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摘要：云计算（Cloud Computing）就是将大量用网络连接的计算、I/O、存储及网络资源统一管理和调度，构成一个资源池向用户提供按需服务。提供资源的网络系统被称为“云”，“云”中的资源在使用者看来可以轻松扩展、随时获取、按需使用，并能按使用量灵活付费。
关键词：云计算；服务；应用
一、云计算的定义
云计算是由分布式计算、并行处理、网格计算发展来的，是一种新兴的商业计算模型。目前，对于云计算的认识还在不断的发展变化，至今云计算仍没有统一的定义。维基百科对云计算的定义是：一种基于互联网的超级计算模式，通过互联网上异构、自治的服务为个人和企业提供按需即取的计算。
二、狭义的云计算是指IT基础设施的交付和使用模式，指通过网络以按需、易扩展的方式获得所需的资源（硬件、平台、软件），比如亚马逊数据仓库出租生意。广义的云计算指服务的交付和使用模式，指通过网络以按需、易扩展的方式获得所需的服务。这种服务可以是IT和软件、互联网相关的，也可以是任意其他的服务，比如谷歌发布的Google应用程序套装。
三、“云”其实是一些可以自我维护和管理的虚拟计算资源，通常为一些大型服务器集群，包括计算服务器、存储服务器、宽带资源等等。云计算将所有的计算资源集中起来，统一用软件实现自动管理，这使得应用提供者无需为繁琐的细节而烦恼，能够更加专注自己的业务，有利于创新和降低成本。而终端用户也不必去了解云中基础设施的细节，只需要清楚自己需要什么资源如何通过网络来获取服务，其它的一切都交由云计算提供商所提供的计算机群来完成。
图1 云计算的优势
二、云计算技术的优势
云计算技术拥有降本增效、资源共享、弹性计算、灵活便利、快速交付、高可靠性和按需服务等许多优势。
2.1 资源共享
云计算中最基础的一项技术是虚拟化，其实质是通过对CPU、内存、存储及网络等能力和资源的复用，实现IT资源的共享，并通过复用、封装技术对用户呈现等同于各自独立的物理资源组。虚拟化技术可以将一台服务器虚拟成多台，也可将多个物理IT资源整合虚拟成一个资源池，向多个用户灵活地提供服务，从而提高计算、存储和网络等各类IT资源的利用率。目前广泛使用的有VMware、KVM、Xen等技术。
2.2 管理灵活、维护方便
云计算的另一项重要的技术是自动化。云计算中心通过“自动资源调度系统”实现高效安全的运营。该系统可以将多台计算机、存储、网络设备形成一个集群，若其中某台出现问题，系统可以在极短的时间内自动设置另一台设备接手服务，按一定数据备份和恢复机制，保证系统高可用。自动化管理系统通过监控包括CPU、内存、I/O、存储甚至于外设的状况，可以实现按需调度及相关资源的灵活配置。如某一台虚拟机的CPU负荷较高，系统会按照一定的负载均衡机制自动将计算任务调整到CPU负荷不高的虚拟机。
2.3 弹性计算、扩展存储
云计算的一个重要特征为弹性计算和扩展存储。传统系统或平台的计算及存储扩展能力不足、不够灵活，计算和存储采用纵向拓展的方式进行，系统或平台按照估算预定的需求进行规划、设计、购置、建设、运营，利用率普遍不高。而云计算的扩展方式是横向扩展，在计算、存储、网络等能力不够时，通过云计算管理系统，直接从资源池中拖拽几个虚拟设备即可。这样云计算在支撑一些突发应用时，如游戏公测、大型调查、网络互动及动漫渲染等，其弹性计算和存储扩展能力的优势就可得以体现，而在突发需求结束后可自动释放相关资源。
2.4 “瘦终端”、“胖服务”
云计算的另一个重要特征是“瘦终端”、“胖服务”。用户可以直接通过互联网获得计算和存储资源，使用各种软件实现在线安全存储。通过网络化访问和使用，服务对终端不再敏感，云计算能将复杂的计算任务在网络的服务器端实现，而通过简单、标准化的接口对用户终端开放。对于用户来讲，接入形式变得灵活且对终端的要求很低，配置较低的PC、上网本、iPad、手机或其它智能终端皆可，获取的服务却功能强大、丰富多彩。典型的应用如Google Earth、搜狗地图等。
三、云计算应用于运营商的必要性
云计算技术的应用能带来便捷、高效、经济、安全等许多优势，可以从多方面满足通信运营商在降本增效、数据挖掘、业务开展、系统运营等方面的需求，同时，也可为通信运营商扩展行业信息化、物联网、移动互联网业务提供低成本、快速有效的支撑。
3.1 降本增效整合资源的需要
通信运营商作为高度集成化的信息产业集团，IT资源非常丰富；但因各系统的相对独立和专业性，通常情况下系统的利用率并不理想。如某运营商省公司拥有115个商用产品业务平台，服务器约1500台，存储设备约200台；但大部分平台独立建设，互相之间不能共享。有些平台忙闲不均、阶段使用，如高考查分系统，在每年应用一个月左右，而其它时段基本闲置。据某运营商省公司的调查材料显示，虽然个别服务器有时最大的CPU利用率会达到70%，但大部分平台平时的利用率只有20%左右；对于存储的利用率，本机存储利用率小于42%，外化存储平均利用率小于36%：计算及存储利用率都有很大提升空间。因此，通信运营商需要通过采用云计算技术达到降本增效、整合资源的效果。
3.2 自动化管理与业务支撑的需要
对于通信运营商的内部支撑系统而言，资源管理与资源调度的高效自动化能力是至关重要的。因此需要借助云计算中较强的管理与调度能力，帮助IT部门实现“自动化”。采用云计算能够集约、简化系统的管理，加快部署，如图2所示。
