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云計算對運營商網絡發(fā)展的影響
高文龍 2011/08/01
摘要:
云計算要落地,網絡能力是關鍵,反之,云計算在IDC的落地,又會對寬帶網絡發(fā)展產生深刻的影響。對運營商網絡發(fā)展現狀進行了分析,同時對云計算的網絡特征進行了具體闡述。通過分析云計算在下一代網絡發(fā)展中的作用得出云計算對運營商網絡發(fā)展的影響,結合IDC中云計算落地為運營商如何發(fā)展云計算技術和服務提供參考。
1、概述
云計算在國內發(fā)展的如火如荼,在國際IT界更是風起云涌,豪杰輩出。對運營商而言,已經不再討論做不做云計算的問題了,現在大家關注更多的是如何建設云計算中心,如何運營云計算中心來實現客戶量和業(yè)務量的增加、實現利潤率的提高和實現節(jié)能減排及高效管理了。而云計算要落地,網絡能力是關鍵。反之,云計算在運營商IDC的落地,又會對運營商網絡發(fā)展產生深刻的影響。因此,為了了解云計算對運營商寬帶戰(zhàn)略的影響,我們必須考查運營商現有網絡的狀況和特征,并對下一代網絡發(fā)展進行合理的分析和預測,再結合云計算的特征和技術要求,就可以知道云計算的蓬勃發(fā)展會對運營商網絡發(fā)展產生怎樣的影響,并為如何發(fā)展云計算及運營商網絡做出有益的參考。
2、運營商網絡發(fā)展的現狀與趨勢
現在中國是世界上最大互聯網國家,我們國家有著最大的互聯網使用群體。據中國互聯網絡信息中心(CNNIC)發(fā)布的《第25次中國互聯網絡發(fā)展狀況統(tǒng)計報告》數據顯示,截至2009年12月,我國網民規(guī)模已達3.84億,互聯網普及率進一步提升,達到28.9%。據預測,到2010年底,網民數量將超過5億。三大運營商在今年的寬帶用戶數數量近2億(1)。如此龐大的用戶規(guī)模群體對運營商網絡是一個嚴峻的考驗,F在的運營商網絡,仍然是接入層,匯聚層和核心層三層架構為主體,總的帶寬近40T。以中國電信集團為例,運營商的現有IP骨干網絡架構一般如下圖所示:
圖1 現有運營商網絡架構示意圖
圖2 中國電信IP骨干網絡架構圖(2)
相對來講,電信集團的骨干核心節(jié)點數比中國聯通的要多,因此,在與匯聚層交換數據的壓力比中國聯通的也要相對小點,但是,仍然存在這不斷增加的用戶帶寬需求無法滿足,特別是東部和南部發(fā)達城市之間的相互數據訪問問題。當然,問題的根結還是還是在三個架構的合理性問題。
此外,隨著游戲、視頻網站和社交網站的高速發(fā)展,用戶對運營商接入網絡的帶寬、品質和服務提出更多、更高的要求,F在接入帶寬為1M已經很大程度無法滿足用戶的帶寬需求,用戶的一般需求已經提高到至少是2M,甚至很多視頻網站愛好者已經要求8-10M接入了。如果這些用戶所訪問的內容都不在同一匯聚層內,導致對骨干網的擴容壓力急劇增大。因此,現有的網絡結構和網絡擴容能力無法適應用戶需求的快速增長。
網絡扁平化概念就適時提出來了,F在,網絡扁平化已經是運營商網絡建設的主要指導思想了。特別是中國聯通,由于歷史原因造成的骨干網節(jié)點并不夠多導致其南北方網絡品質存在一定差異。而扁平化后能很好的解決此問題。下圖為網絡扁平化示意圖。
圖3 運營商網絡扁平化示意圖
網絡扁平化后,骨干網壓力得到極大的緩解,接入網絡建設也可以得到適度的擴張,實際上就是網絡的多中心格局形成。骨干網絡扁平化,接入網絡寬帶化是運營商今后發(fā)展網絡的重要方向。
3、云計算的發(fā)展與特征
云計算對運營商網絡發(fā)展的影響是巨大的。要了解云計算對運營商網絡的發(fā)展,我們先看看云計算的發(fā)展歷程和特點。云計算的發(fā)展我們可以歸納為以下幾個時期:概念興起期,實施落地期和自由競爭期。
