中國聯(lián)通研究院 陳清金、魏進武、張云勇、郭志斌、賈興華
中國聯(lián)通集團信息化部 盧浩洋
在信息技術革命和經(jīng)濟全球化的推動下，世界電信業(yè)發(fā)生了巨大的變化，國內電信行業(yè)的競爭也趨于白熱化。在某種程度上說，未來電信運營商取勝的法則不再是電信資源，而將是越來越多的取決于以IT技術支持的管理能力。因此企業(yè)信息化作為降低成本、提高效率、強化企業(yè)核心競爭力的一種強有力的武器，是國內各電信企業(yè)的必然選擇。
目前國內各電信企業(yè)都將推進企業(yè)信息化作為提升企業(yè)核心競爭力的戰(zhàn)略措施，不斷完善和優(yōu)化經(jīng)營分析、計費帳務、客戶關系管理等企業(yè)信息化系統(tǒng)。電信企業(yè)希望通過企業(yè)信息化的建設，實現(xiàn)有效的信息共享，在線實現(xiàn)企業(yè)的生產、經(jīng)營和管理流程，實現(xiàn)企業(yè)內部的運營自動化、決策智能化，以提高生產、經(jīng)營、管理、決策的效率和水平，提升對客戶的服務水平和對市場變化的快速反應能力，最終提高企業(yè)經(jīng)濟效益和企業(yè)核心競爭力，助推電信運營商由傳統(tǒng)低價資源為收益向綜合信息服務商轉型。
電信運營商意識到并在著手利用云計算技術實現(xiàn)內部的IT支撐系統(tǒng)整合。目前電信運營商的運營成本尤其是能耗居高不下，直接制約了其發(fā)展和盈利能力。運用云計算技術，可以有效地提高IT資源的利用率、降低IT資源消耗，減少管理和建設環(huán)節(jié)、提升運營效率，將Capex轉化為Opex、降低成本，實現(xiàn)數(shù)據(jù)集中和統(tǒng)一管理、提升管理能力。云計算技術的應用，將大大降低電信運營商在IT支撐系統(tǒng)建設和維護方面的開支。
電信級云計算
云計算涉及到太多的領域和應用場景，而由于各類廠商代表各自的不同利益，使得云計算成為最為混亂的技術概念之一。云計算迄今為止并沒有一個權威性的定義，不同的組織從不同的角度給出了不同的定義，根據(jù)不完全的統(tǒng)計至少有25種以上。由于業(yè)界對云計算沒有統(tǒng)一的共識，從網(wǎng)絡基礎設施、運營可信、服務支撐多因素分析，電信運營商應提出自身對云計算的理解。
“云計算”是一種新的計算方法和商業(yè)模式。通過虛擬化等技術按照“即插即用”的方式，自助管理運算、存儲等資源能力形成高效資源池，以按需分配的服務形式提供計算能力。并且可通過公眾通信網(wǎng)絡整合IT資源和業(yè)務，向用戶提供新型的業(yè)務產品和新的交付模式。
云計算典型特征是：資源共享、按需分配、彈性調度、服務可擴展。資源共享：云計算可以類似于水電等基礎設施行業(yè)，提供公共計算能力，能夠充分利用閑置的資源，通過共享方式進行服務；按需分配：云計算可以依據(jù)云應用的資源情況，主動調整、調度資源分配，支持根據(jù)應用要求快速配置資源，并能適應要求彈性分配資源；彈性調度：云計算通過虛擬化技術實現(xiàn)資源的快速遷移，減少故障的風險；服務可擴展：“云”的規(guī)�？梢詣討B(tài)伸縮，滿足應用和用戶規(guī)模增長的需要；普遍接入：云計算接入的地域不受限制，可以在任意位置、使用各種終端獲取應用服務；系統(tǒng)安全：云計算可以保障數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩⑦x擇適合的加密手段保證系統(tǒng)的安全；地理分布：云計算提供的資源地理是分布式的，通過虛擬技術統(tǒng)一融合。
