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云计算技术在通信运营商的应用浅析

  1 云计算的概念
 
    云计算(Cloud Computing)就是将大量用网络连接的计算、I/O、存储及网络资源统一管理和调度，构成一个资源池向用户提供按需服务。提供资源的网络系统被称为“云”，“云”中的资源在使用者看来可以轻松扩展、随时获取、按需使用，并能按使用量灵活付费。
 
    云计算按服务对象不同可以分为公共云、私有云和混合云，按提供服务的层级不同可以分为IaaS、PaaS和SaaS。
 
    2 云计算技术的优势
 
    云计算技术拥有降本增效、资源共享、弹性计算、灵活便利、快速交付、高可靠性和按需服务等许多优势。
 
    2.1 资源共享
 
    云计算中最基础的一项技术是虚拟化，其实质是通过对CPU、内存、存储及网络等能力和资源的复用，实现IT资源的共享，并通过复用、封装技术对用户呈现等同于各自独立的物理资源组。虚拟化技术可以将一台服务器虚拟成多台，也可将多个物理IT资源整合虚拟成一个资源池，向多个用户灵活地提供服务，从而提高计算、存储和网络等各类IT资源的利用率。目前广泛使用的有VMware、KVM、Xen等技术。
 
    2.2 管理灵活、维护方便
 
    云计算的另一项重要的技术是自动化。云计算中心通过“自动资源调度系统”实现高效安全的运营。该系统可以将多台计算机、存储、网络设备形成一个集群，若其中某台出现问题，系统可以在极短的时间内自动设置另一台设备接手服务，按一定数据备份和恢复机制，保证系统高可用。自动化管理系统通过监控包括CPU、内存、I/O、存储甚至于外设的状况，可以实现按需调度及相关资源的灵活配置。如某一台虚拟机的CPU负荷较高，系统会按照一定的负载均衡机制自动将计算任务调整到CPU负荷不高的虚拟机。
 
    2.3 弹性计算、扩展存储
 
    云计算的一个重要特征为弹性计算和扩展存储。传统系统或平台的计算及存储扩展能力不足、不够灵活，计算和存储采用纵向拓展的方式进行，系统或平台按照估算预定的需求进行规划、设计、购置、建设、运营，利用率普遍不高。而云计算的扩展方式是横向扩展，在计算、存储、网络等能力不够时，通过云计算管理系统，直接从资源池中拖拽几个虚拟设备即可。这样云计算在支撑一些突发应用时，如游戏公测、大型调查、网络互动及动漫渲染等，其弹性计算和存储扩展能力的优势就可得以体现，而在突发需求结束后可自动释放相关资源。
 
    2.4 “瘦终端”、“胖服务”
 
    云计算的另一个重要特征是“瘦终端”、“胖服务”。用户可以直接通过互联网获得计算和存储资源，使用各种软件实现在线安全存储。通过网络化访问和使用，服务对终端不再敏感，云计算能将复杂的计算任务在网络的服务器端实现，而通过简单、标准化的接口对用户终端开放。对于用户来讲，接入形式变得灵活且对终端的要求很低，配置较低的PC、上网本、iPad、手机或其它智能终端皆可，获取的服务却功能强大、丰富多彩。典型的应用如Google Earth、搜狗地图等。
 
    3 云计算应用于运营商的必要性
 
    云计算技术的应用能带来便捷、高效、经济、安全等许多优势，可以从多方面满足通信运营商在降本增效、数据挖掘、业务开展、系统运营等方面的需求，同时，也可为通信运营商扩展行业信息化、物联网、移动互联网业务提供低成本、快速有效的支撑。
 
    3.1 降本增效整合资源的需要
 
    通信运营商作为高度集成化的信息产业集团，IT资源非常丰富；但因各系统的相对独立和专业性，通常情况下系统的利用率并不理想。如某运营商省公司拥有115个商用产品业务平台，服务器约1500台，存储设备约200台；但大部分平台独立建设，互相之间不能共享。有些平台忙闲不均、阶段使用，如高考查分系统，在每年应用一个月左右，而其它时段基本闲置。据某运营商省公司的调查材料显示，虽然个别服务器有时最大的CPU利用率会达到70%，但大部分平台平时的利用率只有20%左右；对于存储的利用率，本机存储利用率小于42%，外化存储平均利用率小于36%：计算及存储利用率都有很大提升空间。因此，通信运营商需要通过采用云计算技术达到降本增效、整合资源的效果。
 
