云計算對運營商網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的影響
高文龍 2011/08/01
摘要：
云計算要落地，網(wǎng)絡(luò)能力是關(guān)鍵，反之，云計算在IDC的落地，又會對寬帶網(wǎng)絡(luò)發(fā)展產(chǎn)生深刻的影響。對運營商網(wǎng)絡(luò)發(fā)展現(xiàn)狀進(jìn)行了分析，同時對云計算的網(wǎng)絡(luò)特征進(jìn)行了具體闡述。通過分析云計算在下一代網(wǎng)絡(luò)發(fā)展中的作用得出云計算對運營商網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的影響，結(jié)合IDC中云計算落地為運營商如何發(fā)展云計算技術(shù)和服務(wù)提供參考。
1、概述
云計算在國內(nèi)發(fā)展的如火如荼，在國際IT界更是風(fēng)起云涌，豪杰輩出。對運營商而言，已經(jīng)不再討論做不做云計算的問題了，現(xiàn)在大家關(guān)注更多的是如何建設(shè)云計算中心，如何運營云計算中心來實現(xiàn)客戶量和業(yè)務(wù)量的增加、實現(xiàn)利潤率的提高和實現(xiàn)節(jié)能減排及高效管理了。而云計算要落地，網(wǎng)絡(luò)能力是關(guān)鍵。反之，云計算在運營商IDC的落地，又會對運營商網(wǎng)絡(luò)發(fā)展產(chǎn)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(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)的狀況和特征，并對下一代網(wǎng)絡(luò)發(fā)展進(jìn)行合理的分析和預(yù)測，再結(jié)合云計算的特征和技術(shù)要求，就可以知道云計算的蓬勃發(fā)展會對運營商網(wǎng)絡(luò)發(fā)展產(chǎn)生怎樣的影響，并為如何發(fā)展云計算及運營商網(wǎng)絡(luò)做出有益的參考。
2、運營商網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的現(xiàn)狀與趨勢
現(xiàn)在中國是世界上最大互聯(lián)網(wǎng)國家，我們國家有著最大的互聯(lián)網(wǎng)使用群體。據(jù)中國互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)信息中心（CNNIC）發(fā)布的《第25次中國互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)發(fā)展?fàn)顩r統(tǒng)計報告》數(shù)據(jù)顯示，截至2009年12月，我國網(wǎng)民規(guī)模已達(dá)3.84億，互聯(lián)網(wǎng)普及率進(jìn)一步提升，達(dá)到28.9%。據(jù)預(yù)測，到2010年底，網(wǎng)民數(shù)量將超過5億。三大運營商在今年的寬帶用戶數(shù)數(shù)量近2億（1）。如此龐大的用戶規(guī)模群體對運營商網(wǎng)絡(luò)是一個嚴(yán)峻的考驗�，F(xiàn)在的運營商網(wǎng)絡(luò)，仍然是接入層，匯聚層和核心層三層架構(gòu)為主體，總的帶寬近40T。以中國電信集團為例，運營商的現(xiàn)有IP骨干網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)一般如下圖所示：
圖1 現(xiàn)有運營商網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)示意圖
圖2 中國電信IP骨干網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)圖（2）
相對來講，電信集團的骨干核心節(jié)點數(shù)比中國聯(lián)通的要多，因此，在與匯聚層交換數(shù)據(jù)的壓力比中國聯(lián)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(dá)城市之間的相互數(shù)據(jù)訪問問題。當(dāng)然，問題的根結(jié)還是還是在三個架構(gòu)的合理性問題。
此外，隨著游戲、視頻網(wǎng)站和社交網(wǎng)站的高速發(fā)展，用戶對運營商接入網(wǎng)絡(luò)的帶寬、品質(zhì)和服務(wù)提出更多、更高的要求�，F(xiàn)在接入帶寬為1M已經(jīng)很大程度無法滿足用戶的帶寬需求，用戶的一般需求已經(jīng)提高到至少是2M，甚至很多視頻網(wǎng)站愛好者已經(jīng)要求8-10M接入了。如果這些用戶所訪問的內(nèi)容都不在同一匯聚層內(nèi)，導(dǎo)致對骨干網(wǎng)的擴容壓力急劇增大。因此，現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和網(wǎng)絡(luò)擴容能力無法適應(yīng)用戶需求的快速增長。
網(wǎng)絡(luò)扁平化概念就適時提出來了�，F(xiàn)在，網(wǎng)絡(luò)扁平化已經(jīng)是運營商網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的主要指導(dǎo)思想了。特別是中國聯(lián)通，由于歷史原因造成的骨干網(wǎng)節(jié)點并不夠多導(dǎo)致其南北方網(wǎng)絡(luò)品質(zhì)存在一定差異。而扁平化后能很好的解決此問題。下圖為網(wǎng)絡(luò)扁平化示意圖。
圖3 運營商網(wǎng)絡(luò)扁平化示意圖
