構建移動互聯網應用基礎設施

楊志強 張 炎

摘要:良好的移動互聯網應用基礎設施,從用戶接入層面可以為用戶提供接入移動互聯網應用的便捷通道;從業務提供的層面可以提高用戶訪問速度和業務質量,加強對內容資源的掌控力度,降低內容存儲成本和管理開銷;從業務層面可以降低業務開發門檻和運營維護成本,提升業務上線速度。文章建議國家應立足于現有網絡,從戰略高度推動移動互聯網應用基礎設施的技術研究和產業化進程。

關鍵詞:移動互聯網;應用基礎設施;用戶接入網關;云計算;內容分發網絡;應用分發網絡

Abstract: Based on good mobile Internet application infrastructure, the user access layer can provide users with quick and easy access to mobile Internet applications; the service provisioning layer can improve both the access rate and Quality of Service (QoS), enforce the control of content resources, and reduce the cost for content storage as well as management overhead; and the service layer enables less service development requirements and lower operation and maintenance cost, fastening service launches. This paper suggests that the Chinese Government should, based on the existing networks, strategically take efforts to promote the application of mobile Internet infrastructure technology research and industrialization process.

Key words: mobile Internet; application infrastructure; user access gateway; cloud computing; CDN; ADN

1 移動互聯網的機遇和挑戰

移動互聯網時代,企業之間的競爭已從獨立業務為主的競爭上升到平臺的競爭,甚至上升為不同組織形式產業鏈的競爭。新興互聯網企業希望通過規模流行的應用打造優勢平臺,僅僅將運營商作為通道;終端企業希望通過終端占有率和客戶忠誠度優勢打造他們的移動互聯網戰略;運營商需要適應新的環境,大力促進業務發展,打造以自己為核心的產業鏈,以避免被通道化。

隨著電信運營商從通信服務向信息服務轉型的深入推進,移動互聯網業務在企業的整體戰略中正在扮演著越來越重要的角色。而3G牌照發布后,移動互聯網的發展將給業界帶來業務發展和收入增長的嶄新起點和全新機遇也已成為共識?；谝苿踊ヂ摼W的業務和服務不斷拓展,并已覆蓋到人們日常生活的方方面面,由此而不斷產生的市場空白也為企業帶來了利潤高速增長的機會。

移動互聯網給運營商帶來機遇的同時也帶來了挑戰。過去,運營商通過在開放互聯網之上建設“有墻花園”(見圖1)來實現數據增值業務可管理可運營的目標。然而隨著無線接入網絡帶寬的提升和終端技術的發展,移動終端和PC的功能日益趨同,自營業務和開放互聯網業務在服務和內容上逐步趨同,再加上通道資費水平趨同,這些變化給“有墻花園”模式帶來了強烈的沖擊。

在有墻花園模式下,由于受到現有數據業務網絡架構的多方面制約,當一些新型業務上線時,往往需要對業務的落地實施方案進行專題研究。而為了滿足上線時間的緊迫性要求,往往只能提出臨時或局部的解決辦法,原有的業務網模式越來越顯現出其無序性和局限性,對低成本、高效率的業務部署和業務運營帶來了巨大的挑戰。

因此,運營商需要更多地考慮如何有效引入互聯網業務和服務,不斷提升用戶體驗,并有效管理互聯網流量。要緊密結合具體業務發展的需求,統籌規劃部署有序的“開放花園”(見圖2),順應移動互聯網的發展趨勢。

“開放花園”的核心理念是在開放的基礎上,打破“有墻花園”和開放互聯網的邊界,并為所有業務提供通用的基礎設施服務。通過各種移動互聯網應用基礎設施建設,有效增強用戶體驗,使業務和服務更適合移動互聯網的特點,促進“開放花園”有序的發展。

2 移動互聯網應用基礎設施對運營商的意義

未來的競爭是業務的競爭,應用是留住客戶的最有效利器。面對行業的發展,運營商應通過合理的移動互聯網應用基礎設施建設,降低業務開發和運維管理難度,提升業務質量和用戶滿意度,實現從“有墻花園”到“開放花園”的過渡,促進整個產業鏈的大力發展。

(1)運營商服務轉型的保障

設計合理的移動互聯網應用基礎設施架構以支撐業務發展是運營商從通信服務到信息服務轉型的保障。合理的移動互聯網應用基礎設施能夠簡化業務上線和業務平臺開發過程,提升新產品上線效率,降低新業務開發和網絡運營維護成本,有效支撐新業務拓展和對客戶的快速響應。傳統的電信網絡是面向通信業務設計的,通信業務的典型特征是種類單一、可靠性高、靈活性差,而且單一業務的生命周期較長?！坝袎▓@”模式下,網絡也開放了一些能力供業務調用,但總的來說業務模式相對單一,而且業務的建設上線周期比較長。隨著移動互聯網時代的來臨,業務趨于多樣化、長尾化,而且業務生命周期大大縮短。同時在信息服務新市場不斷增長的過程中,往往有低成本開展大量“種子業務”的需求,只有建設高效的移動互聯網應用基礎設施方能適應運營商向信息服務轉型時期業務發展的要求。