新一代電信IT系統(tǒng)分析
目前電信運營商的IT支撐系統(tǒng)多為兩級或多級架構，從目前狀況看，存在難以統(tǒng)一管理、維護成本高、系統(tǒng)負載不均衡等特點。物聯(lián)網(wǎng)及三網(wǎng)融合以及未來業(yè)務發(fā)展，對目前的IT支撐技術帶來挑戰(zhàn)。為滿足業(yè)務數(shù)據(jù)分析，以及業(yè)務中的突發(fā)計算需求對IT成本帶來極大壓力，迫切需要IT支撐系統(tǒng)引用新的技術和新的業(yè)務交付模式。
從國外運營商來看，已經(jīng)開始研究云計算業(yè)務并使用云計算支撐內部IT系統(tǒng)。國內電信運營商也開始了相關的研究工作。中國移動發(fā)布大云研究計劃，并在IT支撐系統(tǒng)中試點使用云技術。中國電信啟動云業(yè)務，著手啟動BI云化系統(tǒng)的改造工作。中國聯(lián)通啟動了云計算應用于IT支撐系統(tǒng)的試驗工作等。從目前業(yè)界發(fā)展看，云計算是解決IT支撐問題的首選技術，云計算是新一代電信IT支撐系統(tǒng)的關鍵技術和模式。
但考慮到電信運營商IT支撐系統(tǒng)的特點，在考慮IT支撐系統(tǒng)更新?lián)Q代的過程中，需要與現(xiàn)有業(yè)務系統(tǒng)進行銜接，實現(xiàn)平滑過渡, 云計算是目前最優(yōu)的選擇。但考慮到云計算還在不斷發(fā)展，貿然在核心系統(tǒng)中引入風險較大，需要循序漸進，逐步引入，基于云計算研究數(shù)據(jù)管理、應用技術，試驗數(shù)據(jù)中心整合和數(shù)據(jù)分析的能力。
截至2010年，我國3G用戶累計人數(shù)達到3000萬，2G用戶達到6億用戶，固定電話用戶達2億多，寬帶用戶為1億多戶。為了提供給用戶更好的服務保障，電信運營商每年在IT系統(tǒng)和平臺系統(tǒng)上投資大量資金，但在電信IT支撐系統(tǒng)中IT資源利用率僅達到12%~15%，距離運營商40%的輕載設計，仍有很大的提高空間，更是遠低于Google公司85%；而投入的存儲設備的容量也逾百PB，但其利用率卻只有20%~30%。
1.ICT設備龐雜，供應廠商眾多。設備體系中既有HP、IBM、SUN小型機設備，也有x86通用化服務器，設備供應廠商有SUN、HP、IBM、DELL等。
2.IT系統(tǒng)和平臺基本都是“煙囪化”建設，相互獨立，無法實現(xiàn)資源共享，投資重復。
3.能耗巨大，電費居高不下，能源利用率低。
4.業(yè)務平臺分散，孤島眾多，不利于升級改造和新業(yè)務的開展。
據(jù)不完全統(tǒng)計，電信運營商全年用電量占運營成本的比例超過30%。能耗占據(jù)了運營的大量成本，直接制約了利潤的增加，急需云計算技術實現(xiàn)資源上的統(tǒng)一調度與彈性分配，并在擴展性、兼容性方面進行優(yōu)化，實現(xiàn)軟硬件分離，整合資源和平臺，有效地解決節(jié)能降耗問題，加快增值產品的開發(fā)與應用周期。
云計算推動運營支撐系統(tǒng)轉型
