運營商虛擬化技術全面鋪開系統部署進程“求穩為上”

本刊記者 | 張鵬

對話嘉賓：

中國聯通研究院研發部副經理 張云勇

中國移動研究院業務支撐研究所 唐華斌

天津移動網絡生產管理中心 李榮盛

由“分鐘級”提至“秒級”

《通信世界周刊》：目前電信運營商對于虛擬化技術的接受程度如何，哪些領域的虛擬化程度較高？虛擬化實施效果的現實與預期是否存在較大差距（包括服務器虛擬化、存儲虛擬化、終端/桌面虛擬化）？請結合案例或數據說明。

張云勇：中國聯通對以虛擬化為代表的各項云計算相關技術都非常重視，并且已經處在積極試驗與試商用階段，并希望以此更好地實現公司內部的IT資源整合及優化，為外部用戶提供資源出租等新型業務。

以中國聯通自身來看，現階段虛擬化技術主要應用在經分系統、內部郵件系統、營業廳終端及VDC（虛擬數據中心）等系統上。虛擬化效果整體還不錯，比如由中國聯通研究院基于云存儲技術和Hadoop架構開發的移動網分組數據詳單查詢系統，將用戶詳單查詢的速度由十分鐘級提高到了秒級，極大地優化了用戶體驗，解決了公司實際問題。

唐華斌：在“云計算”的背景下，運營商對虛擬化技術接受程度還比較高，這里面還是服務器虛擬化接受程度最高。當然，其中所說的虛擬化實施效果其實與具體的應用需求有很大關系，有時候虛擬化效果較原來設想存在差距，也可能是由于一些非技術性原因造成的。

李榮盛：運營商對虛擬化技術的重視程度正在不斷提升，包括集團公司、研究機構以及各省分公司都在嘗試各類業務系統遷移至虛擬化環境的試點項目，因此最終虛擬化的實施效果現階段還不好做出評價。

由于現在虛擬化沒有形成統一標準，這勢必會引發業務不可用的問題。

三大虛擬化技術

虛擬化數據中心被稱為下一代數據中心（或IDC2.0）。全面的虛擬化數據中心包括多個層面的虛擬化，例如服務器虛擬化、存儲虛擬化、網絡虛擬化、應用虛擬化、管理虛擬化和桌面虛擬化等，而支持其得以實現的核心技術包括服務器虛擬化、存儲虛擬化以及網絡虛擬化。目前，基于x86架構主要有三種虛擬化技術：基于VMware的，基于Xen的和基于Microsoft的。

VMware：該虛擬化平臺基于可商業體系構建，使用如VMware vSphere和VMware ESXi這樣的軟件可轉變或“虛擬化”基于x86的計算機硬件資源（包括CPU、RAM、硬盤和網絡控制器），以創建功能齊全、可像“真實”計算機一樣運行其自身操作系統和應用程序的虛擬機。每個虛擬機都包含一套完整的系統，因而不會有潛在沖突。

Xen：它是一個基于Hypervisor層的虛擬化產品。Xen是一個虛擬機監視器（Virtual machine monitor），針對X86系列計算機設計，它能夠支持多個客戶計算機的同時運行，并且能夠達到較好的一個性能水平和資源隔離。Xen是一個開放源代碼軟件，在GNU General Public License下發布。基于Xen的是一種半虛擬化（Paravirtualization）或叫做超虛擬化技術，該技術需要客戶操作系統做一些修改。通過這種超虛擬化技術，Xen能夠達到高性能。

Windows：在Windows虛擬化架構中，每一個子分區（VSC）中都可以擁有一個自己的操作系統，它們可以是32位或64位的Windows Server2003、Windows Server2008，甚至可以是Linux。在不同操作系統上，可以實施微軟的虛擬服務應用，以及目前還不能遷移到Windows平臺的其它應用。

關鍵業務小步慢行

《通信世界周刊》：運營商采用虛擬化技術的主要業務領域有哪些？針對計費、網管等關鍵業務領域，運營商是否愿意逐漸嘗試虛擬化技術，還存在哪些顧慮？

張云勇：中國聯通在內部支撐系統，包括BSS、OSS、MSS、增值業務平臺的云化改造中，采用虛擬化技術打造內部統一支撐云；外部業務，包括政企業務、中小企業業務和公眾業務等云化改造，都會采用虛擬化技術，通過整合大型IDC的資源和小型IDC的資源，實現資源的優勢互補、統一調度和彈性按需分配，從而引導傳統業務IDC業務向VDC業務轉型。

中國聯通的云化改造，其中包括了虛擬化技術，要遵循先易后難的原則，優先選取對實時性要求較低、對業務影響較小的系統開展現網部署。所以計費、網管等關鍵業務領域，需首先經過試點驗證和測試，然后再逐步與現網對接。

唐華斌：虛擬化技術目前在業務系統和內部IT支撐系統領域都有使用。如果將小型機分區技術也囊括進來的話，實際上計費、網管系統等也都有大量的使用。

李榮盛：其實運營商對于虛擬化技術的采用并非只有對外公布的那幾套業務系統，如經分、OA等，在BSS、OSS、MSS三大業務支撐系統中，虛擬化技術都在廣泛試點，只不過步伐有急有緩。畢竟，對于運營商而言，穩定性是第一位的，對于一些7×24小時的關鍵應用來說，向虛擬化環境遷移顯然不會貿然實施，這將是一個循序漸進的過程。

虛擬化應轉向深度應用

《通信世界周刊》：依據目前電信運營業的IT環境，采用虛擬化技術對運營商而言，比較容易遇到哪方面的難題，是否有解決辦法？當系統遷移至虛擬化環境時，是否會發生原有業務不可用的問題，應如何解決？

