云計算在電信運營商中的應(yīng)用研究

仝建剛，彭 昭，周 洲，吳 江

（1.中國電信股份有限公司上海研究院 上海 200122；2.中國電信股份有限公司四川信產(chǎn)公司 成都 610021）

1 引言

云計算不僅是目前信息通信業(yè)界的熱點概念，也是信息時代的未來。它代表了未來的服務(wù)交付和使用方式，即以開放的標準和服務(wù)為基礎(chǔ)，以互聯(lián)網(wǎng)為中心，提供安全、快速、便捷的數(shù)據(jù)存儲和網(wǎng)絡(luò)計算服務(wù)。云計算的理念是將計算和存儲簡化為像公共水電一樣易用的資源，提供靈活的計算和高效的海量數(shù)據(jù)存儲能力，企業(yè)甚至個人無需構(gòu)建自己的IT架構(gòu)就可以在云計算平臺上運行各種系統(tǒng)，享受綜合的信息服務(wù)。這種創(chuàng)新的計算模式和商業(yè)模式引起了產(chǎn)業(yè)界和學術(shù)界的廣泛關(guān)注。

電信運營商早已是云服務(wù)理念的實踐者。早在電話網(wǎng)時代，用戶通過簡單的終端接入PSTN，網(wǎng)絡(luò)則為用戶提供端到端的路由尋址服務(wù)（云服務(wù)）。3G移動網(wǎng)的商用標志著移動互聯(lián)網(wǎng)時代的全面到來，在用戶至上的信息服務(wù)時代，傳統(tǒng)的電信用戶對業(yè)務(wù)需求范圍已經(jīng)從通信領(lǐng)域拓展到生活、工作的各個領(lǐng)域，需要大量資訊、娛樂、游戲、社會信息服務(wù)等豐富多彩的業(yè)務(wù)。移動互聯(lián)網(wǎng)的興起催生了融合業(yè)務(wù)的需求。這些新興的需求已經(jīng)超出了單純的互聯(lián)網(wǎng)或電信網(wǎng)的能力范圍，而是需要一種跨越互聯(lián)網(wǎng)與電信網(wǎng)界限的綜合信息服務(wù)，這與云的理念與模式不謀而合。此外，運營商推廣的服務(wù)，尤其是移動互聯(lián)網(wǎng)的服務(wù)，需要通過終端來承載，終端千差萬別的復(fù)雜性成為應(yīng)用開發(fā)者難以跨越的門檻。無論是用戶還是應(yīng)用開發(fā)者，迫切地需要一種跨越終端的服務(wù)機制，而云服務(wù)無疑是一種很好的選擇。

2 云計算理念及運營商云計算架構(gòu)

2.1 云計算核心理念

云計算首先由IT界提出，其核心技術(shù)架構(gòu)一般分為三層：IaaS（infrastructure as a service，基礎(chǔ)設(shè)施即服務(wù)）、PaaS（platform as a service，平臺即服務(wù)）、SaaS（software as a service，軟件即服務(wù)）。

（1）IaaS

為用戶提供按需付費的彈性基礎(chǔ)設(shè)施服務(wù)，其核心技術(shù)是虛擬化，包括服務(wù)器、存儲、網(wǎng)絡(luò)以及桌面虛擬化等。虛擬化技術(shù)改變了IT平臺的構(gòu)建方式和IT服務(wù)的提供方式，為充分復(fù)用軟、硬件資源提供了技術(shù)基礎(chǔ)，并按照用戶需要生成不同配置的子資源，大大提高了資源分配的彈性、效率和精確性。

（2）PaaS

為互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用開發(fā)者提供端到端的分布式軟件開發(fā)、測試、部署、運行環(huán)境以及應(yīng)用程序托管服務(wù)，其核心技術(shù)是分布式并行計算。通過開放架構(gòu)，提供共享云計算超大規(guī)模計算能力的有效機制，覆蓋應(yīng)用程序完整的開發(fā)生命周期。

（3）SaaS

為企業(yè)和個人消費者提供以互聯(lián)網(wǎng)為載體、瀏覽器為交互方式的軟件應(yīng)用服務(wù)。其實現(xiàn)方式主要有兩種：一種是通過PaaS平臺來開發(fā)SaaS；另一種是采用多租戶架構(gòu)和元數(shù)據(jù)開發(fā)模式，使用Web2.0、Structs、hibernate等技術(shù)實現(xiàn)SaaS中各層的功能。

