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1、目 录1.课题来源及类型- 1 -2.课题的意义及现状分析- 2 -2.1企业通信现状分析和统一通信的价值- 2 -2.2统一通信概述- 3 -2.3统一通信存在的问题- 4 -2.4云计算和统一通信的关系- 5 -3. 课题的研究目标、研究内容和拟解决的关键问题- 6 -3.1课题研究目标- 6 -3.2课题研究内容- 6 -3.3 拟解决的关键问题- 6 -4. 课题的研究方法、设计及试验方案，可行性分析- 7 -4.1课题的研究方法- 7 -4.1.1需求收集- 7 -4.1.2UML- 8 -4.2课题设计方案- 10 -4.2.1需求分析- 10 -4.2.2组网分析- 12 -4.
2、2.3云计算分析- 14 -4.3课题可行性分析- 17 -5.课题计划进度和预期成果- 18 -5.1计划进度- 18 -5.2预期成果- 18 -5.2.1xxx业务需求分析- 18 -5.2.2xxx的方案设计- 19 -1. 课题来源及类型本论文结合基于云计算的企业统一通信建设项目。阐述一个典型的企业统一通信解决方案的设计。目前，企业的信息化建设已经成为企业办公信息化建设的重点，然而多数企业的信息化建设仍然处于办公自动化的阶段，面临许多问题，主要是缺乏有效解决通信效率的解决方案。造成了沟通方式离散，效率不高的困境。纵观人们信息与通信技术的发展历程，提升效率与节省成本始终是人们对信息通信
3、设施不变的要求，同时也是促使通信技术发展到今天的最大推动力。可以说每一项通信技术的诞生都是本着提升人们工作效率和节省成本这两个目的的。Universal Communication，即统一通信，是指集成了丰富的沟通方式的通信平台，也是为了解决沟通方式离散，效率不高的困境，提升人们工作效率和节省成本而出现的。UC所涵盖的通信方式包括文本会话、IP电话、视频及网真、手机短信、文件传输、Web网络会议、文档/应用程序共享、电子白板、邮件等。UC同时提供各种融合接口和功能，可以大大降低企业通信费用，增强企业内外部沟通能力，改善企业与客户之间的沟通渠道，创造新兴的企业沟通文化，提高企业生产力。但统一通信
4、在中国的应用并不理想。这是因为现在的统一通信解决方案一般都使用专用硬件来解决语音/视频通讯的需求(如华为、cisco、AVAYA)。专有硬件的成本一般较高，且维护、使用需专门的知识和培训，使整个系统的采购成本和使用成本居高不下，使沟通效率提高带来的收益大打折扣。而另一方面企业的PC、服务器的计算能力不能100%发挥作用，CPU总是有空闲，造成浪费。所以可以使用纯软件基于IP的语音通信系统（含呼叫控制中心、文字/视频/语音一体化的客户端），使整个统一通讯系统部署在云上成为可能，进而利用分散云将企业已有的空闲计算资源利用起来，形成一个低成本的统一通讯解决方案。2.课题的意义及现状分析2.1企业通信
5、现状分析和统一通信的价值在全球经济更快更多的相互联结的形势下，人力要素在经济发展巾变得更加有价值。事实上，个人之间、团体之间的沟通和协作需求呈现出指数增长，供应商、制造商. R&D部门、工程、生产、运营、销售、市场、财务、零售企业生产、营销流程的各个环节都出现全球分化的趋势，不同类型、不同规模的企业都意识到了在愈来愈激烈的竞争巾，知识、技能、信息自由流动、畅通联结的重要性。据研究机构的统计，目前平均每人使用6.4种不同的通信设备，包括固定电话、手机、EMAIL、即时通信等。然而企业员工仍然有36%的几率无法在第一时间联系上对方；总的来讲，我们的沟通手段众多，但是沟通方式离散，效率不高。这种现状
