云計算在電信IT支撐系統應用的研究

陳 捷

（中國電信股份有限公司上海分公司 上海200210）

1 云計算及云計算服務

云計算是近年來IT領域最為熱烈的話題，被認為是繼微型計算機、互聯網后的第3次IT革命。云計算的本質是通過虛擬化、分布式處理、在線軟件等技術將數據中心的計算、存儲、網絡等IT基礎設施以及其上的開發平臺、軟件等形成可運營、可管理的服務，通過網絡提供給用戶，用戶可以按需使用和按使用量付費。云計算具有資源共享、按需分配、彈性調度、服務可擴展等特征。

云計算服務可以分為基礎設施即服務（infrastructure as a service，IaaS）、 平臺即服務（platform as a service，PaaS）、軟件即服務（software as a service，SaaS）3 類。IaaS將服務器、存儲、網絡等IT基礎資源通過虛擬化技術以服務的形式提供給用戶。簡單的說，IaaS中的服務器虛擬化是將一臺物理服務器變成N臺虛擬服務器，用戶使用含操作系統的一臺虛擬服務器就像使用安裝了操作系統的物理服務器一樣。PaaS提供的是滿足特定需求的平臺能力。它屏蔽了底層復雜的操作，使得開發人員可以快速開發出基于云平臺的應用。類似的，SaaS通過在線軟件技術將應用軟件以服務的形式提供給用戶。

圖1有助于對云計算3類服務的理解，云計算的3類服務在技術上沒有必然的聯系，SaaS可以在IaaS上實現，也可以在PaaS上實現，也可以獨立實現；類似的，PaaS可以在IaaS上實現，也可以獨立實現。但是，從技術發展趨勢和實踐來看，這3個層次的關系將越來越密切。

2 IT支撐系統引入云計算驅動力分析

以中國電信股份有限公司上海分公司為例，經過幾年的IT支撐系統統一規劃和建設，已形成MBOSS的完整架構及支撐業務發展的IT能力，但仍存在如下問題，需要通過新的技術和新的管理模式來解決。

（1）部分系統資源無法統一管理和共享

在MSS（管理支撐系統）、BSS（業務支撐系統）、EDA（企業數據架構）、ENI網絡基礎平臺領域已形成底層服務器、存儲、網絡等基礎資源集約化建設和維護，底層資源維護和上層應用系統維護分離的格局。但在OSS（運營支撐系統）領域仍存在一些垂直系統，物理地點分離，資源無法統一管理和共享。

（2）某些設備資源利用率低

某些服務器考慮到開發維護管理，即使低負荷也獨立占用一個物理服務器。某些系統因軟件原因無法用足物理服務器資源，CPU平均利用率較低等。這些低負荷服務器，占用機架位置，消耗電力資源，占用維護成本，不符合綠色環保節能的要求。

（3）業務快速響應能力不足

對新建系統和對系統進行擴容時，立項建設采購部署周期長，往往需要幾個月，無法快速響應業務的發展。

（4）在突發負載及負載變化大時系統調整能力不足

對負載變化大的系統，如網廳，在有積分抽獎等活動時，如果按照低負載要求配置資源，則不能滿足高業務量的要求，需要臨時去調配資源；對突發高負載甚至可能無法及時調整。如果按高負載要求配置資源，則在正常情況下造成資源的浪費。

（5）運維自動化程度不高，運維人員勞動強度大

運維自動化程度不高，對運維人員的技能要求高，運維管理效率低，運維人員勞動強度大，人工維護容易出錯。

（6）大規模數據處理響應時效性較低，成本偏高

對預處理批價計費、數據分析等大數據量計算處理時間長，話單日志等數據存儲量大，需要不斷通過擴展計算能力和存儲能力來滿足業務需要，投資成本大。

（7）系統級容災成本高，提升可用性成本高

目前IT支撐系統已實施了高可用性設計及數據級異地容災。但要逐步對各系統建設系統級容災，提高系統容災能力，投資成本巨大。

（8）需要系統開發、測試、聯調等多套環境的快速部署能力

根據IT支撐系統上線的質量管控要求，需要有開發、測試、聯調等多套環境。對新系統和新功能上線，需要快速部署多套環境，支撐系統上線的需要。同時，在系統上線完成后，又需要釋放資源。