2.2 運營商云計算架構(gòu)

將云計算的理念與電信運營商的網(wǎng)絡(luò)和業(yè)務(wù)相結(jié)合，將其滲透到基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)資源、業(yè)務(wù)能力平臺和增值業(yè)務(wù)產(chǎn)品中，形成了具有運營商特征的云計算應(yīng)用架構(gòu)。

電信業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)分為基礎(chǔ)服務(wù)層、業(yè)務(wù)提供層和業(yè)務(wù)接入調(diào)度層。基于業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)的規(guī)劃和定位，電信運營商提供云服務(wù)和產(chǎn)品應(yīng)該遵循云計算技術(shù)和功能服務(wù)分層理念，分為基礎(chǔ)設(shè)施云(IaaS)、業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)能力云(IaaS)和應(yīng)用服務(wù)云(SaaS)，如圖1所示。

（1）基礎(chǔ)設(shè)施云（IaaS）

通過虛擬化技術(shù)，利用云計算的海量存儲和分布式計算能力，對外提供統(tǒng)一的API，按需將電信基礎(chǔ)計算資源、存儲資源和網(wǎng)絡(luò)資源提供給行業(yè)用戶，實現(xiàn)電信資源的統(tǒng)一調(diào)度和共享，達到規(guī)模運營電信基礎(chǔ)能力資源的目的。基礎(chǔ)設(shè)施云能夠提高硬件資源使用效率，實現(xiàn)節(jié)能減排。電信運營商在該層能夠?qū)ν馓峁┑姆?wù)包括云主機、云存儲、云網(wǎng)絡(luò)等。

（2）業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)能力云（PaaS）

整合應(yīng)用服務(wù)、業(yè)務(wù)能力接入、業(yè)務(wù)平臺和業(yè)務(wù)引擎等能力，向下根據(jù)業(yè)務(wù)能力需要調(diào)用硬件資源，向上提供業(yè)務(wù)調(diào)度中心服務(wù)，匯聚電信網(wǎng)絡(luò)、渠道能力和互聯(lián)網(wǎng)能力，降低業(yè)務(wù)開發(fā)門檻，加快移動互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)創(chuàng)新。云計算平臺涉及能力開放層、業(yè)務(wù)部署層、開發(fā)支撐層和管理控制層。

·能力開放層：提供電信原子級、分子級能力的提取、

封裝和組成，向上提供開放接口；

·業(yè)務(wù)部署層：提供電信能力和互聯(lián)網(wǎng)元素的聚合以

及業(yè)務(wù)彈性部署和運行環(huán)境；

·開發(fā)支撐層：提供代碼和圖形化的業(yè)務(wù)編程環(huán)境

SCE、業(yè)務(wù)端到端測試環(huán)境和各種業(yè)務(wù)使用門戶；·管理控制層：SP及業(yè)務(wù)管理、內(nèi)容管理、發(fā)布訂購

管理和鑒權(quán)計費管理。

電信運營商在該層能夠?qū)ν馓峁┑姆?wù)包括云平臺、企業(yè)私有云等。

（3）應(yīng)用服務(wù)云（SaaS）

通過PaaS平臺提供的API，實現(xiàn)業(yè)務(wù)能力的調(diào)用、封裝和用戶服務(wù)，包括基礎(chǔ)應(yīng)用和多租戶應(yīng)用。基礎(chǔ)應(yīng)用包括傳統(tǒng)的電信業(yè)務(wù)能力，如統(tǒng)一門戶、多媒體、語音、數(shù)據(jù)等；多租戶應(yīng)用包括個人應(yīng)用、企業(yè)應(yīng)用、社區(qū)和移動商店等。電信運營商可基于本層開發(fā)增值云計算服務(wù)產(chǎn)品，為行業(yè)和公眾用戶提供典型的云應(yīng)用。

