內(nèi)蒙古科技大學(xué)包頭師范學(xué)院 武麗英

云計(jì)算架構(gòu)支撐系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與構(gòu)建

內(nèi)蒙古科技大學(xué)包頭師范學(xué)院 武麗英

為了實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)支撐系統(tǒng)向云化架構(gòu)演進(jìn)的新運(yùn)維需求，在重構(gòu)現(xiàn)有CRM/BOSS系統(tǒng)的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)并構(gòu)建了云計(jì)算架構(gòu)支撐系統(tǒng)，該系統(tǒng)包含五層架構(gòu)，分別為用戶交互層、服務(wù)編排層、中心化應(yīng)用服務(wù)層、分布式數(shù)據(jù)訪問層、基礎(chǔ)資源層。

云計(jì)算架構(gòu)支撐系統(tǒng)；互聯(lián)網(wǎng)；數(shù)字化

1.引言

4G時(shí)代，中國(guó)移動(dòng)的商業(yè)模式正在發(fā)生巨大變化，在從語(yǔ)音經(jīng)營(yíng)向流量經(jīng)營(yíng)和數(shù)字化經(jīng)營(yíng)的轉(zhuǎn)型過程中，原有的客戶、渠道、產(chǎn)品、合作伙伴等商業(yè)要素內(nèi)涵、外延均已不同，隨著IT新技術(shù)的發(fā)展以及與之匹配的開發(fā)運(yùn)維模式的調(diào)整，對(duì)第三代業(yè)務(wù)支撐系統(tǒng)提出了新的要求，充分利用各種新技術(shù)、匹配創(chuàng)新的商業(yè)運(yùn)營(yíng)模式、支撐全新數(shù)字化業(yè)務(wù)，以構(gòu)建數(shù)字化時(shí)代的核心競(jìng)爭(zhēng)力。

結(jié)合業(yè)務(wù)發(fā)展趨勢(shì)，中國(guó)移動(dòng)第三代省級(jí)業(yè)務(wù)支撐系統(tǒng)提出了“客戶運(yùn)營(yíng)的核心和連接數(shù)字化服務(wù)的紐帶”，并且實(shí)現(xiàn)“從運(yùn)營(yíng)商內(nèi)部IT系統(tǒng)轉(zhuǎn)型為開放的移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)節(jié)點(diǎn)”的目標(biāo)。并著力于建設(shè)具備“能力開放、極致體驗(yàn)、架構(gòu)敏捷、智能運(yùn)營(yíng)、統(tǒng)一管控”特點(diǎn)的新一代支撐系統(tǒng)——云計(jì)算架構(gòu)支撐系統(tǒng)[1]。

2.云計(jì)算架構(gòu)支撐系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

云計(jì)算架構(gòu)支撐系統(tǒng)，為實(shí)現(xiàn)從應(yīng)用到架構(gòu)上的低成本彈性擴(kuò)展，從傳統(tǒng)三層架構(gòu)變更為開放的五層架構(gòu)，五層架構(gòu)分別為用戶交互層、服務(wù)編排層、中心化應(yīng)用服務(wù)層、分布式數(shù)據(jù)訪問層、基礎(chǔ)資源層。通過基礎(chǔ)架構(gòu)的解耦設(shè)計(jì)，每一層架構(gòu)都擁有獨(dú)立的運(yùn)維能力，實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)的分布式處理，靈活支撐業(yè)務(wù)擴(kuò)展能力。如圖1：

圖1 云計(jì)算架構(gòu)支撐系統(tǒng)層次圖

3.云計(jì)算架構(gòu)支撐系統(tǒng)的構(gòu)建

3.1 應(yīng)用層：三層應(yīng)用體系架構(gòu)[2]

在云計(jì)算架構(gòu)支撐系統(tǒng)中應(yīng)用層包含用戶交互層、服務(wù)編排層、中心化應(yīng)用層。

用戶交互層，引入互聯(lián)網(wǎng)化界面設(shè)計(jì)元素，結(jié)合動(dòng)態(tài)的后臺(tái)服務(wù)，實(shí)現(xiàn)輕量靈活的用戶交互展現(xiàn)，實(shí)現(xiàn)渠道統(tǒng)一、多屏一致的操作體驗(yàn)。交互層細(xì)化分為展示層與適配層。展示層是呈現(xiàn)系統(tǒng)內(nèi)容及形式的管理平臺(tái)，負(fù)責(zé)接收用戶請(qǐng)求，與適配層進(jìn)行數(shù)據(jù)交互，將返回的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理并展示。適配層提供各種訪問設(shè)備、外部系統(tǒng)接入的接口，它為展示層與服務(wù)層提供協(xié)議轉(zhuǎn)換，為系統(tǒng)提供頁(yè)面加速支持、用戶軌跡跟蹤、用戶訪問控制、關(guān)鍵操作控制，實(shí)現(xiàn)以客戶為中心，提供互聯(lián)網(wǎng)化的客戶交互能力。

