中国电信云计算技术白皮书.pdf

— 1 — 中国电信〔2013〕496 号 关于印发中国电信云计算技术白皮书 （2013 年版）的通知 集团公司各省级分公司、各专业公司，股份公司并转各省级分 公司、各专业公司、国际公司、各研究院、技术创新中心、中 国电信学院，中国通信服务股份有限公司，号百控股股份有限 公司： 云计算已逐步从技术理念走向广泛应用实践，并深刻地改 变着 ICT 产业的格局在去年下发的《中国电信云计算技术白 皮书》 （中国电信〔2012〕999 号）的基础上，集团公司技术部 组织云计算研究中心团队根据近一年来技术发展情况进行了修 — 2 — 订，形成了《中国电信云计算技术白皮书（2013 年版） 》 ，现随 文下发，供各地在相关工作中作为技术参考如有进一步的技 术需求，请联系集团公司技术部 联系人：冯明 ：010-58501428 电子邮箱：fengm@ 中国电信集团公司 2013 年 9 月 25 日 －1－ 附件 内部资料 中国电信云计算技术白皮书中国电信云计算技术白皮书 （（2012013 3 年年版版）） 中国电信集团公司中国电信集团公司 －2－ 目录目录 1. 概述. 4 2. 服务器虚拟化 . 4 2.1. 技术概述 . 4 2.2. 成熟度 . 5 2.3. 发展策略 . 6 3. 云存储. 7 3.1. 技术概述 . 7 3.2. 成熟度 . 8 3.3. 发展策略 10 4. 云计算承载网络 11 4.1. 技术概述 11 4.2. 成熟度 17 4.3. 发展策略 18 5. SDN. 19 5.1. 技术概述 19 5.2. 成熟度 21 5.3. 发展策略 22 6. 服务器定制 22 6.1. 技术概述 22 6.2. 成熟度 23 6.3. 发展策略 24 7. 云桌面 25 7.1. 技术概述 25 7.2. 成熟度 26 7.3. 发展策略 27 8. GPU 云 28 8.1. 技术概述 28 8.2. 成熟度 28 8.3. 发展策略 29 9. IaaS 运营管理 . 30 9.1. 技术概述 30 9.2. 成熟度 31 9.3. 发展策略 33 10. 大数据 34 10.1. 技术概述 34 10.2. 成熟度 35 10.3. 发展策略 37 11. 应用引擎 37 11.1. 技术概述 37 11.2. 成熟度 39 11.3. 发展策略 40 12. 能力开放 41 －3－ 12.1. 技术概述 41 12.2. 成熟度 42 12.3. 发展策略 44 13. 业务交付平台 44 13.1. 技术概述 44 13.2. 成熟度 45 13.3. 发展策略 46 14. 多租户 46 14.1. 技术概述 46 14.2. 成熟度 47 14.3. 发展策略 48 15. 云媒体 48 15.1. 技术概述 48 15.2. 成熟度 49 15.3. 发展策略 50 16. 应用虚拟化 50 16.1. 技术概述 50 16.2. 成熟度 51 16.3. 发展策略 52 17. SaaS 应用运营管理 . 52 17.1. 技术概述 52 17.2. 成熟度 53 17.3. 发展策略 54 18. 云安全 54 18.1. 技术概述 54 18.2. 成熟度 54 18.3. 发展策略 56 19. 公众云 56 19.1. 技术概述 56 19.2. 成熟度 57 19.3. 发展策略 58 20. 云代理 58 20.1. 技术概述 58 20.2. 成熟度 60 20.3. 发展策略 61 21. 云宽带 61 21.1. 技术概述 61 21.2. 成熟度 62 21.3. 发展策略 63 22. 附录 A：Gartner 技术发展成熟度曲线简介 . 64 23. 附录 B：Gartner2013 年云计算技术发展成熟度曲线 . 66 24. 附录 C：Gartner2012 年云计算技术发展成熟度曲线 . 66 －4－ 1.1. 概述概述 2012 年被业界奉为云计算落地元年。