3 運營商云計算發(fā)展思路

3.1 豐富能力，拓展運營內(nèi)容

傳統(tǒng)電信業(yè)務(wù)以提供通信能力為主，業(yè)務(wù)的種類單一，而且?guī)缀醪簧婕巴ㄐ乓酝獾念I(lǐng)域。云計算的理念和技術(shù)帶給運營商的重要啟示之一就是要廣泛地利用包括互聯(lián)網(wǎng)在內(nèi)的各種領(lǐng)域的數(shù)據(jù)源和服務(wù)能力，將其運營內(nèi)容拓展至信息、娛樂、旅游和個人信息管理等多個領(lǐng)域，把電信業(yè)務(wù)的覆蓋范圍從通信領(lǐng)域拓展到綜合信息服務(wù)領(lǐng)域。這些云模式下業(yè)務(wù)的特征，其形式的新穎、多樣性和內(nèi)容的豐富性都是傳統(tǒng)電信業(yè)務(wù)無法相比的。對運營商而言，從拓展運營內(nèi)容的角度發(fā)展云產(chǎn)品需要著力做好以下幾點。

（1）打造新的業(yè)務(wù)能力引擎

隨著信息技術(shù)的不斷發(fā)展，用戶的需求也在不斷變化，傳統(tǒng)的電信引擎短信、彩信、下載等業(yè)務(wù)能力引擎已經(jīng)不能滿足用戶的需求，這就需要運營商緊貼用戶的新需求，打造定位、支付、終端信息等適應(yīng)移動互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的全新能力引擎。

（2）挖掘用戶信息

精確掌握用戶是運營商得天獨厚的優(yōu)勢之一，用戶的信息包括基于移動網(wǎng)的用戶位置信息、用戶狀態(tài)信息以及用戶群體的統(tǒng)計信息等。其中，用戶位置信息可以與地圖類API整合應(yīng)用到緊急救援、交通導(dǎo)航、搜索、廣告、電子商務(wù)等領(lǐng)域，具有廣闊的應(yīng)用前景；用戶狀態(tài)信息能夠幫助優(yōu)化其他業(yè)務(wù)，降低成本和消耗；用戶群體的統(tǒng)計信息對于開展行業(yè)應(yīng)用、電信營銷有著極高的應(yīng)用價值。

（3）加強基礎(chǔ)設(shè)施能力

掌握基礎(chǔ)設(shè)施使得運營商成為最具潛力的云服務(wù)提供者。電信業(yè)作為IT技術(shù)的重點行業(yè)客戶，在逐步提升資源利用效率的同時，還應(yīng)當考慮如何有效地整合、加強自身IDC基礎(chǔ)設(shè)施、網(wǎng)絡(luò)接入資源和計費支撐服務(wù)能力，從傳統(tǒng)“管道”提供商向服務(wù)提供商轉(zhuǎn)型。

（4）整合互聯(lián)網(wǎng)能力

互聯(lián)網(wǎng)是全球性的開放性網(wǎng)絡(luò)，是人們相互交流、相互溝通、相互參與的互動和資源共享的平臺，任何人和組織都能夠很方便地接入互聯(lián)網(wǎng)，提供和分享互聯(lián)網(wǎng)的資源。互聯(lián)網(wǎng)同時也是目前主流的云服務(wù)依托環(huán)境。電信運營商打造云產(chǎn)品，可以也必須引入互聯(lián)網(wǎng)豐富的內(nèi)容、應(yīng)用和服務(wù)，拓展現(xiàn)有互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的使用范圍，并且提供給用戶與互聯(lián)網(wǎng)相似的使用體驗。更大的優(yōu)勢還在于，電信運營商依托于移動網(wǎng)絡(luò)，有著比互聯(lián)網(wǎng)更加豐富和更具特色的能力和服務(wù)提供方式，能夠?qū)⒔Y(jié)合電信與互聯(lián)網(wǎng)特色和優(yōu)勢的融合業(yè)務(wù)推向用戶。

3.2 打造平臺，掌控網(wǎng)絡(luò)與終端邊界

傳統(tǒng)的電信業(yè)務(wù)中，電信運營商幾乎掌握從網(wǎng)絡(luò)到用戶的整個領(lǐng)域。互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)因其改變了這種封閉體系而得到了迅猛發(fā)展。隨著3G時代的到來，移動互聯(lián)網(wǎng)將會成為未來移動網(wǎng)發(fā)展的主流，它將帶來真正的新一代通信和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。目前而言，移動運營商主要還是將其業(yè)務(wù)封閉在自己的專網(wǎng)上，而3G時代的移動互聯(lián)網(wǎng)需要更為開放的空間，電信運營商專網(wǎng)壟斷模式將被打破，電信運營商需要重新界定并打造網(wǎng)絡(luò)與用戶的邊界來掌握競爭的主動。