（9）桌面電腦缺少統一管理

桌面電腦沒有實現統一管理，主要依靠外包人工維護，維護工作量大，成本較高，存在企業應用兼容、信息安全管控等問題。

云計算的出現，給問題的解決及IT支撐系統的發展帶來契機：通過整合現有的IT資源，構建統一的基于云計算的電信IT支撐系統基礎架構，能夠有效提升資源利用率，提升IT支撐系統對業務的響應能力，提升系統可靠性，提高維護效率，降低企業IT總擁有成本。通過采用分布式處理技術，減少處理海量數據的響應時間和成本。

3 電信企業級云計算技術架構及與IT支撐系統云的關系

中國電信已經制定了成為國內領先的綜合云計算服務提供商的目標，并制定了業務驅動、內外并舉、聚焦平臺增強差異化、合作發展定位運營的云計算發展策略。IT支撐系統云是電信企業級云的一個重要組成部分。在統一的電信企業級云計算技術架構下，建設IT支撐系統云，最終完全融入電信企業級云。IT支撐系統云包含IaaS環境、PaaS環境、基于IaaS服務基礎上的IT支撐系統應用、基于PaaS服務基礎上的IT支撐系統應用、相應的網絡和終端等的總和。IT支撐系統云可以是私有云或混合云。電信企業級云計算技術架構如圖2所示。

4 IT支撐系統云的實施策略

4.1 遵循價值驅動的原則

梳理目前困擾IT支撐系統應用和發展的主要問題，以價值驅動的原則分析是否可以用云計算來解決，是否具備可行性，投入產出如何。這里的投入不僅僅指一次性投資費用，而是總體擁有的成本。不僅僅看短期的收益，還要看長期的收益，包括顯性的和隱含的收益。

4.2 建議從IaaS切入

IaaS的核心是實現IT設備尤其是服務器的虛擬化，在云計算3類服務中，IaaS服務的關鍵技術虛擬化技術和運營管理技術相對成熟，產品的成熟度也較高，業界已經有較為成熟的IaaS應用案例。開展IaaS服務所需要的構建數據中心、建設軟硬件基礎設施、進行運營管理等方面，電信IT部門具有比較豐富的經驗。服務器、存儲、網絡等基礎資源的集約化管理為實施IaaS創造了良好的條件。建議從IaaS切入，積極推進x86系統虛擬化的應用，逐步實現小型機虛擬化，后續再聯合上游應用軟件開發商，積極開發虛擬化平臺產品，從IaaS逐步過渡到PaaS和SaaS。

4.3 循序漸進的實施原則

表 1是 IDC（international data corporation）給出的虛擬化成熟度模型[1]，適用于IaaS的實施進程。建議從測試環境、生產環境非關鍵應用、生產系統關鍵應用、生產環境完整服務4階段循序漸進積極穩妥地逐步實施。

4.4 先評估后實施的原則

無論是新建系統、擴容還是將現有系統整合到IaaS，均需遵循先評估后實施的原則。IaaS需要從業務要求、管理基礎、系統情況幾方面，根據評估模型進行云化評估。評估的要素有業務的突發和不均衡性、系統經常擴容需求、應用系統重要等級、服務器規模、高可用性要求、服務器I/O繁忙程度、應用支持虛擬化情況、特殊安全要求、實時響應要求、系統硬件特殊性等。先評估后實施的原則，對PaaS和SaaS也同樣適用。