云计算已逐步从技术理念走向应用实 践，技术更加趋向成熟，领域内融合竞争进一步加剧，产业化进程在快速演 进，商用化进程也正在提速2013 年，云计算技术与服务仍在不断发展，新技 术、新服务、新概念不断涌现对比分析云计算领域 2012 年和 2013 年的技术发 展，大致可归纳为如下特点：  整体而言，业界对云计算的炒作热度降低，期望值回落至合理水平，但 云计算作为 IT 变革和大发展的主要推动力已成为更广泛的共识  云计算体系涉及的具体技术众多，IaaS、PaaS、SaaS 三大模式的技术之 间不存在必然的联系，成熟度差异较大  托管（Hosting） 、SaaS、虚拟化等云计算技术相对成熟，并已得到广泛 使用；大量技术点有望于 2 至 5 年内成为主流应用，如开源云管理平台、 云代理、云突发、社区云、大数据、云服务、云管理平台、混合云、PaaS、 云 BPM、个人云等，其中尤以 PaaS、私有云、混合云、大数据等为甚； 围绕大规模云数据中心建设和运营的相关技术相对较新，有待进一步发 展  云计算技术体系继续完善，新兴技术不断涌现，最大的亮点是软件定义 一切（software-defined anything，SDx） 。

SDx 目前尚处于研究和测试 阶段，有少量、局部商业案例 纵观整个云计算产业，少数巨头已形成全球化服务能力，并事实上主导云 计算技术和服务的发展方向经过几年的技术研究和测试试验，中国电信对云 计算技术和服务业已形成一定的积累，并已经开始尝试内部应用和对外服务 需要说明的是，相对而言，中国电信在云计算方面起步较晚，整体上仍明显落 后于行业标杆水平 本白皮书选取云计算核心技术点， 分别从技术概述、行业成熟度和中国电信 应用成熟度、技术发展趋势以及中国电信技术发展策略建议等方面进行阐述， 着重体现云计算技术，并给出中国电信应用水平与 ICT 行业标杆水平的对比，以 期对中国电信的云计算工作提供一定的技术参考相对于2012版， 本版新增 SDN 和云代理两个技术点 2.2. 服务器虚拟化服务器虚拟化 2.1.2.1. 技术技术概述概述 x86 服务器虚拟化技术在底层硬件和客户操作系统之间引入一层虚拟化 层这样，x86 虚拟化环境由三部分组成：底层硬件、虚拟机监视器（VMM）、 虚拟机（VM）其中，在整个系统架构中，VMM 是整个虚拟化环境的核心，运行 于硬件平台之上，客户操作系统之下，进行资源调度、分配和管理，保证多个 －5－ 虚拟机能够相互隔离的同时运行；虚拟机通过 VMM 逻辑隔离的共享底层硬件资 源（cpu、内存、IO、存储等）。

X86 服务器虚拟化技术经历了软件实现虚拟化和硬件辅助虚拟化两个阶 段：（1）早期服务器虚拟化完全依靠软件实现，从底层软件内核的操作系统平 台的角度，可以分为基于 Linux 的虚拟化（Vmware、Citrix、RedHat 等）和基 于 Windows 的虚拟化（Microsoft）；从技术实现架构的角度，可以分为两类， 一类是与内核集成的完全虚拟化技术，以 Vmware ESX Server 和 RedHat KVM 为 代表，另一类是需要一个“管理操作系统”（又叫“管理级虚拟机”）进行客户 虚拟机创建和管理的类虚拟化（Para-Virtualiztion）技术，以 Microsoft Hyper-V 和 Citrix XenServer 为代表2）为了弥补 x86 体系架构在虚拟化方 面的缺陷，解决软件虚拟化技术存在的性能问题，Intel、AMD 等芯片厂商推出 了硬件辅助虚拟化技术，直接在 CPU、芯片组、I/O 设备等硬件中增加了对虚拟 化的支持，从而极大的提高了 x86服务器虚拟化的性能其中，Intel 的硬件辅 助虚拟化技术称为 VT，包括 VT-x （CPU 处理 VT 技术） 、EPT （内存虚拟化技术） 、 VT-d（芯片组 VT 技术）和 VT-c（网络 VT 技术）等；AMD 的硬件辅助虚拟化技术 包括 AMD-V、RVI 等。

