云计算在电信IT支撑系统应用的研究

陈 捷

（中国电信股份有限公司上海分公司 上海200210）

1 云计算及云计算服务

云计算是近年来IT领域最为热烈的话题，被认为是继微型计算机、互联网后的第3次IT革命。云计算的本质是通过虚拟化、分布式处理、在线软件等技术将数据中心的计算、存储、网络等IT基础设施以及其上的开发平台、软件等形成可运营、可管理的服务，通过网络提供给用户，用户可以按需使用和按使用量付费。云计算具有资源共享、按需分配、弹性调度、服务可扩展等特征。

云计算服务可以分为基础设施即服务（infrastructure as a service，IaaS）、 平台即服务（platform as a service，PaaS）、软件即服务（software as a service，SaaS）3 类。IaaS将服务器、存储、网络等IT基础资源通过虚拟化技术以服务的形式提供给用户。简单的说，IaaS中的服务器虚拟化是将一台物理服务器变成N台虚拟服务器，用户使用含操作系统的一台虚拟服务器就像使用安装了操作系统的物理服务器一样。PaaS提供的是满足特定需求的平台能力。它屏蔽了底层复杂的操作，使得开发人员可以快速开发出基于云平台的应用。类似的，SaaS通过在线软件技术将应用软件以服务的形式提供给用户。

图1有助于对云计算3类服务的理解，云计算的3类服务在技术上没有必然的联系，SaaS可以在IaaS上实现，也可以在PaaS上实现，也可以独立实现；类似的，PaaS可以在IaaS上实现，也可以独立实现。但是，从技术发展趋势和实践来看，这3个层次的关系将越来越密切。

2 IT支撑系统引入云计算驱动力分析

以中国电信股份有限公司上海分公司为例，经过几年的IT支撑系统统一规划和建设，已形成MBOSS的完整架构及支撑业务发展的IT能力，但仍存在如下问题，需要通过新的技术和新的管理模式来解决。

（1）部分系统资源无法统一管理和共享

在MSS（管理支撑系统）、BSS（业务支撑系统）、EDA（企业数据架构）、ENI网络基础平台领域已形成底层服务器、存储、网络等基础资源集约化建设和维护，底层资源维护和上层应用系统维护分离的格局。但在OSS（运营支撑系统）领域仍存在一些垂直系统，物理地点分离，资源无法统一管理和共享。

（2）某些设备资源利用率低

某些服务器考虑到开发维护管理，即使低负荷也独立占用一个物理服务器。某些系统因软件原因无法用足物理服务器资源，CPU平均利用率较低等。这些低负荷服务器，占用机架位置，消耗电力资源，占用维护成本，不符合绿色环保节能的要求。

（3）业务快速响应能力不足

对新建系统和对系统进行扩容时，立项建设采购部署周期长，往往需要几个月，无法快速响应业务的发展。

（4）在突发负载及负载变化大时系统调整能力不足

对负载变化大的系统，如网厅，在有积分抽奖等活动时，如果按照低负载要求配置资源，则不能满足高业务量的要求，需要临时去调配资源；对突发高负载甚至可能无法及时调整。如果按高负载要求配置资源，则在正常情况下造成资源的浪费。

（5）运维自动化程度不高，运维人员劳动强度大

运维自动化程度不高，对运维人员的技能要求高，运维管理效率低，运维人员劳动强度大，人工维护容易出错。

（6）大规模数据处理响应时效性较低，成本偏高

对预处理批价计费、数据分析等大数据量计算处理时间长，话单日志等数据存储量大，需要不断通过扩展计算能力和存储能力来满足业务需要，投资成本大。

（7）系统级容灾成本高，提升可用性成本高

目前IT支撑系统已实施了高可用性设计及数据级异地容灾。但要逐步对各系统建设系统级容灾，提高系统容灾能力，投资成本巨大。

（8）需要系统开发、测试、联调等多套环境的快速部署能力

根据IT支撑系统上线的质量管控要求，需要有开发、测试、联调等多套环境。对新系统和新功能上线，需要快速部署多套环境，支撑系统上线的需要。同时，在系统上线完成后，又需要释放资源。

（9）桌面电脑缺少统一管理

桌面电脑没有实现统一管理，主要依靠外包人工维护，维护工作量大，成本较高，存在企业应用兼容、信息安全管控等问题。

云计算的出现，给问题的解决及IT支撑系统的发展带来契机：通过整合现有的IT资源，构建统一的基于云计算的电信IT支撑系统基础架构，能够有效提升资源利用率，提升IT支撑系统对业务的响应能力，提升系统可靠性，提高维护效率，降低企业IT总拥有成本。通过采用分布式处理技术，减少处理海量数据的响应时间和成本。

3 电信企业级云计算技术架构及与IT支撑系统云的关系

中国电信已经制定了成为国内领先的综合云计算服务提供商的目标，并制定了业务驱动、内外并举、聚焦平台增强差异化、合作发展定位运营的云计算发展策略。IT支撑系统云是电信企业级云的一个重要组成部分。在统一的电信企业级云计算技术架构下，建设IT支撑系统云，最终完全融入电信企业级云。IT支撑系统云包含IaaS环境、PaaS环境、基于IaaS服务基础上的IT支撑系统应用、基于PaaS服务基础上的IT支撑系统应用、相应的网络和终端等的总和。IT支撑系统云可以是私有云或混合云。电信企业级云计算技术架构如图2所示。