6、严重妨碍工作效率的提高。而统一通信把计算机技术与传统通信技术融为一体，为企业客户带来了通信的全新体验，简化了沟通方式，提高了沟通效率。统一通信与企业资源配置、客户关系管理等应用的深度结合，优化了人力成本配置，进一步增强了企业活力。统一通信在企业发展巾起到的作用越来越受到企业客户的重视。2.2统一通信概述最早提出统一通信构想的是老牌互联网设备供应商思科，在其眼中，统一通信就是把计算机技术与传统通信技术融合一体，让人们无论任何时间、任何地点，都可以通过任何设备、任何网络，获得数据、图像和声音的自由通信。但那个时侯互联网的发展远没有现在这么迅速，人们对于通信的统一大多呈观望态度。直到2006年，微软
7、和北电合力进军通信解决方案市场，IBM加大对企业内部协同、邮件、应用的全面整合，统一通信的轮廓才逐渐丰满起来。统一通信的主要内容和核心厂商可以通过下面的统一通信象限图表示。从形式上归纳，统一通信包括了企业资源门户、企业协同工具（企业社交网络）、邮件/即时通讯、Web会议、语音呼叫中心和视频/网真六大部分；从厂商的参与度而言，思科、微软、IBM、Google是UC的四大核心厂商。 统一通讯象限图2.3统一通信存在的问题虽然都是“统一通信”，但各国际巨头在布局这一市场方面各有侧重。思科的强项在于硬件，其核心竞争力基于设备底层模块化交换，这种模块可以与不同的终端和应用软件集成;微软、IBM以致后来的
8、Google都更倾向于提供软件方面的解决方案;更有华为、Polycom等传统设备厂商纷纷与软件提供商结盟，共同提供统一的解决方案。这种通信解决方案在国外取得了还算不错的成效，但在中国却遇到了叫好不叫座的尴尬。首先就是各厂商，即使是四大核心厂商都无法提供完全的统一通信解决方案，用户根本不清楚应该采用什么样的部署计划；其次，各厂商的解决方案都号称可以和其他厂商互通，但实质上都使用专有的硬件和接口，在架构和产品线上都是排它的；最后，专有的硬件计算资源使用率不高，造成浪费。总的来说，不完整的解决方案和排他的硬件架构带来了高额的部署成本和随之而来的维护成本，本来能帮助企业降低成本的统一通信在中国反而增加
9、了企业成本，令人望而却步。成本成为了中国诸多企业牵手统一通信的拦路虎，以至于中国大量企业对投资统一通信难有信心。2.4云计算和统一通信的关系近几十年来，互联网技术迅猛发展。然而，互联网给人们带来新服务的速度远远赶不上人们对他与日俱增的需求。与此同时，对于企业来说，存储资源和计算机硬件的相对成本在不断的提高，信息系统的建设和维护成本在不断地上升，人员管理和能源的消耗也在不断的增加。要解决这一系列的难题，必须有一个新的平台和处理机制来协调和控制有限的资源，使得数据的收集和处理更为快速和高效。企业通讯系统的发展也符合互联网的发展趋势，存在资源有限、成本上升到问题。在这种情况下，一种新的服务计算模型产
10、生了，这就是云计算。云计算的各方面定义很多，基于用户的视角来看，目的就是让使用者在不需了解资源的具体情况下做到按需分配，将计算资源虚拟化为一片云。公认的三个云计算服务层次是IaaS（Infrastructure as a Service）、PaaS（Platform as a Service）和SaaS（Software as a Service），分别对应硬件资源、平台资源和应用资源。统一通讯本质上也是数据的交换和处理，也需要使用硬件资源、平台资源和应用资源。将这些资源云化，将有可能做到按需分配，使资源得到有效的利用，从而降低整个统一通讯解决方案的成本。 3. 课题的研究目标、研究内容和拟解
11、决的关键问题3.1课题研究目标本文对UC系统建设从需求分析方案设计方案实施进行阐述。课题研究目标是：结合企业需求和信息化现状，探讨如何建设提升企业工作效率的UC系统；研究UC系统运营成本构成，探讨低运营成本的UC系统方案。3.2课题研究内容本文针对企业UC项目建设的现状和需求特点，主要对UC项目的整体技术设计方案进行研究，提出一个可行的低成本、短周期的设计方案。同时本文对多个备选设计方案进行比较，并解释方案选择的理由。本文主要研究内容包括：首先，分析UC项目的需求，阐述需求的背景，以及为企业所带来的价值；然后采用UML进行场景分析和系统分析设计。系统分析设计后，根据分析得出的系统需求对关键技术
