電信運(yùn)營商的云計算資源池部署方法概述

1、從電信運(yùn)營商的IT 資源部署特點(diǎn)出發(fā),提出了運(yùn)營商評估“云”的部署數(shù)量的參考,明確了云計算資源池的部署方式,并提出了評估現(xiàn)有業(yè)務(wù)系統(tǒng)是否適合遷移至資源池的思路和方法。關(guān)鍵詞云計算;IaaS ;資源池;部署電信運(yùn)營商的云計算資源池部署方法概述燕杰,樊勇兵,金華敏,唐宏(中國電信股份有限公司廣東研究院廣州510630摘要專題 :云計算技術(shù)與應(yīng)用1引言云計算是近年來IT 和互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域研究的熱點(diǎn),國內(nèi)外的電信運(yùn)營商也開始進(jìn)行積極的探索、研究、試驗(yàn)和應(yīng)用。按照業(yè)界的一般理解,云計算存在IaaS (infrastructureas a service ,基礎(chǔ)設(shè)施即服務(wù)、PaaS (platform as

2、a service ,平臺即服務(wù)、SaaS (software as a service ,軟件即服務(wù)3種服務(wù)模式1。IaaS 對內(nèi)能夠進(jìn)行IT 資源整合,提高資源利用率,對外能為用戶提供按需付費(fèi)的彈性基礎(chǔ)設(shè)施服務(wù),是電信運(yùn)營商研究和應(yīng)用云計算、實(shí)現(xiàn)集約運(yùn)營的關(guān)鍵切入點(diǎn)之一。在談云計算的時候,首先要明確“一朵云”是什么樣的。根據(jù)業(yè)界對IaaS 的理解,在云計算的語境下,計算、存儲等IT 設(shè)施是以資源池的形式出現(xiàn)的,筆者認(rèn)為,可以將一個資源池作為“一朵云”?！耙欢湓啤敝邪舜罅康姆?wù)器、存儲和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備及相應(yīng)的管理系統(tǒng)。但是,從技術(shù)現(xiàn)狀和管理水平兩方面看,資源池的規(guī)模不可能是無限大的,資源池的數(shù)

3、量也是需要規(guī)劃的。對于全國性的大型企業(yè),尤其是國內(nèi)電信運(yùn)營商而言,如何劃分資源池、如何構(gòu)建資源池、應(yīng)用系統(tǒng)如何評估、是否適合遷移至資源池都是要考慮和解決的問題,而目前業(yè)界還沒有公開的、成熟的規(guī)劃部署方案。本文將結(jié)合云計算IaaS 技術(shù)特點(diǎn)與發(fā)展現(xiàn)狀,提出資源池的規(guī)劃部署方案。2云的劃分方式為方便描述,選取一個典型的國內(nèi)電信運(yùn)營商管理架構(gòu)模型,并以此模型為藍(lán)本討論電信運(yùn)營商部署云計算資源時如何對云的類型和數(shù)量進(jìn)行劃分。本文選取的電信運(yùn)營商管理架構(gòu)考慮了國內(nèi)電信運(yùn)營商的企業(yè)發(fā)展歷史、經(jīng)營體制、業(yè)務(wù)類型及規(guī)模等因素,其模型具有如下3個特點(diǎn)。(1地域范圍廣電信運(yùn)營商業(yè)務(wù)覆蓋地域廣闊,至少包括20個區(qū)域

4、(一般而言,一個區(qū)域是指一個省級行政單位,橫跨地市眾多,用戶數(shù)量龐大。(2總部和分部兩級管理整體運(yùn)營由總部統(tǒng)籌管理,在各區(qū)域設(shè)置地方分部13機(jī)構(gòu),管理和運(yùn)營區(qū)域內(nèi)業(yè)務(wù)。(3按照專業(yè)類型進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)資源與IT資源的建設(shè)和管理可劃分為基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)、業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)和IT系統(tǒng)?；A(chǔ)網(wǎng)絡(luò)主要是接入各類用戶、提供網(wǎng)絡(luò)承載服務(wù)和基礎(chǔ)資源出租服務(wù);業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)主要匯聚了3類平臺,一類是電信運(yùn)營商直接對外提供服務(wù)的業(yè)務(wù)類平臺,一類是短信、彩信等電信能力類平臺,另一類是實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)受理流程、處理業(yè)務(wù)訂購關(guān)系、資源監(jiān)測管控等管理功能的管理類平臺;IT系統(tǒng)主要是運(yùn)營商內(nèi)部的MBOSS,包括了計費(fèi)、CRM、OA等內(nèi)部系統(tǒng)。具體的管理架構(gòu)模型

