陳亞峰，董正超（中訊郵電咨詢?cè)O(shè)計(jì)院有限公司，河南 鄭州 450007）

0 前言

云計(jì)算是近年來IT領(lǐng)域最大的熱點(diǎn)，在政府、廠商及電信運(yùn)營商的共同推動(dòng)下，以炙手可熱來形容目前的云計(jì)算概念并不為過。電信業(yè)務(wù)支撐系統(tǒng)（BSS）作為電信運(yùn)營商最重要的IT系統(tǒng)，在云計(jì)算環(huán)境下如何演進(jìn)和發(fā)展，是電信運(yùn)營商必須關(guān)注和考慮的問題之一。本文分析了云計(jì)算技術(shù)目前存在的部分不足，對(duì)云計(jì)算與當(dāng)前業(yè)務(wù)支撐系統(tǒng)在計(jì)算模式上的差異進(jìn)行了分析，指出了首先實(shí)現(xiàn)SOA架構(gòu)是電信業(yè)務(wù)支撐系統(tǒng)云計(jì)算化的前提，最后提出了一個(gè)云計(jì)算環(huán)境下的電信業(yè)務(wù)系統(tǒng)基礎(chǔ)設(shè)施架構(gòu)。

1 云計(jì)算概述

云計(jì)算的核心思想，是將大量用網(wǎng)絡(luò)連接的計(jì)算資源統(tǒng)一管理和調(diào)度，構(gòu)成一個(gè)計(jì)算資源池向用戶按需服務(wù)。提供資源的網(wǎng)絡(luò)被稱為“云”?！霸啤敝械馁Y源在使用者看來是可以無限擴(kuò)展的，并且可以隨時(shí)獲取，按需使用，隨時(shí)擴(kuò)展，按使用付費(fèi)。這種特性經(jīng)常被稱為像水電一樣使用IT基礎(chǔ)設(shè)施。

狹義云計(jì)算指IT基礎(chǔ)設(shè)施的交付和使用模式，指通過網(wǎng)絡(luò)以按需、易擴(kuò)展的方式獲得所需資源；廣義云計(jì)算指服務(wù)的交付和使用模式，指通過網(wǎng)絡(luò)以按需、易擴(kuò)展的方式獲得所需服務(wù)。這種服務(wù)可以是IT和軟件、互聯(lián)網(wǎng)相關(guān)的，也可以是其他服務(wù)。

1.1 云計(jì)算的3種模式

一般認(rèn)為，云計(jì)算有以下3種服務(wù)模式。

1.1.1 基礎(chǔ)設(shè)施即服務(wù)（IaaS）

消費(fèi)者通過Internet可以從完善的計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)設(shè)施獲得服務(wù)。

1.1.2 平臺(tái)即服務(wù)（PaaS）

PaaS實(shí)際上是指將軟件研發(fā)的平臺(tái)作為一種服務(wù)，以軟件即服務(wù)（SaaS）的模式提交給用戶。因此，PaaS也是SaaS模式的一種應(yīng)用。但是，PaaS的出現(xiàn)可以加快SaaS的發(fā)展，尤其是加快SaaS應(yīng)用的開發(fā)速度。

1.1.3 軟件即服務(wù)（SaaS）

SaaS是一種通過Internet提供軟件的模式，用戶無需購買軟件，而是向提供商租用基于Web的軟件，來管理企業(yè)經(jīng)營活動(dòng)。相對(duì)于傳統(tǒng)的軟件，SaaS解決方案有明顯的優(yōu)勢(shì)，包括較低的前期成本、便于維護(hù)、快速展開使用等。

1.2 云計(jì)算的優(yōu)點(diǎn)

1.2.1 資源來自網(wǎng)絡(luò)

這是云計(jì)算的根本理念所在，即通過網(wǎng)絡(luò)提供用戶所需的計(jì)算力、存儲(chǔ)空間、軟件功能和信息服務(wù)等。

1.2.2 伸縮能力

云計(jì)算平臺(tái)具有強(qiáng)大的可伸縮能力。在資源節(jié)點(diǎn)服務(wù)能力不夠的情況下，可以快速、動(dòng)態(tài)地增加資源節(jié)點(diǎn)的數(shù)量，使處理能力能夠達(dá)到要求；而在資源空余的情況下，又能夠動(dòng)態(tài)地縮減資源，以提供給更需要的應(yīng)用使用。

1.2.3 性價(jià)比優(yōu)勢(shì)

