云计算在电信支撑系统领域的应用分析

郑国刚　徐立波

【摘 要】本文通过对电信运营商支撑系统现状分析，以及对云计算概念及服务模式的阐释，构建了基于IaaS的电信运营平台，并深入探讨了作为IaaS平台核心资源池的搭建方案。

【关键词】云计算；电信运营商；资源池

0.引言

自云计算概念提出以来，云计算产业在中国得到政府机构、电信运营商和IT厂商的大力推动。从概念到技术再到应用现实的跨越式发展，可以说云计算将是继个人计算机、互联网后的又一次信息产业变革。

发展云计算对电信运营商的意义重大：首先，云计算作为3I交融的代表性领域，是各运营商向综合信息服务提供商成功转型的战略性选择之一。其次，采用云计算技术能有效利用资源，节能减排、降本增效，实现企业效益与社会效益的同步提升。同时，云计算有利于增强应用协同，丰富应用提供，增加用户粘性。最后，发展云计算也是电信运营商扩大产业影响力的重要手段。

1.电信领域的现状

1.1电信领域面临的问题

电信行业发展到今天，各类支撑系统已经日益复杂和庞大。电信设备厂商根据运营商定制的业务需求设计自己的解决方案，采用定制的软硬件和应用系统，不同系统之间通过标准协议互通。在这种模式下，形成了开放标准下封闭的产品体系。随着电信行业的发展和市场环境的变化，这种模式的弊端日益显现[1]：

（1）支撑系统和平台基本都是“烟囱化”建设，相互独立，无法实现资源共享，投资重复、建设成本高。

（2）按传统电信设备的设计方式，无论电信业务量有大小，设备始终运行，导致系统始终按最大容量耗能。

（3）业务平台分散，信息孤岛众多，不利于升级改造和新业务的开展，系统维护复杂。

（4）项目建设周期过长，对新业务的支撑进度相对缓慢，无法满足快速变化的市场需求。

为解决以上问题，迫切需要支撑系统采用新的技术和新的业务交付模式：云计算

1.2云计算概念及服务模式

云计算是一种将池化的集群计算能力通过互联网向内外部用户提供按需服务的互联网新业务，是传统 IT 领域和通信领域技术进步、需求推动和商业模式变化共同促进的结果，具有以网络为中心，以服务为提供方式，高扩展高可性、资源池化与透明化等四大特点，云计算的出现，使 IT 资源具备了可运营的条件。

云计算包括 IaaS（Infrastructure as a Service，基础设施即服务）、PaaS（Platform as a Service，平台即服务）、SaaS（Software as a Service，软件即服务）三种模式，各模式所涉及的核心技术存在较大差异。云计算的三个层次在技术上没有必然的联系，但从技术发展趋势和实践的角度看，这三个层次的关系将会越来越密切[2]。

（1）IaaS 为用户提供按需付费的弹性基础设施服务，其核心技术包括服务器、存储、网络、桌面虚拟化以及运营管理平台等。

（2）PaaS 通过开放的架构，为开发者提供端到端的一站式软件开发服务环境，其主要涉及 PaaS OS、应用引擎、业务能力开放和 PaaS 运营等技术。

（3）SaaS 是一种通过互联网提供软件的模式，核心技术主要包括多租户、元数据和 Web2.0 等云。

云计算的关键技术中，而PaaS的相关关键技术仍限定在特定领域， 需要在后续进行跟踪研究。SaaS与IaaS的相关技术已基本成熟，并有成功的商业化应用； IaaS比较适合电信运营商，下章节做重点介绍。

2.基于IaaS的电信运营管理平台

2.1 IaaS的基本抽象模型

电信基础设施包含服务器、储存系统。网络设备等。基础设施云改造就是通过云计算技术，将这些基础设施由独立的的硬件设备转化为资源池，资源池能够被多个上次业务共享，有统一的管理平台管理，这就是IaaS的概念[3]。图1是IaaS的基本抽象模型：

图1 IaaS的抽象模型

从IaaS的抽象模型中可以看出，首先对IT基础设施进行资源池化，也就是通过整理梳理IT基础设施，采用相应技术形成动态资源池，这是最基础的。第二，对资源池各种资源进行管理，诸如调度、监控、计量等，为服务打下基础。第三，交付给用户可用的服务包，一般用户通过网访问统一的服务界面，按照服务目录提供的相关服务包来选择并获得所需的服务。

2.2 IaaS的应用场景

IaaS是云计算应用中相对稳定和成熟的一种，其部署和应用特点鲜明，主要用于以下场景。

（1）共有服务：20世纪兴起的IDC（互联网数据中心）提供了大量的共有服务，例如主机租用、网络储存，仍然是IaaS的服务形态，也就是网络上提供服务器的租用、储存空间的租用等。但是IaaS提供的可以是各种资源的组合租用，用户可以临时形成自己的虚拟信息中心，包括服务器、储存、网络、操作系统、数据库等，而当工作完成后又可以释放这些资源[3]。

（2）企业私有服务：对于转型期的国内各企业来说，IaaS是直接有效的方式。

大中型企业可以将信息中心转化为IaaS服务商，形成自己的IaaS云计算服务。可以控制和降低总使用成本、提高交付质量、节省能耗与空间。

中小型企业可以将信息中心托管与IaaS服务商，形成虚拟的信息中心。经一次投入分解为分期付款，或者说将一次性投资转化为日常运营的成本支出，节约的资金可以重点投入业务运营，以支持公司的发展。

