地理位置上彼此独立的数据中心存储和计算云的性能，加强开放架构让计算云通过实体的网络实现无缝互操作；创建该组织的主要目的是让大学机构和IT厂商以一种非竞争的方式来共享技术信息，让云计算更快、更安全以及基于开源标准和开源软件向前发展，OCC从2008年年中就开始逐渐成型，目前还只是处于起步阶段。另外，分布式管理任务组也宣布组建一个研究组，专门解决云计算开放管理标准的需求，将制定一套云计算资源管理的信息技术规范。中国电信作为国内的三大综合信息服务提供商之一，云计算概念的出现，将极大的改变电信运营商的服务模式和商业模式，因此如何在云计算模式下开展电信增值业务，并发挥云计算的优势，是电信研发部门急需考虑的问题。2. 云计算的架构云计算可以从两个视角去理解，外部视角和内部视角。外部视角即客户视角，就是从使用者的角度去理解基于云计算的服务和资源的交付方式、计费方式和服务承诺；内部视角即技术视角，就是从运营商角度去研究云计算内部实现的相关核心技术和方法。1) 云架构的组成广义的云计算可分为IaaS、PaaS和SaaS三种类型，IaaS 就是将IT基础设施以服务形式提供给客户，资源包括服务器、存储和网络等；PaaS 类似于 IaaS，它是将满足某种应用需求的平台以服务形式提供给客户，如在线软件研发平台等；SaaS是一种由云计算服务商集中部署应用系统而客户通过互联网访问的一种服务方式。针对以上三种类型，云计算服务商都可以灵活地根据客户使用情况收费，其中的关键点在于创建一个能实现快速部署和灵活扩展的IT基础架构，基于云模式的IT基础架构一般可分为以下几层：物理设施层、虚拟化层、管理层、服务提供层。n 物理设施层由服务器、存储和网络设备组成，是真正的资源提供层；n 虚拟化层将物理资源虚拟化，提供一个灵活的统一资源池，提高资源利用率；n 管理层负责物理资源和虚拟资源池的统一管理、统一部署、统一监控和报警、统一计费、统一安全策略等，并负责管理对外的服务提供；n 服务提供层实现各类云模式的服务调用接口。2) 云架构相关技术云应用云平台(中间件)云基础架构 虚拟化技术、自动化技术、网格计算、服务器集群、IT服务管理、BSM、监控等 分布式文件存储、分布式数据库、分布式计算等 SOA、Web2.0、多租户、安全性等云计算基础设施平台特征有：网络变化的快速收敛、故障自愈合、多用户使用、虚拟化、线形扩展、资源监控和测量、资源注册和发现。与之相关的技术有很多，其中最关键的技术有虚拟化技术、自动化技术、监控技术、SOA等。n 通过虚拟化技术可实现软件应用与底层硬件相隔离，它包括使单个的资源划分成多个虚拟资源的裂分模式，也包括将多个资源整合成一个虚拟资源的聚合模式。虚拟化技术根据对象可以分成存储虚拟化、计算虚拟化、网络虚拟化等，计算虚拟化又可以分为系统级虚拟化、应用级虚拟化和桌面虚拟化。n 采用自动化技术可以实现物理资源和虚拟资源自动化配置和快速部署，提供了强大的IT自动化运维手段，它主要包括服务器自动化、网络自动化、存储自动化、自动发现等。n 基于云计算的监控技术可实现对物理资源和虚拟化资源的性能监控和业务量监控，功能主要包括：u 收集历史数据，以帮助规划云计算中心的资源需求并优化IT资源的部署；u 捕获实时数据，以便能快速应对额外的IT资源需求；u 衡量性能服务级别协议(SLA)的符合性；u 主动生成警告和详细数据，以便能快速检测和解决应用程序问题。n 通过SOA或基于云模式的集成技术可实现基于云模式的不同应用之间协同和整合，并提高服务的重用性。3. 云计算在电信IT运维中的应用模式云计算中所涉及的软硬件资源，如服务器、存储、备份、网络和核心关键技术虚拟化和自动化技术等都属于数据中心范畴，因此可将云计算视为新一代数据中心的一个延伸。基于云模式的数据中心按不同的用途来分，可分为通过互联网提供公众服务的公有云、通过企业网络供企业内部使用的私有云、两者兼而有之的混合云。目前一些大型的互联网公司和电信运营商开始部署或扩展自己的数据中心以满足业务的快速增长，进而以“云计算”模式为第三方公司提供服务。