基于云计算模型的移动通信网络优化

Microcomputer Applications Vol. 25, No.10, 2009 技术交流 微型电脑应用 2009年第25卷第10期 ·42·文章编号：1007-757X(2009)10-0042-03 基于云计算模型的移动通信网络优化

杨 云，冯 亚 摘要：为了最大程度地利用现有的移动通信网络资源，提升移动通信网络优化的工作效率，引入了云计算模型。结合移动通信网络优化面临的现状，在阐述云计算特征的基础上，剖析了云计算模型在移动通信网络优化中应用的可能性和必要性，并结合云计算的特点，提出了基于云计算模型的移动通信网络优化链接框架。该框架的构建为简化网络优化步骤、提高优化工作效率、降低优化费用提供了一定的理论依据，并为移动通信网络优化工作的深入研究奠定了基础。 关键词：云计算；移动通信；网络优化；虚拟化 中图法分类号：TP311.56 文献标志码：A

0 引言 从1982年GSM(Global System for Mobile Communications,全球移动通讯系统)成为欧洲电信标准至1992年规模商用，再至3G（the Third Generation，第三代移动通信技术）网络加速部署的今天，现代无线通信技术呈现飞速发展的趋势。在移动通信网络大规模建设的背后必然存在如何深度优化网络，有效利用现有资源等问题。虽然移动运营商愈来愈重视网络优化问题，但是由于运营设备来自不同的生产厂商，因此将面对如何整合来自不同生产商的海量设备数据。除此之外，网络优化采集、分析的数据存在着不确定性，导致了网络优化方案的复杂性、繁琐性。而云计算的出现为移动通信网络优化工作，提供了崭新的、较为理想的方法。 1 网络优化的现状 由于移动通信运营商使用的设备来自不同的生产厂商，同时优化采集的大量数据存在着太多的不确定性，致使网络优化软件存在以下问题： 1)处理数据的单一性 由于运营商使用的设备不同，所以优化处理的设备数据也不同。现今的优化软件只能针对网络的某一性能或只适用于某一地区的数据进行分析处理。这必然影响网络优化软件的通用性。 2)资源的独占性 目前的网络优化软件一般处于单机环境中，造成优化数据的不完善，无法达到资源的共享。致使各运营商都需要花费大量的人力、物力来完成优化工作。 3)数据管理的有限性 移动通信网络优化不仅要采集大量的通信数据，包括：用户通话数据、文件传输数据、日志数据等，而且网络优化工作需要大量经验的积累，要求存储大量的历史数据，包括优化实施方案、优化日志等，故需要强大的管理系统来完成数据的分类及管理。虽然现在的优化软件使用了大容量的数据库，但是软件运行效率较低，无法满足要求。 2 云计算概述 2.1 云计算的概念 云计算（Cloud Computing)是网格计算出现以后的又一种新的计算模式，或者说是一种网格计算的商业实现。不同背景的人对云计算的理解各不相同。 墨尔本大学计算机科学和软件工程系的专家Rajkumar Buyya等人对云计算的定义为：“云计算是一种由一系列相

互连接的并作为一个或多个统一计算资源库实时地、动态地向用户提供资源的虚拟化的计算机组成的并行分布式系统，这些统一计算资源库是基于建立在服务供应商和消费者之间协商基础上的服务等级协议。”[1]

李开复则认为：所谓“云计算”，就是要以公开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，让互联网这片“云”成为每一个网民的数据中心和计算中心。[2]

我们不难看出，云计算带来的是一种变革——用户只需通过一根网线借助浏览器就可以很方便的访问“云端”资源。

它将改变传统硬件和软件的使用方式。 2.2 云计算的特征

云计算平台不仅具有集群和网格计算的特性，而且拥有如下的自身特征和功能。 1)以互联网为中心

云计算平台运营商以互联网为中心，将存储和运算能力分布在网络所连接的各个节点之中，从而弱化终端的计算能力，使互联网的计算架构由“服务器＋客户端”向“云服务平台＋客户端”演进。 2)以虚拟化为基础

