基于云计算的无线城市平台的研究与设计

1、 1云计算背景随着3G 商用的逐步推进,传统的互联网业务正在与移动通信网加速融合,以移动互联网为代表的数据业务如无线城市、139邮箱和飞信等成为移动运营商的战略重点。传统的系统架构以客户/服务器为主,一般是一套系统一套存储和一套服务器。这种架构作为业务运营支撑系统中主流的体系架构曾为企业的业务发展和营销服务等提供了强有力的支撑,至今仍广泛应用。但随着移动业务的急剧发展、应用数据的大量膨胀,相关系统经常扩容,造成了周期长、成本昂贵等问题,成为未来业务发展的瓶颈。云计算体系架构作为一种共享IT 基础架构的方法,是利用大规模的数据中心或者超级计算机群,通过将企业的计算动态分布到集群计算机上,根据业务

2、的发展和应用使用情况对软硬件资源进行灵活调配,以实现按需访问,对内对外提供各种IT 服务,从而更有效支撑业务的发展。在2009年的达沃斯世界经济论坛上,Garter 也在其报告中称:“到2012年,80%的财富1000企业将使用云计算服务。”2云计算的体系架构2.1云计算的体系架构目前云计算在业界已经有了一定的应用,其服务内容包括基础设施、应用平台、应用软件三个层次的云化服务,即IaaS 、PaaS 和SaaS 。云计算的架构图如图1所示。云计算的目标是以虚拟化的硬件体系为基础,以高效服务管理为核心,提供自动化的,具有高度可伸缩性、虚拟化的硬、软件资源服务。对于电信运营商而言,云计算是一个契机

3、,通过整合现有的IT 支撑系统资源,构建统一的基于云计算的IT 支撑系统。其中,(1IaaS (基础设施即服务是电信运营商IT 支撑系统领域开展云计算的最佳切入点。利用虚拟化技术整合IT 基础资源,通过虚拟平图1云计算架构图基于云计算的无线城市平台的研究与设计廖峰1成静静2(1.中国移动通信集团广东有限公司;2.广东省电信规划设计院有限公司广州510630摘要:通过介绍云计算的相关背景提出了基于云计算的新一代业务运营支撑网的IT 基础架构,在此基础上对基于云计算的无线城市方案进行了详尽地研究与设计,包括云硬件架构、云软件架构、云应用架构等,分析了云计算的竞争优势,基于云计算的架构将更有效支撑未

4、来电信运营商业务的发展。关键词:IT 基础架构;云计算;基础架构即服务;平台即服务;软件即服务;无线城市;虚拟化收稿日期:2010-11-084台将物理服务器虚拟成多个隔离的虚拟机,在不同的虚拟机上运行不同的系统,实现多套系统共享基础物理平台,从而提高IT基础设施的利用率,简化IT 机房架构,节约成本;利用分布式计算技术将大量的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,解决无法完成的大型计算任务,例如数据挖掘分析、信息处理服务等,同时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进并部署到低成本的PC服务器集群,降低建设成本提高系统的扩展性。

5、(2PaaS(平台即服务:云计算把开发环境作为一种服务提供。可以使用中间商的设备来开发自己的程序并通过互联网和其服务器传到用户手中。通过提供二次应用开发能力,可以开放基于地理位置等的接口供第三方调用,并可通过M ASHUP等技术聚合。外部软件开发者将自己开发的软件和应用上传,供其他用户下载,如应用程序、游戏、Widget小工具等各项内容,从而构造新的商业模式。这些应用可以赋予用户更丰富的体验以及更强大的用户交互能力。(3SaaS(软件即服务:统一部署软件资源服务,建立基础软件资源云,利用Web2.0、SOAP等SaaS 技术改造现有系统,实现各种应用的零安装、零维护和高度扩展。通过把云计算的服

