基于軟件定義基礎(chǔ)設(shè)施的“互聯(lián)網(wǎng)+”開放平臺(tái)架構(gòu)設(shè)計(jì)

江蘇省未來(lái)網(wǎng)絡(luò)創(chuàng)新研究院 南京 211100

引言

傳統(tǒng)IT基礎(chǔ)設(shè)施下的數(shù)據(jù)中心是以硬件為核心的靜態(tài)結(jié)構(gòu)，這樣的傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心無(wú)法滿足云時(shí)代不斷變化的需求。軟件定義基礎(chǔ)設(shè)施包含三個(gè)方面的內(nèi)容，即計(jì)算、存儲(chǔ)和網(wǎng)絡(luò)?；谲浖x基礎(chǔ)設(shè)施構(gòu)建的數(shù)據(jù)中心是動(dòng)態(tài)、高度自動(dòng)化和軟件定義的。用戶可以根據(jù)自己應(yīng)用的需要配置一個(gè)適合的、靈活的系統(tǒng)，可以更快地進(jìn)行部署，更好地進(jìn)行管理，以滿足長(zhǎng)期擴(kuò)展的需要[1]。

“互聯(lián)網(wǎng)+”戰(zhàn)略就是利用互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)以及信息通信技術(shù)把互聯(lián)網(wǎng)和包括傳統(tǒng)行業(yè)在內(nèi)的各行各業(yè)結(jié)合起來(lái)，在新的領(lǐng)域創(chuàng)造一種新的發(fā)展生態(tài)。互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的快速發(fā)展對(duì)各行各業(yè)的生產(chǎn)流程、運(yùn)營(yíng)模式、渠道策略、服務(wù)方式和營(yíng)銷手法產(chǎn)生了深刻的影響；傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)面臨價(jià)值盈利危機(jī)、線下客戶流失、渠道、資源、客戶、經(jīng)銷商等傳統(tǒng)資源的價(jià)值弱化，缺乏專業(yè)的互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、人才積累等。面對(duì)互聯(lián)網(wǎng)思維對(duì)傳統(tǒng)行業(yè)的沖擊，傳統(tǒng)企業(yè)必須主動(dòng)變革，搶先占領(lǐng)市場(chǎng)，克服過去的成功所造成的慣性思路；因此，我們利用當(dāng)前最新的云計(jì)算、虛擬化等技術(shù)構(gòu)建了一個(gè)基于軟件定義基礎(chǔ)設(shè)施的“互聯(lián)網(wǎng)+”開放平臺(tái)，以極低的成本為企業(yè)迅速建立起一整套現(xiàn)代化的運(yùn)營(yíng)管理平臺(tái)，為傳統(tǒng)企業(yè)向互聯(lián)網(wǎng)轉(zhuǎn)型提供整體解決方案及技術(shù)支持，推動(dòng)移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)等與現(xiàn)代制造業(yè)結(jié)合，促進(jìn)電子商務(wù)、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)金融等健康發(fā)展。

1 SDI資源管理平臺(tái)設(shè)計(jì)

基于軟件定義基礎(chǔ)設(shè)施(Sofware Defined Infrastructure，SDI)的互聯(lián)網(wǎng)開放平臺(tái)融合了云計(jì)算、軟件定義網(wǎng)絡(luò)等技術(shù)，將離散異構(gòu)資源變?yōu)榻y(tǒng)一的資源池，集中管理所有軟硬件資源、異構(gòu)虛擬化基礎(chǔ)設(shè)施，將傳統(tǒng)以硬件為核心的數(shù)據(jù)中心的基礎(chǔ)設(shè)施與服務(wù)解耦[2-3]，并能夠?qū)@些資源自動(dòng)發(fā)現(xiàn)、自動(dòng)配置、統(tǒng)一調(diào)度和快速部署，快速響應(yīng)市場(chǎng)的變化需求。同時(shí)，該平臺(tái)提供相關(guān)開放接口，以便響應(yīng)來(lái)自應(yīng)用服務(wù)的請(qǐng)求，對(duì)基礎(chǔ)設(shè)施業(yè)務(wù)流程和服務(wù)進(jìn)行實(shí)時(shí)編排調(diào)整。其基礎(chǔ)架構(gòu)如圖1所示。

