5G進入規模部署階段，帶來無限可能
2019年，全球5G建設如火如荼，全球幾十家Top國家或國際化電信運營商紛紛宣佈5G商用，其中包含Vodafone、T-Mobile、TIM、Ooredoo等。在國內，2019年10月31日，中國移動、中國電信和中國聯通三大運營商公佈5G商用套餐，並於11月1日正式商用，運營商用實際行動向世人宣告5G時代的到來。
5G的到來正讓萬物互聯變得可能，並加速全新的商業模式和更創新的應用出現，讓通信從滿足人們的溝通交流逐步深入到垂直行業。
運營商IT基礎設施的變化與挑戰
從前端業務的角度，5G的“超高帶寬”、“超低時延”和“全連接覆蓋”意味著數據通道變寬、流動速度變快（下行峰值速度可達20Gbps）、接入更多。從後端ICT支撐平臺來看，5G帶來新的數據量和數據類型，給運營商的支撐系統帶來全新的變化：
- 數據量爆發：按GSMA預測，5G時代，IoT用戶數年增長68%，用戶DOU年增長24%，導致計費話單量年增長超過32.8%，到2024年，運營商計費系統數據量增長將達到6.5倍。5G採用高頻段，基站數量是4G的3-6倍，O域網絡數據同比增長。同時視頻業務從高清轉向超高清、從視頻轉向視覺業務，4K、8K、雲遊戲、AR/VR促使數據量爆發增長10倍以上。
- 業務壓力劇增：數據量的增長，要求IT系統處理效率同比增長，比如當前日結報表，運營商普遍要求在8小時內處理完畢，但數據量成倍增長情況下，現有IT系統將無法滿足出賬時間要求，因此要求IT系統具有更高的併發處理能力，及更低的處理時延。
在5G到來的前夜， 運營商就已經將“雲+大數據”定義為未來的重要方向，如今回過頭看，無疑有先見之明。運營商近幾年持續推進BOM域整合雲化、NFVI雲化，來應對業務和數據的增長，並建設各類大數據平臺，逐步積累核心數據用於分析決策。在核心架構已經實現網絡雲資源池化、計算雲資源池化之後，作為數據處理的重要一環，存儲系統需要為這種變革提供更靈活、高可用、高擴展和開放的存儲服務。
如何構建適用於5G業務的新型存儲系統？
我們從雲和大數據業務兩個方向來簡要分析5G時代更適合運營商的存儲建設方式。
BSS/OSS/MSS/B2B/NFVI多域存儲資源池化，提升運維效率和資源利用
南方某電信運營商2018年每月計費清單已接近5500億條，每月訂單10億筆，物聯網聯接數接近1億。隨著5G商用到來，用戶終端數預計增長將達3倍，而月話單數將超過10倍增長。這就需要存儲系統在容量、性能方面呈現相應的彈性按需擴展能力與之匹配。
而傳統的存儲系統建設方式帶來大量數據煙囪、資源無法快速擴展、數據共享互通困難等問題，在快速的業務變化面前，存儲開始顯得“捉襟見肘”：
- 數據有孤島：傳統“煙囪式”建設，上一套業務部署一套存儲，系統間數據不能共享，成為制約雲資源池建設的短板。
- 存儲利用率低：各業務部門習慣把資源一次性“圈地”，導致表面上看起來存儲資源都分配完了，但實際上各個業務系統的存儲利用率很低，通常不足50%。
- 性能有瓶頸：以前的存儲設備只需滿足單個業務需求，系統的業務忙時、熱點性能需求、數據讀寫習慣基本固定。但幾十上百套不同負載的業務共用存儲，業務性能模型多樣，存儲資源難以匹配需求。
2014年，華為OceanStor分佈式存儲系統開始在運營商雲平臺中逐步應用，應用場景從最初的開發測試、桌面雲，直至現在的B域、O域、M域、B2B業務的雲化全面推進，實現數百PB級大規模商用部署，併為5G的海量數據存儲處理打下基礎。這得益於其如下架構優勢：
- 大集群消除孤島：OceanStor分佈式存儲採用大資源池設計，單集群可支持數千節點擴展；數據和讀寫I/0打散分佈在集群內的所有硬件上，消除性能瓶頸和數據孤島。