網(wǎng)絡(luò)扁平化后，骨干網(wǎng)壓力得到極大的緩解，接入網(wǎng)絡(luò)建設(shè)也可以得到適度的擴張，實際上就是網(wǎng)絡(luò)的多中心格局形成。骨干網(wǎng)絡(luò)扁平化，接入網(wǎng)絡(luò)寬帶化是運營商今后發(fā)展網(wǎng)絡(luò)的重要方向。
3、云計算的發(fā)展與特征
云計算對運營商網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的影響是巨大的。要了解云計算對運營商網(wǎng)絡(luò)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(biāo)志是Google公司和Amazon公司應(yīng)用云計算技術(shù)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(lǐng)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(nèi)的研究人員和專家都對云計算進(jìn)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(shù)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(dá)的國家已經(jīng)經(jīng)歷了此時期，中國應(yīng)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(guān)鍵時期�，F(xiàn)在云計算雖然被熱炒，但是，關(guān)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(zhuǎn)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(shù)幾個IT高度發(fā)達(dá)的國家處于此時期。中國在未來1－2年內(nèi)將完全進(jìn)入此時期。
自由競爭期：這個時期已經(jīng)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(dá)國家將在4－5年內(nèi)進(jìn)入此時期，中國也將于5－8年內(nèi)進(jìn)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(chǔ)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(lǐng)域可能會取得巨大成功。其實，現(xiàn)在我們就可以看出很多端倪，一些小的社交網(wǎng)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(lǐng)域的話語權(quán)。
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(rèn)可的：
一、 網(wǎng)絡(luò)化訪問及使用，網(wǎng)絡(luò)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(lián)網(wǎng)絡(luò)獲取計算和存儲服務(wù)。云計算中心可以建設(shè)在最靠近用戶的接入層，這樣，用戶獲得內(nèi)容的網(wǎng)絡(luò)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(wǎng)絡(luò)的源端實現(xiàn)，所以，用戶終端對平臺的接口可以開放、簡化和標(biāo)準(zhǔn)化，網(wǎng)絡(luò)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(jìn)了用戶的使用和提高了網(wǎng)絡(luò)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(chǔ)的一項技術(shù)就是虛擬化。虛擬化實質(zhì)上就是IT資源的共用、共享。虛擬化實現(xiàn)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(wǎng)絡(luò)源端看來，可以實現(xiàn)內(nèi)容應(yīng)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(shù)據(jù)存儲空間的利用率和網(wǎng)絡(luò)IO的利用率，更類似于現(xiàn)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(chǔ)架構(gòu)管理的靈活與方便
云計算還有一個重要的基礎(chǔ)技術(shù)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(nèi)存、IO、存儲甚至到外設(shè)。云計算中心可以用一套高效的自動資源調(diào)度系統(tǒng)實現(xiàn)整個中心的高效、安全運營。有報導(dǎo)稱Amazon的云存儲數(shù)據(jù)安全性和設(shè)備穩(wěn)定性達(dá)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(wù)流程。
四、 彈性的計算、存儲擴展能力
現(xiàn)在很多應(yīng)用、存儲系統(tǒng)的擴容一直是個大問題。因為很多應(yīng)用、存儲系統(tǒng)基于傳統(tǒng)的IT架構(gòu)環(huán)境設(shè)計，只能采取Scale－up方式進(jìn)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(yù)測性的應(yīng)用，如游戲的公測，大型調(diào)查，網(wǎng)絡(luò)互動等新型應(yīng)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(dāng)然，云計算還有很多其他的優(yōu)勢，涵蓋很多具體的應(yīng)用，這里不詳細(xì)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(shè)云計算中心的。特別是在IAAS層面，云計算的初期投資，網(wǎng)絡(luò)需求和相應(yīng)支撐需求都不是一般企業(yè)能夠順利承擔(dān)，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(wǎng)絡(luò)優(yōu)勢
