電信運(yùn)營商在云計算時代的應(yīng)變之道

孫少陵 武 威

中國移動研究院 北京 100053

概述

云計算最開始源于效能計算的概念。1961年,斯坦福的教授提出計算像水和電一樣可以集中提供,不需要有自己的設(shè)施,只要有管道接過來就可以。到了1999年,Salesforce公司在美國開始提供在線CRM應(yīng)用,這種方式大大降低了用戶實現(xiàn)信息化的門檻,和傳統(tǒng)的Oracle模式進(jìn)行競爭,被看成是云計算SaaS服務(wù)的先驅(qū)。2001年,Google的CEO在搜索引擎大會上首次提出了“Cloud Computing”概念,2003年逐步開始在內(nèi)部使用云計算來實現(xiàn)海量的數(shù)據(jù)存儲和處理;2008年提出Google App Engine(GAE)云計算平臺;2006年,Amazon正式對外推出彈性計算服務(wù)(EC2)。在整個云計算領(lǐng)域里,Amazon的盈利模式最為明晰,它通過把服務(wù)器的CPU、存儲、內(nèi)存、磁盤空間、網(wǎng)絡(luò)帶寬等等抽象出來,向用戶提供豐富的基礎(chǔ)服務(wù)和增值服務(wù),在商業(yè)上取得了巨大成功,因而為云計算提供了商業(yè)模式上的標(biāo)桿,同時激活了全球?qū)υ朴嬎愕臒崆?。?007年以后,云計算成為業(yè)界最熱的詞匯之一。

目前,業(yè)界對于云計算的概念理解不一。中國移動認(rèn)為,云計算是利用大規(guī)模低成本運(yùn)算單元通過IP網(wǎng)絡(luò)連接,以提供各種計算和存儲服務(wù)的IT系統(tǒng)。云計算有五個特征:第一是擴(kuò)展性,基本上可以達(dá)到無限,不像傳統(tǒng)的IT系統(tǒng)到了一定的容量就必須采取解決方案;第二是系統(tǒng)具有非常高的彈性,既可以向上擴(kuò)展規(guī)模也可以根據(jù)用戶的需求去減少資源的占用;第三是資源以共享的形式存在,也就是說云計算實際上是體現(xiàn)對于計算、存儲網(wǎng)絡(luò)資源的抽象,形成資源池,根據(jù)用戶和業(yè)務(wù)的需求大家可以實現(xiàn)共享;第四是動態(tài)分配,按需去進(jìn)行申請,同時按需進(jìn)行多力度的計費(fèi);第五是跨地域,云計算要實現(xiàn)各個數(shù)據(jù)之間的網(wǎng)絡(luò)資源統(tǒng)一調(diào)配。

根據(jù)它的服務(wù)模式,云計算分為IaaS、PaaS、SaaS;根據(jù)它的服務(wù)對象分為公有云、私有云和混合云。云計算的技術(shù)架構(gòu)分為三個層次:資源層、平臺層和應(yīng)用層。資源層是提供物理、虛擬的層面;平臺層把一些業(yè)務(wù)能力還有用戶狀態(tài)等抽象出來,可以向上提供調(diào)用;應(yīng)用層就是第三方或者運(yùn)營商自己的一些軟件實現(xiàn)。云計算的關(guān)鍵技術(shù)包括虛擬化技術(shù)、分布式存儲和文件系統(tǒng),以及并行計算技術(shù)、云計算管理系統(tǒng)、綠色節(jié)能技術(shù)和安全等。

1 全球云計算進(jìn)入商用發(fā)展快車道

圖1 Gartner對云計算市場的預(yù)測

如圖1所示,在Gartner2012年發(fā)布的云計算炒作曲線(Hyper Cycle)中,云計算已經(jīng)跨越了預(yù)期膨脹的高峰,開始朝理性回歸。根據(jù)Gartner的預(yù)測,截至2013年,SaaS依然在云計算市場份額中占有最高比例,IaaS保持著最高的符合增長率,PaaS盡管增長速度也比較快,但在總體市場份額中所占比例很小。