5、如圖1所示。對于電信運(yùn)營商而言,在考慮云計算技術(shù),尤其是IaaS技術(shù)的引入和部署時,基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)、業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)和IT系統(tǒng)都可以作為重要切入點(diǎn)。具體來說,可以與基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)中已有的基礎(chǔ)資源出租服務(wù)相結(jié)合,開展虛擬服務(wù)器、存儲空間出租等云計算服務(wù);可以在業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)和IT系統(tǒng)中分別引入計算虛擬化和存儲虛擬化等技術(shù)進(jìn)行基礎(chǔ)設(shè)施的資源整合,提高資源利用率和業(yè)務(wù)上線速度。從品牌宣傳角度看,“一朵云”的范圍應(yīng)該涵蓋電信運(yùn)營商的云計算建設(shè)發(fā)展內(nèi)容,讓外界認(rèn)同電信運(yùn)營商云計算的完備性,因此,云的名稱數(shù)量越少越好,更能讓外界認(rèn)同電信運(yùn)營商云計算的整體性和統(tǒng)一性。從部署建設(shè)的角度看,“一朵云”是為某個管理單位(如省公司的某個運(yùn)營

6、目的(如解決重要的生產(chǎn)需求和管理問題而服務(wù)的,在“一朵云”里,需要層次化、模塊化地進(jìn)行規(guī)劃,云的資源可以分散在多個地域,但必須實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一管理,對“統(tǒng)一管理”的定義不同會導(dǎo)致云的大小不同。通過上述論述,部署云計算資源池時,主要根據(jù)以下兩個因素進(jìn)行劃分。(1管理架構(gòu)在上述模型中,業(yè)務(wù)覆蓋地域范圍廣是無法改變的客觀因素,總部和分部的兩級管理也是大型企業(yè)最有效的管理架構(gòu)之一,而且還沒有變動的驅(qū)動力。因此總部和各分部可能會獨(dú)立部署資源池,各資源池是平級關(guān)系并具有松耦合性,可通過本資源池的管理平臺進(jìn)行獨(dú)立管理;從全網(wǎng)資源統(tǒng)管的角度,可以在總部層面設(shè)立全網(wǎng)的管理監(jiān)控平臺,統(tǒng)一呈現(xiàn)、監(jiān)控、調(diào)度資源。(2解決的問

7、題域在總部或各分部內(nèi),可以從對外提供彈性資源出租服務(wù)、對內(nèi)進(jìn)行業(yè)務(wù)平臺資源整合、對內(nèi)進(jìn)行IT系統(tǒng)資源整合3個方面進(jìn)行劃分,可以劃分為4種方式。第1種方式是分別解決3個專業(yè)類型的問題域,為資源出租服務(wù)、業(yè)務(wù)平臺、IT系統(tǒng)分別部署1個資源池;第2種方式是按照資源池所承載的業(yè)務(wù)是對內(nèi)服務(wù)還是對外服務(wù)進(jìn)行劃分,為資源出租服務(wù)、業(yè)務(wù)平臺等直接對外提供業(yè)務(wù)的應(yīng)用服務(wù)部署1個資源池,為不直接對外的IT系統(tǒng)部署1個資源池;第3種方式是按照業(yè)務(wù)所需的基礎(chǔ)設(shè)施資源是運(yùn)營商內(nèi)部自用還是對外出租進(jìn)行劃分,為資源出租服務(wù)部署1個資源池,為各類業(yè)務(wù)平臺、IT系統(tǒng)部署1個資源池;第4種方式是完全打破專業(yè)領(lǐng)域,為資源出租服務(wù)

