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 張云勇 戴元順 2010/07/07
隨著(zhù)社會(huì )信息化和行業(yè)信息化的普及、提高，信息正呈現出爆炸式增長(cháng)趨勢，公眾對計算、通信和網(wǎng)絡(luò )服務(wù)的要求越來(lái)越高。當今，以電信網(wǎng)基礎設施為主干網(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)與應用發(fā)展，計算技術(shù)與應用正朝著(zhù)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。電信運營(yíng)商紛紛提出成為綜合信息服務(wù)提供商的戰略，對于云計算技術(shù)的應用，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、支撐系統的升級換代，更需要應用其構建提供綜合信息服務(wù)運營(yíng)基礎設施及支撐能力，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(gè)從模擬到數字化、計算化的過(guò)程。從最初轉接工作全部靠人工完成發(fā)展到如今的提供多樣化、個(gè)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(hù)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(guò)網(wǎng)絡(luò )得到相應的服務(wù)，而通信網(wǎng)本身也更加容易實(shí)現動(dòng)態(tài)的、可伸縮的擴展。從電話(huà)交換、數據交換、會(huì )議電視、業(yè)務(wù)平臺的發(fā)展過(guò)程中亦可以看出，通信網(wǎng)越來(lái)越多地借助計算技術(shù)來(lái)滿(mǎn)足公眾業(yè)務(wù)需求，為用戶(hù)提供快捷、高質(zhì)量和豐富的業(yè)務(wù)服務(wù)。總之，從數字通信技術(shù)開(kāi)始，計算技術(shù)一直在推動(dòng)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得越來(lái)越明顯。因此，基于云計算技術(shù)并融合電信網(wǎng)和計算機網(wǎng)特征的“公眾計算通信網(wǎng)（Public Computing Communication Network，PC－CN）”應運而生。
通信網(wǎng)是一種由通信端點(diǎn)、節（結）點(diǎn)和傳輸鏈路相互有機地連接起來(lái)，以實(shí)現在兩個(gè)或更多的規定通信端點(diǎn)之間提供連接或非連接傳輸的通信體系。隨著(zhù)電信網(wǎng)絡(luò )的全IP和寬帶化發(fā)展，電信網(wǎng)和計算機網(wǎng)在終端、接入、傳輸和業(yè)務(wù)應用等多個(gè)層面出現相互融合滲透的發(fā)展趨勢，云計算也越來(lái)越得到電信產(chǎn)業(yè)的關(guān)注。以前，計算機CPU的運算速度一直在提升，但計算機I/O的速度是一個(gè)瓶頸；隨著(zhù)通信技術(shù)的發(fā)展，網(wǎng)絡(luò )傳輸速度越來(lái)越快，并逐步趨向于通過(guò)網(wǎng)絡(luò )實(shí)現計算機之間的通信，突破計算機I/O速度的瓶頸。另外，傳統的通信技術(shù)是面向服務(wù)的，為公眾提供話(huà)音、數據傳輸等服務(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。總之，通信技術(shù)與業(yè)務(wù)正在趨向計算技術(shù)與應用；計算技術(shù)與應用正在趨向網(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(guò)公眾通信網(wǎng)絡(luò )整合IT資源，并向用戶(hù)提供計算能力和應用，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用，成為電信發(fā)展的新趨勢，這種融合模式本文稱(chēng)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架，以云計算技術(shù)為核心，融合電信網(wǎng)和計算機網(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)、統一基礎設施資源池；以云計算的理念可以對基礎設施資源池進(jìn)行組織和運用。在原有公眾通信網(wǎng)的接入、交換、路由、傳輸要素的基礎上，公眾計算通信網(wǎng)還實(shí)現了計算處理能力、虛擬分配、調度管理以及業(yè)務(wù)開(kāi)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、軟件及其應用，增強電信的業(yè)務(wù)能力，降低運營(yíng)商的投資成本（CAPEX）和運營(yíng)成本（OPEX），降低終端要求，同時(shí)也利于運營(yíng)商拓展新的市場(chǎng)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)層次相對應的分布式數據中心，向公眾（包括行業(yè)）提供信息管理（包括基礎設施、公共平臺、應用）服務(wù)，即“云計算”。云計算會(huì )讓人們使用電腦就如同今天的電話(huà)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，將由公眾基礎服務(wù)商提供。