移動互聯(lián)網(wǎng)要求能夠服務(wù)于不同的用戶群，運營在不同的核心網(wǎng)上，業(yè)務(wù)的發(fā)展需要綜合考慮各種網(wǎng)絡(luò)接入和傳輸?shù)燃夹g(shù)。移動互聯(lián)網(wǎng)的終端種類豐富、千差萬別，各種移動終端的硬件特性、操作系統(tǒng)和應(yīng)用軟件都不盡相同。終端的多樣性和差異性為移動互聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)造出許多新的業(yè)務(wù)發(fā)展方向和盈利模式。運營商借助云計算技術(shù)，通過“云+端”的模式，在網(wǎng)絡(luò)側(cè)打造面向最終用戶的業(yè)務(wù)云平臺，實現(xiàn)資源的匯聚和業(yè)務(wù)邏輯整合，在終端側(cè)打造統(tǒng)一感知的用戶界面，屏蔽終端的復(fù)雜性，作為云應(yīng)用的展現(xiàn)平臺。

3.3 創(chuàng)新觀念，改善運營模式

從現(xiàn)有的業(yè)務(wù)狀況來看，運營商仍是業(yè)務(wù)主導(dǎo)，運營商和大型SP成為業(yè)務(wù)提供的主體。合作門檻居高不下導(dǎo)致業(yè)務(wù)合作對象相對單一，加上對業(yè)務(wù)應(yīng)用規(guī)模效應(yīng)的片面追求，使得現(xiàn)有業(yè)務(wù)缺乏特色，同質(zhì)化競爭現(xiàn)象嚴重。而用戶的業(yè)務(wù)需求日益復(fù)雜，對業(yè)務(wù)個性化、綜合化的要求不斷提高，需要更好的業(yè)務(wù)體驗。電信運營商現(xiàn)有的運營模式需要創(chuàng)新改善，以便為用戶提供綜合信息服務(wù)。從用戶的角度出發(fā)，需要各種形式的信息服務(wù)，電信運營商已不再是服務(wù)的惟一提供者，而是成為服務(wù)的參與者或是整合者。這就意味著運營商已經(jīng)不能單單地固守業(yè)務(wù)運營的傳統(tǒng)陣地，而要盡快轉(zhuǎn)入面向資源和能力的運營，通過開放和聚合的雙向互動實現(xiàn)服務(wù)的整合與被整合。

（1）針對開發(fā)者

運營商將提供開發(fā)者社區(qū)以供開發(fā)者進行創(chuàng)意和技術(shù)方面的交流，這將有助于開發(fā)者個人能力的提升；一套涵蓋業(yè)務(wù)的開發(fā)、測試和部署階段的完善而強大的開發(fā)工具也是開發(fā)者迫切需要的；在業(yè)務(wù)部署上線后，運營商還將為開發(fā)者提供相應(yīng)的管理維護服務(wù)，并且與開發(fā)者進行收益分成，保證開發(fā)者的利益。

（2）針對用戶

運營商將提供豐富的應(yīng)用和個性化的使用體驗，互聯(lián)網(wǎng)的資源只要在一點發(fā)布，就能夠及時地送達移動用戶終端；用戶將能夠享受到一站式服務(wù)，可以通過運營商渠道獲取來自運營商、合作伙伴和開發(fā)者的業(yè)務(wù)和應(yīng)用；用戶將享受統(tǒng)一的業(yè)務(wù)運行環(huán)境，而不必擔心由于終端之間的差異而導(dǎo)致相關(guān)業(yè)務(wù)和應(yīng)用無法使用。

（3）針對產(chǎn)業(yè)鏈合作伙伴

運營商的參與為最終服務(wù)提供了便捷條件和有效保障，包括應(yīng)用運營和支撐能力、巨大的用戶群和完備的用戶信息、廣闊的服務(wù)覆蓋范圍和多種服務(wù)渠道等。例如廣告主，將享受更廣范圍的受眾覆蓋、更低的投放成本、更好的廣告服務(wù)效果；終端廠商，將可以通過與運營商合作定制手機達到更高的市場占有率；電子商務(wù)的合作伙伴，將享受更為廣闊的銷售渠道和有效的推廣促銷方式，并且能與運營商共同打造售后服務(wù)支持平臺。