8、、業(yè)務(wù)平臺、IT系統(tǒng)統(tǒng)一部署1個資源池。4種方式的對比見表1。對于計算、存儲資源需求量大的分部機(jī)構(gòu)可以根據(jù)自身的運(yùn)營管理情況,按照方式1、方式2或方式3進(jìn)行部署建設(shè),但需要保證管理平臺遵循相同規(guī)范,資源池統(tǒng)一規(guī)劃,以便于后續(xù)資源池的整合與統(tǒng)一管理。對于計算、存儲資源需求量小的分部機(jī)構(gòu)直接按照方式4進(jìn)行部署建設(shè),統(tǒng)一管理本省所需的計算存儲資源。對于總部機(jī)構(gòu),建議根據(jù)各分部機(jī)構(gòu)的劃分方式,盡可能選擇與大多數(shù)分部機(jī)構(gòu)的劃分方式相適應(yīng)的部署方式。與電信運(yùn)營商在企業(yè)發(fā)展過程中的管理集中/分散、網(wǎng)絡(luò)整合/拆分過程一樣,云的發(fā)展可能也是螺旋式上升圖1國內(nèi)電信運(yùn)營商管理架構(gòu)模型14的過程,資源池可能將面臨不可

9、預(yù)料的融合與拆分,其大小與數(shù)量也將隨之變化,但最終趨勢還是走向融合。3資源池的構(gòu)建3.1資源池的技術(shù)架構(gòu)按照上述思路和原則劃分資源池后,各個資源池在體系架構(gòu)上應(yīng)該是趨同的,技術(shù)架構(gòu)如圖2所示。資源池技術(shù)架構(gòu)主要包含物理資源、虛擬資源、軟件資產(chǎn)和云管理平臺。·物理資源主要包括服務(wù)器、存儲設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備,其為IaaS服務(wù)提供了最底層的物理資源能力。·虛擬化資源池是指通過服務(wù)器虛擬化、存儲虛擬化、網(wǎng)絡(luò)虛擬化等技術(shù),將物理設(shè)備資源進(jìn)行池化,抽象成可管理、可調(diào)度的邏輯資源。·軟件資產(chǎn)目前主要包括操作系統(tǒng)的存放介質(zhì)和License,是實(shí)現(xiàn)虛擬機(jī)模板定制和管理的重要要素。

10、83;云管理平臺定位于實(shí)現(xiàn)對云計算資源的可管、可控和可運(yùn)營,通過實(shí)現(xiàn)對物理設(shè)備(服務(wù)器、存儲和網(wǎng)絡(luò)、邏輯資源(計算資源、存儲資源和網(wǎng)絡(luò)資源的統(tǒng)一管理、監(jiān)控和部署調(diào)度,實(shí)現(xiàn)異構(gòu)虛擬化技術(shù)封裝的虛擬資源的管理、多個地域資源的統(tǒng)一管理以及業(yè)務(wù)流程管理、用戶服務(wù)管理等功能。3.2以“集群”為最小單位的資源池部署方式本文建議電信運(yùn)營商在建設(shè)云計算資源池時,按照“管理域”、“集群”兩級進(jìn)行規(guī)劃、部署和管理,如圖3所示。所謂“集群”,是云計算最初建設(shè)的最小單元,一個集群的設(shè)備必須在同一機(jī)房甚至同一LAN內(nèi),其軟硬件設(shè)備應(yīng)盡可能避免異構(gòu)。提出集群的概念,是考慮到虛擬機(jī)熱遷移范圍、單節(jié)點(diǎn)物理機(jī)納管數(shù)量、共享存儲

