网格在电信业的应用

摘要　介绍了网格的定义和意义，分析网格在电信领域的应用范围及应用的障碍，在展望网格在电信领域前景的基础上，对中国运营商开展网格项目提出了建议。

　　网格是一个集成的计算与资源环境，或者说是一个计算资源池。网格能够充分吸纳各种计算资源，并将它们转化成一种随处可得的、可靠的、标准的、经济的计算能力，除了各种类型的计算机，这里的计算资源还包括网络通信能力、数据资料、仪器设备以及人等各种相关的资源。基于网格的问题求解就是网格计算。这里给出的网格和网格计算的概念是相对抽象的、广泛的定义。狭义的网格定义中的网格资源主要是指分布的计算机资源，而网格计算就是指将分布的计算机组织起来协同解决复杂的计算问题。

　　网格填充了一个重要的空白。目前主干网的带宽已经从原来的56 kbit/s发展到了千兆、万兆，网络速度的提高为跨地区的资源共享提供了基础和前提。根据摩尔定理，计算机芯片的集成度或者说计算机CPU的处理速度大约每18个月翻一番。1986～2000年，计算机的速度提高了500倍，网络的速度提高了340 000倍。估计2001-2010年，计算机的速度将提高60倍，而网络的速度将提高4 000倍。目前的PC比十几年前的超级计算机还快，而大量的微机在多数情况下，计算能力是闲置的，因此闲置的计算能力可以通过共享手段让其他用户受益。由于计算机绝对速度的提高，将大量闲置的计算资源充分利用起来就成为网格的另外一个重要目的。

一、网格在电信业的应用

　　网格计算已经受到国外大型电信运营商的关注。电信运营商应用网格分为内部应用和外部应用，内部应用是指将网格用于企业的内部管理和支撑；外部应用则是指将网格用于外部业务提供。对于大多数运营商来说，将网格应用到内部管理中是比较现实的做法。电信巨头们大都未能有效地利用已有资源，如果能够创建分布式的计算环境，将有利于提高计算资源的利用率。例如：在分布式的计算环境中，计算密集和处理密集的任务将能被分解，并在数秒钟之内完成，而通常情况下，这样的计算任务往往需要数小时乃至数天才能完成。运营商内部使用网格首先考虑需要较高计算能力的任务。运营商可以考虑的网格内部应用包括：计费、数据处理/流量监控、网络规划、产品开发以及用户分析等等。

　　尽管一些运营商开展了网格计算的相关活动，但网格并没有大规模进入电信市场，在电信领域的发展还处于初级阶段。网格进入电信业最大的障碍在于缺乏有效的商业模型。国外运营商对于内部应用的想法较多，但是对于如何开展外部应用，认识还比较模糊。要想开展外部应用就需要建立有效的网格商业模型，一旦相应的商业模型建立起来，必将促进网格技术在电信领域的发展。

　　目前开展网格研究试验的多为国外基础电信运营商。这里有两方面原因：一是网格属于基础设施和固网的范畴，基础电信运营商有兴趣、有实力研究网格；二是在移动业务逐渐替代固网业务的大趋势下，基础电信运营商也在不断寻求固网经营的增长点。

二、法国电信在网格领域的相关工作

　　法国电信（French Telecom）是一家较早进入网格领域的运营商，从2004年初开始关注网格计算。当时，分别在巴黎、东京及旧金山工作的共10位工程师着手建立了网格业务平台——一个电信运营商理想的业务平台。他们的目标是证明网格可以替代现有平台，提供相同的服务质量、安全性和功能。

　　1.网格业务思路

　　法国电信认为固定业务、移动业务和IP业务的融合是未来的趋势。一开始，这些业务分别有自己独立的网络，相互之间的互操作和动态资源管理几乎不可能。由于缺少互操作性，快速为这些平台整合新的业务十分困难，这给网格技术的发展提供了很好的机会。理论上，网格技术可以让法国电信在一个平台上动态地、最佳地管理所有资源。

　　如果网格计算在公司内部证明是有效的，即网格有助于节约投资和成本，法国电信将会进行下一步：将网格业务推向市场。法国电信可以将多余的资源向其他企业出租，也可以出售存储空间或者给中小型企业、个人等提供网络基础设施。

