基于云技術(shù)的運(yùn)營(yíng)商業(yè)務(wù)支撐系統(tǒng)架構(gòu)優(yōu)化方案研究

【摘 要】為了進(jìn)一步優(yōu)化傳統(tǒng)業(yè)務(wù)支撐系統(tǒng)存在的問(wèn)題，使運(yùn)營(yíng)商在關(guān)鍵領(lǐng)域搶占先機(jī)、取得突破，通過(guò)對(duì)傳統(tǒng)業(yè)務(wù)支撐系統(tǒng)存在的缺陷進(jìn)行分析，闡述了互聯(lián)網(wǎng)+時(shí)代的需求，研究了對(duì)未來(lái)業(yè)務(wù)支撐系統(tǒng)架構(gòu)方案基于云化技術(shù)的優(yōu)化方向，并給出了業(yè)務(wù)支撐系統(tǒng)的優(yōu)化架構(gòu)方案建議。

【關(guān)鍵詞】互聯(lián)網(wǎng)+ 業(yè)務(wù)支撐系統(tǒng) 架構(gòu)分層 云化技術(shù)

doi：10.3969/j.issn.1006-1010.2017.02.018 中圖分類號(hào)：TP311.5 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1006-1010（2017）02-0088-04

引用格式：黃鶴暉. 基于云技術(shù)的運(yùn)營(yíng)商業(yè)務(wù)支撐系統(tǒng)架構(gòu)優(yōu)化方案研究[J]. 移動(dòng)通信， 2017，41（2）： 88-91.

1 引言

隨著我國(guó)在互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、產(chǎn)業(yè)、應(yīng)用以及跨界融合等方面的發(fā)展，互聯(lián)網(wǎng)目前正在逐步從消費(fèi)互聯(lián)網(wǎng)向產(chǎn)業(yè)互聯(lián)網(wǎng)轉(zhuǎn)變。為了進(jìn)一步加強(qiáng)互聯(lián)網(wǎng)與傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的融合，國(guó)務(wù)院總理李克強(qiáng)在十二屆全國(guó)人大三次會(huì)議上所作的政府工作報(bào)告中首次提出，要“制定‘互聯(lián)網(wǎng)+行動(dòng)計(jì)劃，推動(dòng)移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)等與現(xiàn)代制造業(yè)結(jié)合，促進(jìn)電子商務(wù)、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)金融健康發(fā)展”。自此，互聯(lián)網(wǎng)+上升為國(guó)家戰(zhàn)略，被納入頂層設(shè)計(jì)。

在互聯(lián)網(wǎng)+時(shí)代，云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)等技術(shù)將逐步滲透到各行各業(yè)，以推動(dòng)產(chǎn)業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的迅速發(fā)展。數(shù)字化業(yè)務(wù)將成為運(yùn)營(yíng)商未來(lái)收入增長(zhǎng)的重要來(lái)源，運(yùn)營(yíng)商如何在關(guān)鍵領(lǐng)域搶占先機(jī)、取得突破，對(duì)支撐體系的轉(zhuǎn)型也提出了新的挑戰(zhàn)。本文以架構(gòu)分層、逐層云化為主要思路，對(duì)應(yīng)對(duì)互聯(lián)網(wǎng)+時(shí)代的運(yùn)營(yíng)商業(yè)務(wù)架構(gòu)的優(yōu)化方案進(jìn)行研究，以推動(dòng)在互聯(lián)網(wǎng)+時(shí)代中運(yùn)營(yíng)商業(yè)務(wù)支撐系統(tǒng)的轉(zhuǎn)型，使其能夠適應(yīng)未來(lái)互聯(lián)網(wǎng)+時(shí)代的轉(zhuǎn)變。

2 傳統(tǒng)的業(yè)務(wù)支撐系統(tǒng)架構(gòu)

目前，各大運(yùn)營(yíng)商所使用的業(yè)務(wù)支撐系統(tǒng)多數(shù)采用包括Web、應(yīng)用服務(wù)層、數(shù)據(jù)庫(kù)在內(nèi)的三層結(jié)構(gòu)，具體可分為應(yīng)用類支撐系統(tǒng)和數(shù)據(jù)庫(kù)類支撐系統(tǒng)兩類，如圖1所示：