服務(wù)編排層對(duì)中心化應(yīng)用層的服務(wù)能力進(jìn)行管理，并向交互層與能力開放平臺(tái)提供服務(wù)。通過引入服務(wù)編排層，對(duì)內(nèi)實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)解耦、服務(wù)集成，對(duì)外提供標(biāo)準(zhǔn)服務(wù)能力。服務(wù)編排層作為內(nèi)部系統(tǒng)與其他外圍系統(tǒng)服務(wù)源頭,主要提供服務(wù)總線、流程編排、事件驅(qū)動(dòng)與消息管控等服務(wù)。

中心化應(yīng)用服務(wù)層對(duì)支撐系統(tǒng)核心服務(wù)能力重新劃分，從服務(wù)分類、業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)對(duì)象、業(yè)務(wù)過程等方面進(jìn)行多角度、多維度拆分。它介于上層服務(wù)編排層與下層分布式數(shù)據(jù)訪問層之間，為上層服務(wù)編排層提供核心能力的服務(wù)，并通過下層分布式數(shù)據(jù)訪問層實(shí)現(xiàn)與數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的交互。中心化的應(yīng)用服務(wù)層能力由各業(yè)務(wù)中心的服務(wù)組成，并且統(tǒng)一提供給上層服務(wù)編排層進(jìn)行服務(wù)注冊(cè)、服務(wù)編排管理、服務(wù)調(diào)用、服務(wù)監(jiān)控等。

云計(jì)算支撐系統(tǒng)在縱向上實(shí)現(xiàn)水平擴(kuò)展，橫向上從緊耦合重量級(jí)應(yīng)用，向松耦合彈性擴(kuò)展的中心化架構(gòu)演進(jìn)，實(shí)現(xiàn)垂直可拆分架構(gòu)特點(diǎn)，滿足云化彈性擴(kuò)展，具備以下特點(diǎn)：

互聯(lián)網(wǎng)化：實(shí)現(xiàn)客戶交互與業(yè)務(wù)邏輯分離，界面開發(fā)突破以前以功能為中心的離散菜單模式，靠菜單驅(qū)動(dòng)、人員操作貫穿流程，并下沉實(shí)現(xiàn)界面流的組織和管理。引入HTML5進(jìn)行界面開發(fā)，界面只負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)交互及響應(yīng)，通過頁(yè)面組件和頁(yè)面封裝等方式快速定制界面，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)營(yíng)界面合一，并達(dá)到多屏一致的操作體驗(yàn)。

中心化：具備高內(nèi)聚、低耦合的特征特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)中心和所轄數(shù)據(jù)的自治，中心化是支撐系統(tǒng)內(nèi)架構(gòu)調(diào)整的關(guān)鍵手段，不同中心的架構(gòu)特征是相同的，技術(shù)是相似的，目的是為了采用分布式架構(gòu)，實(shí)現(xiàn)水平擴(kuò)展和X86部署。

服務(wù)化：統(tǒng)一管理并對(duì)外提供標(biāo)準(zhǔn)化服務(wù)，解決跨中心和跨系統(tǒng)的集成問題，匯聚了支撐系統(tǒng)的核心能力，實(shí)現(xiàn)了服務(wù)的編排和管理，提高了響應(yīng)效率，為快速迭代開發(fā)和功能開放奠定了基礎(chǔ)，同時(shí)降低了跨中心和跨系統(tǒng)的底層數(shù)據(jù)復(fù)制數(shù)據(jù)不一致的問題，直接訪問數(shù)據(jù)的信息安全問題，解決了內(nèi)部服務(wù)開放的一致化和標(biāo)準(zhǔn)化。

3.2 數(shù)據(jù)層：數(shù)據(jù)分布式部署

云計(jì)算支撐系統(tǒng)通過應(yīng)用與數(shù)據(jù)分離，實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)水平擴(kuò)展；系統(tǒng)核心服務(wù)統(tǒng)一治理與管控，實(shí)現(xiàn)“可見、可控、可管理、安全”的對(duì)內(nèi)對(duì)外服務(wù)，使系統(tǒng)具備水平線性的低成本擴(kuò)展能力，通過業(yè)務(wù)分析和業(yè)務(wù)流程梳理，實(shí)現(xiàn)真正的業(yè)務(wù)流程靈活編排[3]。