目前，x86 服务器虚拟化产品一般由以下 2 个核心组件构成：（1）虚拟化 层 VMM：调度管理 CPU、内存、I/O、中断控制器、时钟及其他硬件资源，并动 态灵活的为虚拟机分配各类资源2）虚拟化管理层：实现虚拟机全生命周期 管理 （包括虚拟机创建、删除、运行控制、规格、操作系统、应用软件、虚拟机 模板、快照、克隆、P2V、V2V、OVF 等）、虚拟化管理（包括集群管理、资源 QoS、虚拟机资源调整、虚拟机迁移、存储迁移、虚拟机热备、资源调度、故障 切换等）、存储管理（包括 LUN/NAS/本地存储/虚拟机集群文件系统等的配置、 存储负载均衡、存储瘦供给等）、网络管理（包括 VLAN、IO 控制、分布式交换 机等）、安全管理（包括虚拟防火墙等）、及用户管理、日志管理、监控告警等 配套管理功能 x86 服务器虚拟化的技术发展和产品升级主要体现在虚拟化层性能提升、 虚拟化管理层功能扩展两方面，其中以虚拟化管理、存储管理、网络管理等功 能模块为重点，具体表现为如下一些功能提升：（1）虚拟机生命周期管理：虚 拟机规格提升、虚拟机应用软件批量部署、虚拟机优雅关机、虚拟机克隆 等；（2）虚拟化管理：虚拟机存储迁移、虚拟机整机迁移、多核虚拟 机热备等；（3）存储管理：存储瘦供给、存储 IO 控制、存储负载均衡、分布式 存储等；（4）网络管理：网络 IO 控制、分布式虚拟交换机、策略跟随、虚拟网 关等。

2.2.2.2. 成熟度成熟度 十多年来，x86 服务器虚拟化技术日趋成熟并仍在持续发展，目前已有较为 成熟的商业化产品和应用，客户可选择范围扩大，具体表现为两个层面：（1） 随着硬件辅助虚拟化技术的日趋成熟和虚拟化厂商对产品的持续优化，服务器 虚拟化层（VMM）的性能不断提升，差异日益减小；（2）现有服务器虚拟化解决 方案的差异主要体现在虚拟化管理层的配套管理能力上， 后续的，服务器虚拟化 技术的工作重心将集中在以下几方面：网络互感知、I/O、QoS、安全、标准化 －6－ 等 在技术应用方面，服务器虚拟化用于提高资源利用率，降低成本，提高操 作流程和服务器部署的速度，创建灾难恢复方案等方面，使企业管理、部署和 交付 IT 资源的方式发生根本变化x86 服务器虚拟化已发展为市场主流趋势， 越来越多的企业已经和即将选择服务器虚拟化作为云计算的切入点据 Gartner 预测，目前有超过 50%的 x86 架构工作负载实施了虚拟化，至 2015 年， 这一数字将达到 75% 目前，中国电信已对服务器虚拟化技术进行了深入研究和大规模现场试 验，编制下发了服务器虚拟化企业标准，并正在规划和逐步应用业界成熟的服 务器虚拟化技术。

就服务器虚拟化技术本身，中国电信先后对各类商业虚拟化 软件的功能、性能、部署方案等进行了现场试验在内部云应用方面，中国电 信就业务平台整合的资源池构建、业务平台迁移和整合方案、 异构虚拟化资源的 统一管理、 数据库虚拟化承载等进行了现场试验在对外云服务方面，中国电信 已于 2012 年三季度推出云主机业务并上线运营，并正在进行二期建设 期望值 时间 萌芽期过热期幻灭期复苏期成熟期 服务器虚拟化 中国电信 行业2013 行业2012 图2.1 服务器虚拟化技术发展成熟度曲线 2.3.2.3. 发展策略发展策略 中国电信服务器虚拟化技术的发展策略为： 1）以客户需求及成本控制为导向构建硬件资源池，加快小型机等封闭系统 的下线速度，提升基于 x86 平台的虚拟化比例，有计划有步骤的实现运行在小 型机上的应用系统到 x86 体系架构的平滑过渡 －7－ 2）以客户需求和成本控制为导向，匹配业务需求，降低采购成本，合理规 划和设计。