(2)用戶滿意度提升的保障

優良的移動互聯網應用基礎設施可以從技術上保障用戶滿意度的提升。在市場競爭中,留住優質用戶是企業發展的關鍵。運營商應該在提高業務質量、增強用戶體驗和為用戶提供精準服務等方面不斷進步,才能使用戶滿意度不斷提升,增強用戶忠誠度,減少客戶流失率。

在通信服務時代,客戶對運營商服務的評價指標相對單一,主要集中在網絡質量、網絡覆蓋率、掉話率等方面。隨著數據業務持續高速發展,用戶對數據業務的感受越來越重要。運營商現有網絡都非常復雜,如各種業務平臺和接入控制、管理、運營、計費等系統不同的對接方式等。通過規劃合理的移動互聯網應用基礎設施架構,保證網絡中網元功能有清晰的邊界,保證網絡中業務有清晰的流程,才能夠保障上線時業務的質量。

從用戶使用移動互聯網業務體驗上來講,雖然移動終端和PC的功能趨同是不可避免的趨勢,但是在一段時期內兩者之間還是會有較大的區別。通過移動終端訪問傳統互聯網,會受到屏幕尺寸、應用協議、訪問速度等方面的制約,再加上移動終端本身五花八門,這些都是開放互聯網的應用設計中容易忽略的。運營商可通過建設移動互聯網應用基礎設施,來實現異構網絡間的業務層面的互聯互通,提供協議適配、應用加速等服務,提升用戶體驗。

移動互聯網應用基礎設施為業務深度運營提供原始數據,是為客戶提供更精細的服務的基礎。在移動互聯網時代,運營商的核心競爭力表現為以客戶資源為導向,對客戶進行不斷細分,并通過整合數據業務資源,為客戶提供定制化、個性化服務的能力。運營商誰能夠抓住使用者未來的需求,誰就將在未來的競爭中獲得勝利。移動互聯網應用基礎設施通過對用戶行為的跟蹤、收集、整理,從技術上支撐運營商制訂整體的、精細的營銷、服務和業務開展方案,為移動互聯網時代的企業發展打下基礎。

(3)未來占領競爭制高點的保障

在移動互聯網時代,實力雄厚的終端廠家、服務提供商(SP)等產業鏈各方都在積極打造一條圍繞著自己核心優勢的產業鏈,因此,運營商的競爭對手已經多元化,未來的競爭焦點已經從單一的通信產品的競爭轉變為整個信息服務的競爭;從業務的競爭轉變為整合能力的競爭;從企業間的競爭轉變為不同組織形式的產業鏈的競爭。運營商通過建設移動互聯網應用基礎設施,在避免被管道化的同時,更有利于打造適合自己的產業鏈。

據預測2012年電信運營商來自互聯網的收入占比將增長至20%。美國運營商AT&T的情況也顯示,對帶寬要求越來越高的新應用層出不窮,目前寬帶數據業務每年在以50%的速度增長。如何讓數據業務的增長帶來更大的收益是運營商需要考慮的一個重要問題。過去運營商靠接入業務掙錢,但在以眼球經濟和用戶體驗為特點的移動互聯網時代,如何使網絡增值、提供差異化服務和避免管道化則是運營商應該著重思考的問題。建設移動互聯網應用基礎設施可以加強內容和應用的運營和管理,以及對用戶需求的深入分析,使運營商可以提供立足于網絡的基礎設施增值服務,全面地介入互聯網業務。

另一方面,建設移動互聯網應用基礎設施有助于促進產業鏈的細分和發展,加快移動互聯網產業的發展。通過建設移動互聯網應用基礎設施,運營商可以不斷簡化業務開發過程,并通過提供能力調用、業務加速等網絡功能,強化網絡平臺優勢。結合網絡和用戶數量的優勢,運營商可以為合作伙伴提供多樣化、高附加值的服務,并刺激合作伙伴不斷創新,促使他們的業務和終端最大程度的與運營商的網絡平臺結合起來,從而為用戶提供更豐富的業務。這樣就可以形成一個以運營商為核心的生態環境,形成綁定于基礎設施的內容、應用和終端的產業鏈,使企業在未來的競爭中處于有利地位。