張云勇：首先，運營商針對自身業務應用如何選擇虛擬化技術，哪些業務系統適合虛擬化、哪些不適合還需要進一步探討，并不是所有的應用軟件都能直接移植到虛擬化平臺上。這個需要詳細了解虛擬化技術的成熟度與自身需求發展的壓力來綜合考慮。其次，采用虛擬化對資源的管理提出了新的挑戰，如網管系統需要新的管理流程和操作流程。最后，在新的虛擬化平臺架構下，如何保證業務的可靠性、安全性也有待運營商深入研究和實踐。

總之，由于現在虛擬化沒有形成統一標準，這勢必會引發業務不可用的問題，因此還需要充分的論證，凡是關系到運營商生產經營的核心業務系統，都應“積極穩妥”地進行云技術引入。

唐華斌：主要的技術問題是虛擬化的深入應用，目前大多系統僅僅實現了“一分多”的初級使用，但在后續的資源動態化、自動化，異構虛擬化平臺的統一管理，如何構建與大規模虛擬化應用相匹配的存儲、網絡、管理系統乃至數據中心，都還存在不少需要解決的問題。

另外，原來某些業務系統可能存在使用特殊板卡或者與硬件設備綁定等情況，這部分應用如果要遷移，可能還需要本身的應用系統進行改動。

李榮盛：原有系統遷移是虛擬化的最大挑戰，虛擬化技術講求的是將大型的業務系統分散到多個節點運行，進而提高硬件的使用效率，但前提是其上層的業務軟件架構先要具備分布式部署的能力。

由于運營商業務系統建設的旺盛期基本上都要追溯到10年前，那時候國內大部分的軟件開發商對虛擬化并沒有足夠認識，因此開發的軟件并不具備分布式部署、跨平臺調度等特性，而這也為后續向虛擬化環境的遷移埋下了隱患。不過，這一問題并非無解，通過對業務系統的改動是能夠實現的，但運營商需要考慮付出的代價與回報之間是否成正比。

優選對象避開“高CPU、高I/O”

《通信世界周刊》：據了解，虛擬化環境下的備份會增加網絡吞吐量、CPU負載，并占用其他虛擬資源，大規模的應用程序與數據的備份是否會拖慢整個系統性能？備份是虛擬化的掣肘嗎？

張云勇：在一定程度上會影響到整體性能，但是現在有很多技術可以解決：虛擬機快照技術；重復數據刪除，只備份單一數據；持續的數據備份，在虛機發生問題前就把數據備份好；采用備份代理服務器等等。

唐華斌：在運營商的內部虛擬化應用中，基本上都是基于FC-SAN等網絡共享存儲，業務數據以及虛擬機鏡像文件都保存在磁盤陣列中，并利用存儲設備自身的備份功能，不需要服務器參與。

李榮盛：實際工作中還沒有遇到類似現象。首先明確的是，不是所有業務系統都適用虛擬化，對于一些CPU負載與I/O吞吐量較高的業務系統，即使是遷移至虛擬化環境，其運行效果也不明顯。因此，我們會避開那些高CPU負載、高I/O的系統來選擇優先部署，而低負載也就意味著備份流量較低，因此當這些系統遷移至虛擬化環境以后，其備份所消耗吞吐量也不會影響到整個系統的運行。

長期效應與先期成本凸顯矛盾

《通信世界周刊》：能否例舉您曾參與過的運營商虛擬化案例，并從中總結一些關于實施虛擬化技術的經驗和教訓？

張云勇：通過中國聯通正在實施的桌面虛擬化測試中可以看出，實施虛擬化技術的前期投入相對較大，除了硬件，還包括操作系統、虛擬化軟件、虛擬化管理工具等軟件授權等費用開支。虛擬化只是節省了后期維護和管理的成本，這在長期過程中才能可見，運營商在虛擬化初期需要做好權衡。虛擬化技術并不是適用于所有應用，對于占用系統資源較少、分散型的應用比較適合；而對于太耗資源的應用，并不易采用虛擬化技術。

唐華斌：服務器虛擬化過程中，初期存在一些適用場景、實施方案不合理等問題，由此也導致了虛擬化實施的成本比較高。

李榮盛：我認為，虛擬化技術的采用除了考慮硬件環境外，更應該關注其上層的業務應用。畢竟在IaaS層面，諸如IBM、HP、甲骨文等具備成熟技術體系的廠商能夠提供完善的指導與幫助；在PaaS層，一些提供完整解決方案的軟件廠商也會提供參考；但是對于SaaS層面，運營商更多的還是要依靠自身——如何基于原有的業務軟件基礎，結合當下通用的軟件架構，總結出切合自身發展的IT應用發展之路。比如調研運營商中IT系統對虛擬化的適應度，哪些更適合遷移？如何在虛擬化環境中跑各類IT應用系統？在這些方面，運營商還沒有成熟的經驗和方案可以照搬。

另外，虛擬化對運維模式也會帶來變化。現在IT管理方式大部分都為“包干制”，一組人或一個團隊負責一套業務系統，其包括了從前端到后臺的整個軟硬件。當虛擬化普及后，IT系統的管理運營方式也將隨之發生變化。各運維團隊中，不再需要單獨設立負責硬件搭建的人員崗位，當各業務系統需要擴容或新建資源時，只需要提出具體需求，比如需要多少資源、需要怎樣的虛擬化環境等，IaaS層便會根據請求自動分配資源過去，而這種業務流程模式的變化，其背后也隱藏著整個IT管理團隊組織結構的重大調整。