同時(shí)，數(shù)據(jù)通過分片化數(shù)據(jù)存儲(chǔ)方式減少單節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)訪問壓力，通過靈活的路由分配機(jī)制降低數(shù)據(jù)訪問的復(fù)雜性，提升數(shù)據(jù)利用效率。分布式數(shù)據(jù)，支持動(dòng)態(tài)伸縮，由管理應(yīng)用的云管理平臺(tái)根據(jù)預(yù)定義的伸縮策略進(jìn)行自動(dòng)或手動(dòng)的伸縮, 數(shù)據(jù)分布式部署可實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的高效低成本擴(kuò)展。在可靠性上，采用主備（即集群中兩兩節(jié)點(diǎn)互相備份）、持久化以及多副本（一般一主兩副）的方式，實(shí)現(xiàn)單節(jié)點(diǎn)故障后業(yè)務(wù)無中斷功能，故障切換（包括故障后的切換和故障恢復(fù)）由集群自身的負(fù)載均衡控制模塊實(shí)現(xiàn)，無需業(yè)務(wù)感知。

3.3 基礎(chǔ)設(shè)施層：X86化主機(jī)的大規(guī)模應(yīng)用

對(duì)CRM和BOSS系統(tǒng)進(jìn)行云化，通過系統(tǒng)X86集群化部署，以云化架構(gòu)為指導(dǎo)思路，將系統(tǒng)逐步向X86化演進(jìn)，實(shí)現(xiàn)應(yīng)用和數(shù)據(jù)均X86化、低成本支撐，縮短項(xiàng)目建設(shè)周期。同時(shí)，通過X86主機(jī)靈活擴(kuò)展等硬件特性，強(qiáng)化集群彈性部署與管理能力，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)快速擴(kuò)容、處理能力線性擴(kuò)展、故障自動(dòng)隔離等功能。當(dāng)系統(tǒng)負(fù)載增長(zhǎng)到達(dá)承載閥值時(shí)，可快速加入服務(wù)器進(jìn)行負(fù)載均衡。當(dāng)集群中某個(gè)機(jī)器不可用時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)將該機(jī)器上承載的業(yè)務(wù)分發(fā)到其他正常機(jī)器[4]。

4.小結(jié)

通過重構(gòu)現(xiàn)有CRM/BOSS系統(tǒng)而實(shí)現(xiàn)的云計(jì)算架構(gòu)支撐系統(tǒng)，具有應(yīng)用云化、平臺(tái)云化、數(shù)據(jù)云化、基礎(chǔ)設(shè)施云化等特點(diǎn)。其中應(yīng)用云化主要實(shí)現(xiàn)應(yīng)用與數(shù)據(jù)分離、服務(wù)化和彈性伸縮；平臺(tái)云化包含分布式服務(wù)框架和分布式數(shù)據(jù)訪問框架；數(shù)據(jù)云化采用數(shù)據(jù)分布式部署方式，提升數(shù)據(jù)讀取I/O效率；基礎(chǔ)設(shè)施云化遵循計(jì)算資源集群化和X86化、存儲(chǔ)資源分布式部署、網(wǎng)絡(luò)資源高帶寬低時(shí)延的設(shè)計(jì)理念。系統(tǒng)上線后，具備了海量數(shù)據(jù)的快速處理性能。

[1]羅軍舟,金嘉暉,宋愛波,東方．云計(jì)算:體系架構(gòu)與關(guān)鍵技術(shù)[J]．通信學(xué)報(bào),2011(07)．

[2]張?jiān)朴?楊光,陳清金,潘松柏．電信OSS應(yīng)用云計(jì)算技術(shù)的研究[J]．電信科學(xué),2010(11)．

[3]陶彩霞,陳康,郝穎．云計(jì)算在電信支撐系統(tǒng)領(lǐng)域的應(yīng)用分析[J]．電信科學(xué),2010(10)．

[4]姜杰,郝俊華．云計(jì)算技術(shù)在數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)網(wǎng)中的應(yīng)用探討[J]．通信與信息技術(shù),2012(05)．

武麗英（1970—），女，內(nèi)蒙古人，碩士，內(nèi)蒙古科技大學(xué)包頭師范學(xué)院副教授，研究方向：計(jì)算機(jī)應(yīng)用。