云计算运营管理挑战及对策探讨

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本文摘自《移动通信》2012年17期。作者：梁凯鹏 杨剑 林武

【摘要】文章从云计算的运营管理的角度，分析运营商面临的挑战，提出通过云管理系统满足运营商对云计算资源和业务的统一、有效管理的需求，从而充分利用云计算技术的优势。
　　【关键词】云计算 运营管理 云管理系统
　　1 引言
　　云计算作为一种ICT融合技术，能够实现计算资源（包括服务器、存储、应用、网络等）方便快速地按需分配、提供和释放，在提升业务可靠性和可用性的同时，减少业务提供商的管理成本。云计算由此引起了电信运营商的极大关注，电信运营商把云计算看作降低网络建设和运营成本的重要手段，抢占IT及互联网业务市场份额的重大机会。因此，云计算在电信网络的部署和应用已经成为必然的趋势。
　　与此同时，云计算也给运营商带来了一系列的挑战。本文将就运营商在云计算的运营和管理方面所面临的问题进行分析，并且提出通过云管理平台的部署来解决云计算资源和业务管理的问题，从而充分发挥云计算的资源有效管理和利用、网络和业务的快速扩容与灵活部署等优势。
　　2 云计算在电信网中的应用
　　运营商对云计算的应用主要分为两类，一类是对内，包括IT的整合、业务平台的整合；一类是对外，包括基于云计算的应用，使用云存储、云桌面和云主机等。
　　（1）对传统电信业务平台的整合
　　基于云计算能够实现资源池化以及灵活分配的特点，云计算技术可应用于电信业务底层平台的改造，由资源共享的云平台来承载现有的各类增值业务、移动业务以及融合业务。云计算引入到电信业务平台能够解决两方面需求：
　　一方面，各个电信业务的峰值负荷产生的时点不一样，例如：彩铃业务的峰值负荷与WAP业务的峰值负荷产生于不同的时段，因此在某一个时点，经常出现一部分平台的处理能力闲置，而另一部分平台的资源负荷过高的情况；另一方面，不同业务所处的生命周期的阶段不一致，部分快速成长的业务促使平台不断面临升级和扩容，而某些面临消亡的业务则导致平台能力闲置，但是由于残存用户而不得不保留该业务平台并需对其进行维护。
　　这种情况下，通过云平台实现资源的共享及灵活分配，能够大大提高现有硬件资源的使用率，有效地平滑总体业务峰值负荷以及对资源的需求，避免业务平台频繁的硬件升级扩容，在方便新业务快速部署上线的同时，以低运营成本保留“长尾”业务并继续产生经济效益。
　　（2）对现有OSS/BSS平台的整合
　　各电信运营商都投入大量的资金和人力来建设并维护为数众多的OSS与BSS，这些系统通常由不同设备商提供，缺乏统一的维护手段、数据管理和统计分析功能；同时，与传统电信业务平台的建设情况类似，OSS/BSS系统也存在资源使用效率不高、不同系统的负荷不均衡等问题。而通过云计算技术为各个OSS/BSS系统提供统一的底层平台，对旧的高能耗的IT系统进行关、停、并、转，能够大大节省运营商的IT成本，提高资源的利用率，达到集中维护和管理的目的。
　　对OSS的整合如图1所示：
　　（3）基于云计算的应用提供
　　云计算技术催生了新的业务模式，典型业务包括虚拟数据中心（Virtual Data Centre）和云桌面（Virtual Desktop）。以云桌面为例，服务提供商通过远程集中化的服务器给用户提供虚拟桌面，所有的应用与数据都在服务器侧集中部署和运行。服务提供商通过专业的技术提高系统的安全性和数据的可靠性，通过不同用户间资源的共享提高资源的利用率，满足用户的弹性计算能力的需求，避免频繁的硬件设备更新换代，降低企业和机构用户的IT基础设施的建设维护成本。
　　3 运营管理挑战分析
　　云计算的引入是电信运营商的必然选择，现有的电信网络及IT支撑系统将面临重大的变革。随之而来，电信运营商也面临云计算运营管理的一系列问题，简述如下：
　　（1）云计算标准成熟度低
　　云计算属于IT技术的范畴，相对于传统的通信技术，其发展和更新的速度更快，导致相关标准的制定滞后于云计算技术的应用。尽管当前包括ITU—T、ETSI、NIST、DMTF、IMF等在内的标准制定组织（SDOs）都已经启动云计算标准的研究和制定工作，但是基本上仍处于起步状态，缺乏成熟并被业界广泛使用的标准，不利于电信运营商通过统一的接口，对不同厂商的云计算产品和设备实施管理以及灵活有效地分配资源。
　　（2）云计算技术成熟度不一致
　　不同虚拟化厂商有各自的技术优势，产品成熟度和产品价格也有差异。电信运营商在部署云计算平台时必须考虑在保护现有巨额投资的同时，充分发挥各厂商的技术优势。但是，由于缺乏良好的开放性和互通性，电信运营商很难把现有的丰富硬件设备资源集成在一起，充分利用已有的投资去构建云平台；而仅依靠某个云计算厂商的技术去构建云平台，把自身绑定到某个云计算厂家的产品上也不符合运营商的利益；其结果必将使得云计算平台建设、更新的成本增加，不利于运营商灵活选择合适的云计算技术和产品，提高了电信运营商的运营管理成本。
　　（3）与电信网络管理架构的适配问题
　　云计算的运营管理模式必将与传统的电信网管理模式存在比较大的差异，可以从两个角度来陈述。一方面，当多个移动业务、增值业务都集成到同一个底层的云计算平台，各种业务的维护管理职责的界限将会变得模糊，这种情况下，电信运营商需要进行管理架构以及职责分工的重新调整。另一方面，电信运营商的运营管理架构通常根据组织架构、服务范围等因素而分级设置，例如，从组织架构上分为集团和省级分公司，从现有业务平台的服务范围上分为全网用户服务的集团级平台（如音乐、视讯等平台）和为各省用户服务的省级平台（如WAP平台），如何基于这样的管理架构来建设和管理云计算平台也是运营商需要考虑的问题。
　　4 云管理系统
　　为了满足上述需求，笔者提出云管理系统（CMS，Cloud Management System）。该系统具有以下三个特点：
　　（1）功能上，云管理系统能够屏蔽底层物理资源及虚拟资源的差异，向下实现对物理服务器、虚拟机资源、存储设备（资源）、网络设备（资源）等的统一监测、管理与部署调度；向上对管理员、普通用户等各种权限和角色的用户提供服务门户，并对基于底层各类设备生成的各类业务实现统一管理。