概念興起期:主要標志是Google公司和Amazon公司應用云計算技術取得了巨大成功,云計算由此成為了IT界的熱點話題并引領了未來IT的潮流。于是世界各國包括政府、運營商、IT公司等在內的研究人員和專家都對云計算進行了熱烈的探討,云計算的概念由此深入人心,并且其理念更加完善,技術也更加成熟。這個時期可以說是市場培育期。美國等一些IT高度發(fā)達的國家已經經歷了此時期,中國應該說還未完全脫離此時期。
實施落地期:這個時期對云計算的發(fā)展來說是最關鍵時期,F在云計算雖然被熱炒,但是,關于云計算未來發(fā)展方向來說,卻也是眾說紛紜。因此,先實施落地者,先發(fā)展用戶者將會獲得極大的市場空間和機遇!凹埳系脕斫K覺淺,絕知此事要躬行”。實施落地是云計算在更大范圍由理論轉化為實踐的時期。而運營商在此時期有著很強的優(yōu)越性。目前,僅有美國等少數幾個IT高度發(fā)達的國家處于此時期。中國在未來1-2年內將完全進入此時期。
自由競爭期:這個時期已經是云計算高度發(fā)展的時期了,按照目前的發(fā)展速度估計,國際上IT發(fā)達國家將在4-5年內進入此時期,中國也將于5-8年內進入此時期。這個時期是云計算巨頭與新型云計算企業(yè)競爭的時期,由于云計算的特性,基礎云計算企業(yè)并不一定能在此競爭期擁有絕對的優(yōu)勢,反而,一些小的新的企業(yè)在云計算的某一領域可能會取得巨大成功。其實,現在我們就可以看出很多端倪,一些小的社交網站在一夜之間突然變火,或者一些大型的IT企業(yè)卻露出逐漸衰微的趨勢。中國運營商在此時期的發(fā)展可能會有很大的變化,如果云計算戰(zhàn)略積極穩(wěn)妥,不斷創(chuàng)新,可能會發(fā)展成世界級的云計算企業(yè),而一旦云計算戰(zhàn)略失敗,會失去整個領域的話語權。
之所以云計算戰(zhàn)略對運營商及IT企業(yè)如此重要,是由其特征所決定的。一般來說,云計算有以下幾大特征是大家共同認可的:
一、 網絡化訪問及使用,網絡對終端不再敏感
云計算的一個重要特征是用戶可以直接通過互聯網絡獲取計算和存儲服務。云計算中心可以建設在最靠近用戶的接入層,這樣,用戶獲得內容的網絡消耗將得到大大的降低。此外,由于云計算能將之前智能終端的很多功能在網絡的源端實現,所以,用戶終端對平臺的接口可以開放、簡化和標準化,網絡對終端的要求降低,對于終端用戶來講,接入形式可以變得靈活,間接上促進了用戶的使用和提高了網絡的使用率。
二、 IT資源的共用與共享,資源聚合
云計算中最基礎的一項技術就是虛擬化。虛擬化實質上就是IT資源的共用、共享。虛擬化實現IT資源的邏輯與物理層面的分離,能有利于最大層面的資源聚合。使得在網絡源端看來,可以實現內容應用的有效集中存儲。此集中存儲與傳統(tǒng)的磁盤陣列存儲的集中存儲有所區(qū)別。云計算中的集中存儲更多的從邏輯角度,通過虛擬化以后,提高數據存儲空間的利用率和網絡IO的利用率,更類似于現在CDN系統(tǒng),或者說,CDN系統(tǒng)中有云存儲的理念在里面。(3)
三、 基礎架構管理的靈活與方便
云計算還有一個重要的基礎技術是自動化管理功能。任何資源都是可以靈活配置的,包括CPU、內存、IO、存儲甚至到外設。云計算中心可以用一套高效的自動資源調度系統(tǒng)實現整個中心的高效、安全運營。有報導稱Amazon的云存儲數據安全性和設備穩(wěn)定性達到了99.99999999%。自動對虛擬化以后的邏輯資源管理,不僅減少了維護人員的工作量,也提高用戶的使用效率,簡化運營商服務流程。
四、 彈性的計算、存儲擴展能力
現在很多應用、存儲系統(tǒng)的擴容一直是個大問題。因為很多應用、存儲系統(tǒng)基于傳統(tǒng)的IT架構環(huán)境設計,只能采取Scale-up方式進行擴展,而云計算擴展方式是Scale-out方式。這樣,對于越來越多的不可預測性的應用,如游戲的公測,大型調查,網絡互動等新型應用,云計算的彈性處理和存儲擴站能力就顯得非常有效了。
當然,云計算還有很多其他的優(yōu)勢,涵蓋很多具體的應用,這里不詳細描述。
4、 運營商在云計算方面的優(yōu)勢