其中，應(yīng)用類支撐系統(tǒng)包括Web層和應(yīng)用服務(wù)層，目前其通?；谥沃行馁Y源池部署，通過(guò)負(fù)載方式實(shí)現(xiàn)分布式處理架構(gòu)，使其具備了彈性伸縮前提條件；數(shù)據(jù)庫(kù)類支撐系統(tǒng)就是數(shù)據(jù)庫(kù)層，包括普通數(shù)據(jù)庫(kù)、內(nèi)存數(shù)據(jù)庫(kù)等，其目前還沒(méi)有實(shí)現(xiàn)分布式，故暫不考慮動(dòng)態(tài)調(diào)度。

上述架構(gòu)由于存在應(yīng)用服務(wù)層與數(shù)據(jù)庫(kù)層的緊耦合，以關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)為主，業(yè)務(wù)流程以不可拆分的業(yè)務(wù)實(shí)現(xiàn)方式為主，因此這種傳統(tǒng)的業(yè)務(wù)支撐系統(tǒng)存在的缺陷分析如下：

（1）業(yè)務(wù)支撐靈活性不足：面對(duì)企業(yè)信息化、行業(yè)應(yīng)用等眾多新業(yè)務(wù)，傳統(tǒng)業(yè)務(wù)支撐系統(tǒng)的產(chǎn)品上線/計(jì)費(fèi)程序不夠靈活快速，無(wú)法很好地支撐業(yè)務(wù)快速上線和開展；面對(duì)眾多的新業(yè)務(wù)服務(wù)合作伙伴，支撐系統(tǒng)也不能實(shí)現(xiàn)合作伙伴統(tǒng)一的系統(tǒng)化管理，無(wú)法支撐新業(yè)務(wù)服務(wù)。

（2）能力開放不足：傳統(tǒng)業(yè)務(wù)支撐系統(tǒng)的架構(gòu)中，各系統(tǒng)之間的聯(lián)系基本靠雙方互相開放接口來(lái)完成，導(dǎo)致全網(wǎng)接口數(shù)量相當(dāng)龐大且難以管理；由于各系統(tǒng)間接口由雙方協(xié)商且未能形成統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，多數(shù)系統(tǒng)接口未實(shí)現(xiàn)優(yōu)先級(jí)控制、流量控制等管控能力，難以對(duì)外統(tǒng)一開放。因此，針對(duì)新系統(tǒng)的接入流程非常復(fù)雜，新系統(tǒng)需同時(shí)實(shí)現(xiàn)眾多對(duì)接系統(tǒng)的各種接口，流程的復(fù)雜程度也會(huì)隨著業(yè)務(wù)的增加而迅速增長(zhǎng)，原有架構(gòu)無(wú)法及時(shí)應(yīng)對(duì)。

在互聯(lián)網(wǎng)+時(shí)代驅(qū)動(dòng)下，為保證新形勢(shì)下的競(jìng)爭(zhēng)環(huán)境、業(yè)務(wù)、客戶、產(chǎn)品和網(wǎng)絡(luò)的變化對(duì)業(yè)務(wù)支撐系統(tǒng)的要求，需要對(duì)原有的數(shù)據(jù)架構(gòu)進(jìn)行云化改造，以實(shí)現(xiàn)應(yīng)用與數(shù)據(jù)的分離，從而實(shí)現(xiàn)應(yīng)用的靈活擴(kuò)展及業(yè)務(wù)支撐系統(tǒng)能力開放和管控，以此來(lái)持續(xù)提升互聯(lián)網(wǎng)+時(shí)代的業(yè)務(wù)支撐能力。

3 互聯(lián)網(wǎng)+時(shí)代的運(yùn)營(yíng)商業(yè)務(wù)支撐系統(tǒng)

架構(gòu)需求分析

在互聯(lián)網(wǎng)+時(shí)代，運(yùn)營(yíng)商的業(yè)務(wù)體系從原來(lái)較為單一的以個(gè)人業(yè)務(wù)為主開始轉(zhuǎn)變，目前已經(jīng)涵蓋了個(gè)人、家庭、政企三大類業(yè)務(wù)，如何把這些多樣化的業(yè)務(wù)完美地支撐，成為業(yè)務(wù)支撐系統(tǒng)轉(zhuǎn)型的目標(biāo)。下面先研究在未來(lái)運(yùn)營(yíng)商業(yè)務(wù)支撐系統(tǒng)的需求。