基于云計算技術建立運營商的私有云和公有云，并在此基礎上逐步融合，形成統(tǒng)一的IaaS服務平臺，使公、私有云平臺共享基礎設施；在IaaS平臺基礎上，結合電信運營商IT業(yè)務支撐系統(tǒng)建設內部統(tǒng)一的PaaS平臺，分別針對BSS、OSS、增值業(yè)務平臺等業(yè)務支撐系統(tǒng)進行試驗、試點，在建設云平臺的同時，還要規(guī)劃、建設好技術標準體系，運營維護體系，安全保障體系等三大體系。
電信IT支撐系統(tǒng)是關系到生產經(jīng)營的核心業(yè)務系統(tǒng)，對企業(yè)管理和運營具有重大的影響，云計算在電信IT支撐系統(tǒng)的應用在“積極穩(wěn)妥”的指導原則下，順序開展相關工作。
第一，試驗驗證階段：選擇具有典型意義的系統(tǒng)開展云計算的試驗驗證，為云計算技術的現(xiàn)網(wǎng)部署提供試驗數(shù)據(jù)，進行云平臺的探索和驗證，結合云計算標準化工作，逐漸規(guī)劃出統(tǒng)一云平臺的基礎框架。目前，中國移動、聯(lián)通等公司正在考慮建設集中的數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)，集中系統(tǒng)的建設面臨海量數(shù)據(jù)的抽取、存儲、查詢和分析挖掘等多種大運算量需求和大并發(fā)量訪問給系統(tǒng)帶來的壓力，云計算中的分布式文件系統(tǒng)和并行計算等關鍵技術正好為解決以上問題提供了新的思路；結合IT支撐系統(tǒng)現(xiàn)實需求，選取數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)作為試驗驗證的原型系統(tǒng)。
第二，試點部署階段：試點部署應遵循先易后難的原則，優(yōu)先選取對實時性要求較低，對業(yè)務影響較小的系統(tǒng)，開展現(xiàn)網(wǎng)部署。此階段應逐漸形成較為完備的統(tǒng)一云平臺架構體系，通過在云平臺上部署實施試點項目，在實踐中逐漸完善。對電信IT支撐系統(tǒng)建議在試點階段采用分布式應用架構來重新開發(fā)和部署。
第三，規(guī)模推廣階段：在試點部署的基礎上，總結經(jīng)驗，優(yōu)化方案，穩(wěn)步推進云計算平臺在IT支撐系統(tǒng)應用部署。這個階段公司統(tǒng)一云平臺架構基本成熟，可以向業(yè)務系統(tǒng)提供基礎設施服務，云平臺重點轉向結合業(yè)務系統(tǒng)，優(yōu)化平臺能力。逐步規(guī)�；貙⒛壳暗腎T系統(tǒng)中的應用遷移到云平臺中，原有應用服務器采用x86架構的，可以遷移到虛擬化后的刀片服務器上；原有應用服務器采用小型機的，一種方案是將其遷移至做了虛擬化分區(qū)的小型機上，另一種方案是將其遷移至虛擬化后的刀片服務器上。遷移部署的過程，可能涉及到原有應用架構的重新設計和開發(fā)，需要充分調動廠家資源，這一點在應用從小型機遷移到虛擬化后的刀片服務器上時表現(xiàn)的更為明顯。在IT支撐系統(tǒng)云化的過程中，還需要考慮在平臺層提供應用開發(fā)框架、統(tǒng)一數(shù)據(jù)庫服務能力和統(tǒng)一報表服務能力等，從而使應用不僅實現(xiàn)IaaS層面的云化，還在PaaS層面實現(xiàn)緊密耦合，優(yōu)化應用架構，提升服務水平。
基于云計算的運營支撐系統(tǒng)框架