云計算的優(yōu)勢很明顯,但是,不是所有的企業(yè)都適合建設云計算中心的。特別是在IAAS層面,云計算的初期投資,網絡需求和相應支撐需求都不是一般企業(yè)能夠順利承擔,而運營商卻有以下四個方面使得其在云計算發(fā)展方面更具有優(yōu)勢。
一、 網絡優(yōu)勢
云計算所依賴的根本就是網絡。如果沒有網絡,云計算就不再是云計算,而是高性能計算或者說是一臺大型機更合適。有了網絡,云計算才擁有比高性能計算更廣泛的應用,才能擁有海量存儲,從而最終擁有大量的客戶。運營商的網絡優(yōu)勢是明顯的,在這一點上,運營商發(fā)展云計算是有天然優(yōu)勢的,特別是中國運營商,甚至可能一個本地網的網絡規(guī)模都超過一些國家的整個國家的網絡規(guī)模。
二、 IT資源優(yōu)勢
運營商本身有龐大的IT基礎設施。據統(tǒng)計,中國電信擁有超過300個IDC,超過20多萬平方米的IDC面積,多于6萬的機架。而中國聯通的IDC也超過160個,IDC機房總面積超過12萬,機架也有3萬架。其他IT基礎設施方面,運營商也是占了很大優(yōu)勢。
三、 管理及人才優(yōu)勢
要把云計算作為一種能力給客戶提供服務,不僅需要網絡、IT資源,還需要提供本身有一套很完善的服務流程,能將每種服務都規(guī)范化,流程化。特別云計算服務還有個特征,那就是定制化的服務會有很多,由于平臺的擴展性和開放性,客戶可以有更多的定制化的東西在云計算平臺運行。這就需要云計算提供商具有完善的管理流程和豐富的人才資源支持。而運營商在此方面也有一定的優(yōu)勢。
四、 客戶及營銷渠道優(yōu)勢
云計算必須要一定的規(guī)模才能顯示出其明顯的優(yōu)勢,并且規(guī)模越大,其優(yōu)勢越明顯。而要一定規(guī)模的用戶都使用云計算,一方面需要較為強大的用戶資源基礎,另一方面,需要有很多發(fā)展客戶的渠道。目前國內運營商具有超過2億的互聯網寬帶用戶,這個客戶規(guī)模是世界首位的,并且,運營商擁有大量的合作伙伴,包括代理商,分銷商,銷售渠道是非常廣泛。
以上四個方面的優(yōu)勢決定了運營商在云計算方面的發(fā)展必然前景廣闊。但是,作為最大的基礎網絡的擁有者,運營商的網絡發(fā)展會受到云計算的哪些影響呢?
5、云計算對運營商網絡發(fā)展的影響
云計算對運營商網絡發(fā)展的影響可以從以下幾個方面來探討:
一、 云計算對IP核心網的影響
i. 促進網絡扁平化
網絡扁平化從技術層面講,是減少網絡層次,而從管理角度講實際上就是采用集中管理,分散維護。扁平化的由來是由承載的業(yè)務需求驅動的業(yè)務的需求基本是由網絡狀態(tài)決定的,原有的網絡層次分明,業(yè)務提供清晰,可是要面對市場各種突發(fā)的需求是,發(fā)現現有的網絡不靈活,呆板,尤其是在業(yè)務提供層,需要的業(yè)務提供不了,不需要的業(yè)務大量端口冗余,整個網絡是按照技術人員的理解或者說是規(guī)范建設的,因此,有必要對整網的布置做出調整,尤其是現階段,市場競爭的日益激烈,誰能更快,更有效的提供業(yè)務就顯的更加重要.而在傳統(tǒng)的網絡中,骨干是必須的,匯聚是必須的,接入更加需要,現在,隨著技術的發(fā)展,匯聚和接入的界限已經變的非常模糊拉,在匯聚層大量接入業(yè)務變的更加常見和有效,因此在網絡構成方面為了迎合市場的需求,開始討論網絡的扁平化這個議題。
云計算能將大量的運算、存儲和網絡交換都“消化”在一個或者幾個云計算中心內,很多訪問甚至都不需要上核心網。這樣,云計算就模糊了接入層和匯聚層的界限,甚至,打破了傳統(tǒng)核心網的概念,建立以云計算中心節(jié)點為層次的數據傳輸和交換的體系,實際上這就一個扁平化的網絡。當然,前提是在各個大型網絡節(jié)點有1-2個云計算中心。
云計算使網絡扁平化也會帶來一個問題,那就是云計算中心的網絡能力必須大大提高,也就是說,數據沒有堵在骨干網絡上更不能堵在云計算中心里面。當然,就目前的技術來講,大交換能力的云計算中心建設完全有可能建設的,所以,只要做好設計,云計算中心的數據傳輸和交換是可以保證的。
