浅谈电信业务支撑系统的云计算化与SOA

陈亚峰，董正超（中讯邮电咨询设计院有限公司，河南 郑州 450007）

0 前言

云计算是近年来IT领域最大的热点，在政府、厂商及电信运营商的共同推动下，以炙手可热来形容目前的云计算概念并不为过。电信业务支撑系统（BSS）作为电信运营商最重要的IT系统，在云计算环境下如何演进和发展，是电信运营商必须关注和考虑的问题之一。本文分析了云计算技术目前存在的部分不足，对云计算与当前业务支撑系统在计算模式上的差异进行了分析，指出了首先实现SOA架构是电信业务支撑系统云计算化的前提，最后提出了一个云计算环境下的电信业务系统基础设施架构。

1 云计算概述

云计算的核心思想，是将大量用网络连接的计算资源统一管理和调度，构成一个计算资源池向用户按需服务。提供资源的网络被称为“云”。“云”中的资源在使用者看来是可以无限扩展的，并且可以随时获取，按需使用，随时扩展，按使用付费。这种特性经常被称为像水电一样使用IT基础设施。

狭义云计算指IT基础设施的交付和使用模式，指通过网络以按需、易扩展的方式获得所需资源；广义云计算指服务的交付和使用模式，指通过网络以按需、易扩展的方式获得所需服务。这种服务可以是IT和软件、互联网相关的，也可以是其他服务。

1.1 云计算的3种模式

一般认为，云计算有以下3种服务模式。

1.1.1 基础设施即服务（IaaS）

消费者通过Internet可以从完善的计算机基础设施获得服务。

1.1.2 平台即服务（PaaS）

PaaS实际上是指将软件研发的平台作为一种服务，以软件即服务（SaaS）的模式提交给用户。因此，PaaS也是SaaS模式的一种应用。但是，PaaS的出现可以加快SaaS的发展，尤其是加快SaaS应用的开发速度。

1.1.3 软件即服务（SaaS）

SaaS是一种通过Internet提供软件的模式，用户无需购买软件，而是向提供商租用基于Web的软件，来管理企业经营活动。相对于传统的软件，SaaS解决方案有明显的优势，包括较低的前期成本、便于维护、快速展开使用等。

1.2 云计算的优点

1.2.1 资源来自网络

这是云计算的根本理念所在，即通过网络提供用户所需的计算力、存储空间、软件功能和信息服务等。

1.2.2 伸缩能力

云计算平台具有强大的可伸缩能力。在资源节点服务能力不够的情况下，可以快速、动态地增加资源节点的数量，使处理能力能够达到要求；而在资源空余的情况下，又能够动态地缩减资源，以提供给更需要的应用使用。

1.2.3 性价比优势

云计算之所以是一种划时代的技术，就是因为它将数量庞大的廉价计算机放进资源池中，用软件容错来降低硬件成本。国外代表性云计算平台提供商达到了惊人的10～40倍的性能价格比提升，其性能价格比随着规模和利用率的提升还有提升空间。

1.3 云计算的不足

云计算技术包括虚拟化技术（如XEN、VMWare）、并行计算技术（如MapReduce）、分布式存储技术（如Hadoop、Bigtable）、资源管理及调度技术等，利用上述技术，可以实现可伸缩、可管理的云计算环境，并以较低的成本提供强大的计算能力。

但采用上述技术所提供的强大计算能力，是以应用软件采用并行处理模式为前提的，即从应用软件的设计到实现，都必须基于并行处理模式。采用传统串行处理模式所设计和开发的应用软件，并不能从云计算强大的计算能力中获益。

虚拟化技术也是云计算技术中的一个重要组成部分。虚拟化技术一方面可以解决数据中心资源的整合问题，在整合过程中对计算、存储等各种资源进行标准化；另一方面是通过虚拟化将资源切割为更小的可以更好调度的资源单位，以达到调度过程中充分利用硬件资源的能力。

虚拟化技术可以将单个物理服务器虚拟成多个更小粒度的虚拟服务器，但却不能做到将多个物理服务器虚拟成单个更大的服务器。换言之，想通过虚拟化技术将多台低档PC整合成单台高性能小型机的想法是不可实现的。

综上所述，云计算技术目前仍存在着两大不足之处。

a）对于传统串行处理模式的应用软件，云的计算能力无法得到应用。

b）虚拟化技术无法利用云的计算能力，将多台低端服务器虚拟为单台高性能服务器。

2 云计算应用模式与BSS应用模式的区别

目前，对个人用户而言，云计算应用实际上已经非常普遍，例如个人用户常用的邮件、网盘、视频网站等，不但具备云计算应用的典型特征，而且在后台实现上，多采用了云计算技术（分布式存储、并行计算）来实现。云计算应用的典型模式如图1所示。

图1 云计算典型应用模式

由图1可以看出，适合云计算的应用模式有如下特征。

a）客户端与服务器端（云端）交互简单。用户在使用云计算应用时，与云端的交互流程一般比较简单短暂，如查看邮件、上传一份文件、看一段视频等，没有像完成企业业务时那样进行长流程操作。部分云计算应用，如google云办公软件，看起来操作比较复杂，但这些复杂的操作基本上是通过浏览器脚本在客户端完成的，本质上还是利用了云存储功能来存储文件。

b）服务器端（云端）的业务组件是无状态、可重入的。无状态、可重入的含义为业务组件的业务逻辑处理主要依赖于客户端的输入，而不依赖与其他业务组件或业务数据。业务组件的无状态、可重入特征保证了业务组件可以分布在云计算环境的各个节点，以实现业务的并行处理。