圖1 SDI資源管理平臺(tái)架構(gòu)圖

1.1 靈活統(tǒng)一的資源管理

傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)中心體系很復(fù)雜，系統(tǒng)的維護(hù)和管理難度大，缺乏統(tǒng)一化[4]；并且系統(tǒng)以人工維護(hù)為主，效率低、易出現(xiàn)問題。SDI資源管理平臺(tái)具有統(tǒng)一資源調(diào)度功能，即多中心融合統(tǒng)一管理和多資源池智能調(diào)度。多中心融合統(tǒng)一管理可實(shí)現(xiàn)多個(gè)數(shù)據(jù)中心統(tǒng)一管理、分權(quán)分域運(yùn)維等多數(shù)據(jù)中心特性，并能實(shí)現(xiàn)融合云與非云的統(tǒng)一管理，基礎(chǔ)架構(gòu)和基礎(chǔ)設(shè)施的聯(lián)動(dòng)管理；多資源池智能調(diào)度能夠根據(jù)服務(wù)和資源制定調(diào)度策略，自動(dòng)執(zhí)行操作流程，實(shí)現(xiàn)所需資源的選擇和部署。

統(tǒng)一資源調(diào)度可實(shí)現(xiàn)軟硬件資源統(tǒng)一管理、精確量化、共享利用，充分發(fā)揮資源效率；可實(shí)現(xiàn)多中心融合統(tǒng)一集約化管理，降低運(yùn)營(yíng)成本。

1.2 自動(dòng)化快速部署

隨著企業(yè)數(shù)據(jù)中心的整合以及業(yè)務(wù)云化的轉(zhuǎn)移，采用傳統(tǒng)的以命令行驅(qū)動(dòng)的配置方式去部署可以擴(kuò)展到數(shù)以千計(jì)服務(wù)器、存儲(chǔ)和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的大規(guī)模的SDx應(yīng)用程序，需要花費(fèi)大量的人工勞動(dòng)，成本高，服務(wù)水平也難以保證。企業(yè)越來(lái)越需要通過規(guī)范化、流程化的方式提高業(yè)務(wù)的部署、變更和遷移效率[5]。

SDI資源管理平臺(tái)采用了基于策略與意圖驅(qū)動(dòng)基礎(chǔ)設(shè)施的解決方案，增強(qiáng)了IT資源調(diào)配的自動(dòng)化能力。SDI資源管理平臺(tái)能自動(dòng)將策略和意圖轉(zhuǎn)化為相應(yīng)基礎(chǔ)設(shè)施上的命令而不需要人工干涉，管理員只需要根據(jù)業(yè)務(wù)類型制定相應(yīng)的自動(dòng)部署策略和業(yè)務(wù)模板，管理平臺(tái)根據(jù)制定的自動(dòng)化策略完成資源的申請(qǐng)和業(yè)務(wù)部署/卸載，實(shí)現(xiàn)資源的快速分配與回收。同時(shí)，SDI管理平臺(tái)持續(xù)監(jiān)視事件和變化的基礎(chǔ)設(shè)施，當(dāng)某個(gè)應(yīng)用或者虛擬資源到達(dá)策略所設(shè)置的閾值時(shí)，根據(jù)制定的策略實(shí)時(shí)地自動(dòng)做出響應(yīng)，進(jìn)行服務(wù)器的擴(kuò)容變更，或者動(dòng)態(tài)遷移。自動(dòng)化快速部署流程如圖2所示。

SDI資源管理平臺(tái)可以實(shí)現(xiàn)服務(wù)自動(dòng)化快速部署，簡(jiǎn)化各種復(fù)雜的人工操作，避免各種低級(jí)的配置錯(cuò)誤，可大大地提升業(yè)務(wù)效率，縮短客戶新增業(yè)務(wù)上線的時(shí)間周期，而且隨著運(yùn)行效率的顯著提高，成本也將不斷降低。

