1 引言
經(jīng)過多年的滾動建設，運營商已經(jīng)建成了較為完善的IT支撐系統(tǒng)、業(yè)務平臺等IT系統(tǒng)。然而，運營商的IT系統(tǒng)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(tǒng)“山頭林立”，運營商各省公司擁有為數(shù)眾多的硬件平臺，并且硬件能力是按照各應用系統(tǒng)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(lián)網(wǎng)的服務提供架構，用戶可以通過互聯(lián)網(wǎng)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(tǒng)一的私有云，整合IT支撐系統(tǒng)和業(yè)務平臺，實現(xiàn)IT資源共享與按需分配，可以幫助運營商優(yōu)化信息基礎設施、業(yè)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(tǒng)及信息基礎設施的可持續(xù)發(fā)展能力。
2 運營商IT系統(tǒng)建設現(xiàn)狀
為了滿足業(yè)務規(guī)模、網(wǎng)絡規(guī)模的持續(xù)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(tǒng)和業(yè)務平臺，這些系統(tǒng)規(guī)模大小不一、業(yè)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(tǒng)主要由面向客戶服務和業(yè)務管理的BSS(Business Support System，業(yè)務支撐系統(tǒng))、面向通信網(wǎng)絡管理的OSS(Operational Support System，網(wǎng)管支撐系統(tǒng))以及面向企業(yè)內部管理的MSS(Management Support System，管理支撐系統(tǒng))三部分組成；業(yè)務平臺主要由基礎能力類業(yè)務平臺和增值業(yè)務類業(yè)務平臺組成。其中，BSS主要包括BOSS(Business Operating Support System，業(yè)務運營支撐系統(tǒng))、CRM(Customer Relationship Management，客戶關系管理系統(tǒng))、BASS(Business Analysis Support System，經(jīng)營分析系統(tǒng))、呼叫中心等；OSS主要包括傳輸網(wǎng)網(wǎng)管系統(tǒng)、話務網(wǎng)網(wǎng)管系統(tǒng)、EOMS(Electric Operation Maintenance System，電子運行維護系統(tǒng))等；MSS主要包括統(tǒng)一信息平臺、人力資源管理系統(tǒng)、計劃管理系統(tǒng)等；基礎能力類業(yè)務平臺主要包括多媒體彩鈴平臺、彩信中心、彩信網(wǎng)關、短信中心等；增值業(yè)務類業(yè)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(tǒng)和業(yè)務平臺等IT系統(tǒng)的硬件設備主要包括小型機、X86服務器、存儲設備、網(wǎng)絡設備、安全設備等，且大部分硬件環(huán)境是按照應用系統(tǒng)的峰值負載進行配置。隨著用戶規(guī)模和業(yè)務的不斷發(fā)展，硬件設備規(guī)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(tǒng)的系統(tǒng)建設模式存在諸多問題：煙囪式的系統(tǒng)架構造成重復建設和資源浪費，管理和維護繁瑣；系統(tǒng)建設周期長，無法快速提供業(yè)務部署能力；資源利用率低，設備能耗高，不利于節(jié)能減排。
3 運營商私有云架構設計方案
為了解決傳統(tǒng)系統(tǒng)建設中存在的問題，必須從根本上改變IT系統(tǒng)的建設模式，通過構建運營商私有云進行系統(tǒng)間硬件資源的融合共享，實現(xiàn)硬件資源按照各系統(tǒng)需求動態(tài)分配，以“資源池”的形式為IT支撐系統(tǒng)和業(yè)務平臺等內部各類IT應用系統(tǒng)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(yè)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(tǒng)和業(yè)務平臺等內部各類IT系統(tǒng)，其由私有云管理平臺和一個或多個資源池系統(tǒng)組成。資源池系統(tǒng)提供各類IT系統(tǒng)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(wǎng)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(jù)應用系統(tǒng)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(wěn)定性和可靠性要求較高的關鍵應用系統(tǒng)，私有云向該類應用系統(tǒng)提供小型機計算資源，包括小型機的操作系統(tǒng)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(tǒng)、SAN(Storage Area Network，存儲區(qū)域網(wǎng)絡)存儲設備、日志詳單類數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)、NoSQL(Not Only SQL，非關系型數(shù)據(jù)庫)存儲系統(tǒng)和對象存儲系統(tǒng)提供。其中，分布式文件存儲、對象存儲、NoSQL和日志詳單類數(shù)據(jù)存儲基于X86服務器實現(xiàn)；SAN存儲基于磁盤陣列實現(xiàn)。
(3)網(wǎng)絡類資源
私有云網(wǎng)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(tǒng)之間的資源管理接口配合來下發(fā)資源管理指令。同時，私有云管理平臺還與運營商的EOMS、網(wǎng)管系統(tǒng)、ISMG(Internet Short Message Gateway，短信網(wǎng)關)系統(tǒng)和4A系統(tǒng)相連接。一個資源池系統(tǒng)可根據(jù)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(wǎng)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(qū)。安全域分區(qū)僅針對計算資源，不跨數(shù)據(jù)中心部署。