按照應(yīng)用業(yè)務(wù)的數(shù)據(jù)源的不同，未來(lái)需要支持的業(yè)務(wù)將會(huì)分為以下類型：

（1）實(shí)時(shí)消息應(yīng)用：該類應(yīng)用強(qiáng)調(diào)低時(shí)延、高可靠的性能，如語(yǔ)音、數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的在線計(jì)費(fèi)。

（2）實(shí)時(shí)交易應(yīng)用：該類應(yīng)用強(qiáng)調(diào)低時(shí)延、數(shù)據(jù)一致性的性能，如從CRM（Customer Relationship Management，客戶關(guān)系管理）觸發(fā)的開戶請(qǐng)求處理和合作伙伴渠道的充值、余額查詢等請(qǐng)求處理。

（3）批量文件處理應(yīng)用：該類應(yīng)用強(qiáng)調(diào)高吞吐量的實(shí)現(xiàn)，如語(yǔ)音、數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的離線話單處理。

（4）批量數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)處理應(yīng)用：該類應(yīng)用強(qiáng)調(diào)并行處理能力，如周期觸發(fā)的固定費(fèi)計(jì)算處理等。

因此，依托云計(jì)算技術(shù)，通過(guò)業(yè)務(wù)與硬件解耦合、應(yīng)用與數(shù)據(jù)解耦合，構(gòu)建統(tǒng)一的基礎(chǔ)設(shè)施、能力部件層、運(yùn)營(yíng)支撐層、對(duì)外能力開放平臺(tái)和大數(shù)據(jù)平臺(tái)，可以較好地解決這些需求。

4 互聯(lián)網(wǎng)+時(shí)代的運(yùn)營(yíng)商業(yè)務(wù)支撐系統(tǒng)

架構(gòu)優(yōu)化方案

根據(jù)上述的需求分析，針對(duì)不同類型的應(yīng)用要采用適合的架構(gòu)方案，綜合考慮成本和運(yùn)營(yíng)支持方面的因素，建議從以下方面對(duì)架構(gòu)方案進(jìn)行優(yōu)化：

（1）應(yīng)用架構(gòu)分層：對(duì)業(yè)務(wù)應(yīng)用進(jìn)行適度的分層解耦，將接入適配層、應(yīng)用服務(wù)層、數(shù)據(jù)服務(wù)層等各層之間的能力明確劃分，保證應(yīng)用服務(wù)的適度粒度，以適配相關(guān)主機(jī)性能。

（2）應(yīng)用與數(shù)據(jù)分離：通過(guò)應(yīng)用層和數(shù)據(jù)層的水平擴(kuò)展的分開實(shí)現(xiàn)，在應(yīng)用異常中斷后可以支持在另外的處理節(jié)點(diǎn)繼續(xù)處理或重新處理。

（3）集中化、可視化管控：通過(guò)統(tǒng)一發(fā)布應(yīng)用，快速部署應(yīng)用，應(yīng)用狀態(tài)、業(yè)務(wù)處理狀態(tài)的集中監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)多維度的可視化管理。

通過(guò)以上的架構(gòu)優(yōu)化處理，可以使業(yè)務(wù)支撐系統(tǒng)能夠適應(yīng)互聯(lián)網(wǎng)+時(shí)代豐富多樣的數(shù)字化業(yè)務(wù)支撐的需求，提供統(tǒng)一的計(jì)費(fèi)、賬務(wù)、業(yè)務(wù)開通、大數(shù)據(jù)支撐、分成結(jié)算、合作伙伴管理、開放合作平臺(tái)等能力，為客戶提供優(yōu)質(zhì)的個(gè)人/家庭數(shù)字化服務(wù)及特色的政企數(shù)字化服務(wù)。

