公眾計算通信網(wǎng)（PCCN）是網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的必然趨勢

童曉渝 張?jiān)朴?戴元順 2010/07/07

　　隨著社會信息化和行業(yè)信息化的普及、提高，信息正呈現(xiàn)出爆炸式增長趨勢，公眾對計算、通信和網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的要求越來越高。當(dāng)今，以電信網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施為主干網(wǎng)絡(luò)，利用因特網(wǎng)協(xié)議提供廣泛的網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)，已成為通信網(wǎng)發(fā)展的必由之路。而方興未艾的云計算技術(shù)也為人們提供了一種新的服務(wù)模式。通信技術(shù)正逐步趨向于計算技術(shù)與應(yīng)用發(fā)展，計算技術(shù)與應(yīng)用正朝著網(wǎng)絡(luò)與服務(wù)提供方向發(fā)展，通信技術(shù)和計算技術(shù)正在真正走向融合。電信運(yùn)營商紛紛提出成為綜合信息服務(wù)提供商的戰(zhàn)略，對于云計算技術(shù)的應(yīng)用，不僅需要利用其促進(jìn)通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和業(yè)務(wù)平臺、支撐系統(tǒng)的升級換代，更需要應(yīng)用其構(gòu)建提供綜合信息服務(wù)運(yùn)營基礎(chǔ)設(shè)施及支撐能力，公眾通信網(wǎng)向公眾計算通信網(wǎng)（PCCN）發(fā)展已成必然趨勢。

　　公眾計算通信網(wǎng)是必然趨勢

　　通信網(wǎng)及業(yè)務(wù)的發(fā)展本身就是一個從模擬到數(shù)字化、計算化的過程。從最初轉(zhuǎn)接工作全部靠人工完成發(fā)展到如今的提供多樣化、個性化增值業(yè)務(wù)的軟交換、IMS等技術(shù)，由于大量計算技術(shù)的引入，硬件、軟件及協(xié)議等方面的差異逐漸被屏蔽，終端用戶利用通信網(wǎng)只需關(guān)注自己需要什么樣的資源以及如何通過網(wǎng)絡(luò)得到相應(yīng)的服務(wù)，而通信網(wǎng)本身也更加容易實(shí)現(xiàn)動態(tài)的、可伸縮的擴(kuò)展。從電話交換、數(shù)據(jù)交換、會議電視、業(yè)務(wù)平臺的發(fā)展過程中亦可以看出，通信網(wǎng)越來越多地借助計算技術(shù)來滿足公眾業(yè)務(wù)需求，為用戶提供快捷、高質(zhì)量和豐富的業(yè)務(wù)服務(wù)�？傊�，從數(shù)字通信技術(shù)開始，計算技術(shù)一直在推動通信技術(shù)進(jìn)步發(fā)展。今天，從通信網(wǎng)本身到其上承載的業(yè)務(wù)，云計算的特征都呈現(xiàn)得越來越明顯。因此，基于云計算技術(shù)并融合電信網(wǎng)和計算機(jī)網(wǎng)特征的“公眾計算通信網(wǎng)（Public Computing Communication Network，PC－CN）”應(yīng)運(yùn)而生。

　　通信網(wǎng)是一種由通信端點(diǎn)、節(jié)（結(jié)）點(diǎn)和傳輸鏈路相互有機(jī)地連接起來，以實(shí)現(xiàn)在兩個或更多的規(guī)定通信端點(diǎn)之間提供連接或非連接傳輸?shù)耐ㄐ朋w系。隨著電信網(wǎng)絡(luò)的全I(xiàn)P和寬帶化發(fā)展，電信網(wǎng)和計算機(jī)網(wǎng)在終端、接入、傳輸和業(yè)務(wù)應(yīng)用等多個層面出現(xiàn)相互融合滲透的發(fā)展趨勢，云計算也越來越得到電信產(chǎn)業(yè)的關(guān)注。以前，計算機(jī)CPU的運(yùn)算速度一直在提升，但計算機(jī)I/O的速度是一個瓶頸；隨著通信技術(shù)的發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)傳輸速度越來越快，并逐步趨向于通過網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)計算機(jī)之間的通信，突破計算機(jī)I/O速度的瓶頸。另外，傳統(tǒng)的通信技術(shù)是面向服務(wù)的，為公眾提供話音、數(shù)據(jù)傳輸?shù)确⻊?wù)；而計算技術(shù)目前也正在向面向服務(wù)發(fā)展，如效用計算（UtilityComputing）、服務(wù)計算（ServiceComputing）等新的計算模式正在涌現(xiàn)。總之，通信技術(shù)與業(yè)務(wù)正在趨向計算技術(shù)與應(yīng)用；計算技術(shù)與應(yīng)用正在趨向網(wǎng)絡(luò)與服務(wù)提供，CT、IT正在真正走向融合。“云計算”正是這種融合的產(chǎn)物，通過公眾通信網(wǎng)絡(luò)整合IT資源，并向用戶提供計算能力和應(yīng)用，即“云服務(wù)”。借鑒互聯(lián)網(wǎng)云計算的發(fā)展思路，將電信網(wǎng)絡(luò)的資源以云計算的方式組織運(yùn)用，成為電信發(fā)展的新趨勢，這種融合模式本文稱之為“公眾計算通信網(wǎng)（PCCN）”。