12、进行选型，并使用快速原型方法构造一个原型验证关键技术。最后，在原型验证的基础上进行详细设计，给出整个项目的完整方案。3.3 拟解决的关键问题针对建设一套低运营成本的企业UC这一需求，我认为关键问题在于如何合理的使计算资源得到最大化的利用。在这个问题上云计算是一个可行的研究方向。那么使用何种云计算架构和技术、如何部署、管理云、如何解决云的迁移问题，将成为方案是否能成功的关键。而如何解决周期短的问题，我认为关键在于合理的使用开源项目、合理的购买商业产品，在成本可控的前提下缩短项目周期。4. 课题的研究方法、设计及试验方案，可行性分析4.1课题的研究方法 4.1.1需求收集问卷调查和专家评分法是一种
13、最常用、最简单的定性与定量相结合的分析方法。它的应用分成两个步骤：首先，识别出某一特定项目可能遇到的所有需求，列出需求表；其次，利用专家经验和调查统计结果，对所列需求的重要性进行评价，最后综合成整个项目的需求排序。本文采用这种方法进行需求收集，并结合信息化的实际情况进行了改进。我们在对信息化进行初步研究，有了一定认识后，拟定出两份需求调查问卷，以文字讨论形式为主，分别面向开发单位和使用单位，各自列举了双方认为具有价值的需求，以及在需求实现后对企业的可能影响。然后，我们通过当面访问讨论和邮件咨询的方式，对3位有相关经验的开发人员、2位主要从事企业信息化软件开发的公司负责人和3位使用UC系统的企业
14、领导进行了调查，倾听他们对UC系统的心得体会，了解他们对通讯对企业效率影响程度的观点。接着，我们依据调查反馈信息，参考已识别出的关键需求，重新拟定出一份需求列表，列举需求的价值，并询问对此的认可度。对问题的回答反映了这一需求的认可度，用0-10之间的数表示。例如，对上一个问题的回答可以用10表示需求价值很高；用5表示需求价值一般等。得分越高表示需求价值越高；反之，需求价值越低。4.1.2UMLUnified Modeling Language (UML)又称统一建模语言或标准建模语言,是始于1997年一个OMG标准，它是一个支持模型化和软件系统开发的图形化语言,为软件开发的所有阶段提供模型化和
15、可视化支持，包括由需求分析到规格，到构造和配置。 面向对象的分析与设计(OOAD，OOAD)方法的发展在80年代末至90年代中出现了一个高潮，UML是这个高潮的产物。作为一种建模语言，UML的定义包括UML语义和UML表示法两个部分。(1) UML语义 描述基于UML的精确元模型定义。元模型为UML的所有元素在语法和语义上提供了简单、一致、通用的定义性说明，使开发者能在语义上取得一致，消除了因人而异的最佳表达方法所造成的影响。此外UML还支持对元模型的扩展定义。(2) UML表示法 定义UML符号的表示法，为开发者或开发工具使用这些图形符号和文本语法为系统建模提供了标准。这些图形符号和文字所表
16、达的是应用级的模型，在语义上它是UML元模型的实例。标准建模语言UML的重要内容可以由下列五类图（共9种图形）来定义：第一类是用例图，从用户角度描述系统功能，并指出各功能的操作者。第二类是静态图 (Static diagram)，包括类图、对象图和包图。其中类图描述系统中类的静态结构。不仅定义系统中的类，表示类之间的联系如关联、依赖、聚合等，也包括类的内部结构（类的属性和操作）。类图描述的是一种静态关系，在系统的整个生命周期都是有效的。对象图是类图的实例，几乎使用与类图完全相同的标识。他们的不同点在于对象图显示类的多个对象实例，而不是实际的类。一个对象图是类图的一个实例。由于对象存在生命周期，
17、因此对象图只能在系统某一时间段存在。包由包或类组成，表示包与包之间的关系。包图用于描述系统的分层结构。第三类是行为图（Behavior diagram），描述系统的动态模型和组成对象间的交互关系。行为图包括：状态图、活动图、顺序图和协作图。其中状态图描述类的对象所有可能的状态以及事件发生时状态的转移条件。通常，状态图是对类图的补充。在实用上并不需要为所有的类画状态图，仅为那些有多个状态其行为受外界环境的影响并且发生改变的类画状态图。 而活动图描述满足用例要求所要进行的活动以及活动间的约束关系，有利于识别并行活动。活动图是一种特殊的状态图，它对于系统的功能建模特别重要，强调对象间的控制流程。 顺