Amazon在全球公有云市場保持領(lǐng)先地位,僅2013年一季度就上線了39項新的功能,并在美國中情局6億美元的云計算采購項目中力克IBM,據(jù)Macquarie投行估計,其2013年營收將達(dá)到38億美元,比2012年增長81%(截至2014年2月數(shù)據(jù))。Amazon的CEO貝索斯認(rèn)為,AWS(Amazon Web Services)的規(guī)模至少能夠和其零售業(yè)務(wù)持平(2013年Amazon零售業(yè)務(wù)營收預(yù)期達(dá)736億美元,截至2014年2月數(shù)據(jù))。

中國云計算運(yùn)營商也開始了規(guī)模商用的步伐,目前阿里云上已托管了數(shù)十萬家企業(yè)的業(yè)務(wù)系統(tǒng)和應(yīng)用,每天請求和訪問數(shù)超過數(shù)十億次,國內(nèi)各運(yùn)營商、互聯(lián)網(wǎng)公司和設(shè)備制造商也紛紛緊鑼密鼓地進(jìn)行云計算商用部署和服務(wù)提供。可以預(yù)見,未來的1～2年,云計算市場將迎來規(guī)模發(fā)展階段。

2 云計算為運(yùn)營商提供了向互聯(lián)網(wǎng)轉(zhuǎn)型的難得機(jī)遇

移動互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用和智能終端的快速發(fā)展對傳統(tǒng)電信運(yùn)營商造成了巨大沖擊,短信收入連年下滑,話音業(yè)務(wù)增長也出現(xiàn)拐點。移動互聯(lián)網(wǎng)趨勢不可逆轉(zhuǎn),為順應(yīng)時代發(fā)展,運(yùn)營商紛紛提出去電信化、實現(xiàn)移動互聯(lián)網(wǎng)轉(zhuǎn)型。

電信時代,用戶之間話音、數(shù)據(jù)的通信建立以及增值業(yè)務(wù)的實現(xiàn)都需要通過核心網(wǎng)中的網(wǎng)元設(shè)備實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)智能。到了互聯(lián)網(wǎng)時代,隨著網(wǎng)絡(luò)的寬帶化和終端的智能化,核心網(wǎng)中的業(yè)務(wù)邏輯控制功能逐步向終端和應(yīng)用平臺轉(zhuǎn)移,互聯(lián)網(wǎng)公司以O(shè)TT(Over The Top)的模式實現(xiàn)越來越多的業(yè)務(wù),使運(yùn)營商網(wǎng)絡(luò)迅速管道化。

云計算的出現(xiàn)為運(yùn)營商帶來新的機(jī)遇,云計算把各種IT資源和能力變成一種在線服務(wù),以電信運(yùn)營商所熟悉的方式按需提供給用戶,按用戶使用量進(jìn)行計費(fèi)、收費(fèi)。

運(yùn)營商發(fā)展云計算具有四大優(yōu)勢。

1) 資源優(yōu)勢。云計算服務(wù)的基礎(chǔ)資源是數(shù)據(jù)中心、網(wǎng)絡(luò)帶寬等基礎(chǔ)設(shè)施,電信運(yùn)營商擁有全國范圍豐富的IDC、接入網(wǎng)、傳送網(wǎng)、國際互聯(lián)網(wǎng)等網(wǎng)絡(luò)資源和IT資源,在發(fā)展云計算方面具有天然優(yōu)勢。

2) 服務(wù)優(yōu)勢。云計算是通過互聯(lián)網(wǎng)提供的一種公眾服務(wù),需要高水平的運(yùn)營管理和客戶服務(wù),電信運(yùn)營商長期提供公眾信息化服務(wù),建立了完善的市場營銷、客戶服務(wù)、系統(tǒng)運(yùn)維、計費(fèi)結(jié)算等專業(yè)化隊伍和IT支撐系統(tǒng),了解從政府、大型集團(tuán)客戶到中小企業(yè)和個人用戶的需求,能夠為用戶提供電信級、高質(zhì)量的云計算服務(wù)。

3) 品牌優(yōu)勢。云計算為用戶托管核心的應(yīng)用和數(shù)據(jù),對服務(wù)提供商提出了很高的安全要求,電信運(yùn)營商作為大型國有企業(yè),具有較高的品牌信譽(yù)度,有能力為用戶提供安全和值得信賴的服務(wù)。