11、訪問效率都受限于現(xiàn)有虛擬化技術(shù),需要定義和劃分建設(shè)部署一個基本單元,以保證該單元的性能最優(yōu)化和效率最大化。所謂“管理域”,是從業(yè)務(wù)類型的維度進(jìn)行劃分,通過云計算管理平臺的分權(quán)分域,將承載相同業(yè)務(wù)類型的集群納入統(tǒng)一管理域。提出管理域的概念,是考慮到同類型的業(yè)務(wù)可能由同一個前端業(yè)務(wù)團(tuán)隊(duì)和同一個后端維護(hù)團(tuán)隊(duì)進(jìn)行管理,按照業(yè)務(wù)類型或管理團(tuán)隊(duì)進(jìn)行邏輯劃分能更好地與現(xiàn)有體制銜接,實(shí)現(xiàn)平滑過渡。該部署方式的主要優(yōu)點(diǎn)有如下3個。·軟硬件同構(gòu),更容易體現(xiàn)云計算的技術(shù)特點(diǎn),實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)熱遷移。集群內(nèi)的軟硬件都盡可能保證同構(gòu),避免異構(gòu)帶來的兼容性和互通性問題,能夠最大程度地保證集群內(nèi)的虛擬機(jī)實(shí)現(xiàn)自動、在線的熱

12、遷移。表1總部或各分部的資源池劃分方式劃分方式技術(shù)實(shí)現(xiàn)運(yùn)營管理投資成本方式1:分別解決3個專業(yè)類型的問題域計算資源池規(guī)模較小,管理平臺分建,容易適配不同專業(yè)領(lǐng)域管理需求,實(shí)現(xiàn)相對簡單與現(xiàn)有業(yè)務(wù)運(yùn)營和維護(hù)管理體系相適應(yīng)需要建設(shè)3套管理平臺,資源共享程度相對較低,投資成本大方式2:按照資源池所承載的業(yè)務(wù)是對內(nèi)服務(wù)還是對外服務(wù)進(jìn)行劃分計算資源池規(guī)模較大,管理平臺需要同時滿足2個專業(yè)領(lǐng)域的需求,實(shí)現(xiàn)相對復(fù)雜維護(hù)管理機(jī)制需要一定的適應(yīng)調(diào)整需建設(shè)2套管理平臺,資源共享程度相對高,投資成本相對較小方式3:按照業(yè)務(wù)所需的基礎(chǔ)設(shè)施資源是運(yùn)營商內(nèi)部自用還是對外出租進(jìn)行劃分方式4:統(tǒng)一部署一個資源池計算資源池規(guī)模大

13、,管理平臺需要同時滿足不同專業(yè)領(lǐng)域的需求,實(shí)現(xiàn)最為復(fù)雜維護(hù)管理機(jī)制需要較大的適應(yīng)調(diào)整只需建設(shè)1套管理平臺,資源共享程度高,投資成本最小圖2資源池技術(shù)架構(gòu)15·實(shí)現(xiàn)差異化承載。不同的集群可以使用不同的虛擬化解決方案,可以同時承載處于不同生命周期階段的業(yè)務(wù),實(shí)現(xiàn)不同成本、不同功能的業(yè)務(wù)差異化承載。例如,對于成長期的業(yè)務(wù)應(yīng)用,可以采用高成本、功能豐富的虛擬化軟件;對于衰退期業(yè)務(wù),可以采用低成本的虛擬化軟件。·方便規(guī)劃和建設(shè)。明確了集群作為規(guī)劃和建設(shè)的最小單元,能夠?qū)崿F(xiàn)最小單元化和單元建制化,方便云計算環(huán)境的規(guī)劃和后續(xù)擴(kuò)展;能夠?yàn)橐?guī)劃、建設(shè)和運(yùn)維人員提供明確的物理對象,方便其定位和