对于通信运营商的外部业务支撑而言，最需要后台部门提供的支撑能力是快速交付，这是应对瞬息万变市场形式、赢得异常激烈的外部竞争的关键。按传统的烟囱式的建设方式，要经过规划、设计、采购、实施、测试、交维等一系列环节，建设周期至少也要大半年，难以赶上业务部门的支撑需求。因此，就需要采用云计算技术提供面向业务、需求和应用的快速部署。
图2 云计算仲的自动化管理
3.3 海量数据存取处理的需要
通信运营商拥有庞大的用户数据，实时计费、历史详单、各类日志等生成的海量数据存储、备份和提取给数据处理系统带来较大挑战。同时，用户数据的挖掘包括对消费模式、日志数据、流量变化、关联信息等的分析、计算，是通信运营商实现精细化运营，了解、保有和争夺用户的前提。因此，需要通过云计算技术整合现有平台的空余资源，组成虚拟资源池，通过低成本、能无限扩展的云计算技术对实时海量的数据处理进行支撑。
3.4 数据安全与维护便利的需要
在云计算技术中，服务器端做了较高级别的病毒和安全防护，用户端只是获得显示推送，这样大大减少了客户端遭受病毒及系统不稳定的影响，相关的数据安全与存储机制也能保证数据不丢失。且相关系统和数据在服务器端被整合在一起，用户端根据权限只能阅读，从而加强了数据的安全。这样，通过集中管控方式，就可以避免信息和代码泄露，在信息数据安全的前提下最大限度地节约成本、提高效率。
此外，通过云计算技术的应用，软件和系统的安装由客户端向服务器端上移，软件和系统可以迅速部署，安全策略和升级版本可以统一下发，桌面可以远程管控。因此，维护复杂度降低，终端成本、维护人员及耗材成本也大幅度下降，维护效率大大提高。
四、云计算技术在运营商的应用领域
未来云计算最终将会成为运营商各个IT系统的核心，通过云计算技术在相关领域的应用，通信运营商将能降低系统建设和运营的成本，提高信息处理能力，实现服务创新，增强企业的核心竞争力。
4.1 构建企业私有云
运营商可首先将云计算技术应于内部的业务支撑系统、网管支撑系统和信息化系统，这样难度小、演进容易。支撑云主要面向内部服务，现阶段可以采用Linux服务器，加上X86架构资源池架构，以实现集中化为重点，同时以资源池的方式形成内部IT系统资源和需求，把应用和底层的基础架构分离，根据需求来分配资源实现弹性拓展。未来逐步在业务平台资源整合与共享中应用云计算，进一步推进验证计算、存储、网络资源共享、资源动态分配、服务自动化、服务提供和安全管理等关键技术的应用。
4.2 构建企业公有云
云计算中无论是数据中心还是平台，都必须由业务来驱动，只有业务的发展才能驱动云计算中数据中心和平台的发展。因此运营商必须要建立外部业务云，提供方便快捷的自服务系统，实现云服务的自主开通、使用、管理、缴费、报障等，以提供计算、存储与带宽资源的按需分配。
针对个人客户，通信运营商可推出计算、存储能力的出租。针对中小企业客户，借助传统优势推出IDC（Internet Data Center，互联网数据中心）虚拟主机租用服务或VDC业务（见图4），推出低成本、高弹性和自动管理的计算及存储虚机可以实现双赢。目前，随着国内互联网公司的蓬勃发展，IDC租赁需求旺盛，通信运营商一直是IDC的主导运营商之一，具有牢固的客户资源、运营经验和市场信誉；因此，推出基于云计算IaaS技术的虚拟IDC业务是最佳的切入点之一，可以向用户提供IDC机房独立空间租用、机架租用、物理主机租用、虚拟主机租用等全系列、多组合的服务。这样，一方面通信运营商的建设、电费及运维成本通过云计算的虚拟技术得到了分摊；另一方面，客户业以较低的成本获取了基本等同于IDC物理主机租用的服务，实现双赢。
图3 桌面办公云
4.3 构建企业电信云
在5G的规范中，核心网不再是一个一个固定的网元，通过NFV（Network Function Virtualization）技术，将网络中的各个网元进行三层解耦，实现物理层、接口层、应用层的分离，达到网络设备不再依赖于专用硬件，基于X86服务器，各应用根据实际需要对网络资源进行切片管理，合理使用网络资源。
在未来的SDN（Software Defined Network）中，通过总线的方式将各网元连接起来，注册在网络中提供给各业务使用，各业务根据自己的应用提出网络资源需求，通过网络切片管理根据实际需求组合出需要使用的网元，完成整个业务实现。这样的组网模式可以使得用户面与控制面分离，实现资源的灵活扩展，网络流量的灵活控制，并且根据需要实现网络管道智能管控，支持更丰富的网络业务发展，针对不同场景的业务需求提供更合适的解决方案。
结束语
引入云计算之后，将实现资源的按需分配，环境部署自动化，加快应用软件的开发、测试和部署速度，实现业务和资源的快速部署，缩短新业务上线时间；提升资源共享程度，建设IT基础资源共享池，使得整体架构可以快速、灵活地响应业务发展需求；实现节能减排，打造绿色IT。
参考文献
[1]谈圳.云计算虚拟化技术研究.研究与探讨.2012，1.
[2]龚至晖，康尚钦.云计算在运营商IT支撑系统领域的应用研究. 2014.9
论文作者:吴文涛,蒋仕亮
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第13期
论文发表时间:2018/9/30
标签：资源论文; 系统论文; 技术论文; 业务论文; 利用率论文; 网络论文; 终端论文; 《建筑学研究前沿》2018年第13期论文;