中國聯通創新業務“沃云”平臺規劃及實施

陳曉明 陳 非 郭志斌

1 中國聯通研究院 北京 100032 2 中國聯合網絡通信有限公司 北京 100033

1 中國聯通“沃云”平臺的研發背景

云計算作為信息化主要技術已經成熟,不僅是一種新的計算方法,也是一種新的商業模式。使用者通過公眾通信網絡,以按需分配的服務形式,獲得動態可擴展信息處理能力和應用服務,也是電信運營商新的信息服務產品和ICT交付模式。

云計算技術革命也為電信運營商在“開源”和“節流”兩個方面提供了難得的契機。首先,可以利用云計算技術實現內部的IT支撐系統整合,有效達到IT資源高效低耗的目的,減少管理和建設環節,提升運營效率,實現數據集中和統一管理、提升管理能力。其次,云計算提供了一種全新的、市場空間巨大的信息化服務模式。越來越多的電信運營商已經開始推進產業化落地工作,例如,AT&T、Verizon分別提供按需使用的IaaS服務[1],中國電信推出“e云”,中國移動開展“大云”等等。

因此,中國聯通采用以我為主、產學研用相結合的自主研發路線,采取自主創新與集成創新相結合的方法研制了“沃云”平臺。在引入成熟的云計算相關開源軟件基礎上,結合內部IT系統升級改造和對外服務模式變革的特殊需求,有針對性地自主研發一批與公司生產經營關聯度高的關鍵技術,快速、高效地實現公司的云計算技術自主創新。并將現網落地運用在生產經營中,使云計算技術因地制宜地發揮現實意義和價值。在此背景下,中國聯通運用云計算技術,建立開放的基于SOA架構和云計算技術的中國聯通創新業務平臺——“沃云”平臺,使之可以為聯通的增值創新業務提供統一的業務承載環境。

2 “沃云”平臺建設規劃

2.1 傳統業務平臺建設方式的問題

據中國聯通集團網建部2011年的調研數據顯示,截止到2011年5月25日,全網業務平臺數量共計1 442個,其中總部(集團統建)88個平臺,省分1 354個平臺。其中,在集團統建的88個項目中有61個平臺全網無業務量,19個全網峰值負荷量較低的平臺,6個全網峰值負荷量較高的平臺,4個存在安全隱患的平臺(其中有兩個與全網峰值符合量較低的平臺有交集)。2013年總部信息服務類戰略創新業務共計22個平臺,主要由寬帶、時科兩個子公司及音樂、閱讀、應用商店三個基地承擔建設、運營。

據省分公司和總部各部門調研結果估算,公司IT設備共計19萬臺左右,其中X86機器約13萬臺,小型機約6萬臺。其中HP小型機約1.9萬臺,SUN小型機約1.6萬臺,IBM小型機約2.2萬臺。

中國聯通內部I T資源總體利用率僅達到12%～15%,距離運營商40%的輕載設計,仍有很大的提升空間,更是遠低于Google公司的85%;而投入的存儲設備容量也逾百PB,但其利用率卻只有20%～30%?；谏鲜鰯祿?采用傳統模式建立IT系統與平臺系統的方式存在下列問題。

1) 業務結構單一,未形成整合優勢。IT系統和平臺基本都是“煙囪化”建設,相互獨立,無法實現資源共享,投資重復。傳統IDC以主機托管業務為主,機房分散,小面積機房數量眾多,低端產能過剩,正處于服務型產品轉型發展的初級階段。

2) 機房空間資源有限,網絡支撐能力緊張。機房占用率為75%,機柜占用率為76%,高端星級機房空間十分有限,網絡出口等資源不足。

3) 資源總體利用率低,運營成本居高不下。傳統IDC服務器計算和存儲資源平均利用率不足10%,在Opex運維成本中電費占比最高(28%)、在Capex層面電源和空調的投資占比最大(50%)。僅總部OSS系統設備總功耗約為490 700瓦,每年需付電費約為3 008 972元。