1.3 彈性伸縮與自愈

傳統(tǒng)業(yè)務(wù)的云化促進(jìn)了數(shù)據(jù)中心業(yè)務(wù)規(guī)模的急速增長(zhǎng)，面對(duì)龐大的業(yè)務(wù)流量，高并發(fā)的數(shù)據(jù)訪問量，僅靠人工對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)整，難以平滑應(yīng)對(duì)流量變化。企業(yè)客戶強(qiáng)烈要求業(yè)務(wù)系統(tǒng)在支持更高并發(fā)數(shù)的同時(shí)提供資源彈性伸縮的能力，以便輕松應(yīng)對(duì)互聯(lián)網(wǎng)流量的變化。

SDI資源管理平臺(tái)支持資源的彈性擴(kuò)展、收縮與自愈。通過持續(xù)監(jiān)控各種資源的當(dāng)前狀態(tài)，并對(duì)這些海量數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)、智能化分析、推斷、感知、預(yù)測(cè)，做出正確的決策，合理優(yōu)化資源配置，如圖3所示。

圖2 自動(dòng)化快速部署流程圖

圖3 彈性伸縮與自愈流程圖

當(dāng)SDI資源管理平臺(tái)感知到服務(wù)的訪問請(qǐng)求數(shù)量增多，CPU利用率過高，其就會(huì)基于自身的詳細(xì)資源情況和網(wǎng)絡(luò)流量模型對(duì)整個(gè)資源進(jìn)行快速配置與資源預(yù)留，根據(jù)策略及相應(yīng)的業(yè)務(wù)類型選擇對(duì)應(yīng)的業(yè)務(wù)模板及鏡像，創(chuàng)建出新的VM，并將新的VM加入到虛擬負(fù)載均衡器成員列表中，啟動(dòng)虛擬機(jī)實(shí)現(xiàn)資源的彈性擴(kuò)展。

當(dāng)感知到服務(wù)需求下降，資源長(zhǎng)時(shí)間處于空閑狀態(tài)，其就會(huì)根據(jù)相應(yīng)的策略自動(dòng)從虛擬負(fù)載均衡器成員列表中移出部分成員，并刪除相應(yīng)VM、釋放資源、節(jié)約成本、實(shí)現(xiàn)彈性收縮。

SDI資源管理平臺(tái)通過業(yè)務(wù)實(shí)例進(jìn)行健康檢查，一旦發(fā)現(xiàn)異常，自動(dòng)根據(jù)策略創(chuàng)建相應(yīng)業(yè)務(wù)健康的服務(wù)實(shí)例來(lái)替代狀態(tài)異常的服務(wù)實(shí)例。然后，釋放異常服務(wù)實(shí)例資源，并自動(dòng)配置虛擬負(fù)載均衡器，實(shí)現(xiàn)服務(wù)的彈性自愈。

另外，SDI資源管理平臺(tái)能很快借助機(jī)器學(xué)習(xí)能力從之前的決策中汲取經(jīng)驗(yàn)并改進(jìn)未來(lái)的決策，實(shí)現(xiàn)高效實(shí)時(shí)的動(dòng)態(tài)配置和最大化的資源利用率。

SDI資源管理平臺(tái)，通過集中部署的基于大數(shù)據(jù)的智能化軟件去管理和協(xié)調(diào)各種資源和網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)IT資源和網(wǎng)絡(luò)資源的無(wú)縫同步與協(xié)調(diào)配合，為云資源之上的各類應(yīng)用提供最優(yōu)化的、可動(dòng)態(tài)調(diào)整的網(wǎng)絡(luò)資源和連接，為終端和應(yīng)用提供最佳的端到端體驗(yàn)與質(zhì)量。

2 開放平臺(tái)架構(gòu)設(shè)計(jì)