4) 產(chǎn)業(yè)合作優(yōu)勢。云計算需要滿足社會信息化的各方面需求,任何一個企業(yè)無法獨(dú)立提供從基礎(chǔ)設(shè)施(IaaS)到平臺(PaaS)、應(yīng)用(SaaS)的全部服務(wù),需要產(chǎn)業(yè)鏈各方廣泛合作。電信運(yùn)營商長期與網(wǎng)絡(luò)設(shè)備制造商、終端設(shè)備制造商、系統(tǒng)集成商、應(yīng)用開發(fā)商等產(chǎn)業(yè)環(huán)節(jié)進(jìn)行合作,具有較高的產(chǎn)業(yè)號召力,有能力建立良好的商業(yè)模式、整合產(chǎn)業(yè)鏈各方的資源。

如圖2所示,在云計算時代,如果運(yùn)營商把握產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型的契機(jī),依托云計算重新匯聚網(wǎng)絡(luò)智能,將有機(jī)會在互聯(lián)網(wǎng)時代構(gòu)建新的“核心網(wǎng)”,重新成為社會信息服務(wù)的交換中心。

圖2 運(yùn)營商借云計算契機(jī)向互聯(lián)網(wǎng)轉(zhuǎn)型

與全球很多的先驅(qū)企業(yè)來比,中國移動在云計算方面是比較后進(jìn)的企業(yè)。但是在國內(nèi)的運(yùn)營商和國內(nèi)所有企業(yè)中,中國移動的起步是比較早的。中國移動從2007年開始做云計算方面的研究,包括一些開發(fā)的工作,目前“大云”計劃已經(jīng)取得了較好的進(jìn)展[1]。

“大云”計劃是中國移動研究院為打造中國移動云計算基礎(chǔ)設(shè)施的關(guān)鍵技術(shù)而研究及原型系統(tǒng)開發(fā)計劃,既是為了滿足中國移動IT支撐系統(tǒng)高性能、低成本、可擴(kuò)展、高可靠性的IT計算和存儲的需要,也是為了滿足中國移動提供互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)和服務(wù)的需要。

中國移動“大云”的技術(shù)架構(gòu)借鑒了Google和Amazon兩種技術(shù)架構(gòu),如圖3所示,是在開源軟件基礎(chǔ)上自主開發(fā)的系統(tǒng),包括分布式文件系統(tǒng)、分布式海量數(shù)據(jù)倉庫、分布式計算框架、集群管理、云存儲系統(tǒng)、彈性計算系統(tǒng)以及并行數(shù)據(jù)挖掘工具等關(guān)鍵功能。

圖3 中國移動“大云”技術(shù)架構(gòu)

1) 分布式文件系統(tǒng)。為保證高可用、高可靠和經(jīng)濟(jì)性,采用分布式冗余存儲的方式來存儲數(shù)據(jù),以高可靠軟件來彌補(bǔ)硬件的不可靠。

2) 分布式海量數(shù)據(jù)倉庫。采用列存儲的數(shù)據(jù)管理模式保證海量數(shù)據(jù)存儲和分析性能。

3) 分布式計算框架。采用MapReduce并行編程模式將任務(wù)自動分成多個子任務(wù),通過Map和Reduce兩步實現(xiàn)任務(wù)在大規(guī)模計算節(jié)點中的調(diào)度與分配,保證后臺復(fù)雜的并行執(zhí)行和任務(wù)調(diào)度向用戶和編程人員透明。

4) 集群管理。使大量的服務(wù)器協(xié)同工作,方便進(jìn)行業(yè)務(wù)部署和開通,快速發(fā)現(xiàn)和恢復(fù)系統(tǒng)故障,通過自動化、智能化的手段實現(xiàn)大規(guī)模系統(tǒng)的可運(yùn)營、可管理。

5) 云存儲系統(tǒng)。利用“大云”平臺存放、管理用戶的文件(如照片、視頻、文檔等),根據(jù)企業(yè)用戶和個人用戶的不同使用方式,提供多種便捷的文件獲取方式,同時支持用戶之間的文件共享。