云計算所依賴的根本就是網(wǎng)絡(luò)。如果沒有網(wǎng)絡(luò)，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(wǎng)絡(luò)，云計算才擁有比高性能計算更廣泛的應(yīng)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(wǎng)絡(luò)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(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)規(guī)模都超過一些國家的整個國家的網(wǎng)絡(luò)規(guī)模。
二、 IT資源優(yōu)勢
運營商本身有龐大的IT基礎(chǔ)設(shè)施。據(jù)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(lián)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(chǔ)設(shè)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(wù)，不僅需要網(wǎng)絡(luò)、IT資源，還需要提供本身有一套很完善的服務(wù)流程，能將每種服務(wù)都規(guī)范化，流程化。特別云計算服務(wù)還有個特征，那就是定制化的服務(wù)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(chǔ)，另一方面，需要有很多發(fā)展客戶的渠道。目前國內(nèi)運營商具有超過2億的互聯(lián)網(wǎng)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(chǔ)網(wǎng)絡(luò)的擁有者，運營商的網(wǎng)絡(luò)發(fā)展會受到云計算的哪些影響呢？
5、云計算對運營商網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的影響
云計算對運營商網(wǎng)絡(luò)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(wǎng)的影響
i. 促進(jìn)網(wǎng)絡(luò)扁平化
網(wǎng)絡(luò)扁平化從技術(shù)層面講，是減少網(wǎng)絡(luò)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(wù)需求驅(qū)動的業(yè)務(wù)的需求基本是由網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)決定的,原有的網(wǎng)絡(luò)層次分明,業(yè)務(wù)提供清晰,可是要面對市場各種突發(fā)的需求是,發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)不靈活,呆板,尤其是在業(yè)務(wù)提供層,需要的業(yè)務(wù)提供不了,不需要的業(yè)務(wù)大量端口冗余,整個網(wǎng)絡(luò)是按照技術(shù)人員的理解或者說是規(guī)范建設(shè)的,因此,有必要對整網(wǎng)的布置做出調(diào)整,尤其是現(xiàn)階段,市場競爭的日益激烈,誰能更快,更有效的提供業(yè)務(wù)就顯的更加重要.而在傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)中,骨干是必須的,匯聚是必須的,接入更加需要,現(xiàn)在，隨著技術(shù)的發(fā)展,匯聚和接入的界限已經(jīng)變的非常模糊拉,在匯聚層大量接入業(yè)務(wù)變的更加常見和有效,因此在網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成方面為了迎合市場的需求,開始討論網(wǎng)絡(luò)的扁平化這個議題。
云計算能將大量的運算、存儲和網(wǎng)絡(luò)交換都“消化”在一個或者幾個云計算中心內(nèi)，很多訪問甚至都不需要上核心網(wǎng)。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(wǎng)的概念，建立以云計算中心節(jié)點為層次的數(shù)據(jù)傳輸和交換的體系，實際上這就一個扁平化的網(wǎng)絡(luò)。當(dāng)然，前提是在各個大型網(wǎng)絡(luò)節(jié)點有1－2個云計算中心。
云計算使網(wǎng)絡(luò)扁平化也會帶來一個問題，那就是云計算中心的網(wǎng)絡(luò)能力必須大大提高，也就是說，數(shù)據(jù)沒有堵在骨干網(wǎng)絡(luò)上更不能堵在云計算中心里面。當(dāng)然，就目前的技術(shù)來講，大交換能力的云計算中心建設(shè)完全有可能建設(shè)的，所以，只要做好設(shè)計，云計算中心的數(shù)據(jù)傳輸和交換是可以保證的。
ii. 促進(jìn)網(wǎng)絡(luò)智能化
