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童晓渝，中国联通集团研究院副院长，信息管理硕士、工商管理博士，高级工程师。主要

研究方向为大型分布式异构网络、智能信息处理。曾参与多项信息通信领域重大项目，并

获多项科技进步奖、管理创新奖和发明专利。

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基于云计算的分布式智能开放系统探悉文/中国联通研究院 童晓渝 张云勇

Huawei Technologies

2011.05 第54期

着电信运营商3G网络的部署和互联网升级

提速，运营商之间的竞争更加激烈。越来

越丰富的应用正在大量地消耗带宽，互联

网已经形成了各类服务与应用为主的巨大产业规模、

企业价值和社会影响，产业正进入“渠道为王”、

“内容为王”、“应用为王”的时代，产业链的控制

权、话语权发生了转变。IT、互联网、传媒、电信、

零售行业的加速融合与渗透，也使得行业的边界变得

模糊，正逐步演变成为一个全新的产业生态系统。

从电信行业的视角来看，一个全新的“后电信时

代”正在到来。作为平台型企业的电信运营商需要更

加开放，提升创造价值和分享价值的能力、平台架构

能力、标准化能力、网络的再设计与优化能力、平台

与终端的配合机制。

云计算正是这个时代应运而生的技术制高点，它

以开放的标准和服务为基础，以互联网为中心，提供

安全、快速、便捷的数据存储和网络计算服务。电信

运营商只有把握住云计算的脉搏，才能在网络时代看

得更远。

DIOS系统的内涵和目标

基于云计算的DIOS分布式智能开放系统，可以实

现网络智能管理、业务智能开发、服务智能提供、利

用与整合公共性平台资源、缩短业务创新周期、维护

共生共存的产业生态系统，是为适应电信运营商商业

模式的转型而提出的。目前从主流电信运营商的策略

来看，转型主要有以下几种方式：

一、向“通信+商业渠道”的转型：优化通道掌

控、应用汇聚、终端体验，尤其是客户需求分析，实

现产品、服务与需求价值匹配，形成规模经营、快速

交付、精确营销的新型渠道能力。

二、向“通信+媒体广告”的转型：利用丰富的

客户需求信息资源，创建数据挖掘分析能力，利用通

道与终端交付能力，形成“泛终端”、“富媒体”分

众立体式广告模式。

三、向“通信+信息服务”的转型：利用公众通

信网的基础性和安全可信的运营能力，基于宽带通信

与云计算技术的发展，形成信息设施、信息生产、信

息应用的服务，即“云计算”服务。

四、向“前+后”收费模式的转型：基于渠道、

媒体特征开发后向收费模式，通过降低用户通信与信

息费的方式，加快用户发展（快速聚合）、增加使用

时间（提高浏览量），增强渠道和媒体效用，提高代

理费、广告费等创收能力。

五、建立以“客户价值为核心”的运营构架。

在原运营构架基础上，增加“业务数据系统BDS”为

重要的核心运营系统，以构成电信运营商新的运营构

架。

为了适应向上述“通信+商业渠道+媒体广告+信

息服务”的商业模式转型，电信运营商应发挥网络和

客户优势，转向对业务、平台、客户、界面等商业资

源的运营。在原来通信网络传送、平台接入和业务交

付、服务支持的运营能力的基础上，电信运营商还需

增加一个重要的核心运营系统，即业务数据系统。从

以网络为中心的运营转型为以客户为中心的运营，而

通信网络只是实现客户接入业务的通道和用户聚合的

手段，各种新商业模式的运营都将基于数据中心对用

户信息挖掘，通过特征数据库和商业智能的分析后，

通过PCCN公众计算通信网络，以个性化分众服务的方

式传送给客户，客户得到良好的终端体验。

因此，在网络服务日益趋向于信息服务、信息管

理服务的背景下，业务的提供需要大量的计算能力的

支持。随着网络带宽的变大，计算能力遍布到整个网

络之中，通信技术与业务正在趋向计算技术与应用技

术，计算技术与应用正在趋向网络与服务的提供，今

天的公众通信网逐渐演进为PCCN公众计算通信网，即

在原有公众通信网的接入、交换、路由、传输要素的

基础上，PCCN实现了计算处理能力、虚拟分配、调度

管理等主要技术。

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张云勇，中国联通研究院云计算总体组组长，博士后，高级工程师，中国通信学会、电子