6) 彈性計算系統(tǒng)。使用開源Xen、KVM提供計算資源的虛擬化。通過對計算資源、網(wǎng)絡(luò)資源和存儲資源進(jìn)行集中管理和調(diào)度,并與用戶自服務(wù)流程進(jìn)行管理整合來提供彈性計算服務(wù)。

7) 并行數(shù)據(jù)挖掘工具?；凇按笤啤钡牟⑿袛?shù)據(jù)挖掘工具庫,提供基于SaaS的數(shù)據(jù)挖掘服務(wù),支持高性能低成本的商務(wù)智能應(yīng)用開發(fā)。

在推動云計算中,中國移動本身也體驗到了云計算的便捷和高效。例如:中國移動研究院自己內(nèi)部實驗室的IT系統(tǒng)經(jīng)過虛擬化用云計算的方式進(jìn)行管理,12臺物理服務(wù)器能夠提供100多臺的虛擬服務(wù)器,讓研究院的效率提高了8～10倍,而且能耗降低了70%,占地面積降低了60%。其他用戶通過應(yīng)用中國移動的云計算,效果也非常明顯。在數(shù)據(jù)挖掘方面,云計算匹配度達(dá)到90%,處理的速度比傳統(tǒng)解決方案提高了30倍,數(shù)據(jù)挖掘的性能提高了9倍,整個系統(tǒng)性能提高3～7倍,而實際成本只是原來的六分之一,同時在耗電和機(jī)房占用方面和原來的解決方案基本持平。

3 運(yùn)營商發(fā)展云計算面臨的挑戰(zhàn)

盡管運(yùn)營商在發(fā)展云計算方面具有獨(dú)特優(yōu)勢,這些優(yōu)勢并沒有換來市場上的成功,目前云計算市場中真正的領(lǐng)導(dǎo)者通常來自于互聯(lián)網(wǎng)公司,究其原因,云計算本質(zhì)上是一種互聯(lián)網(wǎng)服務(wù),在發(fā)展云計算方面,電信運(yùn)營商面臨諸多局限。

1) 分區(qū)域、分職能的組織架構(gòu)和運(yùn)營管理體系。國內(nèi)的電信運(yùn)營商均采用總部-省公司的公司組織架構(gòu)以及相應(yīng)的運(yùn)營管理體系和流程。這種組織架構(gòu)適合于服務(wù)于本地用戶的傳統(tǒng)通信網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)營,不適用于云計算這種無地域限制的互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)形式。此外,面向公眾的云計算服務(wù)運(yùn)營,需要IT、網(wǎng)絡(luò)、計費(fèi)、市場等相關(guān)團(tuán)隊的密切合作。傳統(tǒng)運(yùn)營商現(xiàn)有職能部門職責(zé)仍是為傳統(tǒng)電信業(yè)務(wù)運(yùn)營設(shè)計的,難以適應(yīng)云計算這種新型業(yè)務(wù)運(yùn)營各個環(huán)節(jié)中的銜接配合,不利于云計算服務(wù)的有效運(yùn)營。

2) 工程驅(qū)動的系統(tǒng)建設(shè)模式。運(yùn)營商一般采用工程驅(qū)動的、瀑布式的系統(tǒng)建設(shè)模式,從需求收集、方案制定、招標(biāo)采購、建設(shè)實施、測試驗收到最終系統(tǒng)上線,需要很長的建設(shè)周期。這種建設(shè)模式比較適合于采用標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品的電信網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的大規(guī)模建設(shè),而對于需要快速迭代更新的云計算系統(tǒng)來說難以適用。

3) 自主研發(fā)能力欠缺。傳統(tǒng)的電信運(yùn)營商自主研發(fā)能力較欠缺,一般通過采購廠家標(biāo)準(zhǔn)的軟硬件產(chǎn)品建立業(yè)務(wù)服務(wù)能力,服務(wù)于大眾或行業(yè)用戶。但云計算這種根據(jù)業(yè)務(wù)和運(yùn)營需求進(jìn)行定制化、迭代式開發(fā)的產(chǎn)品,供貨廠家在交付產(chǎn)品時,也很難滿足全部需求。而依賴于廠家的補(bǔ)丁式開發(fā),導(dǎo)致產(chǎn)品更新上線周期延長,對產(chǎn)品更新和運(yùn)營、運(yùn)維能力的提升均產(chǎn)生不利影響。