云計(jì)算之所以是一種劃時(shí)代的技術(shù)，就是因?yàn)樗鼘?shù)量龐大的廉價(jià)計(jì)算機(jī)放進(jìn)資源池中，用軟件容錯(cuò)來降低硬件成本。國外代表性云計(jì)算平臺(tái)提供商達(dá)到了驚人的10～40倍的性能價(jià)格比提升，其性能價(jià)格比隨著規(guī)模和利用率的提升還有提升空間。

1.3 云計(jì)算的不足

云計(jì)算技術(shù)包括虛擬化技術(shù)（如XEN、VMWare）、并行計(jì)算技術(shù)（如MapReduce）、分布式存儲(chǔ)技術(shù)（如Hadoop、Bigtable）、資源管理及調(diào)度技術(shù)等，利用上述技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)可伸縮、可管理的云計(jì)算環(huán)境，并以較低的成本提供強(qiáng)大的計(jì)算能力。

但采用上述技術(shù)所提供的強(qiáng)大計(jì)算能力，是以應(yīng)用軟件采用并行處理模式為前提的，即從應(yīng)用軟件的設(shè)計(jì)到實(shí)現(xiàn)，都必須基于并行處理模式。采用傳統(tǒng)串行處理模式所設(shè)計(jì)和開發(fā)的應(yīng)用軟件，并不能從云計(jì)算強(qiáng)大的計(jì)算能力中獲益。

虛擬化技術(shù)也是云計(jì)算技術(shù)中的一個(gè)重要組成部分。虛擬化技術(shù)一方面可以解決數(shù)據(jù)中心資源的整合問題，在整合過程中對(duì)計(jì)算、存儲(chǔ)等各種資源進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化；另一方面是通過虛擬化將資源切割為更小的可以更好調(diào)度的資源單位，以達(dá)到調(diào)度過程中充分利用硬件資源的能力。

虛擬化技術(shù)可以將單個(gè)物理服務(wù)器虛擬成多個(gè)更小粒度的虛擬服務(wù)器，但卻不能做到將多個(gè)物理服務(wù)器虛擬成單個(gè)更大的服務(wù)器。換言之，想通過虛擬化技術(shù)將多臺(tái)低檔PC整合成單臺(tái)高性能小型機(jī)的想法是不可實(shí)現(xiàn)的。

綜上所述，云計(jì)算技術(shù)目前仍存在著兩大不足之處。

a）對(duì)于傳統(tǒng)串行處理模式的應(yīng)用軟件，云的計(jì)算能力無法得到應(yīng)用。

b）虛擬化技術(shù)無法利用云的計(jì)算能力，將多臺(tái)低端服務(wù)器虛擬為單臺(tái)高性能服務(wù)器。

2 云計(jì)算應(yīng)用模式與BSS應(yīng)用模式的區(qū)別

目前，對(duì)個(gè)人用戶而言，云計(jì)算應(yīng)用實(shí)際上已經(jīng)非常普遍，例如個(gè)人用戶常用的郵件、網(wǎng)盤、視頻網(wǎng)站等，不但具備云計(jì)算應(yīng)用的典型特征，而且在后臺(tái)實(shí)現(xiàn)上，多采用了云計(jì)算技術(shù)（分布式存儲(chǔ)、并行計(jì)算）來實(shí)現(xiàn)。云計(jì)算應(yīng)用的典型模式如圖1所示。

圖1 云計(jì)算典型應(yīng)用模式

由圖1可以看出，適合云計(jì)算的應(yīng)用模式有如下特征。

a）客戶端與服務(wù)器端（云端）交互簡(jiǎn)單。用戶在使用云計(jì)算應(yīng)用時(shí)，與云端的交互流程一般比較簡(jiǎn)單短暫，如查看郵件、上傳一份文件、看一段視頻等，沒有像完成企業(yè)業(yè)務(wù)時(shí)那樣進(jìn)行長(zhǎng)流程操作。部分云計(jì)算應(yīng)用，如google云辦公軟件，看起來操作比較復(fù)雜，但這些復(fù)雜的操作基本上是通過瀏覽器腳本在客戶端完成的，本質(zhì)上還是利用了云存儲(chǔ)功能來存儲(chǔ)文件。

b）服務(wù)器端（云端）的業(yè)務(wù)組件是無狀態(tài)、可重入的。無狀態(tài)、可重入的含義為業(yè)務(wù)組件的業(yè)務(wù)邏輯處理主要依賴于客戶端的輸入，而不依賴與其他業(yè)務(wù)組件或業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)。業(yè)務(wù)組件的無狀態(tài)、可重入特征保證了業(yè)務(wù)組件可以分布在云計(jì)算環(huán)境的各個(gè)節(jié)點(diǎn)，以實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)的并行處理。