4) 業務平臺分散,孤島眾多,不利于升級改造和新業務的開展。雖然目前已經初步打破業務平臺分省建設、各自為戰的局面,通過子公司和基地化形成了全國性視頻、音樂、應用商店、閱讀等專業平臺,但是大部分系統的依然按照傳統的IT煙囪式建設模式進行部署建設,因此,不可避免的存在以下弊端。

①多個入口體驗差。前公司有6大創新業務入口,入口之間僅實現了簡單的鏈接,各基地業務數據不共享,難以形成準確的用戶畫像,難以實現基于用戶偏好的業務推薦,各基地業務也無法實現交互,用戶必須通過不同的入口訂閱各類業務,體驗較差。②業務創新響應慢。項目建設周期長,審批流程復雜,研發機制不迭代,不能形成閉環,難以快速響應業務需求。③能力孤立成本高。業務平臺依然采用傳統IT建設模式,沒有形成共享的IT能力,缺乏統一的能力共享平臺和開放的第三方開發測試部署環境。④數據孤立共享難。系統的業務數據都沉淀在業務平臺這一級,大量關聯性的、富含商業價值的數據被割裂,數據的價值沒有得到充分挖掘。

2.2 “沃云”平臺建設必要性分析

針對公司傳統IT系統及平臺系統的分析,為了實現公司向綜合信息服務商轉型以及節能減排的目標,急需運用云計算技術實現資源上的統一調度與彈性分配,在擴展性、兼容性方面進行優化,實現軟硬件分離,整合資源和平臺,有效解決節能降耗的問題,加快增值產品的開發與應用周期。通過對ICT服務、商務平臺等現有業務平臺的資源整合,構建面向客戶的統一云系統,向公眾客戶、企業客戶、開發者提供云計算應用服務的創新業務云平臺。

1) 匯聚集中,價值提升,降低成本。隨著3G和移動互聯網的深入開展,公司創新業務增長已經進入快車道,近幾年來發展勢頭強勁。由于目前各個平臺私有化程度較高、業務能力不可共享,使得各平臺技術組件選型差異大,難以統一管理、綜合利用。

2) 改變傳統IT的煙囪式建設模式。目前大多數業務平臺還采用傳統IT的煙囪式建設模式,沒有形成共享的IT能力。數據相互隔離,使得挖掘數據的關聯關系十分困難,不利于數據智能化應用而且不利于為精細化營銷及決策提供支持依據。業務平臺分散建設也使得IT設備利用率較低,系統建設、維護成本居高不下。業務平臺遷移到“沃云”平臺后,“沃云”平臺可以為業務平臺提供集中的存儲以及彈性的系統資源,整體的系統資源利用率得到了提升。平臺的業務數據也將與其他業務平臺的數據取得關聯和共享,數據的價值得到了提升,用戶的畫像也將更為準確、全面。

3) “沃云”平臺的業務孵化模式有利于系統的部署。傳統的IT建設模式,項目建設周期長,審批流程復雜,難以快速響應業務需求。采用“沃云”業務孵化模式可以通過云計算技術節省服務器部署時間,減少系統上線投資,加快新業務上線速度。“沃云”平臺提供的線上應用開發環境,通過資源復用,并行計算,按需分配,可減少系統平臺建設及擴容成本的40%以上。同時,“沃云”業務孵化模式可以提高中國聯通對業務需求的響應速度,為業務試點和試驗研究提供了便利條件。

2.3 “沃云”平臺建設目標與價值

“沃云”平臺引入云計算整合IT架構,以技術架構帶動創新機制,建立能力彈性復用、系統線性擴容的開放業務承載環境,從根本上提升業務創新能力;以共享客戶帶動業務整合,基于統一客戶資源,統一開放云平臺承載,打破業務平臺數量多、管理分散、孤立的現狀;以迭代開發帶動運營模式,建立創新一體化研發、運營模式及邊研發邊使用的迭代管理模式[2]。如圖1所示,與專有基礎資源和應用系統支持單一應用的傳統平臺部署方式相比,采用云計算技術的“沃云”平臺為多租戶、便捷式、純應用部署方式。

