1 通信行業(yè)的新要求

　　縱觀當前我國信息產(chǎn)業(yè)，3G無疑是今年最大的亮點，隨著3G市場的啟動，移動互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)將成為亟待開拓的市場，移動搜索、無線社區(qū)、手機視頻等都可能成為3G時代的殺手級應用。為此，廣大傳統(tǒng)互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)也紛紛發(fā)力，進軍移動互聯(lián)網(wǎng)市場，以期在"3G元年"跑馬圈地，搶占市場。對于云計算給產(chǎn)業(yè)帶來的變革，首先，云計算打破了傳統(tǒng)的IT產(chǎn)業(yè)格局，但目前還沒有形成穩(wěn)定的價值鏈分工，傳統(tǒng)的設備提供商正利用云計算廣泛地進入服務領(lǐng)域；其次，現(xiàn)有云計算解決方案呈現(xiàn)封閉、私有、定制化的特征，國際標準化工作剛剛起步，云計算開源項目非常活躍；再次，互聯(lián)網(wǎng)服務商，如谷歌和亞馬遜等，他們在云計算方面領(lǐng)先于傳統(tǒng)的設備制造商和系統(tǒng)集成商。對于云計算時代需要解決的問題，他認為，首先需要做互操作和標準化的工作，如果沒有一個國際標準或者一些事實標準，用戶從一個云平臺遷移到另一個云平臺將面臨很大的困難；其次，運營商的管理模式也要相應變化，云計算強調(diào)的是集中資源形成資源共享，運營商如果想打造一個云計算平臺，必須建設一個統(tǒng)一的資源池，將其與未來的應用協(xié)調(diào)在一起，形成對最終用戶的服務。這主要體現(xiàn)在以下幾個方面:

　　各業(yè)務平臺采用的外購軟硬件類型各異，對于外購件異常帶來的業(yè)務中斷、系統(tǒng)故障等問題較難控制和規(guī)避；各廠家業(yè)務平臺提供的操作維護手段不同，需要運營商培訓大量的技術(shù)人員熟悉各種維護系統(tǒng)，加大了維護成本的投入；業(yè)務平***立建設，不同地域、不同業(yè)務的處理能力嚴重負載不均，投資建設的硬件資源利用率不高。

　　從理論上分析，無論是何種業(yè)務，其處理邏輯都仍然屬于應用程序范疇，任何應用程序都可以簡單歸納為計算模式+存儲模式+通信模式的集合。為帶來有彈性、容量無限的系統(tǒng)，一般有兩種解決辦法：一是在同一機器上部署單一業(yè)務的多模塊或者選擇性地部署多個業(yè)務；二是通過虛擬化技術(shù)實現(xiàn)統(tǒng)計性復用資源。前者對業(yè)務程序的依賴度很高，需要相互之間互不影響，對于同廠家同類型業(yè)務相對比較容易實現(xiàn)，只能在一定程度上實現(xiàn)資源共享。而虛擬化技術(shù)可以較好地隱藏資源復用和共享的實現(xiàn)細節(jié)，能最大程度地減小結(jié)構(gòu)上與業(yè)務的耦合性。

　　當然，僅依靠虛擬化技術(shù)還不能完全做到業(yè)務級彈性的調(diào)用控制，文章在下一章節(jié)將重點介紹業(yè)務調(diào)度和虛擬化的完整解決方案。通過該方案移動運營商可得到：

　　（1） 業(yè)務按實際處理需要合理的獲取計算資源。從而使運營商不用在提供某種業(yè)務服務之前就要做計算資源的預測，消除了事先投入的風險，使業(yè)務可以從小規(guī)模做起，隨著需求的增加通過業(yè)務調(diào)度和虛擬化技術(shù)快速擴展業(yè)務占用的硬件資源。

　　（2） 解決不同地區(qū)、不同時段的業(yè)務不均衡問題。一方面可以在日常業(yè)務量相對較低的情況下通過減少硬件資源的占用降低電源損耗；另一方面可以在節(jié)假日或未預期到的業(yè)務峰值出現(xiàn)時通過擴大硬件資源占用來規(guī)避運營風險。

　　（3） 提供了一種將大量移動網(wǎng)絡資源對外租借的可能。計算資源虛擬化后，能以短時間為單位付費，租借方可按需申請使用計算資源。

　　2 業(yè)務調(diào)度和虛擬化方案

　　針對上述移動運營商的迫切要求，文章給出了一種將虛擬化與業(yè)務調(diào)度相結(jié)合的整體解決方案，其模型架構(gòu)如圖1所示。

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　　核心管理部件主要包括虛擬機管理系統(tǒng)及業(yè)務調(diào)度中心。從方案設計角度將底層物理設備的虛擬化與業(yè)務層面的處理能力控制分離。

　　一個應用程序必然需要一個計算模式、一個存儲模式和一個通信模式。為實現(xiàn)計算資源的彈性和無限鏡像，最現(xiàn)實的辦法就是將這些資源虛擬化，面對應用隱藏它們的復用和共享機制。不同的公用計算會根據(jù)抽象性和管理層次加以區(qū)分。本方案提出將移動通信業(yè)務計算云分為兩級進行管理，其一是將物理硬件虛擬為抽象計算單元的過程，該過程不受上層業(yè)務的影響，所有計算單元屬性均保持一致；其二是針對差異化業(yè)務的動態(tài)調(diào)度系統(tǒng)，可根據(jù)不同的業(yè)務處理邏輯、業(yè)務性能要求以及資源占用預期對業(yè)務系統(tǒng)進行伸縮性控制。通過業(yè)務調(diào)度中心與虛擬機管理系統(tǒng)的配合，滿足運營商多業(yè)務實時動態(tài)資源調(diào)整的要求。

　　目前虛擬機技術(shù)已日漸成熟，大多數(shù)主流的虛擬機廠家通過XEM、KVM等核心技術(shù)實現(xiàn)對硬件CPU、內(nèi)存資源的虛擬單元構(gòu)建，虛擬機技術(shù)主要包括以下四大特征：

　　可在單一物理服務器上同時運行多個虛擬單元；

　　在同一物理硬件設備上的虛擬機之間相互隔離；

　　可將完整的虛擬單元都保存在文件中，通過移動和復制這些文件的方式來移動和復制該虛擬單元；

　　可屏蔽虛擬單元與底層物理硬件的關(guān)聯(lián)，無需修改即可在任何服務器上平滑遷移。

　　虛擬化技術(shù)將物理資源轉(zhuǎn)化為便于切分的資源池，在設計理念上符合云計算的基本條件，具有通用的資源調(diào)度能力；但在通信領(lǐng)域的實際使用過程中，需要調(diào)度的資源不僅僅局限于虛擬單元本身，移動運營商急需一種針對不同業(yè)務應用進行集中能力控制的解決方案，可以實時監(jiān)測全網(wǎng)多種業(yè)務流量動態(tài)，智能判斷各業(yè)務間的負荷關(guān)系，平衡硬件及虛擬單元的資源分配。

　　文章通過在虛擬機技術(shù)基礎上構(gòu)建業(yè)務調(diào)度模塊的方式彌補了虛擬機技術(shù)對通信業(yè)務控制層面的不足。調(diào)度中心與虛擬機管理系統(tǒng)配合完成調(diào)度的模型如圖2所示。