電信業(yè)務(wù)支撐系統(tǒng)的典型應(yīng)用模式如圖2所示。

由圖2可以看出，電信業(yè)務(wù)支撐系統(tǒng)應(yīng)用模式有如下特點(diǎn)。

a）客戶端與服務(wù)器端交互復(fù)雜、流程長(zhǎng)。電信業(yè)務(wù)的辦理流程遠(yuǎn)比個(gè)人用戶使用流行的云計(jì)算應(yīng)用服務(wù)要復(fù)雜，涉及多次客戶與營業(yè)終端、營業(yè)終端與后臺(tái)的交互。

b）服務(wù)器端的業(yè)務(wù)處理邏輯復(fù)雜，無法做到無狀態(tài)、可重入。BSS系統(tǒng)服務(wù)器端的業(yè)務(wù)處理邏輯遠(yuǎn)比個(gè)人用戶使用的云計(jì)算應(yīng)用復(fù)雜，業(yè)務(wù)處理邏輯必須保存業(yè)務(wù)處理流程的狀態(tài)，并且要與其他業(yè)務(wù)組件或系統(tǒng)進(jìn)行交互。

3 電信業(yè)務(wù)支撐系統(tǒng)云計(jì)算化的途徑

從云計(jì)算與電信業(yè)務(wù)支撐系統(tǒng)應(yīng)用模式的區(qū)別可以看出，電信業(yè)務(wù)支撐系統(tǒng)目前的設(shè)計(jì)思想和實(shí)現(xiàn)方式與云計(jì)算應(yīng)用有較大的差別，因此，云計(jì)算所采用的種種技術(shù)（并行計(jì)算、分布式存儲(chǔ)等）也無法直接應(yīng)用于電信業(yè)務(wù)支撐系統(tǒng)，而電信業(yè)務(wù)支撐系統(tǒng)也難以直接從現(xiàn)有小型機(jī)、高端服務(wù)器組成的基礎(chǔ)設(shè)施平臺(tái)上遷移到云計(jì)算平臺(tái)。

SOA技術(shù)主要是指采用WebService、XML及ESB等技術(shù)來整合及構(gòu)建企業(yè)信息系統(tǒng)，作為上一代的熱門技術(shù)，相對(duì)于云計(jì)算而言，SOA目前已較少被提及。SOA往往被單純地認(rèn)為是一種技術(shù)或產(chǎn)品，但筆者認(rèn)為SOA更是一種系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則和思想，SOA最重要的意義在于它以“服務(wù)”的思想來設(shè)計(jì)系統(tǒng)，將企業(yè)業(yè)務(wù)邏輯中的可以復(fù)用的功能組件抽取出來，形成“服務(wù)”，從而可以構(gòu)建松耦合、易集成擴(kuò)展的系統(tǒng)。

圖2 BSS應(yīng)用典型模式

對(duì)業(yè)務(wù)系統(tǒng)（如電信業(yè)務(wù)支撐系統(tǒng)）而言，SOA與云計(jì)算間存在著非常緊密的關(guān)系，事實(shí)上，通過云計(jì)算的3種模式IaaS、PaaS、SaaS的命名即可以看出，云計(jì)算的商業(yè)模式也是以提供“服務(wù)”為主的。電信業(yè)務(wù)支撐系統(tǒng)經(jīng)過SOA化之后，其中的無狀態(tài)服務(wù)組件即可移植入云計(jì)算環(huán)境當(dāng)中，利用云計(jì)算環(huán)境的低成本、強(qiáng)擴(kuò)展的計(jì)算能力優(yōu)勢(shì)，降低系統(tǒng)的總體擁有成本，且保證電信業(yè)務(wù)支撐系統(tǒng)服務(wù)組件的可復(fù)用能力，實(shí)現(xiàn)電信業(yè)務(wù)支撐系統(tǒng)內(nèi)部的“SaaS”。

對(duì)于電信業(yè)務(wù)支撐系統(tǒng)中不能構(gòu)建為無狀態(tài)服務(wù)組件的業(yè)務(wù)邏輯，如大量的業(yè)務(wù)流程管理邏輯，則不能夠亦無必要進(jìn)行云計(jì)算化。盲目地希望將系統(tǒng)所有組成部分遷移到云環(huán)境在目前是不現(xiàn)實(shí)的，因?yàn)殡娦艠I(yè)務(wù)的業(yè)務(wù)邏輯必然存在狀態(tài)保持的業(yè)務(wù)邏輯，從而與云計(jì)算的適用條件相沖突。

4 一種設(shè)想的BSS云計(jì)算化架構(gòu)