18、序图展现了一组对象和由这组对象收发的消息，用于按时间顺序对控制流建模。用顺序图说明系统的动态视图。 协作图展现了一组对象，这组对象间的连接以及这组对象收发的消息。它强调收发消息的对象的结构组织，按组织结构对控制流建模。 顺序图和协作图都是交互图，顺序图和协作图可以相互转换。第四类是交互图（Interactive diagram），描述对象间的交互关系。其中顺序图显示对象之间的动态合作关系，它强调对象之间消息发送的顺序，同时显示对象之间的交互；合作图描述对象间的协作关系，合作图跟顺序图相似，显示对象间的动态合作关系。除显示信息交换外，合作图还显示对象以及它们之间的关系。如果强调时间和顺序，则使用
19、顺序图；如果强调上下级关系，则选择合作图。这两种图合称为交互图。第五类是实现图 ( Implementation diagram )。其中构件图描述代码部件的物理结构及各部件之间的依赖关系。一个部件可能是一个资源代码部件、一个二进制部件或一个可执行部件。它包含逻辑类或实现类的有关信息。部件图有助于分析和理解部件之间的相互影响程度。配置图定义系统中软硬件的物理体系结构。它可以显示实际的计算机和设备（用节点表示）以及它们之间的连接关系，也可显示连接的类型及部件之间的依赖性。在节点内部，放置可执行部件和对象以显示节点跟可执行软件单元的对应关系。本文采用面向对象技术设计系统时，首先是描述需求；其次根据
20、需求建立系统的静态模型，以构造系统的结构；第三步是描述系统的行为。其中在第一步与第二步中所建立的模型都是静态的，包括用例图、类图（包含包）、对象图、组件图和配置图等五个图形，是标准建模语言UML的静态建模机制。其中第三步中所建立的模型或者可以执行，或者表示执行时的时序状态或交互关系。它包括状态图、活动图、顺序图和合作图等四个图形，是标准建模语言UML的动态建模机制。4.2课题设计方案4.2.1需求分析通过调查，一个统一通信系统至少需实现以下的业务功能：1. 统一地址簿，统一通信系统中地址薄功能是终端用户查找成员的工具，需支持企业地址薄和个人地址薄，分别支持管理员和个人用户对地址薄进行编辑、查询
21、操作，用户可点击地址薄发起各种通信和IT应用，如话音通信、会议、即时消息等。2. 状态呈现是统一通信系统实现实时通信的重要业务功能，统一通信系统均应具箭这一功能。状态呈现支持用户自定义、设置、管理和发布自己的状态信息，系统提供终端用户呈现状态的查询、订阅等功能，便用户即时获知他人的状态信息，系统还需要根据用户的通信状态自动显示其呈现状态。3. 语音通信统一通信系统支持语音通信功能并可与公众电话网丌通。用户可通过点击地址薄、通话历史记录或输入被叫地址发起呼叫，并支持呼叫进展状态以及呼叫控制，还可以根据用户的状态进行设置呼叫策略等。4. 电话会议用户可通过各种终端进行电话会议预约并发起会议，发起者
22、可进行会议的管理和控制。包括对预约的会议参与者利用各种形式进行通知，如短信、即时消息、邮件等，还可以对电话会议进行录音。5. 即时消息：即时消息功能允许在用户之间可传递各类媒体形式的消息，如文本、图像、文件等。统一通信系统的即时消息功能覆盖单机IM软件的所有功能，并且与统一通信系统的其他业务能力相联结，功能更强大。即时消息功能需支持点击地址薄发送，消息的点到点、点到多点的发送，以及消息的离线发送、定时发送、发送失败回执。还支持系统广播消息等。6. 统一管理：统一通信为用户提供统一管理功能，管理员可集中配置和管理统一通信门户，定制统一通信业务功能。统一管理功能还包括对帐号按权限进行角色划分和分组