4) IT服務(wù)能力不足。運(yùn)營商傳統(tǒng)的服務(wù)是電信業(yè)務(wù)的服務(wù),現(xiàn)有的服務(wù)隊伍雖然人數(shù)不少,但缺乏具備專業(yè)IT運(yùn)營和運(yùn)維經(jīng)驗的服務(wù)人員以及配套的服務(wù)機(jī)制和流程,總體服務(wù)能力難以滿足云計算這種IT產(chǎn)品的需求。

4 運(yùn)營商在云計算時代的應(yīng)變之道

互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展正在日益加速傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)格局的重新洗牌,正如過去幾十年中互聯(lián)網(wǎng)對傳媒、通信、廣告、批發(fā)/零售、金融等傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的沖擊一樣,云計算的本質(zhì)是IT產(chǎn)業(yè)在互聯(lián)網(wǎng)時代的一次深層次的產(chǎn)業(yè)變革。電信運(yùn)營商如抓住機(jī)遇建立適應(yīng)互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)特征和發(fā)展規(guī)律的云計算運(yùn)營體系,將有助于保持自身在通信、信息產(chǎn)業(yè)的核心地位,并為未來的可持續(xù)發(fā)展打下堅實的基礎(chǔ)[2]。

1) 加強(qiáng)自主研發(fā),實現(xiàn)運(yùn)營研發(fā)一體化。對于云計算這種技術(shù)和業(yè)務(wù)形式均快速迭代優(yōu)化和發(fā)展的服務(wù)來說,大膽變革、切實加強(qiáng)自主研發(fā)能力、建立配套的組織架構(gòu)和流程、實現(xiàn)產(chǎn)品研發(fā)和系統(tǒng)運(yùn)營的一體化,可保證快速應(yīng)對市場需求,有效控制建設(shè)和運(yùn)營成本,為運(yùn)營商提供可靠、可信、高效的云計算服務(wù)的建立保障。

2) 建立高效的IT服務(wù)供應(yīng)體系,以市場化的機(jī)制實現(xiàn)IT資源和服務(wù)的精細(xì)化管理。運(yùn)營商擁有豐富的IT軟件和服務(wù)的合作伙伴。通過搭建云計算服務(wù)開放市場,除了基礎(chǔ)的計算、存儲、網(wǎng)絡(luò)等云能力之外,運(yùn)營商可以引入第三方的IT軟件(如數(shù)據(jù)庫、應(yīng)用服務(wù)器,甚至是完整的應(yīng)用系統(tǒng)等)提供給用戶。同時,通過引入第三方IT服務(wù)合作伙伴,可以為企業(yè)客戶提供運(yùn)營和運(yùn)維的服務(wù),從而搭建可以提供一站式服務(wù)的云計算服務(wù)生態(tài)系統(tǒng)。

3) 依托云計算平臺逐步推進(jìn)組織架構(gòu)的集中化和扁平化,助力互聯(lián)網(wǎng)轉(zhuǎn)型。通過建立專業(yè)的、集中化的云計算系統(tǒng)的研發(fā)和運(yùn)營機(jī)構(gòu),打通云計算平臺的需求、開發(fā)、集成、建設(shè)、運(yùn)營服務(wù)各個環(huán)節(jié),建立完整的云計算服務(wù)的提供和運(yùn)營機(jī)制體系,開拓電信運(yùn)營商云計算的新市場,從而推進(jìn)運(yùn)營商在移動互聯(lián)網(wǎng)時代的新轉(zhuǎn)型。

4) 充分發(fā)揮運(yùn)營商優(yōu)勢拓展云計算服務(wù)市場,贏在移動互聯(lián)網(wǎng)時代。在移動互聯(lián)網(wǎng)時代,運(yùn)營商仍然擁有兩大類傳統(tǒng)優(yōu)勢:一是豐富的電信特色能力,如短彩信、代計費(fèi)等能力,二是豐富的傳統(tǒng)客戶資源,尤其是企業(yè)客戶資源。運(yùn)營商可以依托優(yōu)勢客戶資源,將電信特色能力和云計算能力相結(jié)合,打造差異化的云計算服務(wù)能力,在移動互聯(lián)網(wǎng)時代的市場競爭中建立自己獨(dú)有的優(yōu)勢,充分拓展云計算服務(wù)市場。

