分布式智能開放運營架構及關鍵技術

童曉渝，張云勇，房秉毅

（中國聯通研究院 北京100048）

1 引言

我國完成電信重組后，隨著電信運營商3G網絡的部署和互聯網升級提速，運營商之間的競爭更加激烈。越來越豐富的應用正在大量地消耗帶寬，電信運營商既沒有從通道服務中獲得合理的投資回報，也沒能在高附加值的信息服務領域創造更大的企業價值。互聯網已經形成了各類服務與應用為主的巨大產業規模、企業價值和社會影響，產業正成為“渠道為王”、“內容為王”、“應用為王”的時代，產業鏈的控制權、話語權發生了轉變。廣電系統正在全面進行廣播電視網數字化整體轉換和雙向改造的部署，積極推進“三網融合”，已經成為信息通信服務業的新競爭者。

因此，隨著3G時代的到來，移動互聯網的發展，IT、互聯網、傳媒、電信、零售行業正在加速融合與滲透，行業的邊界變得模糊，正逐步演變成為一個全新的產業生態系統。要求產業生態系統的參與者更加開放、合作，以實現共存、共生、共同進化。從電信行業的視角來看，一個全新的“后電信時代”正在到來。作為平臺型企業的電信運營商需要更加開放，提升創造價值和分享價值的能力、平臺架構的能力、標準化的能力、網絡再設計與優化的能力、平臺與終端的配合機制。

本文基于對目前信息通信服務環境的分析和電信運營商商業模式的轉型，提出分布式智能運營架構，該架構是未來PCCN（public computing communication network，公眾計算通信網）的核心系統[1]，可實現網絡智能管理、業務智能開發、服務智能提供，利用與整合公共性平臺資源，縮短業務創新周期，共同維護共生共存的產業生態系統。

2 分布式智能開放運營架構的內涵和目標

分布式智能開放系統（distributed intelligentopen system，DIOS）是為適應電信運營商商業模式的轉型而提出的，從主流電信運營商的策略來看，主要有以下幾種方式[2]。

（1）向“通信+商業渠道”的轉型，優化通道掌控、應用匯聚、終端體驗，尤其是客戶需求分析，實現產品、服務與需求價值匹配，形成規模經營、快速交付、精確營銷的新型渠道能力。

（2）向“通信+媒體廣告”的轉型，利用豐富的客戶需求信息資源，創建數據挖掘分析能力，利用通道與終端交付能力，形成“泛終端”、“富媒體”分眾立體式廣告模式。

（3）向“通信+信息服務”的轉型，利用公眾通信網的基礎性和安全可信的運營能力，基于寬帶通信與云計算技術的發展，形成信息設施、信息生產、信息應用的服務，即“云計算”服務。

（4）向“前+后”收費模式的轉型，基于渠道、媒體特征開發后向收費模式，通過降低用戶通信與信息費的方式，加快用戶發展（快速聚合），增加用戶使用時間（提高瀏覽量），增強渠道和媒體效用，提高代理費、廣告費等創收能力。

（5）建立以“客戶價值為核心”的運營構架，在原運營構架基礎上，增加“業務數據中心系統（BDCS）”為重要的核心運營系統，以構成電信運營商新的運營構架。

電信運營商轉型應發揮網絡和客戶優勢，轉向對業務、平臺、客戶、界面等商業資源的運營。為了適應向“通信+商業渠道+媒體廣告+信息服務”的商業模式轉型，在原來通信網絡傳送、平臺接入能力的聚合能力和業務交付、服務支持運營能力的基礎上，增加一個重要的核心運營系統，即業務數據中心，如圖1所示。從以網絡為中心的運營轉型為以客戶為中心的運營，而通信網絡只是實現客戶接入業務的通道和用戶聚合的手段，各種新商業模式的運營都將基于數據中心對用戶信息的挖掘，通過特征數據庫和商業智能的分析后，通過PCCN以個性化分眾服務的方式傳送給客戶，客戶得到良好的終端體驗。

因此，在網絡服務日益趨向信息服務、信息管理服務的背景下，業務的提供需要大量的計算能力支持。隨著網絡帶寬的變大，計算能力遍布整個網絡中，通信技術與業務正在趨向計算技術與應用技術，計算技術與應用正在趨向網絡與服務的提供，今天的公眾通信網逐漸演進為PCCN，DIOS是未來PCCN的核心系統，具有分布式、智能、開放、統一化系統特性，實現網絡智能管理、業務智能開發、服務智能提供。

DIOS以分布式存儲、分布式計算資源、分布式數據庫和文件系統為基礎，通過云網絡整合統一資源，實現按需彈性擴展能力；通過數據挖掘、分析和智能調度，實現網絡也可以智能地自組織和可重構以及業務與資源、應用與服務、終端與用戶的最佳匹配；建立能力引擎開放平臺，向第三方開發者開放云資源，全面快速響應服務；統一虛擬化標準，降低成本，實現統一資源共享最大化；統一管理平臺，提高集中管理效率，實現電信級可運營可管理。

圖1 轉型網絡架構

3 PCCN概況

PCCN是基于虛擬化和云計算構架，以云計算技術為核心，融合電信網和計算機網后的信息處理網絡。利用云計算的虛擬化技術可以建立支撐網、業務網、統一基礎設施資源池。以云計算的理念可以對基礎設施資源池進行組織和運用。在原有公眾通信網的接入、交換、路由、傳輸要素的基礎上，PCCN實現了計算處理能力、虛擬分配、調度管理以及業務開發環境等主要技術，如圖2所示。

