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1 引言 云计算起源于互联网，2007年由Google首先提出，此后得到迅速发展。它将计算资源（比如存储、硬件、平台和软件）共享，是虚拟化、分布式计算、网格计算等传统计算机技术和网络技术发展融合的产物。云计算的资源可从三个层面以服务的方式提供给使用者：基础架构即服务（IaaS，Infrastructure as a Service），平台即服务（PaaS，Platform as a Service），软件即服务（SaaS，Software as a Service）。运营商一般先从IaaS入手，逐步实现各类平台的建设。
目前运营商业务平台建设上采用一个业务建设一个平台，各个业务系统自成体系，每提出一种新业务功能建设需求，就要新增一套系统，从功能和硬件上采用简单累加建设方式，系统架构呈现“竖井式”。该方式投资大、建设周期长，并且各类平台CPU、内存和存储等资源利用率低，硬件资源无法灵活调度。
为了解决上述问题，本文提出基于云计算技术的业务平台实现方案。考虑到云计算技术系首次应用于该领域，从影响最小的角度出发，先在合作类业务平台中进行建设。
2 现状
近几年某运营商在增值业务平台建设过程中，遇到不少困难和问题，主要体现在以下几方面：
（1）各种增值业务迅速发展，需要建设各类增值业务平台，目前共建设短信类、WAP类、语音类和固网增值业务类等各类增值业务平台近百套。
增值业务平台建设模式按管理方式不同，分为2类：自主建设和合作建设。其中自建平台又分为集团统一规划、分省运营的业务平台以及分省规划、分省运营的业务平台2类，该类平台由运营商选购应用软件、第三方软件和硬件。合作建设的业务平台由合作厂家提供应用软件、第三方软件和硬件。平台过多给建设和维护工作带来很大压力。
（2）业务平台的硬件设备按照规划期内最大用户数来配置，而在业务发展初期和增值业务发展情况难预测的情况下，无法真实评估硬件设备的规模，这往往会浪费不少硬件设备资源和空间、动力等资源。通过对现有业务系统中硬件利用率进行统计分析，发现很多平台的CPU、内存和存储等资源的利用率都比较低，并且硬件资源不能灵活调度。
（3）每个业务上线都需要经过软件选型、评估资源、硬件选型、采购和实施等环节，业务上线流程长、时间跨度大，不利于业务发展。
表1是目前合作业务平台各类硬件资源以及资源利用情况：
3 平台设计目标
基于云计算技术的合作业务平台设计目标是，提供一定数量的中轻量级增值业务系统的网络、计算和存储资源。具体为以下几点：
◆改变现有的“竖井式”建设模式，统一考虑网络、计算及存储资源；
◆鉴于多数的新业务都面向互联网，统一提供基础设施，将业务与基础设施分离；
◆建设统一的硬件及第三方软件资源平台，为增值业务系统和集团业务应用提供运行环境；
◆采用灵活的虚拟化架构实现资源的灵活调度，提高资源利用率和投资效率。
4 平台实现方案
4.1 整体设计架构
IaaS的发展策略是在IaaS层重点发展虚拟化技术，通过虚拟化来实现资源共享，提高资源灵活度，同时解决传统建设模式周期长、资源利用低的问题。主要的解决方案是统一建设资源池，通过虚拟化软件和虚拟化资源管理软件完全封装硬件。
业务平台通常由网络、服务器、存储系统及外围接口等部分组成，合作业务平台的建设将充分利用各种成熟的虚拟化手段，建立网络、计算能力（服务器）和存储等多个可管理的资源池，使数据中心中资源管理的粒度更加细化，各种资源的分配与调控更加灵活、快捷，从而在实现快速业务开通的同时提高IT资源的利用率，降低整体拥有成本。
从支持快速业务开通所需资源结构的角度上看，平台框架如图1所示。
资源池主要分为计算资源池、存储资源池和网络资源池三个模块，其中计算资源池包括计算资源服务器；存储资源池，包括SAN存储、云存储和虚拟存储网关；网络资源池，包括以太网交换设备（接入层、汇聚层、核心层）和光纤交换设备。
（1）网络资源池
网络系统本身的多层次协议体系使其本身就具备虚拟化的特征。在设计架构中，网络资源池实现了路由器、交换机等设备的集中管理和VLAN资源的快速分配与调整，以满足应用系统内部和应用系统之间通信需求的灵活部署。网络资源池可以为应用系统提供的功能包括：
◆灵活的网络接入
◆虚拟化的防火墙
◆虚拟化的网络负载均衡
（2）存储资源池
存储资源池对在线存储设备和存储区域网络进行协同管理，灵活快速地为应用系统分配存储空间；同时通过对不同等级的设备、数据保护方式、数据使用方式的协同管理，满足应用对存储系统性能、数据可靠性和灵活使用方面的要求。存储资源池可以为应用系统提供的功能包括：