　　2.介入网格标准工作

　　在标准方面，法国电信是包括全球网格论坛在内的一些网格标准组织的成员。法国电信积极参与论坛的事务，密切跟踪论坛的工作进展和网格技术的快速发展，密切关注网格技术和Web技术融合的趋势。

　　网格技术的发展大体上遵循一定的中间件标准，一些相关的网格软件项目也正在进行中。网格计算的发展在电信领域还有很大的专利申请空间，因此法国电信希望在网格标准方面有所作为，成为网格标准的制定者，并力争把研究成果和思路转化为专利。

　　3.进行网格试验

　　法国电信选择与富士通公司合作进行网格的研发。合作的网格项目始于2004年12月，是法国电信和富士通战略科研伙伴关系的一部分。该项目的第一阶段于2005年1月完成，法国电信和富士通公司将各自现有的CyberGRIP中间件、数据挖掘和视频压缩应用通过网格计算技术进行整合，用来验证网格技术可以部署到这些产品应用中。2005年2月，两家公司的网格项目进入到第二个阶段，双方进行了一系列试验，目标是开发一个平台，使电信运营商能够有效地利用IT资源。基于试验的结果，法国电信和富士通计划验证网格在实际业务中的使用。

　　2006年4月，法国电信宣布与富士通公司联合开发并成功测试了基于网格的系统，该系统用于优化电信运营商IT资源的使用效率。试验中，业务负载自动分配到位于巴黎、东京和川崎的24台服务器中，使得整个网格系统的负载量超出传统系统处理能力的负载。

　　本次测试包含两项应用：名为eConf的互动应用和数据分析的批任务。两项应用都在网格业务环境（GSP）中运行，而且其负载不断变化。测试过程成功地示范了在GSP环境中，三个地点的服务器资源可以被分解，自动响应应用负载量和商业优先级的分配和设置，均达到了系统有效配置和合理利用IT资源的目标。

三、网格在电信领域的前景

　　由于运营商对网格有需求，因此电信运营商将网格运用到内部管理是迟早的事。运营商所服务的用户对网格也有需求，用户希望获得更快的网络、更快的服务。运营商只有通过不断的技术升级，才能满足用户日益增长的需求，而网格技术无疑是理想的选择。此外，融合的趋势和NGN的发展也使网格在电信领域有着较好的前景。

　　网格技术是一种新兴的技术，目前，运营商对该技术的应用大都处于研究试验阶段。近期内网格对运营商的影响不大，因为作为内部应用的网格技术其作用是提高企业内部运作效率。但是从长远来看，网格对运营商的影响将会非常大，因为网格有可能彻底改变运营商的经营方式。过去的10年（指20世纪90年代），电信运营商主要依靠提供承载盈利；现在的10年，运营商主要靠不断推出各种各样的业务盈利；未来的10年，运营商将依靠提供计算能力盈利。

　　电信运营商善于提供大量的、无差别的、可靠的电信产品，已经赢得了客户的信赖。未来，运营商要以此为基础，向客户提供CPU的计算能力，即将大量的、无差别的计算能力作为一种商品提供给用户，并且赢得他们的信任。

四、对中国运营商开展网格项目的建议

　　网格计算是一项新兴的技术。国外咨询公司的调查表明，只有大约10%的IT从业人员听说过网格计算技术，而真正了解这项技术的人员更少。目前网格计算的应用比较广泛，但是大多数应用还停留在各行业的尖端领域和尖端研究上，离普通消费者距离较远。网格计算有逐渐向低端渗透的趋势，而这种趋势应当是循序渐进的，不可能一蹴而就。

　　国际上知名的电信运营商或多或少地都在开展网格的研究，从侧面反应了这项技术的重要性。我们研究网格的最终目的是能够提供基于网络的业务。中国的大型电信运营商也应当加快开展网格计算的研究工作，以下是对中国运营商进行网格研究的建议。

　　1.密切跟踪网格技术的发展

　　国外运营商的研发部门大多是从2003年或2004年开始对网格技术进行跟踪研究的。中国运营商也应当积极组织科研人员着手研究。

　　首先要了解网格计算技术本身。搜集有关情报，了解网格计算的背景、技术特点、功能、行业应用以及标准等各个方面。密切跟踪国际上网格计算的最新进展，包括国外运营商的网格工作和国际网格组织的动态。具体包括：