6、务提供给客户,为客户特别是集团客户提供越来越多的SaaS的应用,如CRM、ERP、OA和M IS等。与传统软件不同,用户通过互联网来使用软件,不需要一次性购买软件、硬件,也不需要维护和升级,只需交纳一定的月服务费。电信运营商将负责系统的统一安装和升级,并提供软件和硬件的维护能力: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;作为云端,探索逐步开放部分IT 服务能力和信息,借助社会力量扩展服务渠道,打造IT的“巧实力”;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。(4通过基于SOA技术和服务接口,探索系统间的云化互联;

7、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。2.2云计算的发展现状从技术发展情况来看,基础架构即服务(IaaS的技术最为成熟,平台即服务(PaaS和软件即服务(SaaS的技术还需进一步完善。云计算的发展现状情况如图2所示。从技术发展情况来看,基础架构即服务(IaaS的技术最为成熟,切入容易;平台即服务(PaaS能够提供特色业务,但是技术不成熟;软件即服务(SaaS技术较为成熟,但是竞争较大,电信运营商对此运营经验不足。3基于云计算的无线城市建设方案无线城市泛指利用一种或多种无线宽带接入技术,建成覆盖整个

8、城市或其主要区域的无线宽带信息网络系统,实现泛在信息网络连接的扩展和延伸,从而提供更加方便快捷的信息技术和互联网应用服务的城市。目前全球已有包括我国在内的400多个城市已实现或正在实施无线城市网络覆盖,无线城市已经成为衡量城市整体运行效率、信息化程度和综合竞争力的重要要素之一。3.1基于云计算的无线城市平台定位图3所示,无线城市是基于云计算,融合了移动互联网、物联网、三网/三屏融合、移动电子商务的综合应用平台。无线城市的实质是信息化协同,即信息化是无线城市的内容,通信设施是无线城市的形式。建设和发展无线城市是建立城域范围内可协同的行业信息服务平台,是解决信息化平台的协同问题。3.2基于云计算的

9、无线城市平台架构基于云计算的无线城市平台架构如图4所示。 展现子平台:根据用户终端品牌、尺寸、接入网络环境等进行各种适配,以实现自动识别用户归属图2云计算发展现状图5地、漫游拜访地、用户终端类型、屏幕尺寸等信息,实现各地特色内容个性化推送,提供手机客户端软件、Web 、Wap 等多种展现方式;打造统一手机客户端,支持适配多种手机操作系统。核心管理子平台:负责对接入无线城市平台的各种应用进行统一管理,整合形成各种业务,通过无线城市门户以多种展现方式提供给最终用户。提供系统管理、计费管理、门户管理、用户管理、业务管理和终端管理六大管理能力。能力子平台:将移动特有业务或通用基础功能包装为服务,作为无

10、线城市平台的核心能力,提供给包括第三方在内的所用应用使用,方便新业务的整合开发。实现流媒体、地图(GIS、定位、搜索引擎、采集整编、视频监控、格式转换七大通用能力。接入子平台:对不同类别的第三方应用提供接入规范指引,业务应用只需按照规范进行开放式部署,业务部门审核完毕即可快速接入无线城市平台。满足WAP 、WEB 、客户端软件和Widget 类型的应用接入。无线城市系统平台按照开放性、可扩展性、松耦合等原则规划,具有有以下特点:(1平台划分为4个独立的子平台,各子平台层次间通过规范接口进行标准化通信;(2每个层次的功能架构清晰,层次中的每个功能模块按专业化划分,松耦合建设,通过简单化原则实现业

11、务功能安全可靠;(3平台软件、硬件规划设计充分考虑通过无状态扩展、负载均衡等多种技术实现可扩展性,满足业务、应用接入、能力支持等方面容量增长的需求;(4核心子平台、能力子平台通过引入SOA 等架构思路,满足装配式的快速业务组装要求。3.3基于云计算的无线城市硬件方案基于云计算的无线城市硬件方案如图5所示。无线城市的硬件平台采用完全虚拟化技术实现PC 服务器的虚拟化,虚拟机之间通过软件虚拟交换机实现流量交换和策略控制;小型机采用分区虚拟化技术,SAN 存储虚拟化,IP 和存储融合;IT 基础资源由云计算集成软件实现统一管理和监控。通过IaaS 方案,用户只需通过租赁架构即可搭建应用;基础设施将各