23、管理、企业地址薄的管理、用户数据的备份和恢复复等。 除了上述基本的业务功能外，统一通信系统还可提供以下增强型的业务功能：1. 视频通讯：提供用户间点到点的视频通信功能。2. 网络传真：支持用户利用统一通信终端，通过州络向传统传真机发送传真和接收来自传统传真机的传真。3. 数据协同：提供数据协同功能，为用户提供屏幕共享、程序共享、网络存储、文件共享、电子白板等功能。4. 多媒体会议：同时支持包括音频、视频、文字和数据协同应用在内的多方实时多媒体通信。5. 企业应用集成：统一通信系统提供接口，支持与企业应用的集成，使得用户在企业的各种数据应用和业务流程可方便的调用统一通信系统提供的各项功能，可根据
24、企业的需求，集成电子邮件、企业办公自动化、客户关系管理等。 还可以根据需要进行其他增值业务功能的定制，如彩铃、个性化振铃音等。4.2.2组网分析IP地址规划的结果直接影响到网络运行的质量，以下是几点IP地址规划的基本原则：唯一性：一个IP网络中不能有两个主机采用相同的IP地址。即使使用了支持地址重叠的MPLS/VPN技术，也尽量不要规划为相同的地址。扩展性：地址分配在每一层次上都要留有余量，在网络规模扩展时能保证地址叠合所需的连续性。实意性：“望址生义”，好的IP地址规划使每个地址具有实际含义，看到一个地址就可以大至判断出该地址所属的设备。这是IP地址规划中最具技巧型和艺术性的部分。最完美的方
25、式是得出一个IP地址公式，以及一些参数及系数，通过计算得出每一个需要用到的IP地址。VLAN规划：对于涉及到交换机需要划分vlan的，对vlan的划分规则进行统一的规划，尽量将VLAN段和具体业务相关联IP QoS ( Quality of Service )：指IP网络的一种能力，即在跨越多种底层网络技术（FR、ATM、Ethernet、SDH等）的IP网络上，为特定的业务提供其所需要的服务。因本文的方案基于IP，IP Qos直接影响通讯质量。网络衡量IP QoS的技术指标包括：1）带宽/吞吐量 - 指网络的两个节点之间特定应用业务流的平均速率；2）时延 - 指数据包在网络的两个节点之间传送
26、的平均往返时间；3）抖动 - 指时延的变化；4）丢包率 - 指在网络传输过程中丢失报文的百分比，用来衡量网络正确转发用户数据的能力；5）可用性 - 指网络可以为用户提供服务的时间的百分比。4.2.3云计算分析从技术上讲云计算就是计算虚拟化。最早的云计算来自于网格计算，通过一堆性能较差的服务器完成一台超级计算机才能完成的计算任务，简单的说就是计算多虚一。但是现如今一虚多（VM/XEN等）也进入云计算，并且成为主流。集中云，最早期的也是目前最大的一个典型实际用户就是Google搜索引擎了。搜索引擎是超级消耗资源的典型应用，从你在网页上一个关键词的搜索点击，到搜索结果的产生，后台是经过了几百上千台服
27、务器的统一计算。虽然使用者看到的只是在简单的页面进行点击输入，但是后台的工作量已经远远不是少量几台大型服务器能够胜任的了，即使天河一号也不见得能搞定。集中云的应用主力就是这些大型的互联网内容提供商们，当然还有一些传统应用如地震、气象和科研项目的计算也会存在此类需求。集中云主要使用Cluster集群多虚一技术。集中云在云服务中属于富人俱乐部的范围，实际上都是各大互联网服务提供商自行搭建集中云以提供自己的业务给用户，不会说哪天雅虎去租用个Google的云来向用户提供自己的新闻页面访问。集中云服务可能的租用对象是那些高度科研项目。从以上分析该技术来看并不适合本文研究的项目的目的。分散云的最主要目的是
28、为了提高效率，力争让所有的CPU都跑到100%，力争让所有的内存和带宽都占满。以前10台Server的工作，两台Server每台跑5个虚拟机VM（Virtual Machine）就搞定了，省电省空间省制冷省网线省人工，达到绿色环保的目的。和本文的所要达到的目的相符合。技术方面从实现方案来看，目前大致可分为三类：操作系统虚拟化OS-Level：在操作系统中模拟出一个个跑应用程序的容器，所有虚拟机共享内核空间，性能最好，耗费资源最少。缺点是操作系统唯一，如底层操作系统跑的Windows，VPS/VE就都得跑Windows。代表是Parallels公司（以前叫SWsoft）的Virtuozzo（商用