3.2 私有云組網(wǎng)方案
綜合考慮業(yè)界云計算成功實施經(jīng)驗，結合運營商自身業(yè)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(wǎng)絡組網(wǎng)分為三層：網(wǎng)絡出口層、核心層和業(yè)務接入層。
(1)網(wǎng)絡出口層
網(wǎng)絡出口層負責私有云與外部網(wǎng)絡的互聯(lián)，保證資源池內部網(wǎng)絡高速訪問互聯(lián)網(wǎng)和IP專用承載網(wǎng)，并對資源池內網(wǎng)和外網(wǎng)的路由信息進行轉換及維護。在網(wǎng)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(wǎng)絡內的接入層交換設備，保證網(wǎng)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(lián)。在核心層部署防火墻，用于網(wǎng)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(wǎng)狀互聯(lián)方式。
(3)業(yè)務接入層
業(yè)務接入層包括網(wǎng)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(yè)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(lián)約40臺計算服務器，以4*40GE鏈路上聯(lián)；每對存儲接入交換機下聯(lián)約30臺MPP/Hadoop服務器，以4*40GE鏈路上聯(lián)。
4 運營商IT系統(tǒng)云化整合建設策略
云計算技術正在逐步替代傳統(tǒng)IT技術，成為運營商優(yōu)化IT系統(tǒng)及信息基礎設施的重要手段。通過構建統(tǒng)一的私有云資源池，推動IT支撐系統(tǒng)與業(yè)務平臺向私有云資源池的遷移，對于運營商實現(xiàn)IT設備資源的集中建設和集中采購、發(fā)揮云計算規(guī)模優(yōu)勢、降低建設和采購成本具有重要意義。
IT支撐系統(tǒng)與業(yè)務平臺云化整合應遵循“統(tǒng)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(tǒng)基于私有云建設的模式展開。
4.1 IT支撐系統(tǒng)云化整合建設策略
IT支撐系統(tǒng)多為“交易型數(shù)據(jù)庫”應用(以關系型數(shù)據(jù)庫為核心的實時交易類或批量操作，數(shù)據(jù)處理規(guī)模較大，數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)存儲應用，現(xiàn)網(wǎng)較大比例采用“Unix小型機+高端磁盤陣列”架構實現(xiàn)。IT支撐系統(tǒng)云化整合方案建議從小應用整合、分析類應用和海量數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)入手，逐步推進IT支撐系統(tǒng)向私有云遷移。
(1)BOSS/CRM等關鍵的交易型核心數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)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(shù)據(jù)庫應用，在新建及系統(tǒng)擴容中，積極推動數(shù)據(jù)倉庫由傳統(tǒng)“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(xiàn)Web/APP應用的分布式計算、平行擴展、負載均衡和高穩(wěn)定性。
4.2 業(yè)務平臺云化整合建設策略
目前業(yè)務平臺大多數(shù)為“規(guī)模事務類”應用(即并發(fā)請求數(shù)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(shù)業(yè)務平臺已采用X86服務器集群+數(shù)據(jù)庫服務器的部署模式。因此，業(yè)務平臺云化整合方案建議從現(xiàn)有業(yè)務平臺進一步云化改造入手，在系統(tǒng)新建及擴容過程中逐步推進各類業(yè)務平臺向私有云遷移。
(1)加快運營商各類業(yè)務平臺的X86架構改造，逐步將WAP網(wǎng)關、彩信中心、無線城市、短信中心、短信網(wǎng)關、LBS(Location Based Services，位置服務)、短號短信等業(yè)務平臺遷移至私有云X86服務器資源池上。
(2)新建及擴容業(yè)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(xiàn)業(yè)務的快速申請和上線部署。
5 結束語
與基礎通信網(wǎng)絡不同，IT支撐系統(tǒng)和業(yè)務平臺等IT系統(tǒng)先天就具有集中化的特點。集中化部署是業(yè)界發(fā)展趨勢，也是運營商實現(xiàn)“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(yōu)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(tǒng)和業(yè)務平臺，可以實現(xiàn)IT系統(tǒng)集中化整合，靈活快速地為應用系統(tǒng)提供硬件資源，滿足應用系統(tǒng)的彈性資源需求，從而有效促進運營商IT系統(tǒng)集中化戰(zhàn)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(xiàn)節(jié)能減排的目標。
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本文標題：運營商私有云架構設計及IT系統(tǒng)整合策略
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