云计算技术及运营商业务云的演进

肖晨阳

【摘要】 本文介绍了云计算技术的三种模式，针对电信运营商竖井式建设业务平台存在的问题进行分析，就运营商构建私有业务云提出了先建设IaaS资源池、后建设PaaS平台的分阶段实施方案。

【关键词】 云计算 电信运营商 IaaS PaaS SaaS

一、引言

2006年谷歌在搜索引擎大会上首次提出“云计算”的概念，顺应互联网信息高速膨胀带来的大数据处理需求和应用创新快速开发部署的需求，云计算得到蓬勃发展和应用。云计算作为一种新型的商业模式，改变了用户获取IT资源（计算、存储、软件和信息）的传统模式，计算机、存储设备等不再作为商品，而是通过集中化管理、构成一个资源池，通过网络以按需、动态扩展的方式面向用户提供服务。

长期以来，电信运营商（以下简称运营商）建设了数量众多的业务平台为用户提供各类业务，对业务平台进行整合已成为运营商近期的战略目标。而云计算技术的逐步成熟，使得具体实施成为可能。

二、云计算介绍

云计算模式主要有三种：IaaS，Infrastructure-as-a-Service基础设施即服务；PaaS，Plartform-as-a-Service平臺即服务；SaaS，Software-as-a-Service软件即服务。

2.1 IaaS（Infrastructure as a Service）

基础设施即服务，是把数据中心、基础设施硬件资源通过WEB分配给用户使用的商业模式。用户通过网络可以获得完善的计算机基础设施服务，注重计算资源的共享（计算能力、存储能力、网络能力）。用户能够部署和运行任意软件，包括操作系统和应用程序。

IaaS领域最典型的例子是Amazion的EC2平台，其商业模式是将闲置的硬件资源封装成服务，供用户在线申请，动态生效。对于单个用户来说，资源几乎无限，减少了软件开发人员对于集群系统的建设和维护成本，按需付费的理念让用户只在需要时才接入这些基础设施资源，并只为自己使用的部分付费。

2.2 PaaS（Platform as a Service）

平台即服务，是把操作系统、数据库、应用开发环境等平台级产品通过WEB以服务的方式提供给用户。通过PaaS服务，软件开发人员可以在不购买服务器和系统软件的情况下开发和部署新的应用程序。

构建在Amazion EC2和S3之上的Heroku提供了典型的PaaS服务，为客户进行网络编程提供全新体验，可运行各种架构形式的网络应用或者底层进程。客户只需在本地计算机设置一个Ruby Gem（Ruby语言的程序包管理器）就可在Heroku云中部署和运行应用程序。

2.3 SaaS（Software-as-a-service）

软件即服务，是基于互联网提供软件及应用程序的服务模式。SaaS提供商为企业搭建信息化所需要的所有网络基础设施及软件、硬件运行平台，并负责所有前期的实施、后期的维护等一系列服务，企业无需购买软硬件、建设机房、招聘IT人员，即可通过互联网使用信息系统。

Salesforce.com是SaaS模式的典型代表，Salesforce公司是以提供客户关系管理（CRM） 软件服务起步并发展起来的，目前Salesforce.com 提供800多个应用（如可定制的OA、CRM、ERP等），将近67900家企业在线使用。

事实上，云计算三种模式的界线并不是那么清晰，它们之间存在很多交叉，大多数云计算服务提供商也并不是只提供某一种服务。例如亚马逊除了提供IaaS服务外，还提供特殊的虚拟机和特色API，作为PAAS服务对外提供。Salesforce公司除了SAAS服务外，其force.com平台提供PAAS服务，支持企业级应用的开发、发布、运行。

三、运营商业务云的演进

3.1 竖井式建设模式存在问题分析

随着增值业务产品日益丰富，用以承载这些增值业务的平台也越来越多，运营商一直以来都是采用竖井式的平台建设模式。但在实际的运营中竖井式平台建设模式存在问题：（1）业务部署效率低：开发一个新的业务，需要建设一个新的平台，无论规模大小，都需要经历完整的项目过程（启动、汇报、立项、采购、实施、上线），均需考虑底层硬件资源、系统软件和应用软件的部署，时间周期长，不能满足市场应对竞争的需求。（2）资源无法共享：现有的业务平台架构下，各平台之间无法共享资源（硬件资源、软件资源、数据资源），各业务平台建设时均按照峰值业务量配置资源，日常运行中忙闲不均。（3）运营维护难度高：不同业务平台的应用软件由多个厂家自行开发，软件架构和开发环境差异很大；平台硬件设备型号多，中小型平台硬件主要以X86服务器为基础架构，大型平台硬件主要以小型机为基础架构。这些因素增加了运营、维护的复杂性和难度，也带来成本的增加。

上述问题综合体现在业务创新、维护、安全、机房占用以及设备能耗等多个方面，增加了业务系统的总体投资、管理成本及工作复杂性，不利于今后发展。

3.2 业务云平台的演进策略

云计算技术的出现和日益成熟，为运营商业务平台整合提供了一种科学、合理的综合解决方案，部分运营商已尝试建设私有云计算资源池，将一些在小型机上的应用向x86平台迁移。结合云计算技术的成熟程度和运营商内部管理流程的建立，从保证业务稳定性、效益最大化的角度，运营商应分两阶段实施业务云平台的演进。