14、管理。從技術(shù)角度看,集群由計算子系統(tǒng)、存儲子系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)構(gòu)成,具體架構(gòu)如圖4所示。(1計算子系統(tǒng)配置816臺x86服務(wù)器;建議每臺服務(wù)器的硬件配置(包括CPU、內(nèi)存、網(wǎng)絡(luò)接口在類型和數(shù)量上均一致;支持硬件輔助虛擬化技術(shù),如Intel的VT技術(shù)和AMD的AMD-V技術(shù);網(wǎng)絡(luò)接口配置為48個;使用相同廠商和版本的虛擬化軟件。(2存儲子系統(tǒng)在規(guī)模部署的前提下,建議使用SAN技術(shù)。如果使用FC SAN,則需要部署SAN交換機(jī);如果使用IP SAN,建議使用專用的存儲交換機(jī)形成獨(dú)立的存儲網(wǎng)絡(luò),避免和其他網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)流量搶占帶寬。(3網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)接入交換機(jī)需要支持VLAN、QinQ、QoS等功能;建議通過物

15、理端口+VLAN的方式,將物理服務(wù)器的上聯(lián)通道劃分為業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)通道、虛擬機(jī)遷移數(shù)據(jù)通道、虛擬機(jī)管理通道。4已有業(yè)務(wù)系統(tǒng)遷移至云計算資源池的可行性評估云計算資源池建設(shè)部署完成后,需要考慮將已有的業(yè)務(wù)從物理服務(wù)器環(huán)境遷移至云計算資源池中,由于已有業(yè)務(wù)的業(yè)務(wù)定位與發(fā)展情況、應(yīng)用架構(gòu)、物理資源占用情況都不盡相同,需要進(jìn)行一個細(xì)致的可行性分析評估和判斷已有業(yè)務(wù)是否適合遷移至云計算資源池中。如何對被遷移系統(tǒng)進(jìn)行有效的系統(tǒng)評估,為遷移和整合提供有效的支撐數(shù)據(jù),是遷移前的重要工作,也是遷移和整合過程中的一個難點(diǎn)?？尚行栽u估可以從驅(qū)動力與配備條件是否具備、技術(shù)上是否能夠遷移、技術(shù)上是否適合遷移3方面進(jìn)行。4.1驅(qū)

16、動力與配備條件首先,需要從近期及長遠(yuǎn)的角度明確遷移的驅(qū)動因素是否存在及合理,如遷移后能夠節(jié)約建設(shè)成本、提高業(yè)務(wù)部署效率和靈活性、對企業(yè)更高層面的戰(zhàn)略目標(biāo)執(zhí)行有幫助。這些因素是決定遷移必要性的首要因素,只有在具有明確驅(qū)動力的情況下,才考慮后續(xù)的遷移工作。其次,需要確認(rèn)資源池建設(shè)完成后是否能正常運(yùn)行,考慮是否具有相關(guān)的運(yùn)維人員和維護(hù)保障手段。這些因素是考量是否進(jìn)行遷移工作的客觀條件。4.2遷移的技術(shù)可能性首先,需要明確應(yīng)用系統(tǒng)是否能運(yùn)行在x86服務(wù)器上。如果應(yīng)用系統(tǒng)不能運(yùn)行在x86服務(wù)器上,則不能采用圖3“管理域”和“集群”兩級的資源池部署方式16虛擬化技術(shù),因此無法遷移至云計算資源池中。其次,需

17、要確認(rèn)應(yīng)用系統(tǒng)是否需要配置特殊硬件,如窄帶卡、中繼卡、3D卡、顯卡、加密卡、磁帶機(jī)、infiniband 等。如果具有特殊硬件配置,則不能采用虛擬化技術(shù)。再次,需要確認(rèn)應(yīng)用系統(tǒng)首選什么操作系統(tǒng),版本編號是什么,還有哪些候選的操作系統(tǒng)。檢查首選操作系統(tǒng)版本是否在主流的虛擬化軟件的兼容列表內(nèi),如果不在兼容列表內(nèi),則檢查后續(xù)操作系統(tǒng)版本是否在主流的虛擬化軟件的兼容列表內(nèi),如果仍然不在兼容列表內(nèi),則不能采用虛擬化技術(shù)。4.3遷移的適宜程度可以從3個方面評估業(yè)務(wù)遷移的適宜程度:業(yè)務(wù)的保障要求、已有硬件配置和資源利用情況、應(yīng)用系統(tǒng)架構(gòu)與業(yè)務(wù)邏輯。評估業(yè)務(wù)應(yīng)用的業(yè)務(wù)規(guī)模和活躍用戶情況,評價業(yè)務(wù)目前處于生命周