3 移動互聯網應用基礎設施的發展愿景

移動互聯網應用基礎設施是一系列業務、終端、網絡和資源能力組件的有機集合,部署于IP承載網絡之上,為用戶和SP提供接入移動互聯網應用的便捷通道,提高用戶訪問速度和業務體驗,節約存儲成本和管理開銷,降低業務開發門檻,提升業務上線速度。基于云計算和P2P等技術構建的基礎設施,通過計算、存儲等IT資源的分布式虛擬化,提供軟件即服務(SaaS)、平臺即服務(PaaS)和基礎設施即服務(IaaS)等模式的新型IT服務。

移動互聯網應用基礎設施的愿景是構建開放有序的移動互聯網生態環境,基于統一規劃的移動互聯網基礎設施為自營業務和開放互聯網服務提供便捷接入,促進開放互聯網內容和服務為運營商所用。打造該生態環境的基礎是統一規劃和設計移動互聯網應用基礎設施,包括兩個主要組成部分:為用戶接入自營業務和開放互聯網,提供統一的解決方案,主要是基于分布式架構的用戶接入網關,以解決業務應用接入難的問題;為自營業務和開放互聯網應用,提供通用的基礎設施服務,包括提供業務倉儲服務、業務分發加速、互聯網內容和應用適配等,以提高業務應用分發效率、避免重復投資,提高用戶訪問互聯網的業務感受、避免互聯網流量沖擊。

移動互聯網應用基礎設施的愿景如圖3所示。移動互聯網應用基礎設施主要包括。

(1)用戶接入——分布式用戶接入網關

在移動互聯網應用基礎設施中,分布式用戶接入網關可為用戶接入自營業務和開放互聯網提供統一高效便捷的通道。在傳統的有墻花園業務模式下,移動運營商為用戶提供的開放互聯網和自營業務的通道并不順暢。因此,目標愿景中提出的“分布式用戶接入網關”體系以疏導為主,按照協議不同將業務流引導到不同的協議網關上做進一步的處理。協議網關所起的作用主要是協議優化、有效信息插入和內容適配。經過協議網關處理,可加速用戶訪問感受,增強互聯網內容的體驗,也為運營商的合作SP提供有效的用戶信息。圍繞著分布式用戶接入網關打造的開放移動互聯網接入通路,為運營商和互聯網服務提供商的良性共贏合作提供了基礎保障。

(2)業務倉儲——互聯網數據中心(IDC)和各類緩存系統

業務倉儲設施主要是指IDC和各類緩存系統。IDC是為滿足互聯網業務和企事業信息服務需求而建設的應用基礎設施,通過與互聯網的高速連接,以豐富的計算、存儲、網絡和應用資源向服務提供商(SP)、內容提供商(CP)、各類集團客戶等提供大規模、高質量、安全可靠的主機托管、主機租賃、網絡帶寬租用、內容分發等服務。

各類緩存系統包括超文本傳輸協議(HTTP)、P2P緩存系統等。HTTP緩存系統能夠把開放互聯網網站緩存到網內,并提供適合各種終端的頁面適配和協議優化功能。P2P緩存系統能有效地在網內緩存開放互聯網P2P內容,減少網間P2P流量,并為用戶提供高質量的P2P服務。

(3)業務分發——分布式業務網絡,如應用分發網絡、內容分發網絡、P2P SIP網絡等

互聯網業務發展的宗旨是要差異化和競爭力,任何能力需要適度的聚類,強制一張大而全的網絡,會大大降低業務的個性化和多樣性,并與各業務靈活獨特的運營特色產生沖突和矛盾。如果全部采用公共網元完成通用功能,將頻繁升級改造公共網元。這正是智能網、到IP多媒體子系統(IMS)意圖承載所有業務不成功的最大癥結所在。

互聯網企業均從專業領域進入,Google、Youtube、SKYPE、BT、PPLive未來是否能融在一張網絡上是個未知數。因此需要提供專業化和差異化能力和服務,不僅要做大,更要做強,

從電信網思路來看,3GPP也科學地將業務分為會話類、流類、交互類和后臺類,且業務模型差異巨大。

P2P SIP網絡是基于傳統電信網與互聯網融合思路的分布式業務網絡,適用于會話類業務,如語音、可視電話、視頻會議等。

P2P內容分發網絡(CDN)適用于音視頻等多媒體內容直播、點播、下載和靜態網頁瀏覽等業務,是內容加速的應用基礎設施,能夠有效地降低骨干網帶寬消耗,降低業務平臺負載,提高用戶對各類業務平臺的訪問質量。