互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的架構(gòu)取決于內(nèi)容和應(yīng)用的布局，而內(nèi)容和應(yīng)用的布局又決定于用戶需求的分布，因此，從根本上說，互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)取決于用戶需求分布。當(dāng)然，我們都知道網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)建設(shè)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(xué)生在學(xué)校的時候，高校集中的地方網(wǎng)絡(luò)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(yīng)靈活多變的用戶需求，現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)必須要做出調(diào)整。不斷增加我們網(wǎng)絡(luò)的規(guī)模，擴容帶寬當(dāng)然是好的方法，但是，成本及技術(shù)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(nèi)容和應(yīng)用的存儲方面比傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)中心有了大幅提升，所以云計算能從改變內(nèi)容和應(yīng)用的布局去調(diào)整整個網(wǎng)絡(luò)的布局；云計算能對網(wǎng)絡(luò)流量進(jìn)行有效規(guī)整，智能管理；云計算的內(nèi)容管理和調(diào)度平臺，能實現(xiàn)訪問內(nèi)容的冷熱分開存儲，能根據(jù)流量流向自動調(diào)整應(yīng)用的分布，并為用戶提供QoS保證。(4)
iii. 促進(jìn)網(wǎng)絡(luò)高速化
云計算中心一般建設(shè)在最接近用戶終端的接入網(wǎng)中，這樣能使得用戶使用網(wǎng)絡(luò)中的內(nèi)容或者應(yīng)用的時候，跳點能有效減少，從而能有效提高網(wǎng)絡(luò)訪問速度。就像通過云計算，能將內(nèi)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(dá)到一定規(guī)模，很多應(yīng)用之間相互的訪問都在此中心內(nèi)完成，從而減少了不必要的網(wǎng)絡(luò)間相互訪問，減少網(wǎng)絡(luò)擁堵的可能性，間接也提高了網(wǎng)絡(luò)的訪問速度。再者，類似與瘦終端的應(yīng)用在云計算中實現(xiàn)業(yè)務(wù)和應(yīng)用的交互，那么其處理業(yè)務(wù)可能就在云中心里面，利用類似刀片服務(wù)器的背板交換數(shù)據(jù)，這個比現(xiàn)在利用兩臺終端通過互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行交換數(shù)據(jù)要快的多。
二、 對接入網(wǎng)及終端的影響
i. 打造綜合性IT平臺，接入應(yīng)用更加豐富
運營商建設(shè)云計算中心，首先應(yīng)該從IAAS層建設(shè)。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(chǔ)架構(gòu)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(gòu)，能實現(xiàn)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(nèi)容和應(yīng)用就可以更加豐富多彩。內(nèi)容及應(yīng)用的豐富使客戶對云計算中心的訪問都可以在中心內(nèi)實現(xiàn)實現(xiàn)上面提到的提高網(wǎng)絡(luò)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(fù)雜的應(yīng)用都在云計算中心內(nèi)處理，而給終端就是一些簡單數(shù)據(jù)流。這樣終端就可以做得很簡化，并且可行形成統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，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(dāng)然，隨著各種智能終端的不斷發(fā)展，在不遠(yuǎn)的將來，我們可能通過簡單的智能終端實現(xiàn)更為復(fù)雜的應(yīng)用和業(yè)務(wù)，如大型網(wǎng)絡(luò)游戲等在3G終端上應(yīng)用，終端實現(xiàn)本地的數(shù)據(jù)處理，而云計算中心可以大場景的實現(xiàn)和數(shù)據(jù)存儲、交換。
云計算對運營商網(wǎng)絡(luò)的影響方面還有很多，特別是當(dāng)云計算中心的個數(shù)比現(xiàn)在網(wǎng)絡(luò)核心節(jié)點還要多的時候，云計算對網(wǎng)絡(luò)的影響就越加明顯。
6、結(jié)論
本文從運營商角度，對云計算對運營商網(wǎng)絡(luò)的影響做了一些簡單的分析，從IP骨干網(wǎng)絡(luò)和用戶接入網(wǎng)兩個角度對云計算的作用進(jìn)行了闡述。云計算中心的建設(shè)能帶來網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的變化，也能改變用戶接入的效果。因此，如何在運營商網(wǎng)絡(luò)中建設(shè)合理的云計算中心成為改變運營商網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)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(guān)注。
參考文獻(xiàn)
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中國信息產(chǎn)業(yè)網(wǎng)
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