4 IT支撑系统云的实施策略

4.1 遵循价值驱动的原则

梳理目前困扰IT支撑系统应用和发展的主要问题，以价值驱动的原则分析是否可以用云计算来解决，是否具备可行性，投入产出如何。这里的投入不仅仅指一次性投资费用，而是总体拥有的成本。不仅仅看短期的收益，还要看长期的收益，包括显性的和隐含的收益。

4.2 建议从IaaS切入

IaaS的核心是实现IT设备尤其是服务器的虚拟化，在云计算3类服务中，IaaS服务的关键技术虚拟化技术和运营管理技术相对成熟，产品的成熟度也较高，业界已经有较为成熟的IaaS应用案例。开展IaaS服务所需要的构建数据中心、建设软硬件基础设施、进行运营管理等方面，电信IT部门具有比较丰富的经验。服务器、存储、网络等基础资源的集约化管理为实施IaaS创造了良好的条件。建议从IaaS切入，积极推进x86系统虚拟化的应用，逐步实现小型机虚拟化，后续再联合上游应用软件开发商，积极开发虚拟化平台产品，从IaaS逐步过渡到PaaS和SaaS。

4.3 循序渐进的实施原则

表 1是 IDC（international data corporation）给出的虚拟化成熟度模型[1]，适用于IaaS的实施进程。建议从测试环境、生产环境非关键应用、生产系统关键应用、生产环境完整服务4阶段循序渐进积极稳妥地逐步实施。

4.4 先评估后实施的原则

无论是新建系统、扩容还是将现有系统整合到IaaS，均需遵循先评估后实施的原则。IaaS需要从业务要求、管理基础、系统情况几方面，根据评估模型进行云化评估。评估的要素有业务的突发和不均衡性、系统经常扩容需求、应用系统重要等级、服务器规模、高可用性要求、服务器I/O繁忙程度、应用支持虚拟化情况、特殊安全要求、实时响应要求、系统硬件特殊性等。先评估后实施的原则，对PaaS和SaaS也同样适用。

5 典型IT支撑系统云应用场景及需要注意的问题

5.1 利用虚拟化技术新建或整合IT基础资源的场景

通过虚拟平台将物理服务器虚拟成多个隔离的虚拟机，在不同的虚拟机中运行不同的系统，实现多套支撑系统共享基础物理平台，从而提高IT资源的利用率，简化机房IT架构，节能减排。还可以利用虚拟化管理工具，实现在虚拟机群之间的热迁移，提高系统的可靠性。需要注意的是，相比物理服务器模式，虚拟服务器对I/O和内存消耗较大，新购的物理服务器需要配备较多的I/O和内存。虚拟机软件功能有差异，根据厂商策略不同，许可证收费模式和收费价格也差异很大，需要根据不同的服务要求选择。如果要利旧x86服务器，对于太老的x86服务器，虚拟化软件可能不支持。由于网络虚拟化只有个别厂商、个别设备支持，业界标准也没有统一，如不采用特定网络设备，跨数据中心的热迁也将不支持。另外，IaaS模式不能解决应用系统的所有问题，比如同类应用分散在不同应用系统，这种情况需要先进行应用的整合。

5.2 利用桌面虚拟化技术简化终端管理的场景

桌面虚拟化将用户的桌面环境与其使用的终端设备解耦。服务器上存放的是每个用户的完整桌面环境。用户可以使用具有部分处理和显示功能的终端设备 （瘦终端）通过网络访问该桌面环境。桌面虚拟化技术已经较为成熟，推广桌面虚拟化技术能有效简化终端管理，降低企业成本。需要注意的是，在低带宽条件下，桌面虚拟化视频效果不好；瘦客户端不支持部分外设，如USBKEY的某些厂商产品；部分厂商云桌面虚拟化方案不支持双向语音，因此在将传统桌面迁移到云桌面的过程中需要对外设、语音、视频应用等进行细化评估和测试。

5.3 利用分布式计算提升计算能力的场景

通过分布式计算将大量廉价物理服务器整合成具有超大规模计算能力的超级计算机，解决原来靠单台物理计算机无法完成的大型计算任务，如运营数据挖掘分析、计费处理等，不仅可以提升处理响应时间，也是一种以低成本的PC服务器集群替代传统小型机的方式，从而降低建设成本。需要注意的是，分布式计算不是拿来即用，需要对应用进行改造。

5.4 通过分布式存储技术提升存储能力的场景

用大量廉价存储，提高存储系统的扩展性和海量数据存储能力，可应用于数据分析系统的数据、文件、日志、话单、邮件系统等的存储。传统存储通常容量以TB为单位难以达到PB级别，而云存储可以很轻松地达到百PB的容量，单位成本也远低于传统存储。同时，通过数据条带化等技术提高读数据的能力及数据的安全性。分布式存储方式非常适合多次读一次写、大量小文件的应用场景。

6 结束语

云计算是电信运营商战略转型的重要方向。相比传统通信部门，IT部门长期以来和IT技术打交道，具有很好的技术基础。在电信IT支撑系统中引入云计算，不仅能解决困扰IT部门的实际问题，而且能将积累的经验在公司内部进行共享，以便更好地服务外部客户。同时，在电信内部实施云计算，也将给外部客户带来示范效应，使电信运营商更好地服务社会信息化，实现电信业务的战略转型。

不积跬步，无以至千里；不积小流，无以成江海。可喜的是，电信IT部门已经逐步从IaaS切入，从开发测试环境起步，逐步引入云计算，在实践中积累技术、开发、实施、运维、管理的经验，逐步丰富云计算在电信IT支撑系统应用的内容，从一朵小云开始进行状大，云计算将不再是飘浮在空中的虚幻的浮云。

1 云计算与IT基础架构转型.IDC PPT，2010