电信业务支撑系统的典型应用模式如图2所示。

由图2可以看出，电信业务支撑系统应用模式有如下特点。

a）客户端与服务器端交互复杂、流程长。电信业务的办理流程远比个人用户使用流行的云计算应用服务要复杂，涉及多次客户与营业终端、营业终端与后台的交互。

b）服务器端的业务处理逻辑复杂，无法做到无状态、可重入。BSS系统服务器端的业务处理逻辑远比个人用户使用的云计算应用复杂，业务处理逻辑必须保存业务处理流程的状态，并且要与其他业务组件或系统进行交互。

3 电信业务支撑系统云计算化的途径

从云计算与电信业务支撑系统应用模式的区别可以看出，电信业务支撑系统目前的设计思想和实现方式与云计算应用有较大的差别，因此，云计算所采用的种种技术（并行计算、分布式存储等）也无法直接应用于电信业务支撑系统，而电信业务支撑系统也难以直接从现有小型机、高端服务器组成的基础设施平台上迁移到云计算平台。

SOA技术主要是指采用WebService、XML及ESB等技术来整合及构建企业信息系统，作为上一代的热门技术，相对于云计算而言，SOA目前已较少被提及。SOA往往被单纯地认为是一种技术或产品，但笔者认为SOA更是一种系统设计原则和思想，SOA最重要的意义在于它以“服务”的思想来设计系统，将企业业务逻辑中的可以复用的功能组件抽取出来，形成“服务”，从而可以构建松耦合、易集成扩展的系统。

图2 BSS应用典型模式

对业务系统（如电信业务支撑系统）而言，SOA与云计算间存在着非常紧密的关系，事实上，通过云计算的3种模式IaaS、PaaS、SaaS的命名即可以看出，云计算的商业模式也是以提供“服务”为主的。电信业务支撑系统经过SOA化之后，其中的无状态服务组件即可移植入云计算环境当中，利用云计算环境的低成本、强扩展的计算能力优势，降低系统的总体拥有成本，且保证电信业务支撑系统服务组件的可复用能力，实现电信业务支撑系统内部的“SaaS”。

对于电信业务支撑系统中不能构建为无状态服务组件的业务逻辑，如大量的业务流程管理逻辑，则不能够亦无必要进行云计算化。盲目地希望将系统所有组成部分迁移到云环境在目前是不现实的，因为电信业务的业务逻辑必然存在状态保持的业务逻辑，从而与云计算的适用条件相冲突。

4 一种设想的BSS云计算化架构

基于上述讨论，可以设想一下云计算化后的电信业务支撑系统架构，云计算化后的电信业务支撑系统可能存在如下特征。

a）系统主要可分为两大部分。一部分为云计算化后，向其他模块提供服务接口的、无状态的业务组件，这部分业务组件部署于云计算环境中；另一部分为无法进行无状态组件改造，这部分业务逻辑需按照传统业务支撑系统的设计思想和部署方式进行建设。

b）高速局域网技术及内存数据库技术在未来云计算化后的电信业务支撑系统的技术体系中，占有重要地位。无状态的业务组件亦必须进行数据访问，而云计算环境的分布式数据库一般采用“Key-Value”模式，与目前采用的关系数据库差别较大，而且分布式数据库的性能未必能够满足电信业务支撑系统的需要。因此，为解决云计算环境下业务组件对数据访问的需求，采用高速局域网及内存数据库来满足云计算环境下高并发、性能要求高的数据访问，是比较合适的选择。

c）负载均衡机制将得到大量使用。虽然云计算环境对外部访问而言似乎不必要考虑负载均衡，但在云计算内部仍然存在着负载均衡机制。在云计算化后，不管是对于无状态业务组件的访问，还是对于数据的访问，由于电信业务支撑系统业务量、数据量巨大，实施负载均衡都是非常有必要的。

设想的BSS云计算架构主要包括以下几个层面。

a）界面层。用于用户界面的展示。

b）业务逻辑层。主要包含需要状态维持的业务流程管理功能，采用传统电信业务支撑系统的构建模式。虽然部分简单的查询类功能可以由界面层直接访问业务服务层来完成，但为了架构的完整统一，建议在业务逻辑层进行包装后，再访问业务服务层。

c）业务服务层。主要包含无状态的业务处理功能组件（如用户全量信息服务、资源管理服务、账单服务、产品服务等），可采用云计算技术构建。

d）数据服务层。主要完成数据存储。根据需要，应有2种类型的数据服务。一种为内存数据库技术构建，提供高速数据访问接口；一种为传统磁盘数据库构建，提供低速数据访问接口。

5 结束语

云计算是目前IT领域的热点，电信行业的IT系统——电信业务支撑系统如何实施云计算化，也是该领域的从业者应当思考的问题。笔者根据自己对于云计算技术、SOA及电信业务支撑系统的理解，对该问题进行了一些浅显的探讨，以期有益于同业者在该领域的思考。