18、期的哪一個階段,如發(fā)展期、成熟期、衰退期,根據(jù)對業(yè)務(wù)的評估結(jié)果判斷使用什么類型的虛擬化軟件。如果業(yè)務(wù)保障要求高,建議使用商用成熟度、可靠性高等高級功能完善的虛擬化軟件,但購買成本相對較高;如果業(yè)務(wù)保障要求不高,可采用低成本、只具有基本可靠性功能的虛擬化軟件。具體的判斷方法見表2。另外,部分虛擬化軟件目前還不支持雙機(jī)熱備份,如果業(yè)務(wù)應(yīng)用需要部署服務(wù)器的雙機(jī)熱備份,則需要選用能夠支持此功能的虛擬化軟件。圖4集群具體架構(gòu)表2根據(jù)業(yè)務(wù)保障要求判斷虛擬化部署方案業(yè)務(wù)規(guī)模并發(fā)用戶生命周期階段虛擬化部署初步建議業(yè)務(wù)規(guī)模大并發(fā)用戶多發(fā)展期、成熟期使用成熟度高、可靠性高的虛擬化軟件衰退期并發(fā)用戶少發(fā)展期、成熟期

19、衰退期使用低成本虛擬化軟件業(yè)務(wù)規(guī)模小并發(fā)用戶多發(fā)展期、成熟期使用成熟度高、可靠性高的虛擬化軟件衰退期使用低成本虛擬化軟件并發(fā)用戶少發(fā)展期、成熟期使用成熟度高、可靠性高的虛擬化軟件衰退期使用低成本虛擬化軟件17電信科學(xué) 2011 年第 10 期 專題：云計算技術(shù)與應(yīng)用 電信級云計算平臺安全策略研究 汪來富，沈 軍，金華敏 （中國電信股份有限公司廣東研究院 廣州 510630 ） 摘 要 安全性和隱私保護(hù)是廣大用戶評估云計算服務(wù)最重要的考量因素， 是云計算健康可持續(xù)發(fā)展的 基 礎(chǔ) 。 本 文 結(jié) 合 電 信 級 云 計 算 平 臺 及 其 服 務(wù) 提 供 特 點(diǎn) ， 提 出 從 基 礎(chǔ) 設(shè) 施 安

20、 全 、底 層 架 構(gòu) 安 全 、用 戶 信 息 安 全 、運(yùn) 營 管 理 安 全 等 多 個 層 面 構(gòu) 建 縱 深 的 云 計 算 應(yīng) 用 安 全 防 御 體 系 ， 并 給 出 具 體 的 安 全 策 略部署及實(shí)施建議。 關(guān)鍵詞 云 計 算 ；云 安 全 ；網(wǎng) 絡(luò) 安 全 1 引言 云計算技術(shù)及應(yīng)用的迅速發(fā)展 ，將成為推動 ICT 產(chǎn)業(yè) 也將產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。 對于電信運(yùn)營商來說 ，引入云計算 技術(shù)構(gòu)建電信級的云計算應(yīng)用平臺 ，可以實(shí)現(xiàn)物理資源的 高效整合，實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)的快速測試、部署和上線 ；并可基于海 量的信息處理能力將 IT 能力作為一項(xiàng)基礎(chǔ)設(shè)施 服 務(wù) 按 需 廣東研究院數(shù)據(jù)通信研究部部長， 主要從事下一代互聯(lián)網(wǎng)和云 計算方面的研究工作。 下一輪突破發(fā)展的重要驅(qū)動力 ，對于我國信息化應(yīng)用水平 限公司廣東研究院數(shù)據(jù)通信研究部副部長， 主要從事網(wǎng)絡(luò)安全 和云計算方 面 的 研 究 工 作 ；唐 宏 ，學(xué) 士 ，中 國 電 信 股 份 有 限 公 司 Summ