ii. 促進網絡智能化
互聯網絡的架構取決于內容和應用的布局,而內容和應用的布局又決定于用戶需求的分布,因此,從根本上說,互聯網絡架構取決于用戶需求分布。當然,我們都知道網絡架構建設和維護是一個龐大的工程,而用戶需求分布相對來說就靈活的多。舉一個簡單的例子,學生在學校的時候,高校集中的地方網絡使用量肯定較高,而放寒暑假的時候,情況就會不一樣。因此,要適應靈活多變的用戶需求,現有的網絡架構必須要做出調整。不斷增加我們網絡的規(guī)模,擴容帶寬當然是好的方法,但是,成本及技術的瓶頸決定了運營商不可能無限制的去這樣做。
由于云計算在內容和應用的存儲方面比傳統(tǒng)的數據中心有了大幅提升,所以云計算能從改變內容和應用的布局去調整整個網絡的布局;云計算能對網絡流量進行有效規(guī)整,智能管理;云計算的內容管理和調度平臺,能實現訪問內容的冷熱分開存儲,能根據流量流向自動調整應用的分布,并為用戶提供QoS保證。(4)
iii. 促進網絡高速化
云計算中心一般建設在最接近用戶終端的接入網中,這樣能使得用戶使用網絡中的內容或者應用的時候,跳點能有效減少,從而能有效提高網絡訪問速度。就像通過云計算,能將內容一下推到用戶的跟前一樣。其二,只要云計算中心的規(guī)模達到一定規(guī)模,很多應用之間相互的訪問都在此中心內完成,從而減少了不必要的網絡間相互訪問,減少網絡擁堵的可能性,間接也提高了網絡的訪問速度。再者,類似與瘦終端的應用在云計算中實現業(yè)務和應用的交互,那么其處理業(yè)務可能就在云中心里面,利用類似刀片服務器的背板交換數據,這個比現在利用兩臺終端通過互聯網絡進行交換數據要快的多。
二、 對接入網及終端的影響
i. 打造綜合性IT平臺,接入應用更加豐富
運營商建設云計算中心,首先應該從IAAS層建設。這個符合目前運營商的特點和能力,也能充分發(fā)揮運營商的優(yōu)勢。好的基礎架構平臺,必須具有良好的兼容性和動態(tài)擴展性。云計算平臺具有良好的分層架構,能實現與各種硬件的良好兼容性;邏輯與物理分離使得云計算中心具有良好的動態(tài)擴展性。這樣,接入云計算中心的內容和應用就可以更加豐富多彩。內容及應用的豐富使客戶對云計算中心的訪問都可以在中心內實現實現上面提到的提高網絡的訪問速度。
ii. 降低接入門檻,提供統(tǒng)一的簡化終端入口
云計算對于接入終端有一個最大的好處就是,復雜的應用都在云計算中心內處理,而給終端就是一些簡單數據流。這樣終端就可以做得很簡化,并且可行形成統(tǒng)一的標準,便于終端用戶的擴展,也便于終端長期使用,不需要頻繁的升級等。當然,隨著各種智能終端的不斷發(fā)展,在不遠的將來,我們可能通過簡單的智能終端實現更為復雜的應用和業(yè)務,如大型網絡游戲等在3G終端上應用,終端實現本地的數據處理,而云計算中心可以大場景的實現和數據存儲、交換。
云計算對運營商網絡的影響方面還有很多,特別是當云計算中心的個數比現在網絡核心節(jié)點還要多的時候,云計算對網絡的影響就越加明顯。
6、結論
本文從運營商角度,對云計算對運營商網絡的影響做了一些簡單的分析,從IP骨干網絡和用戶接入網兩個角度對云計算的作用進行了闡述。云計算中心的建設能帶來網絡架構的變化,也能改變用戶接入的效果。因此,如何在運營商網絡中建設合理的云計算中心成為改變運營商網絡架構及性能的一個重要因素,也希望借此文拋磚引玉,引起業(yè)界專家的探討和關注。
參考文獻
。1)cnnic ,第25次中國互聯網絡發(fā)展狀況統(tǒng)計報告,2010
(2)http://www.yesky.com/
。3)王慶波等.虛擬化與云計算.電子工業(yè)出版社.2009
。4)(美)里特豪斯等.云計算:實現、管理與安全.北京:機械工業(yè)出版社.2010.
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