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1、云计算对运营商网络发展的影响1、 概述 云计算(1)在国内发展的如火如荼，在国际IT界更是风起云涌，豪杰辈出。对运营商而言，已经不再讨论做不做云计算的问题了，现在大家关注更多的是如何建设云计算中心，如何运营云计算中心来实现客户量和业务量的增加、实现利润率的提高和实现节能减排及高效管理了。而云计算要落地，网络能力是关键。反之，云计算在运营商IDC的落地，又会对运营商网络发展产生深刻的影响。因此，为了了解云计算对运营商宽带战略的影响，我们必须考查运营商现有网络的状况和特征，并对下一代网络发展进行合理的分析和预测，再结合云计算的特征和技术要求，就可以知道云计算的蓬勃发展会对运营商网络发展产生怎样的影
2、响，并为如何发展云计算及运营商网络做出有益的参考。2、 运营商网络发展的现状与趋势 现在中国是世界上最大互联网国家，我们国家有着最大的互联网使用群体。据中国互联网络信息中心（CNNIC）发布的第25次中国互联网络发展状况统计报告数据显示，截至2009年12月，我国网民规模已达3.84亿，互联网普及率进一步提升，达到28.9%。据预测，到2010年底，网民数量将超过5亿。三大运营商在今年的宽带用户数数量近2亿【1】。如此庞大的用户规模群体对运营商网络是一个严峻的考验。现在的运营商网络，仍然是接入层，汇聚层和核心层三层架构为主体，总的带宽近40T。以中国电信集团为例，运营商的现有IP骨干网络架构一
3、般如下图所示：图1 现有运营商网络架构示意图图2 中国电信IP骨干网络架构图【2】相对来讲，电信集团的骨干核心节点数比中国联通的要多，因此，在与汇聚层交换数据的压力比中国联通的也要相对小点，但是，仍然存在这不断增加的用户带宽需求无法满足，特别是东部和南部发达城市之间的相互数据访问问题。当然，问题的根结还是还是在三个架构的合理性问题。 此外，随着游戏、视频网站和社交网站的高速发展，用户对运营商接入网络的带宽、品质和服务提出更多、更高的要求。现在接入带宽为1M已经很大程度无法满足用户的带宽需求，用户的一般需求已经提高到至少是2M，甚至很多视频网站爱好者已经要求8-10M接入了。如果这些用户所访问的
4、内容都不在同一汇聚层内，导致对骨干网的扩容压力急剧增大。因此，现有的网络结构和网络扩容能力无法适应用户需求的快速增长。 网络扁平化概念就适时提出来了。现在，网络扁平化已经是运营商网络建设的主要指导思想了。特别是中国联通，由于历史原因造成的骨干网节点并不够多导致其南北方网络品质存在一定差异。而扁平化后能很好的解决此问题。下图为网络扁平化示意图。图3 运营商网络扁平化示意图 网络扁平化后，骨干网压力得到极大的缓解，接入网络建设也可以得到适度的扩张，实际上就是网络的多中心格局形成。骨干网络扁平化，接入网络宽带化是运营商今后发展网络的重要方向。3、 云计算的发展与特征云计算对运营商网络发展的影响是巨大
5、的。要了解云计算对运营商网络的发展，我们先看看云计算的发展历程和特点。云计算的发展我们可以归纳为以下几个时期：概念兴起期，实施落地期和自由竞争期。概念兴起期：主要标志是Google公司和Amazon公司应用云计算技术取得了巨大成功，云计算由此成为了IT界的热点话题并引领了未来IT的潮流。于是世界各国包括政府、运营商、IT公司等在内的研究人员和专家都对云计算进行了热烈的探讨，云计算的概念由此深入人心，并且其理念更加完善，技术也更加成熟。这个时期可以说是市场培育期。美国等一些IT高度发达的国家已经经历了此时期，中国应该说还未完全脱离此时期。实施落地期：这个时期对云计算的发展来说是最关键时期。现在云