　　●国外运营商开展网格工作的时间较早，有些还进行了试验并公布了相关结果，中国运营商应当认真分析他们的经验，汲取其研究成果。国外运营商也会在一些国际研讨会上介绍他们对于网格未来的构想，这对于中国运营商也有一定的参考价值。

　　●全球网格论坛等国际网格组织，主要负责网格的标准制定工作，许多运营商都参与了网格国际组织。这些网格组织每年定期或不定期地召开会议，并在相应网站上发布工作动态。中国运营商应当及时跟踪网格组织的工作动态，了解并掌握网格标准的进展情况。

　　2.进行网格试验

　　跟踪研究进行到一定阶段，应当适当开展实际的系统试验。国际运营商通常采用内部应用的方式，进一步验证网格计算系统的可行性。中国运营商可以效仿国外运营商这一做法，首先尝试如何将网格计算技术应用到企业内部。与此同时，中国运营商在开展网格内部试验时需要考虑几个问题：

　　（1）结合企业的实际需要

　　进行网格试验最好结合企业自身特点，网格计算往往用在对计算量、存储量较高的工作上，电信运营商本身有着庞大的电信网，运营支撑系统中一部分对计算能力要求较高的任务，比如计费、流量监控等，可以尝试应用网格计算。另外，网格的计算能力还可以用于电信网的组网设计。如果方案不成熟，网格试验也可以从单纯的试验技术起步，比如试验传输海量数据、分配工作负载，以及执行大规模计算等，然后逐步过渡到与电信运营相关的网络测试。国外运营商进行试验也有类似的做法。

　　（2）如何与现有系统结合

　　在开展网格试验时，应当考虑与现有系统的结合。运营商在建设电信网以及建成之后不断的网络升级中投入了巨资，所以，即使网格计算被证明是一种替代现有系统的方案，运营商也不会完全抛开原有设备，重新建设全新的网格网络，因为那样将会造成资源的巨大浪费。网格计算技术的核心是虚拟化——虚拟各种网络资源，这项技术本身不会排斥某种IT网络。运营商需要做的工作是尽可能通过网格技术利用并整合现有资源，同时随着发展的需要不断增加新的资源。

　　（3）寻求合作伙伴

　　网格计算最初发源于政府和科研项目，而运营商的网络技术人员可能对于网格技术不甚了解，因此运营商可以考虑寻求网格项目的合作伙伴。合作伙伴了解网格技术，运营商了解电信技术，两者合作，取长补短。国外运营商一般选择独立网格企业作为网格试验项目合作伙伴，一方面，运营商有进入网格领域的计划；另一方面，网格软件企业通过合作展示自己的产品，赢得订单。国外部分运营商网格项目的合作伙伴如表1所示。

表1　国外部分运营商网格试验项目的合作伙伴

　　中国运营商也可以选择科研单位和高校作为合作伙伴。中国目前进行的网格科研项目（如中国国家网格、中国教育网格等）在世界上处于比较领先的地位，在国际网格界有一定的知名度，并形成了中国网格计算专家队伍。

　　3.探索网格商业模式，参与网格标准的制定

　　网格计算很有发展前途，但任何新技术的应用最终都应当给运营商带来盈利，而现在缺乏的就是可以实现网格计算盈利的商业模型。这也是全球各大型运营商的共同目标。

　　网格技术在电信领域的发展还处于早期阶段。许多网格技术的标准还未制定，网格相关的专利申请存在着很大的缺口。一些国外运营商已经开始采取行动，试验并研发网格在电信领域应用的标准，并计划根据研究成果申请注册专利技术，这对中国电信运营商又提出了更高的挑战。经验教训告诉我们，站在价值链上游的往往是游戏规则的制定者，国外公司常常凭借拥有的大量核心专利技术，向我们索取高昂的专利费用，我们也因此常常受治于人。要改变这种状况，中国必须有自己的核心技术。中国运营商应当抓住机遇，努力成为标准的制定者，抢占在网格竞争中的优势地位。要想在网格方面有所作为，中国运营商应当积极参与网格国际组织的活动，开展网格国际合作，视野应当更宽，目标应当更远，但是不要脱离网格的国际环境这个大背景。