- 高可用：隨著分佈式存儲雙活、複製等增值特性不斷完善，其在部分場景下的高可用指標已經可以達到傳統存儲的水平，支持多域數百種業務混合負載無憂。
- 高性能：基於軟硬一體的架構可提供最佳的性能調優，結合Kunpeng處理器的算法卸載和AI Fabric無損網絡，可達到16.8萬IOPS@1ms時延，支撐高性能業務運行。
- 按需靈活擴展：資源不足時，直接增加新的標準硬件節點，實現容量與性能的線性提升。
電信運營商雲化改造如火如荼並初見成效。例如，中國電信浙江公司在集團內率先完成BOM域關鍵業務平臺雲化，目前這個比例已經超過95%，實現總擁有成本降低30%。2019年12月9日，中國移動浙江公司IT系統最後一臺小型機完成斷網操作，完成235臺小型機業務的雲化遷移，遷移至雲平臺的應用運行穩定，其IT系統邁入全雲化、分佈式化時代，同時實現採購成本和運維成本的大幅降低。
融合大數據分析，存算分離助力實現5G時代精準運營、降本增效
隨著雲計算、物聯網、5G部署、虛擬現實、人工智能等技術發展與應用，運營商移動終端連接數量呈倍增長，傳統Hadoop大數據計算與存儲一體的基礎架構採用多副本冗餘技術，讓採購成本與機房空間成本居高不下，使得這種架構的實用性變差，面臨以下挑戰：
- 資源閒置：一體化建設在擴容時計算與存儲是等比例的，當同一時期算力與容量需求不一致時，存在計算或存儲資源的浪費。
- 利用率低：傳統Hadoop使用3副本冗餘，1份數據需要存3份，存儲空間利用率不足33%。
- 煙囪化建設：一個集群只支持一個文件命名空間（NameSpace），即一個業務需要搭建一套系統，形成多個大數據煙囪，讓提升資源利用率變得更加困難。
- 性能瓶頸：Hadoop集中式元數據管理（主備NameNode），文件數量增多時，存在性能瓶頸。
運營商亟需新的Hadoop集群架構，以滿足數據增長需求的同時，又能避免資源浪費，使計算資源和存儲資源發揮最大的效能，匹配業務發展，降低大數據建設成本。2019年華為推出了大數據存算分離解決方案，幫助運營商大數據業務實現降本增效。
大數據計算存儲方案架構演進
相比傳統建設模式，華為大數據存算分離方案有哪些價值呢？下面來看一下
- 精準投資：分析平臺與存儲平臺解耦，資源可獨立擴容，計算資源不足擴計算，存儲資源不足擴存儲。
- 提升存儲利用率：提供彈性EC冗餘算法替換3副本，將存儲空間利用率從不足33%提升到80%以上，相同硬件投資可以成倍增加可使用容量。
- 大數據雲化：計算和存儲分離後，計算資源可部署在雲平臺上，實現雲化和服務化，提升資源發放效率。
- 資源共享：統一資源池提供多個命名空間，支持多個業務按照租戶等方式共同使用資源池，通過QoS等存儲特性保障各業務資源使用。
- 支持更大數據集：採用分佈式元數據管理，不存在集中元數據帶來的性能瓶頸。
目前，華為大數據存算分離方案已經陸續落地運營商日誌留存、經營分析系統，例如中國移動某省級公司聯合華為，將經營分析系統基於大數據計算存儲分離方案進行擴容，通過OceanStor分佈式存儲的原生HDFS接入現網，實現新舊大數據分析平臺共存，0數據遷移；並結合彈性EC降低OPEX超過40%。除了日誌留存和經營分析外，網規網優、詳單查詢等業務場景，大數據存算分離未來也大有可為。
5G影響著運營商數據基礎設施的變化趨勢：持續推進雲化和分佈式化，是主流電信運營商普遍認可的演進方向；基於存算分離的架構進行大數據分析平臺建設和改造，降低總擁有成本也是大勢所趨。這些變化，將同移動通信技術的演進相輔相成，共同加速了電信運營商行業的發展進程。
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