（2）结构上，云管理系统可以分级（两级）组网，能够适应电信运营商的运营管理架构。
　　（3）定位上，云管理系统属于BSS/OSS的范畴，对外根据云计算服务的需求，通过标准接口提供与BSS/OSS系统计费、运维、管理和业务等相关的各类接口。
　　图2所示为云管理系统的结构，系统由两层组成：云业务管理层和云资源管理层。
　　云业务管理层实现对基于底层资源（计算、存储、网络）生成的各类业务（服务）的统一管理，向上对管理员、普通用户等各种权限和角色的用户提供服务入口（门户），同时具备安全管理、报表管理、计费管理等功能。这一层主要包含业务目录管理、业务实例管理、计费网关等功能模块。
　　云资源管理层直接面向底层物理资源和虚拟化资源，起到虚拟化管理的功能，能够通过接口关联不同厂商的专业计算虚拟化管理平台、网管平台、存储管理平台等，通过这些专业管理平台实现相应资源管理、封装、部署调度功能，从而对业务层屏蔽底层物理设备的差异。这一层主要包括资产纳管、资源封装、资源部署调度、模板管理等功能模块。
　　作为一种业务运营支撑系统，云管理平台对外提供与计费、运维、管理和业务等相关的各类接口：
　　（1）通过BM接口与其他BSS系统互联，主要实现云计算业务的计费功能。BSS计费系统根据云管理平台提供的原始话单结合计费策略实现计费处理。
　　（2）通过OM接口与其他OSS系统互联，实现云计算业务的开通、保障、告警、通知。
　　（3）通过MM接口与其他云管理系统互联，实现跨平台的资源信息的同步和调度功能。
　　（4）通过MV接口与云平台虚拟资源层互联，通过标准的接口及API调用，或者通过对专业厂商的计算虚拟化管理接口调用，实现对云平台虚拟资源的统一管理和调度。
　　（5）通过MH接口与云平台物理资源层互联，通过标准的接口及API调用，实现对云平台物理资源的统一管理和调度。
　　除了外部接口，云管理系统内部的云资源管理层与云业务管理层存在RS接口，实现跨层的资源信息交互、资源调度等功能。
　　目前，国内的电信运营商都部署了多个云平台。其原因首先是不同业务功能的需求，例如：部署云桌面平台给用户提供桌面服务，部署云存储平台给用户提供数据备份和信息同步。其次是服务区域以及组织结构划分的需求，例如，按省/大区建设云数据中心。为了对众多的云平台进行统一的管理，对资源实施有效的分配和调度，并且对外部用户提供统一的云计算服务，云管理系统可以分级部署。图3描述了一个分为两级的云管理系统的组网图：
　　其中，一级云管理系统（CMS—L1）主要负责跨地域、跨虚拟化厂家的云资源和云业务的管理，统筹管理多个二级云管理平台，实现全网虚拟资源的统一监控及调度，并统一对外提供云服务。而二级云管理系统（CMS—L2）则负责所管辖云平台的直接资源和业务的管理，并支持与一级云管理系统的对接和资源调度。云管理系统的分级分域的组网构建，可以适应电信运营商的运维管理架构以及当前电信业务的部署方式；同时电信运营商可以对云计算的资源和服务实现更加灵活和有效的管理，甚至通过云管理平台对云计算平台部署安全策略和实施不同的SLA（Service Level Agreement，服务水平协议）保障，加强对云计算平台的运营管控能力。
　　5 结束语
　　本文针对运营商所面临的云计算资源和服务管理方面的难题，提出通过分级部署的云管理系统实现可以适应运营商运营管理架构的、灵活高效的云计算资源和业务的管理，突破不同厂商之间云计算产品互通的障碍，加强运营商对资源的统一控制和分配的能力，从而充分利用云计算技术的优势，更好地满足电信运营商的业务发展需求。
　　参考文献：
　　[1] ITU—T Focus Group Cloud. Cloud computing benefits from Telecommunication/ICT perspectives[R]. 2011.
　　[2] ITU—T Focus Group Cloud. Introduction to the cloud ecosystem： definitions， taxonomies， use cases， high level requirements and capabilities[R]. 2011.
　　[3] 中国电信股份有限公司. 中国电信云管理平台技术规范[Z]. 2011.