1.前言
隨著用戶規模和業務的不斷發展，運營商的業務平臺規模不斷增大，如果沿用傳統的從硬件到應用相互獨立的煙囪式部署方式，IT設備采購和部署將面臨越來越大的壓力。以某電信運營商為例，現網已形成包含管理類平臺、語音及消息類業務能力平臺、視頻類業務能力平臺、資源類業務能力平臺、瀏覽及下載類業務能力平臺、網關類業務能力平臺、應用類平臺等在內的網絡架構，平臺數量為80個左右，共有超過400臺x86服務器、70多臺小型機、60多臺存儲設備、280多臺網絡設備。經統計，服務器CPU資源平均使用率35%左右，內存平均使用率40%左右。IT設備資源未得到有效利用，在造成電力等資源浪費的同時，也增加了維護成本。因此迫切希望通過建設云計算資源池，對業務平臺進行統一承載，實現資源共享。通過實施業務平臺的云化整合，預期獲得以下收益：
通過云計算實現挖潛降耗，提高IT資源的利用率，降低資源消耗；
通過云計算實現效率提高，減少管理及建設各環節，提高運營效率；
通過云計算實現降低成本，將CAPEX(資金/固定資產的投人)轉化為OPEX(運營成本)，有效降低成本；
通過云計算實現提升管理，實現數據集中、統一管理，提升管理能力；
通過云計算提供高可靠性，在基礎設施層面提高系統可靠性，為各類業務系統提供高可用、連續服務的基礎設施平臺。
2.業務平臺云計算資源池定位
云計算技術發展至今，比較成熟的服務模式按照提供的服務類型包含IaaS(infrastructure as a service，基礎架構即服務)，PaaS(platform as a service，平臺即服務)和SaaS(software as a service，軟件即服務)等3類，按照云服務的對象包括公有云和私有云，如圖1所示。
圖1 云計算服務模式
對于電信運營商而言，云計算技術應用的關注點如下。
在IaaS層面，基于x86服務器、存儲設備和虛擬化軟件，形成業務平臺云和IDC云。業務平臺云定位是為業務平臺的各類應用提供計算、存儲和網絡資源，形成統一的承載；IDC云定位是為用戶提供按需付費的彈性IT資源服務，如虛擬服務器和存儲空間。在PaaS層面，構建運營商能力開放平臺，將短信、彩信等各類傳統業務能力甚至是互聯網能力進行匯聚和統一封裝，為電信增值應用開發者提供端到端的軟件開發、測試、運行的環境，使應用開發者便捷地調用電信能力。在SaaS層面，構建基于面向政企客戶及個人用戶的SaaS應用承載平臺。如以中國電信為例，商航平臺定位于其商務領航品牌的主要支撐平臺，已經具備SaaS的關鍵特征，屬于SaaS業務模式中的平臺發展模式。
本文所討論的業務平臺云計算資源池定位為運營商內部IaaS私有云，主要為運營商自有業務平臺提供資源服務。
3.業務平臺云化整合實施策略
3.1 業務平臺云化適用性分析
在將云計算技術應用于業務平臺建設時，切忌為云而云，無論是新建平臺還是已有平臺，都需要通過必要的評估流程來判斷是否可以通過云資源池來承載。云計算技術涵蓋的范圍特別廣，有些技術的發展成熟度較高，但有些技術暫時處于發展起步時期，因此當前階段要求資源池能夠滿足所有業務平臺的承載要求是不現實的。
總的來說，業務平臺云化適用性可從業務屬性和技術屬性兩個維度展開。兩個維度又可以分解為更小的子維度，詳見表1。
表1 平臺云化適用性評估因素
3.2 業務平臺云化遷移策略
運營商現網業務平臺云化遷移，應以業務需求為導向、總體擁有成本(TCO)降低為目標、安全可靠有效運行為準則，演進宜采取“剝洋蔥”模式由表及里穩健推進。結合上述業務平臺云化評估因素，應優先從非實時、非關鍵性業務平臺人手引人“云計算”技術，聚焦可整合的小型應用、基于標準化的B/S應用、重復性及標準化任務的處理應用、可拆分的海量計算任務處理應用、業務忙閑分布不均勻且業務峰值明顯的應用和可集中整合的應用系統。具體到操作層面，可將業務平臺云化整合工作分階段進行，總體上可以分為試點整合/小規模部署階段和規模部署階段。