　　公眾計算通信網(wǎng)（PCCN）是基于虛擬化和云計算構(gòu)架，以云計算技術(shù)為核心，融合電信網(wǎng)和計算機(jī)網(wǎng)之后的信息處理網(wǎng)絡(luò)。利用云計算的虛擬化技術(shù)可以建立支撐網(wǎng)、業(yè)務(wù)網(wǎng)、統(tǒng)一基礎(chǔ)設(shè)施資源池；以云計算的理念可以對基礎(chǔ)設(shè)施資源池進(jìn)行組織和運(yùn)用。在原有公眾通信網(wǎng)的接入、交換、路由、傳輸要素的基礎(chǔ)上，公眾計算通信網(wǎng)還實(shí)現(xiàn)了計算處理能力、虛擬分配、調(diào)度管理以及業(yè)務(wù)開發(fā)等主要技術(shù)。這樣，公眾計算通信網(wǎng)將基于互聯(lián)網(wǎng)以服務(wù)的形式提供平臺、軟件及其應(yīng)用，增強(qiáng)電信的業(yè)務(wù)能力，降低運(yùn)營商的投資成本（CAPEX）和運(yùn)營成本（OPEX），降低終端要求，同時也利于運(yùn)營商拓展新的市場領(lǐng)域。

　　在網(wǎng)絡(luò)服務(wù)日益趨向于從信息服務(wù)到信息管理服務(wù)的背景下，今天的公眾通信網(wǎng)將演進(jìn)為公眾計算通信網(wǎng)（PCCN），建立與核心網(wǎng)層次相對應(yīng)的分布式數(shù)據(jù)中心，向公眾（包括行業(yè)）提供信息管理（包括基礎(chǔ)設(shè)施、公共平臺、應(yīng)用）服務(wù)，即“云計算”。云計算會讓人們使用電腦就如同今天的電話一樣，一切需要的計算和存儲能力就如同今天的通信接入、傳輸、交換和路由能力，將由公眾基礎(chǔ)服務(wù)商提供。

　　構(gòu)建智能開放運(yùn)營體系架構(gòu)

　　為了滿足上述業(yè)務(wù)需求，我們需要構(gòu)建面向服務(wù)的智能開放運(yùn)營體系架構(gòu)（Service Open Operational Oriented Intelligent Architecture,SO3IA）。如同NGN的核心為軟交換、IMS一樣，未來計算通信網(wǎng)的核心即為SO3IA，下面分別從總體架構(gòu)、系統(tǒng)架構(gòu)和功能模塊由粗及細(xì)三層架構(gòu)給予說明。

　　L1架構(gòu)參照ITU-T給出的NGN架構(gòu)，包括：網(wǎng)絡(luò)承載與接入、計算資源、協(xié)議棧、業(yè)務(wù)分析、開發(fā)環(huán)境、業(yè)務(wù)應(yīng)用、運(yùn)營支撐、智能終端和可信保障等要素，通過網(wǎng)絡(luò)提供計算能力、開發(fā)能力、應(yīng)用能力和業(yè)務(wù)交付與支撐能力。從功能角度來看，運(yùn)營支撐系統(tǒng)從上至下可劃分為業(yè)務(wù)層、承載層和傳送層三個層次。從地域角度來看，公眾計算通信網(wǎng)（PC－CN）可劃分為骨干網(wǎng)、城域網(wǎng)、接入網(wǎng)和駐地網(wǎng)。骨干網(wǎng)指通信網(wǎng)絡(luò)中擔(dān)任主要傳遞功能的實(shí)體集合，對于電信網(wǎng)，骨干網(wǎng)包括省際中心、縣級中心間的通信鏈路構(gòu)成的龐大網(wǎng)絡(luò)體系。

　　L2架構(gòu)參照NGN中IMS子系統(tǒng)的系統(tǒng)架構(gòu)。其中網(wǎng)絡(luò)附著子系統(tǒng)NASS除接入層注冊功能以及用戶終端初始化功能外，增加資源虛擬化功能。資源接納控制子系統(tǒng)RACS，除具備與業(yè)務(wù)控制功能和QoS的傳送功能相關(guān)的傳送資源控制能力外，增加資源調(diào)度、資源虛擬化控制以及業(yè)務(wù)自適應(yīng)匹配。