4 DIOS架構

DIOS是PCCN的核心系統，可以看作是PCCN的具體實現，其組網拓撲如圖3所示，下面按照自上而下、自內而外的6層架構給予說明。

圖2 公眾計算通信網與電信網、云計算、計算機網

（1）第一層：數據中心層

數據中心層是由 “網絡數據中心”、“用戶數據中心”和“業務數據中心”3個子系統構成的業務數據中心系統。

（2）第二層：云資源系統層

云資源系統由云存儲、云網絡和云計算設備3部分組成，包括海量數據庫和分布式文件系統；可編程、可虛擬化和增強資源共享的云交換精簡架構；異構混合的小型機和X86服務器等云計算物理設備。

（3）第三層：能力引擎層

能力引擎由事務處理引擎、業務控制引擎和數據分析引擎3部分組成。

事務處理主要是指基于工作流的業務流程和管理流程實現過程（如BSS、PRM、OSS、ODS、OA等）。

數據分析主要是指基于特定的計算規則對結構化數據和非結構化數據進行計算處理，以期從海量信息中得到規律性的認識（如BI、CRM和搜索引擎業務）。

業務控制主要是指根據預先設定的規則，對網絡組織、業務控制、應用適配、服務交付等進行的策略管控（如SBC、CSCF、SDC/HLR/HSS、AAA、API、SDP等）。電信增值業務平臺中的業務控制模塊、計費系統的用戶信用控制模塊都是這方面的典型應用。

（4）第四層：云資源控制節點層

云資源控制節點層基于分布式架構技術，屏蔽云內復雜的物理和邏輯結構，實現可擴展的自適應負載均衡能力和動態資源智能適配能力，進行不同業務與不同業務引擎的適配，形成自動智能調度。

（5）第五層：云接入網關層

通過云接入網關將終端接入云中，包括物理接入網關和業務平臺接入網關，屏蔽物理設備和業務平臺的差異，進行不同終端接入的智能適配，實現統一接入。

（6）第六層：云終端層

由云終端物理設備和客戶端軟件組成，其中云終端物理設備包括瘦終端、啞終端（如物聯網傳感器等）、智能軟終端和瀏覽器等。

DIOS架構如圖4所示。

5 DIOS關鍵技術

5.1 統一虛擬化技術

圖4 DIOS架構

虛擬化技術是整個DIOS的基礎，所采用的技術種類比較多，應用到的主要技術有服務器虛擬化、存儲虛擬化、網絡虛擬化等。具體包括異構資源虛擬化、異構虛擬機熱遷移技術、虛擬化容錯災備技術、承載層虛擬化、控制層虛擬化、可重構智能網絡等。其中，異構資源虛擬化是在目前各種系統并存的情況下必需的，已經成為網格和數據中心環境下成功實現提供定制資源的強有力的技術，它為數據、計算能力、存儲資源以及其他資源提供了一個邏輯視圖，而不是物理視圖，從而能屏蔽很多物理的、結構的細節。只有采用統一的虛擬化技術，異構資源才能發揮最大效力，便于管理和使用。

5.2 統一云管理技術

DIOS需要對復雜的實際應用進行資源匹配和資源調度以及并行/并發執行，使資源得以最大化利用的同時也提高整個網絡系統的執行能力和運行性能，為用戶提供更高質量的服務。統一云管理包括對虛擬服務器資源的自動配置和虛擬機的調度管理；支持操作系統和應用的自動化安裝和配置、批量部署的部署管理；實現異構存儲資源整合、遠程復制功能（同步及異步）、遠程鏡像復制、快照的存儲管理。

5.3 開放業務能力引擎

第三方服務提供者是電信業長尾的主力，豐富的業務需要大量的第三方開發者參與其中，業務能力組合、混搭成各種特性的應用需要大量的第三方用戶參與開發，運營商的主要職能是打造開放業務能力引擎，第三方開發者通過開發低成本的業務，增強業務創新能力，吸引更多的用戶。DIOS可以為電信業務提供全新的應用場景，通過能力引擎開放平臺，如業務控制、事務處理、數據分析等，向第三方開發者開放云資源，全面快速響應服務。DIOS業務開放能力引擎包含兩個維度：第一個維度是基本業務能力，包括業務控制、事務處理、數據分析等；第二個維度是融合業務能力，如支持各種網絡的接入能力提供ICT服務。同時，需要提供開放業務能力引擎的管控，負責對開放服務接口發送過來的各種業務請求進行統一的用戶和能力鑒權、負載均衡、路由分配和會話控制，業務能力引擎管控組件統一管控，實現有關運營支撐（BSS）和運維支撐（OSS）功能。管控功能包括接入控制、策略管理、配置管理、計費管理、故障管理、監控管理、統計分析等。

5.4 智能資源適配

當業務能力引擎開放給第三方應用時，還需要用到底層的各種資源，智能資源適配根據業務類型，智能適配不同的計算、網絡、計算資源，并對各類業務能力引擎的資源進行集中調度和管理，使上層應用效用最大化。

6 結束語

當前，電信運營商正經歷史無前例的挑戰，正處于轉型和創新的關鍵期。作為平臺型企業的電信運營商需要更加智能開放的業務系統，在原運營構架基礎上，增加“業務數據中心系統”為重要的核心運營系統，通過分布式和虛擬化資源提供方式，構成電信運營商新的運營構架，同時整合研究開發、產品制造、網絡建設、應用開發和服務提供等各方面，構建更加開放的生態體系和商業模式。

1童曉渝，張云勇，戴元順.公眾計算通信網架構及關鍵技術.通信學報，2010，31（8）

2童曉渝，吳鋼，張云勇，等.后電信時代.北京：人民郵電出版社，2010