針對(duì)現(xiàn)有基礎(chǔ)架構(gòu)分為Web、應(yīng)用服務(wù)、數(shù)據(jù)庫(kù)三層的現(xiàn)狀，逐層進(jìn)行云化，分別應(yīng)用數(shù)據(jù)中心操作系統(tǒng)、內(nèi)存數(shù)據(jù)庫(kù)云化和數(shù)據(jù)庫(kù)云化技術(shù)，應(yīng)用類的Web、應(yīng)用服務(wù)層通過(guò)應(yīng)用數(shù)據(jù)中心操作系統(tǒng)新技術(shù)率先實(shí)現(xiàn)無(wú)狀態(tài)應(yīng)用的云化；數(shù)據(jù)層通過(guò)數(shù)據(jù)庫(kù)云化及內(nèi)存數(shù)據(jù)庫(kù)云化。依據(jù)典型架構(gòu)的應(yīng)用類和數(shù)據(jù)庫(kù)類逐層云化實(shí)施方案，可以充分利用新技術(shù)的技術(shù)特性因地制宜地保障新架構(gòu)方案的實(shí)施，如圖2所示。

在新架構(gòu)中，數(shù)據(jù)中心操作系統(tǒng)通過(guò)分布式軟件本身特性來(lái)實(shí)現(xiàn)高可用，操作系統(tǒng)為整個(gè)數(shù)據(jù)中心提供分布式調(diào)度與協(xié)調(diào)功能，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)中心級(jí)彈性伸縮能力的軟件堆棧（Software Stack），類似于傳統(tǒng)的單機(jī)操作系統(tǒng)。通過(guò)數(shù)據(jù)中心操作系統(tǒng)，可以根據(jù)數(shù)據(jù)中心的負(fù)載和容量情況來(lái)自動(dòng)增加及刪除節(jié)點(diǎn)，支持細(xì)粒度（如CPU、內(nèi)存、硬盤等）資源調(diào)度，多個(gè)計(jì)算框架或應(yīng)用程序可共享資源和數(shù)據(jù)，以提升資源利用率；可以進(jìn)行負(fù)載均衡，根據(jù)某種負(fù)載策略把請(qǐng)求分發(fā)到集群中的每個(gè)節(jié)點(diǎn)上，讓整個(gè)集群來(lái)處理應(yīng)用的請(qǐng)求；同時(shí)可以快速部署，將數(shù)據(jù)中心應(yīng)用和它的支持模塊封裝，實(shí)際部署時(shí)只需復(fù)制→運(yùn)行即可，極大地保障了適應(yīng)應(yīng)用的靈活性。

內(nèi)存數(shù)據(jù)庫(kù)的云化就是采用將數(shù)據(jù)放在內(nèi)存中直接操作的數(shù)據(jù)庫(kù)的方式，其利用內(nèi)存的讀寫速度比磁盤快、內(nèi)存是隨機(jī)訪問(wèn)而磁盤是順序訪問(wèn)這兩個(gè)特點(diǎn)將數(shù)據(jù)保存在內(nèi)存中，在內(nèi)存中模仿建立表結(jié)構(gòu)和索引結(jié)構(gòu)并針對(duì)內(nèi)存特性進(jìn)行優(yōu)化，相比傳統(tǒng)從磁盤上訪問(wèn)，內(nèi)存數(shù)據(jù)庫(kù)能夠提高應(yīng)用的性能。

為實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)庫(kù)云化，通過(guò)計(jì)算、存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)X86化及云化來(lái)實(shí)現(xiàn)全冗余架構(gòu)、超高I/O傳輸能力、分布式存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)緩存及標(biāo)準(zhǔn)硬件可自由替換，可以實(shí)現(xiàn)高性價(jià)比。所有節(jié)點(diǎn)均為冗余設(shè)計(jì)，提高了系統(tǒng)的安全性，使系統(tǒng)不會(huì)因?yàn)閱斡脖P故障、單個(gè)節(jié)點(diǎn)故障或單臺(tái)交換機(jī)故障導(dǎo)致業(yè)務(wù)停頓或數(shù)據(jù)丟失；計(jì)算節(jié)點(diǎn)與存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)間通過(guò)Infiniband交換機(jī)互聯(lián)，單端口高達(dá)40 Gb/s的傳輸帶寬。通過(guò)雙鏈路實(shí)現(xiàn)80 Gb/s的帶寬和微秒級(jí)時(shí)延，消除了傳輸?shù)钠款i；通過(guò)分布式存儲(chǔ)的設(shè)計(jì)，將數(shù)據(jù)均勻分散在存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)的所有磁盤上，并通過(guò)數(shù)據(jù)庫(kù)復(fù)制實(shí)現(xiàn)容災(zāi)；通過(guò)SSD（Solid State Drives，固態(tài)硬盤）加速對(duì)訪問(wèn)數(shù)據(jù)進(jìn)行智能緩存，從而大幅提高存儲(chǔ)吞吐能力和IOPS（Input/Output Operations Per Second，每秒進(jìn)行讀寫操作的次數(shù)）能力。

