1 引言
經過多年的滾動建設，運營商已經建成了較為完善的IT支撐系統、業務平臺等IT系統。然而，運營商的IT系統建設目前主要還是以分散獨立的“煙囪式”建設模式為主。IT系統“山頭林立”，運營商各省公司擁有為數眾多的硬件平臺，并且硬件能力是按照各應用系統的峰值負載進行配置，在大多時間里資源的利用率較低。
云計算作為新型IT基礎設施和基于互聯網的服務提供架構，用戶可以通過互聯網以按需、易擴展的方式獲得所需的基礎設施、平臺、軟件(或應用)等。通過構建統一的私有云，整合IT支撐系統和業務平臺，實現IT資源共享與按需分配，可以幫助運營商優化信息基礎設施、業務流程和管理體制，降低IT建設和維護成本，提高資源利用和運營維護效率，從而提升運營商IT系統及信息基礎設施的可持續發展能力。
2 運營商IT系統建設現狀
為了滿足業務規模、網絡規模的持續增長以及提高精細化管理水平的需要，運營商以省集中的模式建設了大量的IT支撐系統和業務平臺，這些系統規模大小不一、業務用途各異，且每年以滾動建設的方式快速膨脹。以某運營商省公司為例，IT支撐系統主要由面向客戶服務和業務管理的BSS(Business Support System，業務支撐系統)、面向通信網絡管理的OSS(Operational Support System，網管支撐系統)以及面向企業內部管理的MSS(Management Support System，管理支撐系統)三部分組成；業務平臺主要由基礎能力類業務平臺和增值業務類業務平臺組成。其中，BSS主要包括BOSS(Business Operating Support System，業務運營支撐系統)、CRM(Customer Relationship Management，客戶關系管理系統)、BASS(Business Analysis Support System，經營分析系統)、呼叫中心等；OSS主要包括傳輸網網管系統、話務網網管系統、EOMS(Electric Operation Maintenance System，電子運行維護系統)等；MSS主要包括統一信息平臺、人力資源管理系統、計劃管理系統等；基礎能力類業務平臺主要包括多媒體彩鈴平臺、彩信中心、彩信網關、短信中心等；增值業務類業務平臺主要包括飛信、號簿管家、手機閱讀、139郵箱等。
運營商IT支撐系統和業務平臺等IT系統的硬件設備主要包括小型機、X86服務器、存儲設備、網絡設備、安全設備等，且大部分硬件環境是按照應用系統的峰值負載進行配置。隨著用戶規模和業務的不斷發展，硬件設備規模日趨龐大，給建設部門和維護部門造成了沉重的壓力，傳統的系統建設模式存在諸多問題：煙囪式的系統架構造成重復建設和資源浪費，管理和維護繁瑣；系統建設周期長，無法快速提供業務部署能力；資源利用率低，設備能耗高，不利于節能減排。
3 運營商私有云架構設計方案
為了解決傳統系統建設中存在的問題，必須從根本上改變IT系統的建設模式，通過構建運營商私有云進行系統間硬件資源的融合共享，實現硬件資源按照各系統需求動態分配，以“資源池”的形式為IT支撐系統和業務平臺等內部各類IT應用系統提供基礎設施資源，達到提高資源利用率、降低投資成本、快速業務部署的目的。 3.1 私有云體系架構
運營商私有云用以承載IT支撐系統和業務平臺等內部各類IT系統，其由私有云管理平臺和一個或多個資源池系統組成。資源池系統提供各類IT系統部署和運行所需的IT基礎設施，主要由計算類資源、存儲類資源、網絡類資源組成。運營商私有云體系架構如圖1所示：
(1)計算類資源
根據應用系統對資源的管理、使用、安全、性能等方面的需求特點的不同，私有云資源池提供的計算類資源主要包括X86服務器(物理機、虛擬機)資源和小型機資源，由X86服務器、小型機提供。其中，對穩定性和可靠性要求較高的關鍵應用系統，私有云向該類應用系統提供小型機計算資源，包括小型機的操作系統和通用軟件的部署。
(2)存儲類資源
私有云存儲資源由分布式文件系統、SAN(Storage Area Network，存儲區域網絡)存儲設備、日志詳單類數據存儲系統、NoSQL(Not Only SQL，非關系型數據庫)存儲系統和對象存儲系統提供。其中，分布式文件存儲、對象存儲、NoSQL和日志詳單類數據存儲基于X86服務器實現；SAN存儲基于磁盤陣列實現。
(3)網絡類資源
私有云網絡資源包括IP資源、帶寬資源、防火墻資源、負載均衡資源等，由路由器/交換機、防火墻、負載均衡器等設備提供。
(4)私有云管理平臺