◆管理不同性能和可靠性数据的存储空间
◆按应用的要求分配存储空间
◆提供高级数据管理服务
（3）计算资源池
计算资源池可以为其承载的应用提供统一分配的标准化资源，采用多种虚拟化技术，将数据中心中计算能力的管理粒度从服务器级别细化到CPU、内存和板卡级。计算资源池可以为应用系统提供的功能包括：
◆分配和管理计算资源
◆分配和管理与计算资源绑定的网络接口
◆分配和管理与计算资源绑定的存储空间
4.2 网络资源池设计
网络资源池建设，主要用于满足统一资源池内部通信和外部通信需要，并且针对各个加载的应用提供负载均衡能力和安全防护能力。网络资源池中的网络设备，主要包括实现高性能交换的交换机、提供安全隔离的防火墙以及实现4-7层交换和应用加速的负载均衡设备。
网络资源池包括核心交换域，及其下面连接的核心生产区、应用服务区、增值业务平台区和安全管理区，下面针对这些区域的网络规划提出具体的网络方案。
核心网络以2台Cisco 6509作为网络的核心，配置有万兆光线模块、千兆光纤和电接口模块以及业务功能模块，业务功能模块包括ACE（负载均衡）、FWSM（防火墙）模块。采用Cisco 2960G 48口千兆交换机作为接入交换机，服务器通过双网卡各连接一台Cisco 2960G交换机，Cisco 2960G通过两条光纤分别连接到Cisco 6509核心交换机。每台接入层交换机均作为二层使用，各服务器的默认网关均设置在核心交换机上。核心交换机上的ACE、FWSM模块采用虚拟化技术，针对每一个安全区均虚拟出来一对ACE和FWSM设备。
后期可将负载均衡器和防火墙单独设置，以单臂组网方式侧挂在核心交换机上，分别对多套集群服务器提供负载均衡和安全防护服务，负载均衡器和防火墙以GE接口方式连接核心交换机。
4.3 存储资源池设计
目前主流存储虚拟化方案包括：
（1）基于主机的存储虚拟化：通过在连接存储设备的主机上安装逻辑卷管理软件（安装客户端软件），实现存储虚拟化的工作，经过虚拟化的存储空间可以跨越多个异构的磁盘阵列。
（2）基于存储网络的存储虚拟化：主要通过在存储域网（SAN）中添加虚拟化引擎，实现异构主机对异构存储设备的虚拟化管理。
（3）基于存储设备的存储虚拟化：主要通过在存储控制器上添加虚拟化功能，将存储设备的容量划分为多个存储空间（LUN），实现多个主机系统的虚拟化管理。
考虑到云计算平台的主机设备与存储设备均可能采用异构设备，建议采用基于网络的存储虚拟化方案，新增2台网络存储虚拟化引擎设备，与光纤交换机互联，构建异构存储的资源池，并提供存储资源动态调配能力。不同系统在同一存储池内，通过不同分层接口，实现多业务系统对同一存储的并行访问（图2），一期配置存储容量100T。
4.4计算资源池设计
（1）服务器
每个资源池建设一组同型号配置的服务器，部署同类型同版本的虚拟化软件，使用统一的共享存储。服务器建议采用刀片服务器，并且为满足虚拟化要求，每组刀片式服务器配置万兆光口交换模块，以便上联至交换机。带宽控制通过刀片式服务器自带的带宽控制软件来实现。每组刀片式服务器通过4GB及以上的光纤模块连接光纤存储。
服务器的选择建议重点考虑以下几点：
◆更多CPU核数，满足更强劲VM需求
◆更大内存容量，支持更多VM数量
◆海量硬盘，保障本地存储需求
◆充足I/O插槽，提供更丰富的I/O能力
◆支持VMware、Xen等虚拟化软件
（2）虚拟化软件
采用VMware虚拟化软件作为服务器的虚拟化软件。
（3）部署方式
服务器采用虚连接方式部署在资源池内，各个虚拟机资源调配通过运营管理平台实现。在VMware、Hyper-V等虚拟化环境下，每个虚拟机所配置的虚拟网卡对上层应用或外层交换机、防火墙、负载均衡交换机独立配置IP地址进行管理，实现物理资源的透明动态连接。
4.5 后续平台演进
目前该平台主要承担合作类业务，随着平台的完善，可以逐步将产品测试平台融合到其中。由于业务产品在正式上线前都有一个上线测试过程，按照以往建设方式，通常市场需求部门会临时调配几台服务器搭建一个环境进行测试，这种方式存在极大的不可管控性。而将这类平台通过云平台统一资源池承载后，则实现了资源的申请、调拨、下线和流量监控的统一管控，大大提高了资源利用率和可维护性。
5 结束语
基于云计算技术的合作业务平台上线后，运营商平台资源快速交付时限从原来的半个月以上缩至24小时甚至更短时间。资源利用率大幅提升，平台CPU利用率从15%提升到55%以上，存储利用率由30%左右提升到70%以上。同时，经济效益显著，虚拟比可达1:6～1:8甚至更高，极大节省投资与能源，并为逐步实现PaaS和SaaS打下了基础。