構建智能開(kāi)放運營(yíng)體系架構
為了滿(mǎn)足上述業(yè)務(wù)需求，我們需要構建面向服務(wù)的智能開(kāi)放運營(yíng)體系架構（Service Open Operational Oriented Intelligent Architecture,SO3IA）。如同NGN的核心為軟交換、IMS一樣，未來(lái)計算通信網(wǎng)的核心即為SO3IA，下面分別從總體架構、系統架構和功能模塊由粗及細三層架構給予說(shuō)明。
L1架構參照ITU-T給出的NGN架構，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(kāi)發(fā)環(huán)境、業(yè)務(wù)應用、運營(yíng)支撐、智能終端和可信保障等要素，通過(guò)網(wǎng)絡(luò )提供計算能力、開(kāi)發(fā)能力、應用能力和業(yè)務(wù)交付與支撐能力。從功能角度來(lái)看，運營(yíng)支撐系統從上至下可劃分為業(yè)務(wù)層、承載層和傳送層三個(gè)層次。從地域角度來(lái)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成的龐大網(wǎng)絡(luò )體系。
L2架構參照NGN中IMS子系統的系統架構。其中網(wǎng)絡(luò )附著(zhù)子系統NASS除接入層注冊功能以及用戶(hù)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，增加資源調度、資源虛擬化控制以及業(yè)務(wù)自適應匹配。
在L3架構中，公眾計算通信網(wǎng)（PCCN）的相關(guān)實(shí)體組成如圖所示，包括硬件及基礎設施層、虛擬化及云管理層、應用云平臺服務(wù)層、云業(yè)務(wù)服務(wù)層和終端五個(gè)層次，以及業(yè)務(wù)交付與支撐系統、安全與可信保障系統。
圖:公眾計算通信網(wǎng)（PCCN）計算功能實(shí)體圖
硬件及基礎設施層位于實(shí)體的最底層，包括主機、網(wǎng)絡(luò )及存儲等物理設備。虛擬化及云管理層一方面將物理層的硬件全面虛擬化，建立結構化海量數據資源管理及分布式文件系統，用于海量數據的存儲和訪(fǎng)問(wèn)；另一方面，虛擬化及管理可借助虛擬化技術(shù)以實(shí)現按需動(dòng)態(tài)供應、配置資源，實(shí)現任務(wù)調度、負載均衡等功能，并進(jìn)行安全和監控方面的保障管理，以實(shí)時(shí)偵測各種資源的工作狀態(tài)及保證數據的安全性。
虛擬化及云管理層可以提供基礎設施即服務(wù)（InfrastructureasaService,IaaS），為客戶(hù)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(hù)可以使用這些資源部署或運行他們自己的軟件，如操作系統或應用程序，可以控制操作系統、存儲、部署的應用程序，或有限的網(wǎng)絡(luò )組件控制權，但無(wú)法管理和控制底層云基礎設施。
位于虛擬化及云管理層之上的即為應用云平臺服務(wù)層和云業(yè)務(wù)服務(wù)層。應用云平臺服務(wù)層將開(kāi)發(fā)平臺即服務(wù)（PlatformasaService,PaaS）提供給客戶(hù)，客戶(hù)可以將自己的或購買(mǎi)的應用程序部署到云基礎設施，直接由平臺提供智能、簡(jiǎn)化的開(kāi)發(fā)、部署和Web應用管理。客戶(hù)可以控制其部署的應用程序和應用配置環(huán)境，但無(wú)法管理和控制底層云基礎設施。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。
左側為業(yè)務(wù)交付與支撐系統接口，提供系統、業(yè)務(wù)、服務(wù)的流程端到端透穿，如業(yè)務(wù)受理、計費、結算、客戶(hù)服務(wù)等。
右側為安全與可信保證系統，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(dòng)檢測等功能。
公眾計算通信網(wǎng)（PCCN）通過(guò)普通公有云和虛擬專(zhuān)用云（如同公眾通信網(wǎng)中的MPLS、IP虛擬專(zhuān)用網(wǎng)、SDH、ATM租線(xiàn)等）向終端（個(gè)人電腦、手機、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(hù)提供現有通信網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)、IT支撐系統所提供的業(yè)務(wù)；虛擬專(zhuān)用云為企業(yè)利用運營(yíng)商的公共計算網(wǎng)資源，構建一個(gè)滿(mǎn)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）的架構和關(guān)鍵技術(shù)處在研究、發(fā)展之中。因此，必須抓緊開(kāi)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；制訂像通信網(wǎng)一樣可信、互聯(lián)網(wǎng)一樣簡(jiǎn)單、手機一樣豐富的計算資源兼容和互通技術(shù)標準；整合研究開(kāi)發(fā)、產(chǎn)品制造、網(wǎng)絡(luò )建設、應用開(kāi)發(fā)、服務(wù)提供等各方，構建更加開(kāi)放的生態(tài)體系和商業(yè)模式。
人民郵電報
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