試點整合/小規模部署階段:新建云計算資源池，初步通過服務器的整合，選擇非關鍵、非實時的小型業務平臺部署云計算技術，如一些互聯網應用及后臺網管平臺，同時在該階段完成技術及經驗積累。
規模部署階段:在第一階段的基礎上，整合更多的平臺資源，并完善業務服務功能和流程等，結合試點經驗，該階段可以逐步對大部分業務平臺進行云化整合。
4.業務網IaaS資源池建設方案
4.1 業務網IaaS資源池技術發展路線
云計算資源池建設不可能一域而就，需要綜合考慮成本、業務承載需求、技術發展成熟度等因素，建議遵循以下原則。
(1)動態擴容業務平臺資源池
業務平臺云的規模能滿足初期試點引人云計算技術的工程項目的資源需求，同時保證一定的資源富余，以后隨項目的需求逐步擴容云計算資源池。
(2)虛擬化技術從易到難
根據資源虛擬化技術的成熟度，從易到難在業務平臺引入不同的虛擬化技術。對各類基礎資源的虛擬化整合次序建議為:PC服務器、存儲系統、小型機和網絡。
(3)云管理平臺
初期可考慮實現一些基礎管理功能，如統一管理實現資源虛擬化、動態遷移、彈性容量等，后續在云計算技術規模引入階段實現服務自動化、復雜的業務管理等。
(4)容災備份與安全
容災備份方面，資源池建設初期通過虛擬機的在線熱遷移并配合共享存儲可以實現基礎的HA(high availability，高可用性)功能。更高級別的數據異地容災與備份可以采用重復數據刪除、數據鏡像、數據快照、持續數據保護等技術實現，建議在規模引人階段實施。云安全方面，初期可以依托防火墻及虛擬機隔離等技術實現基礎的主機安全和網絡安全。規模引人階段可以采用人侵檢測與防護、反病毒軟件等技術實現更高層次的業務和數據安全以及運營和管理安全。
綜上，IaaS資源池建設過程中技術路線發展建議如圖2所示。
圖2 IaaS資源池技術架構
4.2建設需求
本文將以某運營商業務網一個試點云化整合需求為例，探討資源池的配置方案。結合前述業務平臺云化適應性分析方法，初期擬定選擇5個平臺作為云化整合目標。其中，5個平臺的現狀調研信息見表2。
表2 平臺資源現狀
4.3資源池硬件設備需求測算及選型
4.3.1計算資源池
下面采用區別承載業務的分析方法來計算服務器資源需求。
不同的業務平臺具備不同的負載特點，對應需要的資源配置也不同。大訪問量平臺需要相對較高配置的虛擬機作為前端接人層服務器，應用層和數據庫層只需要常規中等配置的虛擬機即可。大計算量平臺需要配置較高性能的應用層虛擬機，接人層、數據庫層作常規配置。大數據處理量平臺虛擬化技術支撐點更多體現在整體高性能上實現數據庫層虛擬服務器，接人層、應用層則可作常規配置。其他一般類型平臺對資源的需求量不高，采用常規配置的虛擬機即可滿足要求，如一般的小眾互聯網應用。
5個平臺中，A平臺屬于大訪問量平臺，B平臺屬于大計算量平臺，C平臺屬于大數據處理量平臺，D，E平臺屬于一般平臺。測算過程見表3、表4、表5。
表3 測算過程(一)
表4 測算過程(二)(CPU核數需求計算過程)
表5 測算過程(三)(總核數需求計算過程)
資源池中物理服務器按高檔的刀片配置，CPU按4顆8核配置，CPU與氣內存配比為1:4，故需128 GB內存。網絡互聯方面，配置8個GE端口用于連接上層交換網絡，2個HBA口用于連接SAN。
這樣，所需的物理服務器數量二所需要的CPU總核數/32=3臺(向上取整)。
4.3.2存儲資源池
存儲資源池容量規劃主要考慮以下幾個部分。
操作系統映像文件，按每臺虛擬機100 GB考慮；
存儲資源池資源需要考慮一定的冗余，冗余系數取定30%；
虛擬化管理軟件管理數據區，按500 GB考慮；