私有云管理平臺負責私有云各種IT資源的管理，其通過與資源池系統之間的資源管理接口配合來下發資源管理指令。同時，私有云管理平臺還與運營商的EOMS、網管系統、ISMG(Internet Short Message Gateway，短信網關)系統和4A系統相連接。一個資源池系統可根據不同的管理服務要求和安全等級，將其中的IT基礎設施資源劃分為不同的子集合，并在安全、網絡、服務等方面進行必要的物理或邏輯隔離，形成安全域分區。安全域分區僅針對計算資源，不跨數據中心部署。
3.2 私有云組網方案
綜合考慮業界云計算成功實施經驗，結合運營商自身業務特點，采用層次化和模塊化的設計方案，建議運營商私有云網絡組網分為三層：網絡出口層、核心層和業務接入層。
(1)網絡出口層
網絡出口層負責私有云與外部網絡的互聯，保證資源池內部網絡高速訪問互聯網和IP專用承載網，并對資源池內網和外網的路由信息進行轉換及維護。在網絡出口層部署防火墻，且與核心層防火墻構成雙層異構。
(2)核心層
核心層向下負責匯聚網絡內的接入層交換設備，保證網絡內接入層交換設備之間的高速交換；向上與出口路由設備進行互聯。在核心層部署防火墻，用于網絡地址轉換并提供安全防護。接入交換機至核心交換機采用全網狀互聯方式。
(3)業務接入層
業務接入層包括網絡接入設備、機架式服務器(含計算設備、云存儲和塊存儲設備)。其中，機架式服務器首先接入業務/存儲接入交換機，接入交換機成對配置。每對計算接入交換機下聯約40臺計算服務器，以4*40GE鏈路上聯；每對存儲接入交換機下聯約30臺MPP/Hadoop服務器，以4*40GE鏈路上聯。
4 運營商IT系統云化整合建設策略
云計算技術正在逐步替代傳統IT技術，成為運營商優化IT系統及信息基礎設施的重要手段。通過構建統一的私有云資源池，推動IT支撐系統與業務平臺向私有云資源池的遷移，對于運營商實現IT設備資源的集中建設和集中采購、發揮云計算規模優勢、降低建設和采購成本具有重要意義。
IT支撐系統與業務平臺云化整合應遵循“統分兼顧，逐步集中”的建設實施指導原則，初期采用已有平臺改造和新建及擴容系統基于私有云建設的模式展開。
4.1 IT支撐系統云化整合建設策略
IT支撐系統多為“交易型數據庫”應用(以關系型數據庫為核心的實時交易類或批量操作，數據處理規模較大，數據關系復雜，對資源的性能和可靠性要求很高)、分析類應用和海量數據存儲應用，現網較大比例采用“Unix小型機+高端磁盤陣列”架構實現。IT支撐系統云化整合方案建議從小應用整合、分析類應用和海量數據存儲系統入手，逐步推進IT支撐系統向私有云遷移。
(1)BOSS/CRM等關鍵的交易型核心數據庫系統對資源的可靠性、性能、安全性等要求很高，建議部署在私有云小型機資源和FC SAN存儲上。
(2)對于分析類數據庫應用，在新建及系統擴容中，積極推動數據倉庫由傳統“Unix小型機+高端磁盤陣列”架構向基于X86服務器的MPP/Hadoop集群遷移。
(3)對于Web/APP應用，建議部署在私有云X86計算資源上，利用先進的軟件架構與X86服務器技術相結合，實現Web/APP應用的分布式計算、平行擴展、負載均衡和高穩定性。
4.2 業務平臺云化整合建設策略
目前業務平臺大多數為“規模事務類”應用(即并發請求數量大且相互獨立，單個請求處理量小)，這類應用更適合承載在私有云資源池上，且目前多數業務平臺已采用X86服務器集群+數據庫服務器的部署模式。因此，業務平臺云化整合方案建議從現有業務平臺進一步云化改造入手，在系統新建及擴容過程中逐步推進各類業務平臺向私有云遷移。
(1)加快運營商各類業務平臺的X86架構改造，逐步將WAP網關、彩信中心、無線城市、短信中心、短信網關、LBS(Location Based Services，位置服務)、短號短信等業務平臺遷移至私有云X86服務器資源池上。
(2)新建及擴容業務平臺全部由私有云承載，并在部署中充分考慮錯峰填谷、安全性、資源共享效率等因素，降低IT建設和維護成本，提高資源利用率，實現業務的快速申請和上線部署。
5 結束語
與基礎通信網絡不同，IT支撐系統和業務平臺等IT系統先天就具有集中化的特點。集中化部署是業界發展趨勢，也是運營商實現“低成本高效運營”的重要手段。云計算的基本思想是“集中力量辦大事”，不僅技術本身具有集中化優勢，而且管理流程上也提出集中化要求。基于私有云集中承載原有IT支撐系統和業務平臺，可以實現IT系統集中化整合，靈活快速地為應用系統提供硬件資源，滿足應用系統的彈性資源需求，從而有效促進運營商IT系統集中化戰略的實施，提高資源的利用效率，降低對能源的消耗和后期運營成本，最終實現節能減排的目標。
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