圖1 變傳統的豎井式部署模式為多租戶、便捷式、純應用部署方式

“沃云”平臺統一開放、整合業務、聚合應用、采集多渠道的業務元數據實現用戶偏好準確定位,為用戶定制個性化入口,整合各基地業務數據,分析業務關聯和用戶關聯,實現業務交互和智能推薦,從而全面提升了管理、生產和營銷的能力。

1) 管理:提升經營分析能力,提高運營監控能力。

2) 生產:共享基礎設施、數據庫和數據資源,提供開發、測試和部署環境;節省平臺建設、運營成本,支撐產品創新、孵化,降低創新類產品的投資風險;提升開發平臺能力,降低開發門檻,吸引更多第三方參與創新,提高應用聚合能力。

3) 營銷:提升創新產品業務的精細化營銷能力;提升客戶服務的個性化響應能力;提升應用拉動數據流量的營銷能力。

“沃云”平臺通過提供客戶數據、業務數據、互聯網數據的開放和共享,提供統一入口,實現用戶個性化門戶和業務交互式交付能力,推動商業模式的創新和精細化營銷轉型,并實現以下價值。

1)資源共享價值:縮短業務系統研發周期,低系統總成本;充分共享公共數據和資源;共享資源,提供能力。2)業務應用價值:聚合互聯網用戶;聚合互聯網應用;創造智能數據應用;形成產品孵化器。3)整合產業鏈價值:為第三方應用提供渠道和價值變現能力;提升業務產品創新能力,業務響應能力;提供應用平臺,降低第三方應用開發門檻。

3 “沃云”平臺建設實施方案及建設內容

“沃云”平臺是基于對傳統IT建設模式的分析研究,以及創新業務需求的驅動,采取自主創新與集成創新相結合的研發模式,面向移動互聯網創新業務提供支撐與承載的平臺。利用云計算技術通過建設統一資源池、創新性業務支撐平臺,提供業務承載和業務基礎環境,實現各業務的彈性擴展,統一管理和數據共享。

“沃云”平臺按照目前廣為應用的三個基本層次即基礎設施層(IaaS)、平臺層(PaaS)和應用層(SaaS)劃分[1],如圖2所示,每層的功能都以服務的形式提供。在基礎設施層構建服務器、存儲資源池等實現IaaS,在平臺層通過引入數據庫、Web服務器等實現PaaS,通過SOA架構整合系統應用,最終通過門戶展現給用戶[3]。

圖2 項目實施方案——系統總體邏輯結構

門戶及綜合管理子系統,整合了IaaS和PaaS的管理功能。承擔著對整個系統的統一運行管理,是IT運營和維護的神經中樞。

IaaS管理,實現對各類基礎設施資源的統一管理,形成統一的計算、存儲、網絡資源池,實現資源的動態調度、按需分配、彈性擴展,提高IT資源利用率,以促進資源的有效使用[4]。

PaaS管理,圍繞實現數據庫即服務、中間件即服務、技術組件和業務組件的動態復用等目標,實現對包括數據庫、中間件、技術服務在內的多種軟件資源的統一調度管理,實現對IaaS層的統一調用,全面改善各系統煙囪式的建設模式,實現統一PaaS能力支撐平臺[2]。

1)IaaS作為一個獨立的環境進行運維,PaaS服務系統環境將會運行在從IaaS中申請出來的物理或虛擬計算資源上。2)IaaS負責物理設備的健康運轉和容量控制等維護工作。3)PaaS只負責向IaaS提出資源申請。4)IaaS提供調用接口,讓PaaS層服務系統通過接口實現資源的自動調度。5)PaaS與IaaS相對獨立運行,IaaS的部署和運行對于PaaS平臺透明;PaaS只需按照自己的業務要求,通過IaaS的接口向IaaS申請所需的計算資源即可。6)IaaS通過SLA來確保為PaaS提供的服務質量[5]。

“沃云”平臺本期工程目前完成了IaaS基礎管理平臺和PaaS基礎管理平臺的融合, 已經完成了“沃云”平臺建設的第一步。沃云管理平臺共分為五個子系統:門戶及綜合管理子系統,數據庫即服務子系統,應用環境即服務子系統,IaaS子系統,對象存儲即服務子系統,已經完成了云綜合管理的第一步,如圖3所示。