由于大規(guī)模Overlap網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，在跨域異構(gòu)的計(jì)算、網(wǎng)絡(luò)、存儲(chǔ)資源的控制和編排變得前所未有的開放和靈活[6-7]?；赟DI的“互聯(lián)網(wǎng)+”開放平臺(tái)架構(gòu)設(shè)計(jì)分為兩層，即基礎(chǔ)設(shè)施層和平臺(tái)服務(wù)層(如圖4所示)；基礎(chǔ)設(shè)施層將計(jì)算、網(wǎng)絡(luò)、存儲(chǔ)等資源虛擬化；平臺(tái)服務(wù)層對(duì)資源、數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)控、分析以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化運(yùn)維和管理。同時(shí)，平臺(tái)將自身資源及服務(wù)以接口形式向用戶開放，用戶可以使用平臺(tái)服務(wù)資源，按需自定義業(yè)務(wù)及服務(wù)。

圖4 基于SDI的“互聯(lián)網(wǎng)+”開放平臺(tái)架構(gòu)圖

2.1 業(yè)務(wù)編排

當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)是封閉的、難以修改的，用戶不能根據(jù)自己的需求，快速獲取網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。當(dāng)新業(yè)務(wù)上線時(shí)，用戶必須將網(wǎng)絡(luò)設(shè)備層層打通，并分配計(jì)算、存儲(chǔ)資源，這些過程繁瑣無(wú)比且有一定的技術(shù)壁壘，業(yè)務(wù)上線周期、運(yùn)維成本都難以控制[8-9]。

基于SDI的“互聯(lián)網(wǎng)+”開放平臺(tái)提供了業(yè)務(wù)編排功能，涵蓋網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施虛擬化的物理/軟件資源的編排和生命周期的管理，并通過集約化的網(wǎng)絡(luò)資源管控以及自動(dòng)化的業(yè)務(wù)編排，實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)敏捷。

1)服務(wù)抽象?；赟DI的“互聯(lián)網(wǎng)+”開放平臺(tái)對(duì)用戶業(yè)務(wù)、網(wǎng)絡(luò)模型、設(shè)備功能進(jìn)行抽象。例如：將從局域網(wǎng)訪問遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)中心的整個(gè)過程分為二層接入、IP路由網(wǎng)絡(luò)、VPN網(wǎng)絡(luò)、防火墻和數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)、虛擬服務(wù)器等多個(gè)階段，根據(jù)這些階段抽象成不同模型，并在此基礎(chǔ)上按照功能集歸類，進(jìn)行集約化管理。

2)服務(wù)實(shí)例化?；赟DI的“互聯(lián)網(wǎng)+”開放平臺(tái)將網(wǎng)絡(luò)模型功能參數(shù)進(jìn)行組合，形成可分發(fā)的服務(wù)。用戶需要定義基礎(chǔ)設(shè)施功能模型，然后為該模型添加自定義配置參數(shù)。這樣就完成服務(wù)模型的實(shí)例化工作，在平臺(tái)內(nèi)將抽象的服務(wù)模型轉(zhuǎn)變?yōu)榭煞职l(fā)的服務(wù)。通過服務(wù)模型的創(chuàng)建，用戶可以真正快速便捷地實(shí)現(xiàn)服務(wù)建立與部署，通過評(píng)估模型的建立與配置，用戶可以直觀并快捷地實(shí)現(xiàn)對(duì)服務(wù)的綜合評(píng)價(jià)與監(jiān)控。由此，將用戶徹底從云服務(wù)建立、調(diào)整、擴(kuò)容等繁雜的部署和配置工作任務(wù)中解放出來(lái)，從而專注于自身核心業(yè)務(wù)，聚焦于如何為客戶提供高效率、高質(zhì)量、高保障的服務(wù)。