虚拟化是云计算的技术基础，它将底层的硬件，包括服务器、存储与网络设备全面虚拟化，在虚拟化技术之上，建

——————————— 作者简介：杨 云（1965- ），女，黑龙江鸡西人，陕西科技大学电气与信息工程学院，博士研究生，教授，研究方向为：移动通信网络优化，数据仓库与数据挖掘，CCF高级会员（会员号：E20-0012726S），陕西省 西安市 710021 冯 亚（1985- ），女，陕西铜川人，陕西科技大学电气与信息工程学院，硕士研究生，研究方向为移动通信网络优化，陕西省 西安市 710021 Microcomputer Applications Vol. 25, No.10, 2009 技术交流 微型电脑应用 2009年第25卷第10期 ·43·立一个随需而选的资源共享的基础资源池，形成一个服务型的可伸缩的IT基础架构，从而为用户提供以出租IT基础设施资源为形式的云计算服务。 3)超强的计算能力 通过一定的协调调度策略，云计算模式可以通过数万乃至百万的普通计算机之间的联合来提供超强的、可以与超级计算机相抗衡的计算能力，使用户完成单台计算机根本无法完成的任务。 4)高性价比的服务 云计算为用户提供最低廉、便捷的服务，在云计算中，用户只需要花费很少钱、甚至不花钱就可以使用以前自己无法拥有的计算功能以及拥有来自世界各地的资源。 5)安全的数据中心 云计算提供了安全、可靠的数据存储中心，严格的权限管理策略可以帮助用户放心的与指定的人分享数据。 3 云计算模型与网络优化结合 作为一种新兴的、倍受赞誉的技术，云计算技术一经推出，就得到了有关人士的推崇。如：微软公司正在研制完全脱离桌面的互联网操作系统“Midori”、IBM的蓝云计算平台（Blue Cloud）以及亚马逊公司的弹性计算云(Elastic Compute Cloud)。云计算模型的出现也为移动通信网络优化注入了新鲜血液，结合云计算的特点和网络优化工作的现状，云计算将给移动通信网络带来以下深刻的变革。 1)模式的改变 传统移动通信网络优化模式环境下，移动通信运营商不得不面对多系统应用和不同厂家生产的多种设备，需要处理每种设备和应用不一致的操控机制、整合来自不同生产商的海量设备数据。即使是同一种设备，内部的集成性也并不良好。为了增强系统的可用性，运营商必须对每种应用和设备分别提出要求，并不时向技术限制妥协。 若采用云计算模型，则可获得众多服务的协作支持。无论设备是哪个厂商提供，运营商都无需关心整合的细节过程，只需享受服务。因此，网络优化工作则可以省略数据预处理过程，优化采集的数据无需整合，大大提高了网络优化工作效率。 2)极低的成本，超值的服务 如果运营商建立一个专有的移动通信网络优化系统，那么它要负担所有的设备和人员的开销，这样成本是最高的。一旦运营商将资源分享出去或者分享了其他运营商的资源，那么就只需负担系统的部分费用。如果完全采用云计算模型，则运营商拥有的资源来自世界各地，负担的成本则会降为原来的1/10,甚至1/20。 3)庞大的数据“云端” 云计算的基本原理是通过云端的资源，如大型硬件平台、数据中心等，向互联网客户提供资源租用、应用托管、服务外包等。庞大的云端资源，刚好满足了移动通信网络优化所需的数据管理。网络优化工作除了对海量数据进行分析之外，还需大量经验的积累，也就是建立优化方案库。若采用云计算模型，运营商可以分享优化方案库里的优化经验，寻求类似的案例，在很大程度上简化了优化程序。优化方案库的建立为网络优化工作人员提供了优化通信网络的实施依据。 4)较低的维护费用

为了确保通信网络优化工作正常平稳的运行，优化人员需要经常对计算机、服务器等终端进行维护、升级和更新。由于云计算模式对用户终端的配置没有限制，因此有关的技术人员不必在升级相关硬件上煞费苦心，运营商投入的人力、物力也会相对的减少，从而减少了通信网络优化费用，大大提高了优化效率。

4 云模型下的通信网络优化框架 结合云计算与通信网络优化的现状，提出了通信网络优化框架（如图1所示），目的是在云计算技术的影响下，对通信网络优化的研究进行更深入的思考。

图1 云模型下的通信网络优化框架 图1中的通信网络优化框架由通信网络优化环境、身份识别系统、数据存储云端、资源云端及个人终端设备组成。 由通信网络优化环境与提供云计算服务的网络公司合作向通信运营商提供服务，运营商通过网络获取云端资源，寻找所需的优化方案，前提是网络公司与运营商之间建立一定的关系。其中，身份认证环节十分重要，它为运营商分配唯一的用户名，获得认证后，运营商才可以享用服务，从而增强了系统的安全性。

5 结束语 文中设计了基于云计算模型的移动通信网络优化框架。该框架可以很好地解决移动通信网络优化软件存在的问题，简化网络优化程序，同时使资源利用率最大化、优化费用最小化，符合企业运营商追求的商业目标。 云计算给移动通信网络优化注入新鲜血液的同时也带来了挑战，但随着云计算技术的日趋成熟，云计算模型在移动通信网络优化中的应用有着良好的发展前景。 Microcomputer Applications Vol. 25, No.10, 2009 技术交流 微型电脑应用 2009年第25卷第10期 ·44· 参考文献 [1] Rajkumar Buyya,CheeShin Yeo, Srikumar Venugopal. Market-Oriented Cloud Computing: Vision, Hype, and Reality for Delivering IT Services as Computing Utilities[C]//Proceedings of the 10th IEEE International Conference on High Performance Computing and Communications, HPCC2008:5-13, Dalian, China, Sept. 2008. [2] 李开复.云中漫步迎接云计算时代的到来[EB/OL].. [3] Rajkumar Buyya, Chee Shin Yeo, Srikumar Venugopal. et al.Cloud computing and emerging IT platforms: Vision, hype, and reality for delivering computing as the 5th utility[ J ].Future Generation Computer Systems, 2009,25(6): 599-616. [4] J. Broberg, Z. Tari, Meta.CDN: Harnessing storage clouds for high performance content delivery[ C ]. Conference on Service-Oriented Computing (ICSOC 2008), Sydney, Australia, 2008. [5] 张健.云计算概念和影响力解析[ J ] .电信网技术, 2009,(1):15-18. [6] 林立宇,陈云海,张敏等.云计算技术及运营可行性分析