    3.2 自动化管理与业务支撑的需要
 
    对于通信运营商的内部支撑系统而言，资源管理与资源调度的高效自动化能力是至关重要的。因此需要借助云计算中较强的管理与调度能力，帮助IT部门实现“自动化”。采用云计算能够集约、简化系统的管理，加快部署，如图2所示。
 
    对于通信运营商的外部业务支撑而言，最需要后台部门提供的支撑能力是快速交付，这是应对瞬息万变市场形式、赢得异常激烈的外部竞争的关键。按传统的烟囱式的建设方式，要经过规划、设计、采购、实施、测试、交维等一系列环节，建设周期至少也要大半年，难以赶上业务部门的支撑需求。因此，就需要采用云计算技术提供面向业务、需求和应用的快速部署。
 
    3.3 海量数据存取处理的需要
 
    通信运营商拥有庞大的用户数据，实时计费、历史详单、各类日志等生成的海量数据存储、备份和提取给数据处理系统带来较大挑战。同时，用户数据的挖掘包括对消费模式、日志数据、流量变化、关联信息等的分析、计算，是通信运营商实现精细化运营，了解、保有和争夺用户的前提。因此，需要通过云计算技术整合现有平台的空余资源，组成虚拟资源池，通过低成本、能无限扩展的云计算技术对实时海量的数据处理进行支撑。
 
    3.4 数据安全与维护便利的需要
 
    在云计算技术中，服务器端做了较高级别的病毒和安全防护，用户端只是获得显示推送，这样大大减少了客户端遭受病毒及系统不稳定的影响，相关的数据安全与存储机制也能保证数据不丢失。且相关系统和数据在服务器端被整合在一起，用户端根据权限只能阅读，从而加强了数据的安全。这样，通过集中管控方式，就可以避免信息和代码泄露，在信息数据安全的前提下最大限度地节约成本、提高效率。
 
    此外，通过云计算技术的应用，软件和系统的安装由客户端向服务器端上移，软件和系统可以迅速部署，安全策略和升级版本可以统一下发，桌面可以远程管控。因此，维护复杂度降低，终端成本、维护人员及耗材成本也大幅度下降，维护效率大大提高。
 
    4 云计算技术在运营商的应用领域
  
    未来云计算最终将会成为运营商各个IT系统的核心，通过云计算技术在相关领域的应用，通信运营商将能降低系统建设和运营的成本，提高信息处理能力，实现服务创新，增强企业的核心竞争力。
 
    4.1 构建IT支撑云
 
    运营商可首先将云计算技术应于内部的业务支撑系统、网管支撑系统和信息化系统，这样难度小、演进容易。支撑云主要面向内部服务，现阶段可以采用Linux服务器，加上X86架构资源池架构，以实现集中化为重点，同时以资源池的方式形成内部IT系统资源和需求，把应用和底层的基础架构分离，根据需求来分配资源实现弹性拓展。未来逐步在业务平台资源整合与共享中应用云计算，进一步推进验证计算、存储、网络资源共享、资源动态分配、服务自动化、服务提供和安全管理等关键技术的应用。
 
    4.2 构建桌面办公云
 
    运营商有大量办公人员对日常的计算机终端应用需求并不复杂，office、OA或者ERP(Enterprise Resource Planning system，企业资源计划系统)的应用即可满足。营业厅、呼叫中心包括外包呼叫中心的计算机终端数量庞大，一个省公司多达几千台，每天却只接触到三四种应用。通过应用办公桌面云(见图3)，实现桌面办公虚拟化，统一进行部署和维护，可以大量节约终端和维护成本。据相关调研材料显示，应用三年基本上就可以实现30%的成本节约，五年就可以达到50%的成本节约。而且客户端完全不需要三五年更换一次，耗电量降低，维护人员和工作量也降低。
 
    4.3 构建快速交付云
 
    运营商可以构建一个快速交付平台，这类似一个具备计算、存储、网络能力的基础孵化平台，可以让一些新研发的业务快速上线并提供服务。这个单一的物理交付平台可以虚拟成多个平台提供多种服务，如某项业务发展较好，则可再进行一定扩容或割接到新建的物理平台上。
 