3)自動(dòng)化服務(wù)鏈。基于SDI的“互聯(lián)網(wǎng)+”開放平臺(tái)將抽象模版轉(zhuǎn)換為可分發(fā)服務(wù)后，用戶可直接使用可分發(fā)服務(wù)，也可以自定義自動(dòng)化服務(wù)鏈模版，通過標(biāo)準(zhǔn)的連接器，將復(fù)雜流程中所需要的服務(wù)進(jìn)行統(tǒng)一編排，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的服務(wù)鏈業(yè)務(wù)。同時(shí)，服務(wù)鏈具有訪問控制、可視化異常處理、常規(guī)化自動(dòng)處理等特性，這些特性使其在具有高擴(kuò)展性、高容錯(cuò)性的同時(shí)，快速適應(yīng)各種復(fù)雜的開發(fā)或測(cè)試環(huán)境。

2.2 大數(shù)據(jù)監(jiān)控分析

基于SDI的“互聯(lián)網(wǎng)+”開放平臺(tái)能夠臺(tái)獲取全局視圖、感知和監(jiān)控底層設(shè)備和全網(wǎng)狀態(tài)。當(dāng)故障發(fā)生時(shí)可以及時(shí)感知、定位以及排除故障[10]，并通過大數(shù)據(jù)分拆模塊提供數(shù)據(jù)和業(yè)務(wù)分析報(bào)告。

1)資源監(jiān)控分析。平臺(tái)提供了網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、物理服務(wù)器、虛擬機(jī)三位一體的監(jiān)控方案。通過全方面的監(jiān)控底層基礎(chǔ)設(shè)施實(shí)時(shí)狀態(tài)，為統(tǒng)一資源調(diào)度及故障檢測(cè)提供決策依據(jù)，并通過平臺(tái)的WEB界面將監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)具象化、可視化。物理/虛擬機(jī)監(jiān)控包括主機(jī)的CPU、內(nèi)存、磁盤、網(wǎng)絡(luò)、事件、警告、進(jìn)程等信息。網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控則通過SMNP、Trap、Syslog、CMIP等協(xié)議對(duì)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控。流量監(jiān)控通過SDN交換機(jī)組成監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)，靈活地管理監(jiān)控點(diǎn)，并將用戶關(guān)心的流量數(shù)據(jù)導(dǎo)入指定監(jiān)控工具。在網(wǎng)絡(luò)層面，實(shí)現(xiàn)監(jiān)控工具的復(fù)用和高可用，免去大量重復(fù)購(gòu)買監(jiān)控工具和部署運(yùn)維成本。

2)大數(shù)據(jù)監(jiān)控分析?；赟DI的“互聯(lián)網(wǎng)+”開放平臺(tái)整合、收集全局?jǐn)?shù)據(jù)，提供語(yǔ)義分析、數(shù)據(jù)挖掘、預(yù)測(cè)分析三個(gè)維度的數(shù)據(jù)分析能力，并將數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一分析處理后生成數(shù)據(jù)分析結(jié)果報(bào)表，為用戶決策提供數(shù)據(jù)支持。如圖5所示，平臺(tái)基于開源軟件Hadoop搭建，并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行深入的二次開發(fā)定制，以保障用戶數(shù)據(jù)的安全性和平臺(tái)運(yùn)營(yíng)的穩(wěn)定性。

根據(jù)用戶業(yè)務(wù)需求，為用戶量身定制業(yè)務(wù)模型，如客戶流失模型、客戶特征模型、付費(fèi)客戶轉(zhuǎn)換率模型等，不同模型聯(lián)合不同的數(shù)據(jù)源，作為輸入導(dǎo)入平臺(tái)通過分析業(yè)務(wù)模型中定義的數(shù)據(jù)源，如：交付數(shù)據(jù)、交易數(shù)據(jù)、設(shè)備活動(dòng)數(shù)據(jù)、服務(wù)活動(dòng)數(shù)據(jù)、網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)數(shù)據(jù)、機(jī)器數(shù)據(jù)等數(shù)據(jù)，幫助用戶分析網(wǎng)絡(luò)隱藏的故障、客戶行為偏好、業(yè)務(wù)服務(wù)能力及質(zhì)量等信息。為用戶提供遠(yuǎn)超結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)的洞察力，幫助用戶了解業(yè)務(wù)中的潛在風(fēng)險(xiǎn)和不足，幫助用戶提升業(yè)務(wù)質(zhì)量。