4 云計算產(chǎn)品展望

借鑒互聯(lián)網(wǎng)云計算的發(fā)展思路，將電信運營商的網(wǎng)絡(luò)資源（包括接入、調(diào)度、管理、存儲、安全和服務(wù)等）以云計算的方式組織運用，成為電信運營商業(yè)務(wù)發(fā)展的新方向。以IaaS云為契機切入云計算平臺領(lǐng)域，充分發(fā)揮電信運營商基礎(chǔ)設(shè)施租用的優(yōu)勢；結(jié)合電信運營商業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)能力開展PaaS云的研究和探索，并積極試點云平臺應(yīng)用和云運營模式，重新劃分用戶與運營商的邊界，拓展用戶使用互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的方式和體驗；探索熱點互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用，如搜索、社區(qū)、游戲等，尋找SaaS云業(yè)務(wù)發(fā)展和運營新的盈利模式和業(yè)務(wù)增長點。

結(jié)合電信運營商的應(yīng)用現(xiàn)狀和未來云計算產(chǎn)品定位，電信運營商可從以下應(yīng)用方向發(fā)展云產(chǎn)品。

（1）IT 設(shè)施云服務(wù)

通過虛擬化、自動化等云計算關(guān)鍵技術(shù)，智能、動態(tài)地調(diào)配各種資源（如計算、存儲、帶寬、硬件、軟件等）提供給行業(yè)客戶。具備按需采購、快速部署、彈性容量、高可用性、低成本的特點，客戶可直接使用，無須采購和管理硬件設(shè)備。對外可服務(wù)于中小企業(yè)、中小網(wǎng)站站長、軟件開發(fā)園區(qū)和軟件開發(fā)商、網(wǎng)絡(luò)游戲公司等，對內(nèi)可服務(wù)于IT部門。

（2）云存儲服務(wù)

通過虛擬化、分布式計算等云計算技術(shù)，為公眾用戶動態(tài)地分配存儲服務(wù)，為用戶提供一個完整的信息整合平臺，以個人信息管理為核心，融合多種類型終端的自動備份、存儲和共享，打造高黏性的個人信息管理平臺。

（3）“云+端”的 PaaS 服務(wù)

利用云計算技術(shù)，借助PaaS云的“云+端”理念，將大量的移動互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用轉(zhuǎn)移到運營商“云”端，而應(yīng)用呈現(xiàn)在手機終端側(cè)，降低互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用對手機終端能力的要求，實現(xiàn)高性價比的移動互聯(lián)網(wǎng)手機功能。此外，通過云計算業(yè)務(wù)應(yīng)用平臺實現(xiàn)互聯(lián)網(wǎng)與電信能力資源匯聚、業(yè)務(wù)開發(fā)、測試環(huán)境、業(yè)務(wù)托管環(huán)境的集成，降低應(yīng)用開發(fā)門檻，吸引更多的開發(fā)者開發(fā)移動互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用。

電信運營商的云計算產(chǎn)品發(fā)展應(yīng)從結(jié)合需求和可實施性的角度綜合考慮，優(yōu)先考慮技術(shù)和商業(yè)成熟度，由簡單到復(fù)雜，循序漸進地發(fā)展云產(chǎn)品。考慮到云產(chǎn)品的風險性，建議以低成本的個人業(yè)務(wù)為切入點，利用相對成熟的IaaS的技術(shù)，首先推出面向個人的云存儲服務(wù)。后續(xù)考慮跨終端、跨平臺的“云+端”產(chǎn)品以及投資巨大的IT設(shè)施云服務(wù)。充分利用運營商的現(xiàn)有優(yōu)勢切入云計算應(yīng)用領(lǐng)域，樹立典型的云服務(wù)產(chǎn)品，并結(jié)合網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用需求進一步拓展面向企業(yè)和個人用戶的SaaS云服務(wù)產(chǎn)品。

5 結(jié)束語

云計算的技術(shù)浪潮為電信運營商轉(zhuǎn)變產(chǎn)品開發(fā)和業(yè)務(wù)運營模式帶來了新的發(fā)展契機，抓住這一機遇，運營商需要將彈性資源部署、按需資源使用、能力開放和聚合等云計算核心理念融入基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)資源建設(shè)、產(chǎn)品開發(fā)與運營等流程中去，開源節(jié)流，為新時期運營商的戰(zhàn)略轉(zhuǎn)型奠定技術(shù)基礎(chǔ)。