為了聚攏中國云計算開發(fā)者,中國移動在發(fā)布大云的同時,推出了大云開發(fā)者社區(qū)。大云開發(fā)者社區(qū)所依托的移動互聯(lián)網(wǎng)專業(yè)門戶——移動Labs,是大云平臺試用的訪問入口,也是大云開發(fā)團(tuán)隊與大云用戶的溝通平臺,這里有大云項目的新聞和項目組的博客,也有大云的相關(guān)技術(shù)文檔,用戶還可以通過論壇與開發(fā)團(tuán)隊進(jìn)行直接溝通,開發(fā)團(tuán)隊會在這里響應(yīng)大云相關(guān)的各種技術(shù)問題。大云開發(fā)者可以基于大云試用平臺,開發(fā)相關(guān)應(yīng)用和工具,進(jìn)行云計算技術(shù)和應(yīng)用試驗。

大云開發(fā)者社區(qū)對開發(fā)者及生態(tài)系統(tǒng)具有非常重要的價值,主要體現(xiàn)在如下四個方面。

1) 基于大云開發(fā)各種新應(yīng)用,開展技術(shù)驗證?！按笤啤逼脚_提供了海量結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)處理、海量數(shù)據(jù)挖掘、彈性計算與存儲等基礎(chǔ)設(shè)施,開發(fā)者可以基于大云平臺開發(fā)相關(guān)應(yīng)用,進(jìn)行技術(shù)驗證。一旦中國移動正式對外提供云服務(wù),相關(guān)應(yīng)用還可以無縫地遷移到中國移動公有云上,實現(xiàn)商業(yè)服務(wù)。比如科大訊飛在發(fā)布“語音云”之前,即與中國移動研究院合作,將“語音云”相關(guān)模塊構(gòu)建在“大云”平臺上,進(jìn)行相關(guān)技術(shù)驗證。

2) 共同開發(fā)云計算相關(guān)工具?！按笤啤逼脚_已發(fā)布的部分模塊提供了與Amazon AWS兼容的功能和API,開發(fā)者可以基于“大云”平臺開發(fā)云計算工具,從而形成一個生態(tài)價值鏈,一旦提供商業(yè)服務(wù),可以向其他用戶提供整體的云服務(wù)。

3) 中國移動的合作伙伴使用“大云”來提供服務(wù)。目前“大云”在中國移動內(nèi)部開展廣泛的應(yīng)用試點,未來大云將成為中國移動新一代的IT支撐系統(tǒng)的功能組件,集成商在開發(fā)中國移動的應(yīng)用時,可以基于“大云”為中國移動開發(fā)應(yīng)用開展相關(guān)試點。例如,諾基亞西門子基于大云Hugetable開展WAP網(wǎng)關(guān)應(yīng)用,在實驗室開展近100TB數(shù)據(jù)存儲分析測試驗證。

4) 開展全球云計算研究與合作。2010年9月27日在美國匹茲堡舉行的第四屆Open Cirrus峰會上,中國移動研究院(CMRI)正式加入全球云計算試驗床Open Cirrus,中國移動“大云”平臺成為Open Cirrus全球節(jié)點之一。中國的高校、科研機(jī)構(gòu)以及云計算企業(yè)可以通過中國移動研究院的窗口與全球Open Cirrus相關(guān)單位開展云計算研究與合作,通過產(chǎn)、學(xué)、研、用多方積極合作,加強(qiáng)云計算技術(shù)研究,推動云計算標(biāo)準(zhǔn)化發(fā)展及全球云計算產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

[1]羅治國,孫少陵.云計算生態(tài)系統(tǒng)與大云開發(fā)者社區(qū)[J].電信技術(shù),2011(1):12-15

[2]孫少陵.云計算變革下電信運(yùn)營商的機(jī)遇及中國移動云計算探索[J].移動通信,2010,34(11):44-46