圖5 大數(shù)據(jù)分析模塊架構(gòu)圖

2.3 自動(dòng)化運(yùn)維

基于SDI的“互聯(lián)網(wǎng)+”開放平臺(tái)具有智能的自動(dòng)化運(yùn)維功能，即故障自愈和服務(wù)遷移，平臺(tái)可以準(zhǔn)確預(yù)測(cè)缺陷狀態(tài)和及時(shí)告警已經(jīng)發(fā)生的故障狀態(tài)，并實(shí)施對(duì)應(yīng)的可靠措施，使服務(wù)停止范圍降到最低程度，或者完全正常提供服務(wù)。當(dāng)出現(xiàn)不可自主排除故障時(shí)，啟動(dòng)服務(wù)副本，切換主備進(jìn)行故障轉(zhuǎn)移。同時(shí)，系統(tǒng)在調(diào)度基礎(chǔ)設(shè)施資源時(shí)會(huì)自動(dòng)避開故障設(shè)備和擁塞網(wǎng)絡(luò)，以提供更優(yōu)質(zhì)的服務(wù)。詳細(xì)的故障自愈流程如圖6所示。

圖6 故障自愈流程圖

基于SDI的“互聯(lián)網(wǎng)+”開放平臺(tái)以大數(shù)據(jù)監(jiān)控分析模塊的監(jiān)控結(jié)果為決策依據(jù)，在故障發(fā)生前或發(fā)生初始時(shí)期，快速啟動(dòng)故障自愈機(jī)制，做到在用戶“無(wú)感知”的狀態(tài)下進(jìn)行故障自愈或服務(wù)遷移?？纱蟠鬁p少企業(yè)的運(yùn)維工作，從而減少企業(yè)在運(yùn)維方面的支出，并同時(shí)保障企業(yè)服務(wù)無(wú)間斷運(yùn)行。

3 應(yīng)用前景

3.1 工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)把機(jī)器連入網(wǎng)絡(luò)，并利用產(chǎn)生的數(shù)據(jù)為企業(yè)服務(wù)。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的數(shù)據(jù)來(lái)自安裝在機(jī)器上的傳感器。通過掌握和分析機(jī)器產(chǎn)生的海量數(shù)據(jù)可以精確地知道每一臺(tái)機(jī)器每一個(gè)零件的運(yùn)轉(zhuǎn)情況，進(jìn)而通過分析機(jī)制對(duì)每一臺(tái)機(jī)器每一套設(shè)備提供量身定做的解決方案。傳統(tǒng)的IT基礎(chǔ)架構(gòu)阻礙了業(yè)務(wù)的敏捷性和創(chuàng)新，并且在安全性、運(yùn)營(yíng)成本、資本投入上需要花費(fèi)大量資金[11-13]。

基于軟件定義基礎(chǔ)設(shè)施的“互聯(lián)網(wǎng)+”開放平臺(tái)將硬件基礎(chǔ)架構(gòu)資源和軟件基礎(chǔ)架構(gòu)資源分離開來(lái)，并自動(dòng)執(zhí)行計(jì)算、網(wǎng)絡(luò)和存儲(chǔ)環(huán)境的配置流程，并且該開放平臺(tái)提供開放接口導(dǎo)入工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)上的海量數(shù)據(jù)。在此基礎(chǔ)上，基于軟件定義基礎(chǔ)設(shè)施的“互聯(lián)網(wǎng)+”開放平臺(tái)，可以提取相關(guān)的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。通過自動(dòng)化運(yùn)維系統(tǒng)，每一臺(tái)機(jī)器，每一個(gè)零件都將具備智能分析、自我診斷和自我修復(fù)的功能。通過業(yè)務(wù)編排系統(tǒng)，形成生產(chǎn)全流程的智能決策，實(shí)現(xiàn)機(jī)器彈性控制、運(yùn)營(yíng)管理優(yōu)化、生產(chǎn)協(xié)同組織與商業(yè)模式創(chuàng)新。具體實(shí)現(xiàn)如圖7所示。