　　在L3架構(gòu)中，公眾計算通信網(wǎng)（PCCN）的相關(guān)實(shí)體組成如圖所示，包括硬件及基礎(chǔ)設(shè)施層、虛擬化及云管理層、應(yīng)用云平臺服務(wù)層、云業(yè)務(wù)服務(wù)層和終端五個層次，以及業(yè)務(wù)交付與支撐系統(tǒng)、安全與可信保障系統(tǒng)。

公眾計算通信網(wǎng)（PCCN）計算功能實(shí)體圖
　
圖:公眾計算通信網(wǎng)（PCCN）計算功能實(shí)體圖

　　硬件及基礎(chǔ)設(shè)施層位于實(shí)體的最底層，包括主機(jī)、網(wǎng)絡(luò)及存儲等物理設(shè)備。虛擬化及云管理層一方面將物理層的硬件全面虛擬化，建立結(jié)構(gòu)化海量數(shù)據(jù)資源管理及分布式文件系統(tǒng)，用于海量數(shù)據(jù)的存儲和訪問；另一方面，虛擬化及管理可借助虛擬化技術(shù)以實(shí)現(xiàn)按需動態(tài)供應(yīng)、配置資源，實(shí)現(xiàn)任務(wù)調(diào)度、負(fù)載均衡等功能，并進(jìn)行安全和監(jiān)控方面的保障管理，以實(shí)時偵測各種資源的工作狀態(tài)及保證數(shù)據(jù)的安全性。

　　虛擬化及云管理層可以提供基礎(chǔ)設(shè)施即服務(wù)（InfrastructureasaService,IaaS），為客戶提供處理能力、存儲能力、網(wǎng)絡(luò)和其他基本計算資源，客戶可以使用這些資源部署或運(yùn)行他們自己的軟件，如操作系統(tǒng)或應(yīng)用程序，可以控制操作系統(tǒng)、存儲、部署的應(yīng)用程序，或有限的網(wǎng)絡(luò)組件控制權(quán)，但無法管理和控制底層云基礎(chǔ)設(shè)施。

　　位于虛擬化及云管理層之上的即為應(yīng)用云平臺服務(wù)層和云業(yè)務(wù)服務(wù)層。應(yīng)用云平臺服務(wù)層將開發(fā)平臺即服務(wù)（PlatformasaService,PaaS）提供給客戶，客戶可以將自己的或購買的應(yīng)用程序部署到云基礎(chǔ)設(shè)施，直接由平臺提供智能、簡化的開發(fā)、部署和Web應(yīng)用管理�？蛻艨梢钥刂破洳渴鸬膽�(yīng)用程序和應(yīng)用配置環(huán)境，但無法管理和控制底層云基礎(chǔ)設(shè)施。云業(yè)務(wù)服務(wù)層則為基于云平臺服務(wù)層上的服務(wù)層，提供第三方的SaaS服務(wù)，包括自有SaaS服務(wù)及企業(yè)支持系統(tǒng)。

　　左側(cè)為業(yè)務(wù)交付與支撐系統(tǒng)接口，提供系統(tǒng)、業(yè)務(wù)、服務(wù)的流程端到端透穿，如業(yè)務(wù)受理、計費(fèi)、結(jié)算、客戶服務(wù)等。

　　右側(cè)為安全與可信保證系統(tǒng)，提供高質(zhì)量、安全、可信的計算通信服務(wù)保障環(huán)境，以及故障的自動檢測等功能。

　　公眾計算通信網(wǎng)（PCCN）通過普通公有云和虛擬專用云（如同公眾通信網(wǎng)中的MPLS、IP虛擬專用網(wǎng)、SDH、ATM租線等）向終端（個人電腦、手機(jī)、云終端、物聯(lián)網(wǎng)傳感器等）提供服務(wù)與控制。其中普通公有云面向公眾用戶提供現(xiàn)有通信網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)、IT支撐系統(tǒng)所提供的業(yè)務(wù)；虛擬專用云為企業(yè)利用運(yùn)營商的公共計算網(wǎng)資源，構(gòu)建一個滿足企業(yè)自身發(fā)展需要的虛擬私有云。

　　目前，公眾計算通信網(wǎng)（PC－CN）的架構(gòu)和關(guān)鍵技術(shù)處在研究、發(fā)展之中。因此，必須抓緊開展以下幾方面工作：使計算資源作為網(wǎng)絡(luò)元素，組成優(yōu)化、優(yōu)質(zhì)的網(wǎng)絡(luò)、平臺、終端、服務(wù)的體系架構(gòu)；制訂像通信網(wǎng)一樣可信、互聯(lián)網(wǎng)一樣簡單、手機(jī)一樣豐富的計算資源兼容和互通技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)；整合研究開發(fā)、產(chǎn)品制造、網(wǎng)絡(luò)建設(shè)、應(yīng)用開發(fā)、服務(wù)提供等各方，構(gòu)建更加開放的生態(tài)體系和商業(yè)模式。

人民郵電報


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