2.3运营管理平台功能及结构

作为IaaS的核心技术之一，虚拟化技术将CPU、内存、储存网络宽带等物理资源统一管理。实现了底层物理设备和上层操作系统、应用软件区耦合，而运营平台通过技术提供一个可控、可靠，可运营的服务提供环境，使IaaS服务提供商可以便捷的将基础资源以服务的方式提供给用户，其本质是实现了部署调度，运维管理和服务提供的自动化[4]。

总体上说，管理平台有两大功能：

（1）向下提供对物理设备（服务器、储存、网络），逻辑资源（计算机源、储存资源、网络资源和软件资源）的统一管理，监控部署调度和服务管理。

（2）向上将抽象出的各类逻辑资源通过交付的方式提供给不同类型的客户。

图2 运营管理平台结构示意图

图2为一个典型的运营平台管架构，主要由资源管理、资源监控、资源部署调度、服务管理、镜像管理、服务门户、业务接口、用户管理、4A管理、报表管理、安全管理和网络接口等模块组成。管理平台以业务网元的形式与BSS（业务支撑系统）进行数据交互，通过双向的同步方式保持用户和数据订购关系的一致性，同时管理平台将采集到的原始话单提供给BSS实现计费功能。另外，管理平台还需向网管支撑系（OSS）提供必要的管理控制信息，以达到总体监控和全局管理的目的[5]。

总体上来说，在平台架构中对资源池的搭建尤为重要，因为M电信公司要进行基于私有云的网上营业厅的建设，所以过程中要搭建资源池，下面章节重点介绍。

2.4资源池建设方案具体应遵循的原则

私有云资源池建设方案具体应遵循以下原则：

（1）资源池建设方案应符合集团公司发布的私有云相关规范，在集团私有云方案分析的基础上结合公司的实际需求进行资源池建设。

（2）资源池建设应与按公司现有维护职责匹配，建设两个资源池：网管资源池和支撑资源池。

（3）资源池建设应避免影响公司现有IT系统的稳定运行，在尊重公司现有IT系统网络架构和安全措施的基础上进行平滑过渡。

（4）资源池建设应与保护已有投资相结合，采取分阶段建设策略，一阶段新建资源池，二阶段将原有系统资源纳入到资源池进行统一管理。

2.5 IT资源池网络拓扑

以M某电信公司基于网上营业厅的资源是建设项目为例。工程新增两台以太网交换机Quidway S9303，单台配置3*48个千兆电口。将X86资源池服务器接入新增的两台以太网交换机Quidway S9303，再汇聚到核心交换机Cisco7609S，以节省核心交换机的端口资源。本期工程建设完成后，IT资源池网络拓扑图如下图3所示：

2.6主机方案

本期工程新增一框IBM HX5刀片服务器作为IT资源池服务器，单台配置为4×六核CPU /128GB内存/2×50GB SSD硬盘。

2.7存储方案

共用现有BSS系统二级磁盘阵列HPEVA8400（7TB可用空间）和2台BSS系统生产环境光纤交换机HP4/256SAN Director搭建IT资源池存储环境。

图3 IT资源池网络拓扑

本期工程新增两台光纤交换机HPStorageWorks8/80，单台配置8个光模块，将新增的两台光纤交换机HPStorageWorks8/80与生产环境SAN交换机HP Storage Works 4/256进行级联，IT资源池服务器均接入新增的光纤交换机HP Storage Works8/80上，以节省核心SAN交换机的端口资源。

2.8与传统资源池的对比

搭建M电信IT系统资源池，与传统IT系统相比，IT系统的云计算资源池具备以下优势：

（1）降低成本：采用以X86服务器为主的低成本标准计算和存储处理单元，提高通用性，有效降低系统建设和扩容成本

（2）提升资源利用率：云计算资源池可对上层应用实现多系统资源共享与按需分配，有效提高IT系统资源利用率和能耗效率

（3）实现系统快速部署：云计算资源池的自动化部署能力为新业务平台和IT系统发展提供快速实施和部署能力

（4）提高系统可扩展能力：云计算基于分布式技术实现Scale-out横向扩展能力。

3.结论

电信运营商拥有丰富的网络带宽资源、计算机软硬件资源，众多的固定用户及丰富的运营经验，在业务转型中具有天然的优势，进行内部实践，再扩展至互联网先推出易于实施、标准化程度高的服务，如基础资源服务等云计算技术发展到一定成熟度后再推出其他更高层次的服务。 [科]

【参考文献】

[1]刘秀霞，王锐成.云计算在电信支撑系统应用探讨[J].中小企业管理与科技，2011（27）：302-302.

[2]卢大勇，陆琪，姚继峰.白克利云计算白皮书，2009，1.

[3]刘天成，陈美，程青松.基于云计算实现电信业务平台集中承载[J].互联网天地，2013（1）.

[4]崔宁宁.面向电信运营的云计算模型研究[J].西北工业大学，2012.

[5]Hui Zhang，Guofei Jiang，Kenji Yoshihira， Haifeng Chen，Akhilesh Saxena. Intel lig-ent WorkLoad Factoring for a Hybrid Cloud Computing Model[J]，SERVICES-I，Ju-ly，2009.