12、种物理单元如服务器、存储、网络等作为统一的整体进行考虑,同时综合考虑各种应用系统的重要程度,以及应用系统所需的计算性能、系统空间和安全性等因素,通过构建分布式并行环境,采用虚拟化技术,屏蔽各种处理单元的异构性,不管这些物理单元是来自不同的厂商还是采用不同的内核,都对其进行集中管理, 实时监控系统性能、配置、 告警等相关数据,并做到物理设备的自动发现添加、退出和维 图3基于云计算的无线城市平台定位图图4基于云计算的无线城市平台架构图图5基于云计算的无线城市硬件方案6护,从而构成灵活组装、自适应的虚拟集群;采用这种架构可以让系统同时运行在众多节点上,具有非常强的并行处理能力。另外,架构具有非常好的

13、线性扩展能力,很容易地通过增加或更换不同的物理单元来扩充新的计算结点,并由此获得巨大的计算能力。它还具有相当强的容错能力,集群中的节点失效时,可以灵活快速地将任务切换到其他节点。3.4基于云计算的竞争优势降低IT平台投资,缩短业务上市时间。基于云计算技术,充分整合业务系统资源,提高系统利用率,构筑低成本、高可靠性的业务运行平台。提高运维能力和管理效率。通过云计算的集群管理工具,将使各种IT基础设施资源变得可管理、可运维,极大提高运营商在IT支撑平台方面的运维能力和管理效率,确保业务的服务质量。支撑节能减排战略:(1在机房布局方面,考虑气流组织,下送风上回风、增加机架盲板等;在机架选型方面采用半

14、封闭式机架;在供电方面模块化UPS;在空调方面使用空调节能添加剂,空调变频。(2IT技术:使用虚拟化技术,提高设备利用率,进而降低机房整体能耗;设备/应用节能:感知应用的使用频率,让设备处于半休眠/休眠状态;云计算平台可以实现IT资源的自动调度管理,提升IT资源的利用率。(3直流供电:在IT设备电源模块高低压直流技术应用成熟后引入直流供电方式,减少额外损耗。4结束语云计算是近年来最为热门的IT技术,也被认为是互联网乃至IT行业的未来发展趋势。对于电信运营商而言,IT支撑系统是企业运营的核心命脉,建立基于云计算的IT支撑系统对电信运营商的发展有重要的意义,文章研究设计的基于云计算的无线城市平台,

15、通过分布式计算和虚拟化技术搭建数据中心,为本企业以及第三方企业提供在线软件服务、平台服务、存储服务和计算服务。系统架构层次清晰,每部分都能单独管理,能够快速升级各部分,对于未来业务和技术的发展有着重要的战略意义和经济意义。参考文献1Jeffrey Dean,Sanjay Ghemawat.M ap Reduce:Simplified DataProcessing on Large ClustersJ.Communications of the ACM, 20082尹国定,卫红.云计算:实现概念计算的方法J.东南大学学报,2003(43陈康,郑纬民.云计算:构建基于互联网的应用N.计算机世界,2008-05-12(364梁雄健,迟建.云计算在下一代网络中的管理应用分析J.电信软科学研究,2009(105Jay Heiser and M ark Nicolett.Assessing the Security Risks ofCloud ComputingR.June20082009,25(97闻剑峰,龚德志.虚拟化技术在电信灾难恢复计划中的应用研究.电信科学,2009,25(98陈康,郑纬民,云计算.系统实例与研究现状J.软件学报,2009,(5:1337-1348作者简介:廖峰,中国移动通信集团广东有限