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云计算下半场,运营商如何拥抱开源?

导读: 近年来,伴随云计算、SDN、NFV等技术兴起,国内外运营商都相继提出中远期网络重构的战略目标,一方面是想借助新技术产生新的业务模式,积极应对互联网公司OTT服务对电信传统业务造成的强力冲击。

云计算下半场,运营商如何拥抱开源?

近年来,伴随云计算、SDN、NFV等技术兴起,国内外运营商都相继提出中远期网络重构的战略目标,一方面是想借助新技术产生新的业务模式,积极应对互联网公司OTT服务对电信传统业务造成的强力冲击。另一方面希望依托新技术构建新的网络架构,努力摆脱多年形成的僵化网络对自身运维效率提升带来的巨大桎梏。CORD(Center Office Re-architected as Datacenter)作为运营商网络重构的一个重要方向,已成为各大主流运营商聚焦的核心热词。其中,尤以“CORD背景下的统一业务承载架构”最为关键,目前业界的共识是通过构建全网统一云资源池来承载上层各类业务网元,以“横向分层”替代“纵向烟囱”的系统构建模式,从而消除传统网络架构带来的诸多弊端。基于此,底层云资源池如何构建对于运营商们的网络重构最终成效具有举足轻重的作用。

有关云资源池如何构建算不上新鲜话题,自2006年谷歌CEO施密特首次提出“cloud computing”概念,距今已有12个年头。在云计算发展初期,业界除了亚马逊、谷歌、阿里等互联网企业可以凭借强大的研发实力构建自己的云平台外,其它云服务提供商(如电信运营商)只能基于封闭的商业软件实现云平台落地。但在最近几年,伴随OpenStack、KVM、Ceph等多个开源项目日趋成熟,以及DevOps理念风靡全球,各大公司都在对自身的云资源池实施开源技术架构演进。很显然,云计算已进入了下半场时段,传统电信运营商能否在此领域找准切入点、把握好节奏,势必对其ICT融合转型之路至关重要。

本文的主题是对云计算资源池中相关开源技术的研究,重点围绕为什么要选择开源技术、应选择哪些开源项目、开源可能带来哪些问题这三个关键议题展开论述,旨在对运营商云资源池开源演进战略提供一些有价值的思路与建议。

问题一:为什么要选择开源技术?

与互联网企业所不同的是电信运营商作为传统的CT企业,更加关注于系统的稳定性、高可用,因此在以往的设备选型、架构设计中大多会采用纯商业、封闭的产品,以确保网络达到电信级标准要求。当前,开源趋势在全球兴起,大批贡献者持续不断地对项目源码进行完善,使得很多优秀的开源项目完全可以满足电信级要求,这是运营商拥抱开源技术的必要条件。另一方面,究竟为什么要选择开源技术则是我们运营商人必须想明白的问题,以下从九个方面对这一问题进行了阐述。

标准:开源基金会扮演着与传统CT领域通信标准化组织(ITU、3GPP等)类似的角色,弥补了运营商在IT领域因缺乏标准化体系造成相关系统在全局性、兼容性、开放性方面的不足。

降本:开源软件应用达到一定规模后,可以大幅节约成本,成本的节约有利于利润的增长。

增效:开源社区有丰富的自动化运维工具,这些工具有利于运营商向DevOps转型,显著提升运维人员的工作效率。

功能:依托开源体系架构,运营商可对定制化、个性化需求进行二次开发,而封闭、商业化的产品通常只会为通用可抽象化的功能进行设计开发,且无法实现二次开发。

安全:源代码开放有利于自主可控,让“黑匣子”变成“白匣子”,使用者了解内在组成,大幅提升系统安全性。

创新:开源项目是创新的土壤,新特性、新功能可以快速实现,不受限于商用产品的发布周期。社区某个贡献者的好想法也有助于激活其他参与者的灵感。

竞争力:有利于运营商掌握核心技术,提升企业的核心竞争力。

话语权:不会被某个厂家的“一揽子”解决方案绑定,使得系统优化演进更加灵活。

生态圈:开源项目有利于企业借势借力,伴随开源社区的不断发展,企业的系统也会持续优化。

问题二:应选择哪些开源项目?