    运营商还可以将传统的电信能力和互联网新的能力相结合，提供一些新的业务和具备一定开放能力的开发环境平台，开放一些标准化的接口(如短信、彩信功能等)，更好地让产业链上下游的业务提供者在这个平台上，共同聚合、生成一些丰富多彩的业务，促进整个产业链的发展。
 
    此外，运营商还可将数据中心和众多AP提供的应用软件作为资源池，把各种软件(如办公类office、图像类Potoshop、设计类3Dmax、开发类VS.NET等)作为“服务”向用户提供；这样把原本在用户端发生的计算全部拿到服务端进行处理，然后通过高带宽和高效传输协议将结果传输给用户端。用户只要能上网，借助网络访问服务器，即可使用各种软件并实现在线资料存储。如此一来，既解决了软件盗版的问题从而受到软件厂家的欢迎，又可以使用户以极低的成本享用连续、高效的服务。
 
    4.4 构建外部业务云
 
    云计算中无论是数据中心还是平台，都必须由业务来驱动，只有业务的发展才能驱动云计算中数据中心和平台的发展。因此运营商必须要建立外部业务云，提供方便快捷的自服务系统，实现云服务的自主开通、使用、管理、缴费、报障等，以提供计算、存储与带宽资源的按需分配。
 
    针对个人客户，通信运营商可推出计算、存储能力的出租。针对中小企业客户，借助传统优势推出IDC(Internet Data Center，互联网数据中心)虚拟主机租用服务或VDC业务(见图4)，推出低成本、高弹性和自动管理的计算及存储虚机可以实现双赢。目前，随着国内互联网公司的蓬勃发展，IDC租赁需求旺盛，通信运营商一直是IDC的主导运营商之一，具有牢固的客户资源、运营经验和市场信誉；因此，推出基于云计算IaaS技术的虚拟IDC业务是最佳的切入点之一，可以向用户提供IDC机房独立空间租用、机架租用、物理主机租用、虚拟主机租用等全系列、多组合的服务。这样，一方面通信运营商的建设、电费及运维成本通过云计算的虚拟技术得到了分摊；另一方面，客户业以较低的成本获取了基本等同于IDC物理主机租用的服务，实现双赢。
 
    5 云计算应用于运营商的战略
 
    分析
 
    强大的网络基础、丰富的带宽能力、成熟的服务模式以及庞大的用户资源，使得通信运营商实施云计算，在很多方面相对其它厂商具有天然的优势。
 
    (1)政策优势
 
    中国移动、中国电信、中国联通三大运营商具备国家颁发的电信运营牌照，其它厂商特别是国外厂商取得资质开展相应的服务，会受到资金规模、经营场所、企业性质等一定的政策限制。因此，通信运营商实施云计算服务可以最大限度降低前期及后续的一系列政策障碍。
 
    (2)资金优势
 
    由于云计算的投入产出时间较长，可能的直接回报有限；因此企业在付出投资之后，通常短时间内无法回本。这对资金周转困难的企业是一个难以逾越的障碍，而通信运营商通常具有一定的成本规模及回收时间的承受力。
 
    (3)资源优势
 
    通信运营商拥有宽带和大量的移动应用用户资源，而大量的云计算服务又都基于宽带和移动应用。
 
    (4)运维优势
 
    通信运营商具有客户服务、呼叫中心、网络运维全流程、7×24全天候的用户端到系统端的运维队伍，这对于全天候保障云计算的正常运营是一个宝贵的条件。
 
    运营商以上的四个优势，对其开展云计算业务非常有利，但是也存在短板。运营商通常是“强运营、弱开发”，开发实力不足，因此面对云计算业务出现的新需求，需要更多地依赖外界合作。且通信运营商通常为国有背景，其运营机制易受政策影响，面对激烈的市场，内部环节过多，响应时间较长，不易做出灵活的转变。图5为云计算在通信运营商的应用战略(SWOT)分析。
 

    结合运营商应用云计算技术的SWOT战略分析，建议运营商继续推进云计算技术在各省公司的应用。因云计算投资较大、回收期长，建议运营商目前按照积极试用、稳步推进、务实严谨的原则，重点做好云计算技术应用发展的三大战略：打造IDC增值服务云平台，打造业务孵化云平台，打造行业应用云平台。
 
    相信通过一系列应用战略的实施，云计算技术必将大大推动通信运营商宽带、数据中心、移动互联网的新应用，在提升企业核心竞争力、增加市场收入的同时，给用户带来更经济、便捷、高效的增值业务。