圖3 “沃云”一期工程功能架構

本期工程包含“沃云”平臺的硬件擴容和軟件擴容。建設規模要求滿足承載部分中國聯通現有產品創新業務(寬帶公司、時科公司以及三大基地部分業務)、新開發的產品創新業務以及通過WO+能力開放平臺接入的第三方合作伙伴業務三大類,50多個業務的承載與服務,以及為上述業務提供迭代開發測試緩沖環境。

本期工程還將積極開展軟件的迭代式自主開發,充分驗證云架構的可行性,并將積累的云計算技術進行標準化輸出到業務基地,輔助其實現云化改造。

伸縮縫是利用縫隙結構有效調整高速公路橋梁施工項目中因為受到溫度影響而形成的梁體、背墻碰撞問題。最重要的是，混凝土收縮徐變對于高速公路橋梁施工項目質量會造成嚴重的影響，所以在施工過程中要合理制定工藝流程控制混凝土徐變造成的變位問題。而高速公路橋梁施工中的伸縮縫技術體系，是利用切割、焊接、開槽以及澆筑的工藝確保伸縮縫施工質量的關鍵，只有對技術和設備進行革新改良，才能不斷優化伸縮縫施工效果，提升其基本質量[1]。

本期擴容將充分利用現有“沃云”平臺的硬件軟件系統資源。硬件方面本期增加計算型服務器30臺用于構建計算資源池及數據庫資源池;管理型服務器10臺用于資源的管理;存儲服務器20臺用于構建云存儲資源池;磁盤陣列1套為計算資源池提供集中存儲;并新增以太交換機4臺,用于服務器內部互聯與系統組網。軟件方面完善整體云計算架構,增加云綜合管理平臺軟件、數據庫即服務平臺軟件、中間件即服務平臺軟件、存儲即服務軟件的部分功能模塊,新增能力引擎平臺軟件、開發測試工具以及數據分析云平臺軟件。

本期工程除滿足業務需求外,還將參考互聯網公司的開發經驗,積極進行云技術研究以及軟件自主研發,在豐富“沃云”平臺功能的同時,將研究結果進行標準化輸出,為業務平臺、業務基地云化改造提供有力依據和技術保障。

4 “沃云”平臺建設成果

“沃云”平臺已承載中國聯通研究院、寬帶公司、時科公司、沃商店以及第三方等超過33項核心業務, 承載的悅云、沃游戲等業務累計裝機用戶數突破600萬。

“沃云”平臺通過共享提升基礎設施服務容量。通過共享用于預估占用的資源,提高資源利用率,在與傳統方案相同投資條件下,提升服務容量和能力,相同容量下降低投資30%。IT建設軟件方面,通過共享及開源降低支撐軟件的商業授權費用?！拔衷啤逼脚_通過實現共享的IT部分投資,共計節省公司平臺建設資金投入約350萬元,同時每年可向行業應用增收約1 146萬元。

在社會效益方面,基于“沃云”開源、開放架構推動了云計算、大數據等產業鏈健康、良性發展;云計算資源和平臺共享的模式縮短應用上線周期,業務上線時間平均壓縮至原來的20%～40%,形成了良性的開發者生態系統;通過國際、業內云計算架構、標準、技術的廣泛研討,推動了云計算技術的運營落地,推動了業界向開源、X86架構演進;同時培養了素質高、能力強的云計算專業人才,鍛煉和壯大了中國聯通云計算人才梯隊。

“沃云”平臺的創新成果已應用于中國聯通云計算戰略、云計算滾動發展規劃、中國聯通云數據頂層設計,相關技術已輸出到智慧城市云平臺、信息導航云平臺、基地云化等建設項目,應用實踐價值突出,推廣意義重大。同時,“沃云”采用靈活架構,標準開放接口,適用領域廣闊,推廣應用成本低、效果明顯。

綜上所述,“沃云”平臺可以滿足中國聯通面向行業客戶、企業客戶、終端用戶的外部業務以及信息導航等內部支撐系統對柔性IT能力的需求,能夠很好地服務于智慧城市等運營商云的項目落地。

參考文獻

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