对于中国电信来说，可将云计算相关技术（如虚拟化技术、资源管理和监控、用户配置、并行计算技术、分布式技术等）逐步引入现有数据中心，逐步转型为新一代的数据中心云计算中心，来实现真正的以客户为中心以及按需响应的服务交付模式。1) 基于云计算模式的商务领航ICT业务平台通过WEB浏览器来向成千上万个用户提供某种单一的软件应用。在用户看来，这样他们不需要事先购买服务器设备或是软件授权；而对于运营商来说，与常规的软件服务模式相比，仅提供一项应用的成本也要低得多，一个典型的针对企业级应用的例子就是S的CRM。另外，平台即服务(Platform as a service)是软件即服务(SaaS)的变种，这种形式的云计算将开发环境作为服务来提供给用户。也就是说，用户可以在供应商的基础架构上创建自己的应用软件来运行，然后通过网络直接从供应商的服务器上传递给其他用户。领航平台作为中国电信面向政企客户统一平台，凝聚了一定数量的中小企业客户和应用软件服务提供商（CP/SP），但应用软件的管理集成和资源的灵活扩展都没有达到电信运营级，因此引入云计算中的SaaS模式，以服务为中心，开放标准接口，加快应用交付的时间，提高应用开发商的黏合度，提升客户使用体验。特点：n 能够为各种应用提供统一的开发和运行平台n 统一提供高可用性和备份服务n 根据应用的访问量动态扩展资源n 按照应用资源使用对应用收费价值：n 在不改变应用架构和代码的基础上实现Web应用到SaaS应用的平滑过渡n 通过操作系统虚拟化降低每个租户的成本n 通过SaaS应用的全生命周期管理实现提高应用运维的效率，降低运维成本2) 基于云计算模式的IDC在中国电信传统数据中心的基础上引入云计算中的IaaS模式，整合物理资源、建立虚拟化资源池、动态资源调配、自动安装部署，提供给用户按需响应、按使用收费和高质量的基础设施服务。特点：n 能够为各种互联网应用提供所需的服务器、存储及网络资源n 具备与物理机媲美的性能，且价格更具优势n 按需进行快速扩展n 支持按使用或月租收费n 更好的安全性n 更敏捷的支持SaaS应用价值：n 可以提供更多种类的增值服务n 增加服务竞争力，提升服务利润率n 提升服务质量，吸引优质客户n 快捷的服务，迅速响应客户需求n 更好的客户体验，具备用户自服务能力n 较低人工成本和维护技能需求，较低的运营成本3) 基于云计算模式的企业数据中心针对电信企业内部数据中心，集成虚拟化、自动化和服务流程一体化技术，通过实现资源池共享和资源自动调整，支撑好业务的发展和变化特点：n 集成度高n 以服务为中心的企业数据中心n 资源完全共享，资源自动部署、分配和动态调整价值：n IT基础资源灵活调用与扩展n 提高IT资源利用率、帮助实现绿色计算n 降低IT复杂性、降低IT运营成本n 提高业务的响应程度、迅速响应市场需求4. 实现云模式数据中心的三部曲结合中国电信实际情况，从传统数据中心模式向基于云模式的数据中心转型，是中国电信向云计算迈进的较为可行的切入点之一。就其转型过程，应从流程优化和技术标准化入手、逐步引入虚拟化技术和自动化技术、并逐步形成基于云模式的面向服务的统一资源管理平台。1) 流程优化，实现技术标准化从传统的模式向云模式的转型，涉及流程和技术上的极大转变。对运维流程进行重组，并制定相关的技术标准，将对后期的实施十分关键，具体可包含：系统虚拟标准化、运维流程标准化、自动化部署标准化、容量规划标准化、统一监控标准化等。n 进行运维流程优化，对资源规划流程、资源发布流程、资源分配和部署流程、资源计费流程、资源变更流程、资源支持流程进行优化，为资源统一管理打下基础。n 进行技术标准化，综合考虑虚拟化、集群、SOA等新技术，制定相应的技术标准，如服务器配置标准、存储配置标准、网络配置标准、监控标准、备份标准、容量规划标准等。2) 整合资源，实现资源虚拟化和自动化在流程优化和技术标准化的基础上，对资源进行整合，通过虚拟化技术实现IT资源的统一管理，并通过自动化技术实现IT资源的自动化部署和配置。