6、计算虽然被热炒，但是，关于云计算未来发展方向来说，却也是众说纷纭。因此，先实施落地者，先发展用户者将会获得极大的市场空间和机遇。“纸上得来终觉浅，绝知此事要躬行”。实施落地是云计算在更大范围由理论转化为实践的时期。而运营商在此时期有着很强的优越性。目前，仅有美国等少数几个IT高度发达的国家处于此时期。中国在未来12年内将完全进入此时期。自由竞争期：这个时期已经是云计算高度发展的时期了，按照目前的发展速度估计，国际上IT发达国家将在45年内进入此时期，中国也将于58年内进入此时期。这个时期是云计算巨头与新型云计算企业竞争的时期，由于云计算的特性，基础云计算企业并不一定能在此竞争期拥有绝对的优势，
7、反而，一些小的新的企业在云计算的某一领域可能会取得巨大成功。其实，现在我们就可以看出很多端倪，一些小的社交网站在一夜之间突然变火，或者一些大型的IT企业却露出逐渐衰微的趋势。中国运营商在此时期的发展可能会有很大的变化，如果云计算战略积极稳妥，不断创新，可能会发展成世界级的云计算企业，而一旦云计算战略失败，会失去整个领域的话语权。之所以云计算战略对运营商及IT企业如此重要，是由其特征所决定的。一般来说，云计算有以下几大特征是大家共同认可的：一、 网络化访问及使用，网络对终端不再敏感云计算的一个重要特征是用户可以直接通过互联网络获取计算和存储服务。云计算中心可以建设在最靠近用户的接入层，这样，用户
8、获得内容的网络消耗将得到大大的降低。此外，由于云计算能将之前智能终端的很多功能在网络的源端实现，所以，用户终端对平台的接口可以开放、简化和标准化，网络对终端的要求降低，对于终端用户来讲，接入形式可以变得灵活，间接上促进了用户的使用和提高了网络的使用率。二、 IT资源的共用与共享，资源聚合云计算中最基础的一项技术就是虚拟化。虚拟化实质上就是IT资源的共用、共享。虚拟化实现IT资源的逻辑与物理层面的分离，能有利于最大层面的资源聚合。使得在网络源端看来，可以实现内容应用的有效集中存储。此集中存储与传统的磁盘阵列存储的集中存储有所区别。云计算中的集中存储更多的从逻辑角度，通过虚拟化以后，提高数据存储空
9、间的利用率和网络IO的利用率，更类似于现在CDN系统，或者说，CDN系统中有云存储的理念在里面。【3】三、 基础架构管理的灵活与方便云计算还有一个重要的基础技术是自动化管理功能。任何资源都是可以灵活配置的，包括CPU、内存、IO、存储甚至到外设。云计算中心可以用一套高效的自动资源调度系统实现整个中心的高效、安全运营。有报导称Amazon的云存储数据安全性和设备稳定性达到了99.99999999。自动对虚拟化以后的逻辑资源管理，不仅减少了维护人员的工作量，也提高用户的使用效率，简化运营商服务流程。四、 弹性的计算、存储扩展能力现在很多应用、存储系统的扩容一直是个大问题。因为很多应用、存储系统基于
10、传统的IT架构环境设计，只能采取Scaleup方式进行扩展，而云计算扩展方式是Scaleout方式。这样，对于越来越多的不可预测性的应用，如游戏的公测，大型调查，网络互动等新型应用，云计算的弹性处理和存储扩站能力就显得非常有效了。当然，云计算还有很多其他的优势，涵盖很多具体的应用，这里不详细描述。4、 运营商在云计算方面的优势云计算的优势很明显，但是，不是所有的企业都适合建设云计算中心的。特别是在IAAS层面，云计算的初期投资，网络需求和相应支撑需求都不是一般企业能够顺利承担，而运营商却有以下四个方面使得其在云计算发展方面更具有优势。一、 网络优势云计算所依赖的根本就是网络。如果没有网络，云计