基于軟件定義基礎(chǔ)設(shè)施的“互聯(lián)網(wǎng)+”開放平臺(tái)架構(gòu)能夠通過工業(yè)全系統(tǒng)的互聯(lián)互通實(shí)現(xiàn)工業(yè)數(shù)據(jù)的無(wú)縫集成，從生產(chǎn)系統(tǒng)的內(nèi)部智能化改造升級(jí)和依托互聯(lián)網(wǎng)的新模式推進(jìn)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展。

3.2 車聯(lián)網(wǎng)

目前，“互聯(lián)網(wǎng)+”的典型應(yīng)用車聯(lián)網(wǎng)是一個(gè)新興的行業(yè)，車聯(lián)網(wǎng)基于電子識(shí)別、定位和無(wú)線通訊技術(shù)，打破了人車之間不能通訊的壁壘，建立了人車之間通訊的渠道，使得車輛運(yùn)營(yíng)監(jiān)控、車輛實(shí)時(shí)參數(shù)獲取與分析、遠(yuǎn)程協(xié)助與診斷等成為可能。通過車輛數(shù)據(jù)采集終端，讀取標(biāo)準(zhǔn)化的信息和汽車廠商授權(quán)的車輛信息，獲取大量車輛相關(guān)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。如此大的數(shù)據(jù)量如果在傳統(tǒng)的IDC模式下，無(wú)疑會(huì)遭遇下列挑戰(zhàn)。首先，服務(wù)器擴(kuò)展性差；其次，運(yùn)維不靈活；再次，信息安全無(wú)法保障；最后，車輛行駛的場(chǎng)景對(duì)動(dòng)態(tài)網(wǎng)絡(luò)要求較高，傳統(tǒng) IDC無(wú)法實(shí)時(shí)支持對(duì)網(wǎng)絡(luò)的動(dòng)態(tài)調(diào)整[14-16]。

以軟件定義基礎(chǔ)設(shè)施的“互聯(lián)網(wǎng)+”開放平臺(tái)為支撐，采用SDI技術(shù)整合計(jì)算、網(wǎng)絡(luò)、存儲(chǔ)后，采用高效實(shí)時(shí)的動(dòng)態(tài)資源配置能力，實(shí)現(xiàn)SDI環(huán)境的動(dòng)態(tài)控制、管理和服務(wù)。如圖8所示，通過我們的平臺(tái)，管理員可以自定義服務(wù)模板，例如車輛管理模板。在模板里定義相應(yīng)的業(yè)務(wù)功能，如車輛定位及運(yùn)營(yíng)監(jiān)控、道路使用及收費(fèi)、車隊(duì)管理、線路優(yōu)化、安全管理等，各個(gè)功能組件的交互接口以及所需業(yè)務(wù)資源的描述。當(dāng)車輛管理業(yè)務(wù)上線時(shí)，由服務(wù)引擎導(dǎo)入并解析車輛管理模板，向資源平面申請(qǐng)業(yè)務(wù)資源，并在申請(qǐng)到的資源上實(shí)現(xiàn)各業(yè)務(wù)功能和接口的實(shí)例化與服務(wù)編排，將業(yè)務(wù)切片遷移到運(yùn)行態(tài)。業(yè)務(wù)切片可以實(shí)現(xiàn)運(yùn)行態(tài)中快速功能升級(jí)和資源調(diào)整，在業(yè)務(wù)下線時(shí)及時(shí)撤銷和回收資源。

圖7 工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用場(chǎng)景

圖8 車聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用場(chǎng)景

目前，我國(guó)車聯(lián)網(wǎng)行業(yè)處于初級(jí)階段，車車通信與車路協(xié)同是未來(lái)發(fā)展方向。基于軟件定義基礎(chǔ)設(shè)施的“互聯(lián)網(wǎng)+”開放平臺(tái)，可以通過開放接口實(shí)現(xiàn)車與道路的信息交互，以獲知周邊車輛速度、位置信息等微環(huán)境信息，預(yù)測(cè)事故概率，提高行車安全性及交通效率等，為用戶帶來(lái)全新的用車體驗(yàn)和價(jià)值。