n 规划并实施资源的整合和虚拟化，主要整合的对象是服务器和存储等资源， 建成一个或多个计算资源共享池。n 借助标准化的模板，采用自动化技术，实现自动化部署和配置，从而大规模减少复杂的人工配置和干预，降低故障率。n 部署企业级资源管理工具，提高业务连续能力来减少管理和运行成本，实现对系统更大的控制，提供更安全的IT运行环境，降低基础设施复杂性，改善设备管理，改善运营成本，实现以规则为基础的动态资源调配弹性扩展。3) 开放接口，实现统一的端到端服务管理平台进一步建立面向服务的全生命周期管理模式，实现自服务和量化服务管理，形成开放的新一代数据中心云计算中心n 建立服务生命周期的管理流程，统一管理平台，并建立面向服务的资源管理、SLA和收费机制，并建立自服务平台，体现在云模式下的资源按需响应和按服务收费等特征。n 开放服务接口，开发和部署新的增值业务，进一步提高IT能力 和业务的一致性，提高服务响应能力、降低成本、降低风险、提高IT资源管理的敏捷度。5. 存在的不确定性和难点云计算发展是需求推动、技术进步和商业模式转变共同促进的结果，但由于各种原因，对于一些关键业务应用采用云计算模式仍然存在很大困难，如数据隐私问题、安全问题、软件许可证问题、应用程序的问题、互操作性问题、服务级别问题、网络检测问题；打消用户对云计算的顾虑，切实解决现存的实际应用障碍，值得电信运营商投入更多的精力，去寻找解决方案。同时在云计算时代，用户会更关注性价比和服务提供商提供的服务质量，重视投资收益，这就要求服务提供商对原有的企业战略、组织架构和管理模式作出相应的调整。另外，不同客户差异化定制问题和地域差异可能也会成为运营商推行云计算模式的障碍。以下就云计算中常见的问题和应对的方法进行简单的分析：n 服务的可用性：公共云和私有云本身承载了大量的商业客户和个人客户的应用，在公网上的云计算更加容易收到来自不同方面，不同类型的攻击。同时，云计算运行维护过程中的任何一次事故对于云计算服务的可用性都是致命的。冗余的云计算的架构、良好的容错性的设计以及多云计算提供商是提高服务可用性的最好方法。n 数据隐私问题：数据是一个企业的生命，数据的丢失对于企业客户来说是致命的，尤其是中小企业，如果不能有效的解决云中数据的安全问题，有效的隔离不同企业之间的数据，我们企业的那些敏感数据将永远不会放到云中。全方位的安全解决方案，多租户架构的良好设计，以及确实可信的云计算提供商是保护用户数据隐私的重要因素。n 性能问题：在云计算中多虚拟机能够很好的共享CPU和内存，但是I/O的共享却有明显的问题。体系架构的设计对于云计算的性能至关重要。其次，固态硬盘（SSD）的使用，由于其较传统硬盘突出的I/O特性，在关键应用场合正在不断得到应用。另外，接入网络对于云计算来说，也是目前制约云计算发展的问题，云计算的服务提供依赖于网络，较低接入网络的带宽和不稳定，也会使得云计算的性能表现较差，这些还有赖于接入网络技术的发展。n 软件许可：当前软件许可证通常限定在运行软件的机器上，用户使用模式通常是购买软件并按年支付维护费用，但是目前商业软件的许可证模式并不适合云计算。这一方面可能会使云计算的提供商转向于开源软件，另一方面，随着云计算商业模式的发展和完善，使传统的软件公司加入云计算的阵营，提供出适合云计算的销售方式。n 标准开放性：虽然现在的软件集已经在跨平台性方面改进了很多，但是从本质上说云计算的API仍是各家所私有的，或者说当前没有建立起统一的标准。因此，用户很难将他们的数据和程序从一个站点迁移到另一个。这也是很多用户不愿采用云计算的原因。所幸的是，目前有一些组织已经看到了这个问题，成立了一些标准组，如开放云计算联盟 (OCC)，分布式管理任务组(DMTF)等，相信不久的将来，云计算将会从私有走向统一。6. 结束语中国电信在传统数据中心业务转型过程中，应充分利用云计算模式的优势，扬长避短，以资源整合和虚拟化作为切入点，并结合运维体系的变革，尽快建成以虚拟化、自动化、流程一体化为特征的新一代云计算模式的数据中心，为中国电信业务创新打下基础。参考文献:1 高岚岚.