應用分發網絡(ADN)適用于網絡游戲、電子商務和動態網頁瀏覽等實時交互應用。

正在成為熱點的還有適用于智能搜索、垃圾短信處理等大規模運算和海量數據處理的業務網絡。

(4)終端應用基礎設施

面對手機等移動終端的日趨多樣性和多媒體化,有必要屏蔽操作系統差異,構建開放、開源、統一的移動終端環境。近年來手機硬件在處理能力大幅提升的同時,軟件智能化越來越高,功能越來越強,開放式操作系統為終端上提供豐富應用搭建了平臺,但這些開放式操作系統缺乏統一的應用編程接口(API),第三方需要針對多種系統開發應用,不同系統終端之間業務適配復雜,在一定程度上影響了業務快速推廣與普及。終端應用基礎設施將提供良好的移動終端環境,統一終端應用的API,進一步提升終端對各類業務的適配能力,方便第三方開發,更好地支持業務推廣。

4 移動互聯網應用基礎設施應解決的問題

在建設移動互聯網應用基礎設施的過程中,應該著力解決用戶接入、業務倉儲和業務分發幾個方面的問題,才能促使移動互聯網業務高速發展。

(1)用戶接入

目前用戶接入面臨的共性問題是欠缺接入移動互聯網應用的統一便捷通道。目前可見的兩種主流接入通道都有其自身的問題和缺陷:一種是以“堵”為特征的無線應用協議(WAP)網關通路:依賴單一協議網關構建的“有墻花園”業務體系難以滿足新業務部署的要求,造成新業務落地難且無序發展的局面;另一種則是以“放”為特征的純通道模式,移動用戶訪問互聯網一馬平川,無任何約束和管理,在這種模式下,用戶可以隨意訪問互聯網的應用和內容,而互聯網的特殊應用(如P2P)會對在封閉體系下形成的移動網絡體系和服務質量造成嚴重的影響和沖擊。

(2)業務倉儲和業務分發

運營商可以通過建設業務倉儲和業務分發基礎設施來解決3個方面的問題。第一,運營商需要加強對內容資源的掌控力度,使得運營商在信息服務領域的競爭中處于優勢,通過因特網數據中心(IDC)可以有效地將內容收攏,避免受到網間通道帶寬的制約,用戶訪問速度和質量可得到很大提高。第二,隨著數據業務尤其是寬帶多媒體業務的蓬勃發展,業務內容逐漸豐富增多,用戶訪問量和用戶帶寬逐漸增加,對運營商可提供的用戶服務質量、業務平臺服務能力和數據業務承載網的能力提出更高要求。運營商已經頻繁出現骨干網帶寬制約內容運營業務的發展,單點業務服務器不堪重負的“瓶頸”,與此同時,內容存儲成本和管理開銷日益增大。通過業務分發網絡建設可以大大提升業務訪問質量和用戶感受,并大大提升投資收益比。第三,隨著P2P技術的快速發展及P2P應用的普及,P2P流量的比重日益增大,網間P2P流量也逐漸增多,通過建設P2P緩存系統,為網內用戶提供高質量的P2P服務,并有效降低網間P2P流量。

5 結束語

未來3～5年將是移動互聯網高速發展的時期,也是電信業轉型的關鍵時期。移動互聯網業務作為運營商未來收入增長的重要突破口,無疑具有舉足輕重的作用[1-3]。面對業務發展和轉型暴露出來的諸多問題和深層次的矛盾,運營商應立足于現有網絡,從戰略高度加快業務網和移動互聯網基礎設施的技術研究和產業化進程,實現“有墻花園”到有序“開放花園”的轉變,推進以用戶體驗為中心的業務創新,逐步探索適合運營商的移動互聯網道路。

6 參考文獻

[1] 李默芳. 3G與下一代網絡互聯網帶來的機遇與挑戰[J]. 中興通訊技術, 2005,11(3):6-9.

[2] 蔣林濤. 互聯網帶來的機遇與挑戰[J]. 中興通訊技術, 2008,14(1):1-5.

[3] 曹淑敏. 無線通信發展的趨勢——寬帶化、移動化[J]. 中興通訊技術, 2006, 12(1):1-4.

收稿日期:2009-05-13

作者簡介

楊志強,中國移動通信研究院副院長、教授級高級工程師,享受政府專家津貼。長期從事通信工程設計、技術管理、產品開發工作,帶領團隊成功研發中國移動的移動數據業務管理平臺(DSMP)、廣播式移動電視管理系統(MBBMS)管理平臺、手機支付端到端業務系統。已發表研究論文60余篇。

張炎,中國移動通信研究院業務研究所所長助理,從事移動通信業務網、互聯網業務與應用規劃、設計與開發工作。目前擔任CCSA TC2副主席。已發表研究論文20余篇。