4 總結(jié)

本文提出了一種基于軟件定義基礎(chǔ)設(shè)施的“互聯(lián)網(wǎng)+” 開放平臺(tái)架構(gòu)設(shè)計(jì)，著重介紹了軟件定義基礎(chǔ)設(shè)施及其“互聯(lián)網(wǎng)+”開放平臺(tái)的構(gòu)建技術(shù)。后續(xù)將圍繞虛擬化、抽象開放、安全防護(hù)等方面進(jìn)一步完善，同時(shí)拓展其在能源互聯(lián)網(wǎng)、人工智能等領(lǐng)域的應(yīng)用。

參考文獻(xiàn)

[1]Shesha Krishnapura,Shaji Achuthan,Raju Nallapa,et al.軟件定義基礎(chǔ)架構(gòu)在英特爾的演變歷程[EB/OL].(2015-03)[2016-08-08].http：//www.intel.cn/content/dam/www/public/cn/zh/documents/best-practices/how-softwaredef i ned-infrastructure-is-evolving-at-intel-paper-cs.pdf

[2]Hongxin Huy,Gail-Joon Ahn.Virtualizing and Utilizing Network Security Functions for Securing Software Def i ned Infrastructure[C]//Looking Beyond the Internet Workshops,2015

[3]John H Moore. SDN Infrastructure Ecosystem[C]//Looking Beyond the Internet Workshops,2015

[4]Inder Monga. End-to-end,multi-domain SDN with SDI bookends[C]//Looking Beyond the Internet Workshops,2015

[5]鄭葉來(lái),陳世俊.分布式云數(shù)據(jù)中心的建設(shè)與管理[M].北京：清華大學(xué)出版社,2014

[6]Larry Peterson,Andy Bavier.Central Office Rearchitected As a Datacenter[R].Open Networking Lab,2015

[7]Rodrigo Fonseca,Orran Krieger.Towards a Network Marketplace in a Cloud[D].Providence,RI：Brown University,2015

[8]汪洋.軟件定義集中式數(shù)據(jù)中心組網(wǎng)架構(gòu)及關(guān)鍵技術(shù)研究[D].北京：中國(guó)電力科學(xué)研究院,2014

[9]Network Functions Virtualisation (NFV) Management and Orchestration[EB/OL].[2016-08-08].http：//www.etsi.org/

[10]梁軍學(xué).未來(lái)互聯(lián)網(wǎng)試驗(yàn)平臺(tái)若干關(guān)鍵技術(shù)研究[D].北京：北京郵電大學(xué),2014

[11]紀(jì)成君,陳迪.“中國(guó)制造2025”深入推進(jìn)的路徑設(shè)計(jì)研究——基于德國(guó)工業(yè)4.0和美國(guó)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的啟示[J].當(dāng)代經(jīng)濟(jì)管理.2016,38(2)：50-55

[12]胡晶.工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、工業(yè)4.0和“兩化”深度融合的比較研究[J].學(xué)術(shù)交流.2015(1)：151-158

[13]田洪川.從先進(jìn)制造戰(zhàn)略到工業(yè)互聯(lián)網(wǎng) 美國(guó)掀起再工業(yè)化浪潮[J].世界電信.2015(4)：66-70

[14]李靜林,劉志晗,楊放春.車聯(lián)網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)及其關(guān)鍵技術(shù)[J].北京郵電大學(xué)學(xué)報(bào).2014(6)：95-100

[15]陳前斌,柴蓉,岑明.車聯(lián)網(wǎng)何去何從[J].中興通訊技術(shù).2015(1)：47-51

[16]馬書惠,宋亞亮,房秉毅.對(duì)電信運(yùn)營(yíng)商發(fā)展車聯(lián)網(wǎng)的思考[J].電信科學(xué).2013(2)：109-114