磁陣RAID系數，按RAIDS考慮，空間消耗為70%。
基于上述參數取值及平臺現狀，存儲資源池容量測算過程見表6。
表6 存儲資源池容量測算過程
經計算知，本期存儲資源池容量需求為9063 GB。
4.3.3網絡資源池
(1)核心交換機
本次資源池配置3臺服務器，每臺服務器8個吉比特網絡端口，共需要24 GB數據交換。考慮到資源池中遠期的擴展需求，網絡設備必須具備較大的擴展空間。以該運營商為例，x86服務器總的規模在400臺左右，資源池物理服務器按4C8核(4顆物理CPU，每顆CPU 8核)為單元考慮，整合比取1:6，未來資源池的物理服務器規模在67臺左右，按每臺服務器8個GE端口估算，背板交換容量約在0.5 TB。依此算法，若資源池物理機按2C配置，資源需求相應翻倍，背板交換容量約為1 TB。考慮到未來平臺x86服務器會有一定增長，建議核心交換機背板交換容量應不小于2 TB。擴展槽位方面，背板交換容量為0.5 TB，分攤到2臺交換機，每臺約256 GB，每槽位端口密度按48個GE計算，總計需要6個槽位。
(2)防火墻
現網業務平臺通過吉比特鏈路連接至防火墻，防火墻分別出口至3張不同的網絡(含內網、公網及專網)。其中，本期云化整合的5個業務平臺網絡至防火墻的帶寬均為2 Gbit/s，整體網絡需要10 Gbit/s帶寬，現網網絡利用率不到50% ，實際需要整體帶寬為5 Gbit/s，分別和3個網絡連接，則每個網絡出口帶寬不低于2 GB即可滿足業務需求。考慮到鏈路冗余，到各網絡的總出口為4 Gbit/s，防火墻與上層網絡采用交叉互聯方式。選型方面，建議整機吞吐量大于等于10 Gbit/s，考慮到擴展性，應不少于3個業務插槽，可選配置IOGE端口。
4.4虛擬化軟件選型
業界比較成熟的虛擬化軟件廠商有VMware ， Citrix、微軟、華為技術等。主流產品見表7。
表7 主流產品
每個廠商的產品各有特色，在選擇虛擬化軟件時，應結合實際需求和不同的使用場景，從基本功能、兼容性、性能、可用性和可擴展性等方面綜合考慮，對各廠商產品所支持的關鍵特性進行針對性分析，最終做出最合適的判斷。以本文中運營商為例，業務網云資源池未來將承載其內部各大核心業務平臺，需要服務器虛擬化軟件的虛擬機快照、資源超配、資源優先級設置、物理機故障下的高可用性等高級功能，以保障重要業務。經過對比分析，最終確定選擇VMware產品。其虛擬化軟件許可按服務器的物理CPU個數配置，具體配置要求如下。
虛擬化軟件：VMware VSphere企業版，12個CPU許可。
虛擬化管理軟件：VCente:控制臺標準版(2個許可)，2個VC HA許可。
5.結束語
在業務網建設過程中引人云計算技術，通過建設統一的IT基礎資源池，實現業務平臺的承載，十分契合電信運營商迫切需要解決平臺數量多、維護成本高、建設周期過長等問題的訴求。本文首先闡述了云計算技術比較成熟的幾類服務交付模式，并結合運營商業務網的特點，將業務平臺云資源池定位為IaaS私有云。另外，考慮到成本、技術發展成熟度、平臺業務屬性等因素，業務平臺的云化整合勢必須要有步驟、有計劃地分階段實施，本文結合平臺特點，對業務平臺云化適用性進行了定性分析，并在云化遷移策略方面提供了建議。接著根據IaaS服務模式特點及云計算技術的發展情況，提出了IaaS云資源池的技術架構和分階段的建設重點。最后針對一個具體的案例，分別對計算資源池、存儲資源池、網絡資源池及虛擬化軟件的資源需求進行了詳細的測算，并給出了選型建議。
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本文標題：運營商業務平臺云計算資源池建設方案探討
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