公众计算通信网（PCCN）是网络发展的必然趋势_NGN及软交换_电信

公众计算通信网（PCCN）是网络发展的必然趋势

童晓渝张云勇戴元顺 2010/07/07

　　随着社会信息化和行业信息化的普及、提高，信息正呈现出爆炸式增长趋势，公众对计算、通信和网络服务的要求越来越高。当今，以电信网基础设施为主干网络，利用因特网协议提供广泛的网络互联，已成为通信网发展的必由之路。而方兴未艾的云计算技术也为人们提供了一种新的服务模式。通信技术正逐步趋向于计算技术与应用发展，计算技术与应用正朝着网络与服务提供方向发展，通信技术和计算技术正在真正走向融合。电信运营商纷纷提出成为综合信息服务提供商的战略，对于云计算技术的应用，不仅需要利用其促进通信网络技术和业务平台、支撑系统的升级换代，更需要应用其构建提供综合信息服务运营基础设施及支撑能力，公众通信网向公众计算通信网（PCCN）发展已成必然趋势。

　　公众计算通信网是必然趋势

　　通信网及业务的发展本身就是一个从模拟到数字化、计算化的过程。从最初转接工作全部靠人工完成发展到如今的提供多样化、个性化增值业务的软交换、IMS等技术，由于大量计算技术的引入，硬件、软件及协议等方面的差异逐渐被屏蔽，终端用户利用通信网只需关注自己需要什么样的资源以及如何通过网络得到相应的服务，而通信网本身也更加容易实现动态的、可伸缩的扩展。从电话交换、数据交换、会议电视、业务平台的发展过程中亦可以看出，通信网越来越多地借助计算技术来满足公众业务需求，为用户提供快捷、高质量和丰富的业务服务。总之，从数字通信技术开始，计算技术一直在推动通信技术进步发展。今天，从通信网本身到其上承载的业务，云计算的特征都呈现得越来越明显。因此，基于云计算技术并融合电信网和计算机网特征的“公众计算通信网（Public Computing Communication Network，PC－CN）”应运而生。

　　通信网是一种由通信端点、节（结）点和传输链路相互有机地连接起来，以实现在两个或更多的规定通信端点之间提供连接或非连接传输的通信体系。随着电信网络的全IP和宽带化发展，电信网和计算机网在终端、接入、传输和业务应用等多个层面出现相互融合渗透的发展趋势，云计算也越来越得到电信产业的关注。以前，计算机CPU的运算速度一直在提升，但计算机I/O的速度是一个瓶颈；随着通信技术的发展，网络传输速度越来越快，并逐步趋向于通过网络实现计算机之间的通信，突破计算机I/O速度的瓶颈。另外，传统的通信技术是面向服务的，为公众提供话音、数据传输等服务；而计算技术目前也正在向面向服务发展，如效用计算（UtilityComputing）、服务计算（ServiceComputing）等新的计算模式正在涌现。总之，通信技术与业务正在趋向计算技术与应用；计算技术与应用正在趋向网络与服务提供，CT、IT正在真正走向融合。“云计算”正是这种融合的产物，通过公众通信网络整合IT资源，并向用户提供计算能力和应用，即“云服务”。借鉴互联网云计算的发展思路，将电信网络的资源以云计算的方式组织运用，成为电信发展的新趋势，这种融合模式本文称之为“公众计算通信网（PCCN）”。

　　公众计算通信网（PCCN）是基于虚拟化和云计算构架，以云计算技术为核心，融合电信网和计算机网之后的信息处理网络。利用云计算的虚拟化技术可以建立支撑网、业务网、统一基础设施资源池；以云计算的理念可以对基础设施资源池进行组织和运用。在原有公众通信网的接入、交换、路由、传输要素的基础上，公众计算通信网还实现了计算处理能力、虚拟分配、调度管理以及业务开发等主要技术。这样，公众计算通信网将基于互联网以服务的形式提供平台、软件及其应用，增强电信的业务能力，降低运营商的投资成本（CAPEX）和运营成本（OPEX），降低终端要求，同时也利于运营商拓展新的市场领域。

　　在网络服务日益趋向于从信息服务到信息管理服务的背景下，今天的公众通信网将演进为公众计算通信网（PCCN），建立与核心网层次相对应的分布式数据中心，向公众（包括行业）提供信息管理（包括基础设施、公共平台、应用）服务，即“云计算”。云计算会让人们使用电脑就如同今天的电话一样，一切需要的计算和存储能力就如同今天的通信接入、传输、交换和路由能力，将由公众基础服务商提供。