29、产品）和OpenVZ（开源项目）。主机虚拟化Hosted：先说下Hypervisor或叫做Virtual Machine Monitor（VMM），它是管理虚拟机VM的软件平台。在主机虚拟化中，Hypervisor就是跑在基础操作系统上的应用软件，与OS-Level中VE的主要区别在于：Hypervisor构建出一整套虚拟硬件平台（CPU/Memory/Storage/Adapter），上面需要你再去安装新的操作系统和需要的应用软件，这样底层和上层的OS就可以完全无关化。主机虚拟化中VM的应用程序调用硬件资源时需要经过:VM内核-Hypervisor-主机内核，导致性能是三种虚拟化技术中最差的
30、。主机虚拟化技术代表是VMware Server（GSX）、Workstation和Microsoft Virtual PC、Virtual Server等。裸金属虚拟化Bare-metal：裸金属虚拟化中Hypervisor直接管理调用硬件资源，不需要底层操作系统，也可以理解为Hypervisor被做成了一个很薄的操作系统。这种方案的性能处于主机虚拟化与操作系统虚拟化之间。代表是VMware ESX Server、Citrix XenServer和Microsoft Hyper-V。上图描述了三种虚拟化方案的形态区别。分散云带来了新的挑战，虚拟机之间的数据通信管理需求促使了一系列网络新技术的
31、发展。在OS-Level与Hosted方案中，虚拟机都是架设于操作系统之上的，因此VM/VE之间的通信主要由同样运行于基础操作系统之上的网络交换应用程序来完成。而在最主流的Bare-Metal结构中，由于Hypervisor薄操作系统的引入，性能、管理、安全和可靠性等多维度的考虑，造成VM间网络通信管理发展出不同的技术道路（EVB与BPE）。X86架构最早期是纯软件层面的Hypervisor提供虚拟化服务，缺陷很多，性能也不够，直到2006年Intel推出了实现硬件辅助虚拟化的VT技术CPU产品后才开始迅猛发展（AMD也跟着出了VM技术）。硬件辅助虚拟化技术主要包括CPU/Chipset/Ne
32、twork Adapter等几个方面。随着2007年Intel VT FlexMigration技术的推出，虚拟机迁移成为可能，2009年Intel支持异构CPU间动态迁移再次向前迈进。鉴于分散云的作用和技术成熟度，本文将在分散云技术方面进行研究，以寻找应用云计算到UC系统的方法。4.3课题可行性分析1、统一通信技术在企业信息网中的实现拥有众多的成功案例。2、提供统一通信解决方案的公司众多，可借鉴的方案多。3、出于成本的考虑，企业迫切需要一个包括运营成本在内的总拥有成本较低的解决方案。而云计算提供了这样的可能性。4、在企业信息化过程中，多种通信渠道的出现，并没有使沟通更有效率，对通信渠道的融合
33、提出了迫切的要求。5、xx公司的业务对沟通的效率要求较一般企业为高。6、云计算和虚拟化有众多的商业/开源技术可供选择，技术上具备一定的成熟度。基于以上分析结果，我们认为本文的研究方法和设计方案切实可行，可操作性高，研究结果也具有很高的实用性，课题具有一定的研究价值。5.2预期成果总结全文，本文预期取得的主要研究成果如下：5.2.1xxx业务需求分析1、与xxx进行沟通，了解业务需求，了解现有网络情况、了解通信资源使用量及用户习惯；2、根据用户需求，运用需求分析法，汇总用户信息，进行需求分类，输出需求分析和系统规格，并反馈用户，确定最终需求。5.2.2方案设计1、运用UML/面向对象的设计方法进行系统分析，编写设计文档。2、对需外购的软/硬件进行选型和测试，确定最终方案。3、对需进行开发的软件进行原型验证，确定技术可行。4、最终移交用户设计方案和原型。