11、算就不再是云计算，而是高性能计算或者说是一台大型机更合适。有了网络，云计算才拥有比高性能计算更广泛的应用，才能拥有海量存储，从而最终拥有大量的客户。运营商的网络优势是明显的，在这一点上，运营商发展云计算是有天然优势的，特别是中国运营商，甚至可能一个本地网的网络规模都超过一些国家的整个国家的网络规模。二、 IT资源优势运营商本身有庞大的IT基础设施。据统计，中国电信拥有超过300个IDC，超过20多万平方米的IDC面积，多于6万的机架。而中国联通的IDC也超过160个，IDC机房总面积超过12万，机架也有3万架。其他IT基础设施方面，运营商也是占了很大优势。三、 管理及人才优势要把云计算作为一种
12、能力给客户提供服务，不仅需要网络、IT资源，还需要提供本身有一套很完善的服务流程，能将每种服务都规范化，流程化。特别云计算服务还有个特征，那就是定制化的服务会有很多，由于平台的扩展性和开放性，客户可以有更多的定制化的东西在云计算平台运行。这就需要云计算提供商具有完善的管理流程和丰富的人才资源支持。而运营商在此方面也有一定的优势。四、 客户及营销渠道优势云计算必须要一定的规模才能显示出其明显的优势，并且规模越大，其优势越明显。而要一定规模的用户都使用云计算，一方面需要较为强大的用户资源基础，另一方面，需要有很多发展客户的渠道。目前国内运营商具有超过2亿的互联网宽带用户，这个客户规模是世界首位的，
13、并且，运营商拥有大量的合作伙伴，包括代理商，分销商，销售渠道是非常广泛。以上四个方面的优势决定了运营商在云计算方面的发展必然前景广阔。但是，作为最大的基础网络的拥有者，运营商的网络发展会受到云计算的哪些影响呢？5、 云计算对运营商网络发展的影响云计算对运营商网络发展的影响可以从以下几个方面来探讨：一、 云计算对IP核心网的影响i. 促进网络扁平化网络扁平化从技术层面讲，是减少网络层次，而从管理角度讲实际上就是采用集中管理，分散维护。扁平化的由来是由承载的业务需求驱动的业务的需求基本是由网络状态决定的,原有的网络层次分明,业务提供清晰,可是要面对市场各种突发的需求是,发现现有的网络不灵活,呆板,
14、尤其是在业务提供层,需要的业务提供不了,不需要的业务大量端口冗余,整个网络是按照技术人员的理解或者说是规范建设的,因此,有必要对整网的布置做出调整,尤其是现阶段,市场竞争的日益激烈,谁能更快,更有效的提供业务就显的更加重要.而在传统的网络中,骨干是必须的,汇聚是必须的,接入更加需要,现在，随着技术的发展,汇聚和接入的界限已经变的非常模糊拉,在汇聚层大量接入业务变的更加常见和有效,因此在网络构成方面为了迎合市场的需求,开始讨论网络的扁平化这个议题。 云计算能将大量的运算、存储和网络交换都“消化”在一个或者几个云计算中心内，很多访问甚至都不需要上核心网。这样，云计算就模糊了接入层和汇聚层的界限，甚
15、至，打破了传统核心网的概念，建立以云计算中心节点为层次的数据传输和交换的体系，实际上这就一个扁平化的网络。当然，前提是在各个大型网络节点有12个云计算中心。云计算使网络扁平化也会带来一个问题，那就是云计算中心的网络能力必须大大提高，也就是说，数据没有堵在骨干网络上更不能堵在云计算中心里面。当然，就目前的技术来讲，大交换能力的云计算中心建设完全有可能建设的，所以，只要做好设计，云计算中心的数据传输和交换是可以保证的。ii. 促进网络智能化互联网络的架构取决于内容和应用的布局，而内容和应用的布局又决定于用户需求的分布，因此，从根本上说，互联网络架构取决于用户需求分布。当然，我们都知道网络架构建设和