学会、计算机学会高级会员，中国人工智能学会会员。

随

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DIOS 系统架构

DIOS是未来PCCN公众计算通信网的核

心系统，具有分布式、智能、开放、统一

化系统特性，实现网络智能管理、业务智

能开发、服务智能提供。DIOS可以看作是

PCCN的具体实现，其组网拓扑图如图1所

示，自上而下、自内而外分为六层架构。

第一层：数据中心层

数据中心层是由“网络数据中心” 、

“业务数据中心”和“用户数据中心”三个

子系统构成的业务数据系统（BDS），相比

传统通信网络最大的不同之处在于增加的一

个新系统，即网络“大脑”，由此使网络、

业务与经营、管理具有了智能特性。

第二层：云资源系统层

业务控制主要是指：根据预先设定

的规则，对网络组织、业务控制、应用适

配、服务交付等进行的策略管控（如：

SBC、CSCF、SDC/HLR/HSS、AAA、API、SDP

等）。电信增值业务平台中的业务控制模

块、计费系统的用户信用控制模块都是这

方面的典型应用。

第四层：云资源控制节点层

云资源控制节点层基于分布式架构技

术，屏蔽云内复杂的物理和逻辑结构，实

现可扩展的自适应负载均衡能力和动态资

源智能适配能力，进行不同业务与不同业

务引擎的适配，形成自动智能调度。

第五层：云接入网关层

云接入网关包括：物理接入网关和业

基于云计算的分布式智能开放系统探悉

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云资源系统由云存储、云网络和云计

算设备三部分组成，包括：海量数据库和

分布式文件系统；可编程、可虚拟化和增

强资源共享的云交换机和云路由器构成的

精简架构；异构混合的小型机和X86服务

器等云计算物理设备。

第三层：能力引擎层

能力引擎层由事务处理引擎、业务控

制引擎和数据分析引擎三部分组成。

事务处理主要是指：基于工作流的业

务流程和管理流程实现过程（如：BSS、

PRM、OSS、ODS、 OA等）。

数据分析主要是指：基于特定的计算

规则对结构化数据和非结构化数据进行计

算处理，以期从海量信息中得到规律性的

认识（如：BI、CRM和搜索引擎业务）。

用户行为

数据中心

网络运营

数据中心

经营分析

数据中心

分布式文件系统

X86服务器 云交换机

海量数据库云资源控制节点

云资源控制节点

云接入网关

云接入网关

小型机 云路由器

云存储

云计算 云网络

云终端

云终端

图1 DIOS组网拓扑图

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务平台接入网关，通过云接入网关将终端

接入云中，屏蔽物理设备和业务平台的差

异，进行不同终端接入的智能适配，实现

统一接入。

第六层：云终端层

由云终端物理设备和客户端软件组

成。其中云终端物理设备包括瘦终端和哑

终端（如：物联网传感器等）、智能软终

端和浏览器等。

DIOS关键技术

统一虚拟化技术

虚拟化技术是整个DIOS系统的基础，

它采用的技术种类较多，应用到的主要技

术有服务器虚拟化、存储虚拟化以及网络

虚拟化等。具体包括异构资源虚拟化、异

构虚拟机热迁移技术、虚拟化容错灾备技

术、承载层虚拟化、控制层虚拟化、可重

构智能网络等。其中异构资源虚拟化是在

目前各种系统并存的情况下所必须的，已

经成为网格和数据中心环境下成功实现提

供定制资源的强有力的技术，它为数据、

计算能力、存储资源以及其他资源提供了

一个逻辑视图，而非物理视图，从而能屏

蔽很多物理的、结构的细节。只有采用统

一的虚拟化技术，异构资源才能发挥最大

效力，便于管理和使用。

统一云管理技术

DIOS系统需要对复杂的实际应用进行

资源匹配和资源调度以及并行/并发执行，

使资源得以最大化利用的同时，也提高整

个网络系统的执行能力和运行性能，为用

户提供更高质量的服务。统一云管理包括

对虚拟服务器资源自动配置和调度的虚拟

机调度管理；支持操作系统和应用的自动

化安装和配置，批量部署的部署管理；实

现异构存储资源整合，远程复制功能（同

步及异步）、远程镜像复制、快照的存储

管理。

开放业务能力引擎

第三方服务提供者是电信业长尾的主

力，丰富的业务需要大量第三方开发者参

与其中，业务能力组合、混搭成各种特性

的应用需要大量的第三方用户参与开发。

运营商的主要职能就是打造开放业务能力

引擎，第三方开发者则通过开发低成本的

业务，增强业务创新能力，参与、使用、

吸引更多的用户。

DIOS可以为电信业务提供全新的应用

场景，通过能力引擎开放平台，如业务控

制、事务处理、数据分析等，向第三方开

发者开放云资源，全面快速响应服务。

DIOS业务开放能力引擎包含两个维度：第

一个维度是基本业务能力，包括业务控

制、事务处理、数据分析等；第二个维度

是融合业务能力，如支持各种网络的接入

能力，提供信息通信技术（ICT）服务。同

时，需要提供开放业务能力引擎的管控，

负责对开放服务接口发送过来的各种业务

请求进行统一的用户和能力鉴权、负载均

衡、路由分配和会话控制，业务能力引擎

管控组件统一管控，实现有关BSS和OSS功

能。

智能资源适配

当业务能力引擎开放给第三方应用

时，还需要使用到底层的各种资源。智能

资源适配根据业务类型，智能地适配不同

的计算、网络、计算资源，并对各类业务

能力引擎的资源进行集中调度和管理，使

上层应用效用最大化。

综上所述，DIOS以分布式存储、分布

式计算资源、分布式数据库和文件系统为

基础，通过云网络整合统一资源，实现按

需弹性扩展能力；通过数据挖掘、分析和

智能调度，实现网络智能自组织和可重

构，以及业务与资源、应用与服务、终端

与用户的最佳匹配；建立能力引擎开放平

台，向第三方开发者开放云资源，全面快

速响应服务；统一虚拟化标准，降低成

本，实现统一资源共享最大化；统一管理

平台，提高集中管理效率，实现电信级可

运营可管理。

当前，电信运营商正经历史无前例的

挑战，正处于转型和创新的关键期。作为

平台型企业的电信运营商需要更加智能开

放的业务系统，在原运营构架基础上，增

加“业务数据系统BDS”为重要的核心运

营系统，通过分布式和虚拟化资源提供方

式，构成电信运营商新的运营构架，同时

整合研究开发、产品制造、网络建设、应

用开发和服务提供等各方面，构建更加开

放的生态体系和商业模式。

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责任编辑：李雪峰 xuefengli@huawei.com

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