　　构建智能开放运营体系架构

　　为了满足上述业务需求，我们需要构建面向服务的智能开放运营体系架构（Service Open Operational Oriented Intelligent Architecture,SO3IA）。如同NGN的核心为软交换、IMS一样，未来计算通信网的核心即为SO3IA，下面分别从总体架构、系统架构和功能模块由粗及细三层架构给予说明。

　　L1架构参照ITU-T给出的NGN架构，包括：网络承载与接入、计算资源、协议栈、业务分析、开发环境、业务应用、运营支撑、智能终端和可信保障等要素，通过网络提供计算能力、开发能力、应用能力和业务交付与支撑能力。从功能角度来看，运营支撑系统从上至下可划分为业务层、承载层和传送层三个层次。从地域角度来看，公众计算通信网（PC－CN）可划分为骨干网、城域网、接入网和驻地网。骨干网指通信网络中担任主要传递功能的实体集合，对于电信网，骨干网包括省际中心、县级中心间的通信链路构成的庞大网络体系。

　　L2架构参照NGN中IMS子系统的系统架构。其中网络附着子系统NASS除接入层注册功能以及用户终端初始化功能外，增加资源虚拟化功能。资源接纳控制子系统RACS，除具备与业务控制功能和QoS的传送功能相关的传送资源控制能力外，增加资源调度、资源虚拟化控制以及业务自适应匹配。

　　在L3架构中，公众计算通信网（PCCN）的相关实体组成如图所示，包括硬件及基础设施层、虚拟化及云管理层、应用云平台服务层、云业务服务层和终端五个层次，以及业务交付与支撑系统、安全与可信保障系统。

公众计算通信网（PCCN）计算功能实体图

　图:公众计算通信网（PCCN）计算功能实体图
　　硬件及基础设施层位于实体的最底层，包括主机、网络及存储等物理设备。虚拟化及云管理层一方面将物理层的硬件全面虚拟化，建立结构化海量数据资源管理及分布式文件系统，用于海量数据的存储和访问；另一方面，虚拟化及管理可借助虚拟化技术以实现按需动态供应、配置资源，实现任务调度、负载均衡等功能，并进行安全和监控方面的保障管理，以实时侦测各种资源的工作状态及保证数据的安全性。

　　虚拟化及云管理层可以提供基础设施即服务（InfrastructureasaService,IaaS），为客户提供处理能力、存储能力、网络和其他基本计算资源，客户可以使用这些资源部署或运行他们自己的软件，如操作系统或应用程序，可以控制操作系统、存储、部署的应用程序，或有限的网络组件控制权，但无法管理和控制底层云基础设施。

　　位于虚拟化及云管理层之上的即为应用云平台服务层和云业务服务层。应用云平台服务层将开发平台即服务（PlatformasaService,PaaS）提供给客户，客户可以将自己的或购买的应用程序部署到云基础设施，直接由平台提供智能、简化的开发、部署和Web应用管理。客户可以控制其部署的应用程序和应用配置环境，但无法管理和控制底层云基础设施。云业务服务层则为基于云平台服务层上的服务层，提供第三方的SaaS服务，包括自有SaaS服务及企业支持系统。

　　左侧为业务交付与支撑系统接口，提供系统、业务、服务的流程端到端透穿，如业务受理、计费、结算、客户服务等。

　　右侧为安全与可信保证系统，提供高质量、安全、可信的计算通信服务保障环境，以及故障的自动检测等功能。

　　公众计算通信网（PCCN）通过普通公有云和虚拟专用云（如同公众通信网中的MPLS、IP虚拟专用网、SDH、ATM租线等）向终端（个人电脑、手机、云终端、物联网传感器等）提供服务与控制。其中普通公有云面向公众用户提供现有通信网、互联网、IT支撑系统所提供的业务；虚拟专用云为企业利用运营商的公共计算网资源，构建一个满足企业自身发展需要的虚拟私有云。

　　目前，公众计算通信网（PC－CN）的架构和关键技术处在研究、发展之中。因此，必须抓紧开展以下几方面工作：使计算资源作为网络元素，组成优化、优质的网络、平台、终端、服务的体系架构；制订像通信网一样可信、互联网一样简单、手机一样丰富的计算资源兼容和互通技术标准；整合研究开发、产品制造、网络建设、应用开发、服务提供等各方，构建更加开放的生态体系和商业模式。

人民邮电报