基于上述討論，可以設(shè)想一下云計(jì)算化后的電信業(yè)務(wù)支撐系統(tǒng)架構(gòu)，云計(jì)算化后的電信業(yè)務(wù)支撐系統(tǒng)可能存在如下特征。

a）系統(tǒng)主要可分為兩大部分。一部分為云計(jì)算化后，向其他模塊提供服務(wù)接口的、無狀態(tài)的業(yè)務(wù)組件，這部分業(yè)務(wù)組件部署于云計(jì)算環(huán)境中；另一部分為無法進(jìn)行無狀態(tài)組件改造，這部分業(yè)務(wù)邏輯需按照傳統(tǒng)業(yè)務(wù)支撐系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思想和部署方式進(jìn)行建設(shè)。

b）高速局域網(wǎng)技術(shù)及內(nèi)存數(shù)據(jù)庫技術(shù)在未來云計(jì)算化后的電信業(yè)務(wù)支撐系統(tǒng)的技術(shù)體系中，占有重要地位。無狀態(tài)的業(yè)務(wù)組件亦必須進(jìn)行數(shù)據(jù)訪問，而云計(jì)算環(huán)境的分布式數(shù)據(jù)庫一般采用“Key-Value”模式，與目前采用的關(guān)系數(shù)據(jù)庫差別較大，而且分布式數(shù)據(jù)庫的性能未必能夠滿足電信業(yè)務(wù)支撐系統(tǒng)的需要。因此，為解決云計(jì)算環(huán)境下業(yè)務(wù)組件對(duì)數(shù)據(jù)訪問的需求，采用高速局域網(wǎng)及內(nèi)存數(shù)據(jù)庫來滿足云計(jì)算環(huán)境下高并發(fā)、性能要求高的數(shù)據(jù)訪問，是比較合適的選擇。

c）負(fù)載均衡機(jī)制將得到大量使用。雖然云計(jì)算環(huán)境對(duì)外部訪問而言似乎不必要考慮負(fù)載均衡，但在云計(jì)算內(nèi)部仍然存在著負(fù)載均衡機(jī)制。在云計(jì)算化后，不管是對(duì)于無狀態(tài)業(yè)務(wù)組件的訪問，還是對(duì)于數(shù)據(jù)的訪問，由于電信業(yè)務(wù)支撐系統(tǒng)業(yè)務(wù)量、數(shù)據(jù)量巨大，實(shí)施負(fù)載均衡都是非常有必要的。

設(shè)想的BSS云計(jì)算架構(gòu)主要包括以下幾個(gè)層面。

a）界面層。用于用戶界面的展示。

b）業(yè)務(wù)邏輯層。主要包含需要狀態(tài)維持的業(yè)務(wù)流程管理功能，采用傳統(tǒng)電信業(yè)務(wù)支撐系統(tǒng)的構(gòu)建模式。雖然部分簡(jiǎn)單的查詢類功能可以由界面層直接訪問業(yè)務(wù)服務(wù)層來完成，但為了架構(gòu)的完整統(tǒng)一，建議在業(yè)務(wù)邏輯層進(jìn)行包裝后，再訪問業(yè)務(wù)服務(wù)層。

c）業(yè)務(wù)服務(wù)層。主要包含無狀態(tài)的業(yè)務(wù)處理功能組件（如用戶全量信息服務(wù)、資源管理服務(wù)、賬單服務(wù)、產(chǎn)品服務(wù)等），可采用云計(jì)算技術(shù)構(gòu)建。

d）數(shù)據(jù)服務(wù)層。主要完成數(shù)據(jù)存儲(chǔ)。根據(jù)需要，應(yīng)有2種類型的數(shù)據(jù)服務(wù)。一種為內(nèi)存數(shù)據(jù)庫技術(shù)構(gòu)建，提供高速數(shù)據(jù)訪問接口；一種為傳統(tǒng)磁盤數(shù)據(jù)庫構(gòu)建，提供低速數(shù)據(jù)訪問接口。

5 結(jié)束語

云計(jì)算是目前IT領(lǐng)域的熱點(diǎn)，電信行業(yè)的IT系統(tǒng)——電信業(yè)務(wù)支撐系統(tǒng)如何實(shí)施云計(jì)算化，也是該領(lǐng)域的從業(yè)者應(yīng)當(dāng)思考的問題。筆者根據(jù)自己對(duì)于云計(jì)算技術(shù)、SOA及電信業(yè)務(wù)支撐系統(tǒng)的理解，對(duì)該問題進(jìn)行了一些淺顯的探討，以期有益于同業(yè)者在該領(lǐng)域的思考。