3.2.1 IaaS层业务云平台建设

第一阶段重点是基础设施层能力的集中化，采用通用的虚拟化技术构建一个异构、开放的资源池，根据不同的资源类型，可规划为计算资源池、存储资源池、网络资源池三类：（1）构建计算资源池时提高采用x86服务器的比例，通过虚拟化提高服务器资源的利用率；（2）存储资源池可考虑提供盘阵存储资源池（SAN）和分布式存储资源池（NAS），盘阵存储资源池主要用于对磁盘读写IO要求较高的业务系统应用，如数据库，分布式存储资源池则用于提供海量文件或对象存储空间；（3）网络资源池主要包括IP地址、负载均衡、NAT/防火墙以及交换机/路由器。通过基础设施能力与应用的分离，探索不同专业、不同业务在云平台中跨域、跨资源池的管理，解决云管理平台对异构厂家硬件的兼容支持能力；细化各项管理功能，建立资源申请至资源回收的全生命周期的闭环管理流程。利用业务平台的新建和扩容契机推进独立业务平台向云平台迁移，硬件层面的成本会有所节省，但是在软件层面，成本的降低并不明显，甚至略有增加。该阶段的优势主要在于管理效果，提高业务部署和平台维护的效率，建立业务云平台的管理制度和流程。

3.2.2 PaaS层业务云平台建设

第二阶段重点放在PaaS层能力和数据层能力的构建上，对各种业务系统中的公共技术资源和数据进行抽取，形成各种公共组件和数据管理中心，与IaaS层共同构成完整的快速构建SaaS应用的环境。

该阶段的工作应建立在对各业务系统的深度调研基础上，例如业务信息，包括业务功能、资费模式、业务关键数据信息，为业务云平台基础数据统一管理提供依据；开发运行环境，包括数据库、操作系统、软件开发框架、中间件、业务应用关键进程等信息，为构建统一开发运行环境提供依据；能力接口，包括各业务平台对外部能力的需求和对外输出的能力，为构建能力接入和开放组件提供依据；运营支撑管理，总结业务日常运营支撑工作，梳理可聚类的公共运营支撑管理模块。

依据调研获取的信息设计PaaS业务云平台，从功能模块上分为开发运行环境（数据库、中间件等各项技术组件、应用开发测试环境、平台管理）、能力接入和开放子系统、运营管理子系统、数据中心、消息总线。SaaS层的应用通过统一接口调用PaaS层提供的各种组件服务，进行服务组装和业务逻辑开发，通过门户对外提供各种应用服务，如图所示。

（1）运行环境子系统：围绕“开发平台、测试平台、运行平台”，基于IaaS提供的虚拟资源池能力，构建面向应用的高性能可扩展统一运行环境，实现应用的统一部署和运行支撑。（2）能力接入和开放子系统：对业务应用构建过程中所需的电信能力、互联网能力（短彩、位置、支付等）进行二次封装，形成统一的能力封装和调用子系统，使得业务提供商不必了解复杂的电信网络协议，业务开发时符合标准接口即可快速接入。（3）运营管理子系统：面向运营管理人员，实现对用户、业务、内容、终端以及系统本身的综合管理，包括业务管理、内容管理、合作方管理、计费管理、终端管理、权限管理、系统管理、统计分析等。（4）数据中心：负责客户通用信息的创建、修改、删除、查找等维护管理工作，客户通用信息包括用户基本信息、消费记录、订购关系等，数据中心数据作为公共数据，根据权限配置供不同业务平台共享。（5）消息总线：作为平台各模块间的消息和功能的调用总线，本身并不实现业务逻辑，通过协议转换把各种异构系统连接在一起，实现平台的SOA架构，简化系统结构，提升系统灵活性、扩展性和开放性。

PaaS云平台通过对公共能力的集成，适配为统一规范的接口形式，将ICT能力和管理能力以安全可控的模式对应用开放，降低业务开发的复杂度和工作量，可有效降低业务系统的总体建设成本。

四、结束语

云计算给运营商带来了业务平台整合、服务升级的机会，但是也对运营商的资源整合与管理、维护制度与流程提出更高的挑战。在业务云平台的演进过程中，运营商应把握节奏，先从IaaS云平台入手，待IaaS平台成熟并形成规范流程后，再向复杂的PaaS云平台推进，在保证业务稳定迁移和新业务的快速提供的同时，逐步降低业务系统的总体建设成本。

参 考 文 献

[1] 李德毅. 云计算技术发展报告，科学出版社，2011

[2] 陆钢. 电信运营商云计算PaaS发展关键问题探析，广东通信技术，2011.7

[3] 中国移动研究院，能力开放引擎总体技术要求，2011

[4] 英特尔开源软件技术中心，系统虚拟化——原理与實现，清华大学出版社，2009