5 典型IT支撐系統云應用場景及需要注意的問題

5.1 利用虛擬化技術新建或整合IT基礎資源的場景

通過虛擬平臺將物理服務器虛擬成多個隔離的虛擬機，在不同的虛擬機中運行不同的系統，實現多套支撐系統共享基礎物理平臺，從而提高IT資源的利用率，簡化機房IT架構，節能減排。還可以利用虛擬化管理工具，實現在虛擬機群之間的熱遷移，提高系統的可靠性。需要注意的是，相比物理服務器模式，虛擬服務器對I/O和內存消耗較大，新購的物理服務器需要配備較多的I/O和內存。虛擬機軟件功能有差異，根據廠商策略不同，許可證收費模式和收費價格也差異很大，需要根據不同的服務要求選擇。如果要利舊x86服務器，對于太老的x86服務器，虛擬化軟件可能不支持。由于網絡虛擬化只有個別廠商、個別設備支持，業界標準也沒有統一，如不采用特定網絡設備，跨數據中心的熱遷也將不支持。另外，IaaS模式不能解決應用系統的所有問題，比如同類應用分散在不同應用系統，這種情況需要先進行應用的整合。

5.2 利用桌面虛擬化技術簡化終端管理的場景

桌面虛擬化將用戶的桌面環境與其使用的終端設備解耦。服務器上存放的是每個用戶的完整桌面環境。用戶可以使用具有部分處理和顯示功能的終端設備 （瘦終端）通過網絡訪問該桌面環境。桌面虛擬化技術已經較為成熟，推廣桌面虛擬化技術能有效簡化終端管理，降低企業成本。需要注意的是，在低帶寬條件下，桌面虛擬化視頻效果不好；瘦客戶端不支持部分外設，如USBKEY的某些廠商產品；部分廠商云桌面虛擬化方案不支持雙向語音，因此在將傳統桌面遷移到云桌面的過程中需要對外設、語音、視頻應用等進行細化評估和測試。

5.3 利用分布式計算提升計算能力的場景

通過分布式計算將大量廉價物理服務器整合成具有超大規模計算能力的超級計算機，解決原來靠單臺物理計算機無法完成的大型計算任務，如運營數據挖掘分析、計費處理等，不僅可以提升處理響應時間，也是一種以低成本的PC服務器集群替代傳統小型機的方式，從而降低建設成本。需要注意的是，分布式計算不是拿來即用，需要對應用進行改造。

5.4 通過分布式存儲技術提升存儲能力的場景

用大量廉價存儲，提高存儲系統的擴展性和海量數據存儲能力，可應用于數據分析系統的數據、文件、日志、話單、郵件系統等的存儲。傳統存儲通常容量以TB為單位難以達到PB級別，而云存儲可以很輕松地達到百PB的容量，單位成本也遠低于傳統存儲。同時，通過數據條帶化等技術提高讀數據的能力及數據的安全性。分布式存儲方式非常適合多次讀一次寫、大量小文件的應用場景。

6 結束語

云計算是電信運營商戰略轉型的重要方向。相比傳統通信部門，IT部門長期以來和IT技術打交道，具有很好的技術基礎。在電信IT支撐系統中引入云計算，不僅能解決困擾IT部門的實際問題，而且能將積累的經驗在公司內部進行共享，以便更好地服務外部客戶。同時，在電信內部實施云計算，也將給外部客戶帶來示范效應，使電信運營商更好地服務社會信息化，實現電信業務的戰略轉型。

不積跬步，無以至千里；不積小流，無以成江海?？上驳氖?，電信IT部門已經逐步從IaaS切入，從開發測試環境起步，逐步引入云計算，在實踐中積累技術、開發、實施、運維、管理的經驗，逐步豐富云計算在電信IT支撐系統應用的內容，從一朵小云開始進行狀大，云計算將不再是飄浮在空中的虛幻的浮云。

1 云計算與IT基礎架構轉型.IDC PPT，2010