電信運營商利用云計算相關技術，對現(xiàn)有IT支撐系統(tǒng)進行技術升級改造，形成電信運營商的下一代電信IT支撐系統(tǒng)。實現(xiàn)挖潛降耗，提高IT資源的利用率，降低能源等資源消耗；實現(xiàn)效率提高，減少管理及建設各環(huán)節(jié)，提高運營效率；實現(xiàn)管理提升，通過系統(tǒng)、數(shù)據(jù)集中，實現(xiàn)統(tǒng)一管理，進而提升管理能力；實現(xiàn)成本節(jié)減，通過云計算，將Capex轉化為Opex，有效降低成本。
基于云計算的電信IT支撐系統(tǒng)的框架如下圖所示。通過虛擬化技術對電信基礎設施資源進行池化，通過IaaS管理實現(xiàn)基礎設施資源的統(tǒng)一管理，按照業(yè)務系統(tǒng)的需求，動態(tài)分配資源供業(yè)務系統(tǒng)使用，同時建立PaaS支撐管理平臺，通過將IT支撐系統(tǒng)的共性需求進行抽象匯總，形成service能力，以REST API的形式供業(yè)務系統(tǒng)使用，業(yè)務系統(tǒng)在此框架下，重點關注業(yè)務邏輯的實現(xiàn)即可。
電信支撐IT系統(tǒng)應用云計算后，將改變目前的系統(tǒng)建設及運維模式。
1.需要獨立的組織承擔IT基礎資源的規(guī)劃及按需分配，減少IT基礎資源的頻繁審批、投資、建設。
2.IT基礎設施的維護可進一步分離，由獨立的機構承擔。
3.PaaS平臺管理由單獨部門或者組織進行維護，并根據(jù)業(yè)務部門的需求進行投資建設和管理IT支撐Services。
運營支撐系統(tǒng)云化挑戰(zhàn)管理模式的挑戰(zhàn)
目前IT的管理模式和云計算的管理模式有些方面存在著天然的矛盾，因為云計算是強調集中化的優(yōu)勢以及應用平臺資源的分層耦合管理，但是傳統(tǒng)的IT系統(tǒng)管理和使用模式在某些方面和云計算的理念有它不相適應的地方。云管理平臺需要有專人負責操作和調度，PaaS層能力需要有專人統(tǒng)一開發(fā)和維護，而在SaaS層依然可以像從前一樣，不同的應用由不同的人員維護。由此可見，在實現(xiàn)“云化”改造以后，電信運營商的相關管理體系和組織架構需要根據(jù)云架構的具體需要做出調整。
另一方面，云計算行業(yè)近期處于快速增長階段。這種爆發(fā)式的的增長使得電信運營商在云計算的工作開展中碰到的最大問題之一就是人才缺乏，人才的缺乏會制約云計算的發(fā)展，電信運營商需要在云計算方面培養(yǎng)和引進人才。
安全模式的挑戰(zhàn)
云計算安全問題也是云計算商業(yè)推廣中主要問題之一，由于“云”對外部不透明，云計算的服務提供并沒有對業(yè)務給出許多細節(jié)的具體說明，如何在內部IT支撐中給業(yè)務系統(tǒng)提供安全可信、數(shù)據(jù)隔離的是云計算落地的重要影響因素之一。
技術的挑戰(zhàn)
目前云計算沒有統(tǒng)一的標準，各個云計算的廠商和服務商都在各自為戰(zhàn)。各個標準組織的進展也比較快，業(yè)務保障不夠完備，不同的云之間就缺乏互操作性，電信運營商需要看自己的實際業(yè)務需要來制定相應的標準，同時如何實現(xiàn)業(yè)務能力的開放，建立統(tǒng)一開放的標準接口還有非常多的困難。
電信云計算發(fā)展很快，IT廠商在積極推動，應用廠商、運營商都在積極跟進，鑒于云計算技術還在發(fā)展，貿然在核心業(yè)務系統(tǒng)中引入云計算技術會存在巨大的技術風險和業(yè)務風險，對云計算技術發(fā)展前沿積極跟進，為電信運營商向綜合信息服務商轉型積累IT技術積累，為企業(yè)重大技術決策提供決策依據(jù)，有效規(guī)避技術風險。