16、维护是一个庞大的工程，而用户需求分布相对来说就灵活的多。举一个简单的例子，学生在学校的时候，高校集中的地方网络使用量肯定较高，而放寒暑假的时候，情况就会不一样。因此，要适应灵活多变的用户需求，现有的网络架构必须要做出调整。不断增加我们网络的规模，扩容带宽当然是好的方法，但是，成本及技术的瓶颈决定了运营商不可能无限制的去这样做。由于云计算在内容和应用的存储方面比传统的数据中心有了大幅提升，所以云计算能从改变内容和应用的布局去调整整个网络的布局；云计算能对网络流量进行有效规整，智能管理；云计算的内容管理和调度平台，能实现访问内容的冷热分开存储，能根据流量流向自动调整应用的分布，并为用户提供QoS保
17、证。【4】iii. 促进网络高速化 云计算中心一般建设在最接近用户终端的接入网中，这样能使得用户使用网络中的内容或者应用的时候，跳点能有效减少，从而能有效提高网络访问速度。就像通过云计算，能将内容一下推到用户的跟前一样。其二，只要云计算中心的规模达到一定规模，很多应用之间相互的访问都在此中心内完成，从而减少了不必要的网络间相互访问，减少网络拥堵的可能性，间接也提高了网络的访问速度。再者，类似与瘦终端的应用在云计算中实现业务和应用的交互，那么其处理业务可能就在云中心里面，利用类似刀片服务器的背板交换数据，这个比现在利用两台终端通过互联网络进行交换数据要快的多。二、 对接入网及终端的影响i. 打造
18、综合性IT平台，接入应用更加丰富运营商建设云计算中心，首先应该从IAAS层建设。这个符合目前运营商的特点和能力，也能充分发挥运营商的优势。好的基础架构平台，必须具有良好的兼容性和动态扩展性。云计算平台具有良好的分层架构，能实现与各种硬件的良好兼容性；逻辑与物理分离使得云计算中心具有良好的动态扩展性。这样，接入云计算中心的内容和应用就可以更加丰富多彩。内容及应用的丰富使客户对云计算中心的访问都可以在中心内实现实现上面提到的提高网络的访问速度。ii. 降低接入门槛，提供统一的简化终端入口 云计算对于接入终端有一个最大的好处就是，复杂的应用都在云计算中心内处理，而给终端就是一些简单数据流。这样终端就
19、可以做得很简化，并且可行形成统一的标准，便于终端用户的扩展，也便于终端长期使用，不需要频繁的升级等。当然，随着各种智能终端的不断发展，在不远的将来，我们可能通过简单的智能终端实现更为复杂的应用和业务，如大型网络游戏等在3G终端上应用，终端实现本地的数据处理，而云计算中心可以大场景的实现和数据存储、交换。 云计算对运营商网络的影响方面还有很多，特别是当云计算中心的个数比现在网络核心节点还要多的时候，云计算对网络的影响就越加明显。6、 结论本文从运营商角度，对云计算对运营商网络的影响做了一些简单的分析，从IP骨干网络和用户接入网两个角度对云计算的作用进行了阐述。云计算中心的建设能带来网络架构的变化，也能改变用户接入的效果。因此，如何在运营商网络中建设合理的云计算中心成为改变运营商网络架构及性能的一个重要因素，也希望借此文抛砖引玉，引起业界专家的探讨和关注。注：(1) ： 本文所指云计算是广义意义上的云计算，包含了云计算、云存储等所有与“云”相关的技术。参考文献【1】cnnic ，第25次中国互联网络发展状况统计报告，2010【2】【3】王庆波等.虚拟化与云计算.电子工业出版社.2009【4】（美）里特豪斯等.云计算：实现、管理与安全.北京：机械工业出版社.2010.