由于云计算资源池的基础是IAAS层,因此本文提及的开源项目主要以IAAS层视角展开分析。同时考虑到DevOps的重要性,会辅以部分优秀的PAAS层开源项目进行介绍。下面将分别从计算、网络、存储、云操作系统、自动化运维工具等五大维度探究运营商对云计算相关开源项目的选型问题。

1、计算:硬件、虚拟化、容器

(1)硬件:按照人们通常的理解,开源项目都是软件相关的,然而硬件领域也不乏优秀的开源项目,例如OCP。该项目由FaceBook于2011年发起,旨在通过开源硬件驱动IT基础设施架构不断发展。历经6年多时间,OCP已有近200多家企业会员。由于构筑成本较低,去掉了很多繁琐的无用功能,OCP可以有效地提升企业数据中心的迭代速度,使软件升级更加简单,一改早期数据中心尾大不掉的形象。在国内也有个类似OCP的开源硬件项目,即天蝎计划。天蝎计划于2011年问世,百度是主要发起方之一,阿里、腾讯、联想、中国移动、中国电信等巨头陆续参与。目前已从1.0发展至3.0版本。据了解,天蝎计划已经达到OCP中关于整机柜部分的国际水准,甚至在部分设计上超越OCP相关规范。

(2)虚拟化:这里提到的虚拟化特指X86服务器虚拟化技术。在云计算发展初期,该技术主要由VMware、Citrix等IT巨头垄断,相关产品虽然功能全面、性能不俗,但价格也十分昂贵。现如今随着开源KVM技术日趋成熟,越来越多的企业开始构建基于开源KVM技术的云资源池,以期大幅缩减虚拟化软件购置成本。KVM的全称为Kernel Virtual Machine,翻译为中文就是内核虚拟机。KVM是典型的二类虚拟机架构(从VMM所处层次可将虚拟化软件划分为一类虚拟机架构和二类虚拟机架构,一类的VMM处于硬件层之上,自身就是一个操作系统。二类的VMM处于宿主机操作系统层之上,自身可看作一个应用程序),它的宿主机操作系统涵盖CentOS、Ubuntu、Debian等多个Linux发行版。

(3)容器:容器是轻量级的操作系统级虚拟化,可以让我们在一个资源隔离的进程中运行应用及其依赖包。在众多容器引擎技术中,Docker无疑是明星级解决方案。Docker是PAAS提供商dotCloud开源的一个基于LXC的高级容器引擎,基于go语言开发并遵从Apache2.0协议开源。

2、网络:虚拟交换机

虚拟交换机:大部分商业虚拟化软件中都自带虚拟交换机的组件,例如VMware的vDS、vSS。但对于开源的虚拟化软件而言,其自带的网络功能通常比较简单,这就需要额外的虚拟交换机弥补这一短板问题,OVS(Open vSwitch)则是该领域最热门的开源项目。OVS是由Nicira公司使用C和Python语言开发,并遵循开源Apache2.0许可的多层虚拟交换机,其初衷是让大规模网络通过可编程实现自动化扩展。它既可以作为一个软件交换机运行在虚拟化层,也可以作为交换芯片的控制栈实现,支持多种标准管理接口和协议(NetFlow, sFlow, SPAN, RSPAN, CLI, LACP, 802.1ag)。它也支持多种虚拟化技术,包括KVM、Xen和VirtualBox。

3、存储:分布式存储

分布式存储:云计算发展至今,可以说是一部软件定义一切(SDX)的技术发展史。从早期的X86服务器虚拟化(可以理解为软件定义计算),到软件定义网络(SDN)、软件定义存储(SDS),再到大一统的软件定义数据中心(SDDC),每种技术都曾在业界倍受关注。在这些SDX技术中,软件定义存储可以算是继软件定义计算后,最为实用的一类。

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