5 結(jié)束語(yǔ)

在互聯(lián)網(wǎng)+時(shí)代，越來(lái)越多的數(shù)字化服務(wù)市場(chǎng)將迎來(lái)爆發(fā)期，如移動(dòng)醫(yī)療、移動(dòng)教育、移動(dòng)電商、智能家居、云服務(wù)等。這些多樣化的數(shù)字化服務(wù)的加速發(fā)展，對(duì)運(yùn)營(yíng)商的業(yè)務(wù)支撐系統(tǒng)提出了需求和挑戰(zhàn)，如何調(diào)整原有業(yè)務(wù)支撐系統(tǒng)架構(gòu)體系，使其滿足新時(shí)代的需求已經(jīng)成為業(yè)界關(guān)注的重心。本文以互聯(lián)網(wǎng)+時(shí)代的需求入手，研究了運(yùn)營(yíng)商目前業(yè)務(wù)支撐系統(tǒng)的現(xiàn)狀，根據(jù)需求提出了逐層云化的思路，并給出了業(yè)務(wù)支撐系統(tǒng)的優(yōu)化架構(gòu)方案建議。值得一提的是，在未來(lái)中國(guó)制造2025戰(zhàn)略的逐步實(shí)施過(guò)程中，仍需要進(jìn)一步推動(dòng)云化建設(shè)，為運(yùn)營(yíng)商在關(guān)鍵領(lǐng)域搶占先機(jī)、取得突破。

參考文獻(xiàn)：

[1] 寧宇. 中國(guó)移動(dòng)業(yè)務(wù)支撐體系的建設(shè)之路[J]. 電信科學(xué)， 2004，20（5）： 27-30.

[2] 陳軼. 業(yè)務(wù)支撐網(wǎng)運(yùn)營(yíng)管理系統(tǒng)研究[J]. 電信網(wǎng)技術(shù)， 2010（2）： 55-58.

[3] 羅軍舟，金嘉暉，宋愛波，等. 云計(jì)算：體系架構(gòu)與關(guān)鍵技術(shù)[J]. 通信學(xué)報(bào)， 2011，32（7）： 3-21.

[4] 王意潔，孫偉東，周松，等. 云計(jì)算環(huán)境下的分布存儲(chǔ)關(guān)鍵技術(shù)[J]. 軟件學(xué)報(bào)， 2012，23（4）： 962-986.

[5] 鄭湃，崔立真，王海洋，等. 云計(jì)算環(huán)境下面向數(shù)據(jù)密集型應(yīng)用的數(shù)據(jù)布局策略與方法[J]. 計(jì)算機(jī)學(xué)報(bào)， 2010，33（8）： 1472-1480.

[6] 李亞瓊，宋瑩，黃永兵. 一種面向虛擬化云計(jì)算平臺(tái)的內(nèi)存優(yōu)化技術(shù)[J]. 計(jì)算機(jī)學(xué)報(bào)， 2011，34（4）： 684-693.

[7] 王聰，王翠榮，王興偉，等. 面向云計(jì)算的數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)[J]. 計(jì)算機(jī)研究與發(fā)展， 2012，49（2）： 286-293.

[8] 萬(wàn)鋒. 關(guān)于省級(jí)業(yè)務(wù)支撐網(wǎng)容災(zāi)工程建設(shè)的幾點(diǎn)思考[J]. 通信世界， 2005（25）： 30.

[9] 顧偉. 基于云計(jì)算的移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商支撐網(wǎng)融合研究[J]. 移動(dòng)通信， 2012，36（1）： 30-33.

[10] 肖慧，譚彥，畢喜軍，等. 業(yè)務(wù)平臺(tái)云化遷移安全風(fēng)險(xiǎn)量化測(cè)評(píng)方法的研究[J]. 電信科學(xué)， 2013（Z2）： 65-68.★