丁亦志，齊磊，李邵平，呂紅衛(wèi)，牛瑛霞

（中國移動(dòng)通信集團(tuán)設(shè)計(jì)院有限公司網(wǎng)絡(luò)所，北京100080）

1 IT支撐系統(tǒng)現(xiàn)狀及問題分析

1.1 系統(tǒng)現(xiàn)狀

電信運(yùn)營商的IT支撐系統(tǒng)主要由面向客戶服務(wù)和業(yè)務(wù)管理的業(yè)務(wù)支撐系統(tǒng)（business support system，BSS）、面向通信網(wǎng)絡(luò)管理的運(yùn)行支撐系統(tǒng) （operation support system，OSS）以及面向企業(yè)內(nèi)部管理的管理支撐系統(tǒng)（management support system，MSS）等組成，具體系統(tǒng)架構(gòu)如圖1所示。

·BSS（B域）是電信業(yè)務(wù)運(yùn)營和管理、客戶服務(wù)的支撐平臺(tái)，它承載業(yè)務(wù)流程，匹配組織結(jié)構(gòu)，支撐企業(yè)戰(zhàn)略，實(shí)現(xiàn)運(yùn)營目標(biāo)。

·OSS（O域）以客戶和市場為導(dǎo)向，建立面向各專業(yè)或全專業(yè)的故障管理平臺(tái)、告警監(jiān)控平臺(tái)、性能分析平臺(tái)、安全管理平臺(tái)等，實(shí)現(xiàn)快速響應(yīng)客戶、加速業(yè)務(wù)開通、提高運(yùn)維效率的目標(biāo)。

·MSS（M域）通過在整個(gè)企業(yè)范圍內(nèi)建設(shè)OA平臺(tái)、ERP系統(tǒng)、供應(yīng)鏈管理系統(tǒng)等，構(gòu)建企業(yè)范圍內(nèi)的信息化平臺(tái)，支持企業(yè)內(nèi)部改革、業(yè)務(wù)流程重組和管理流程再造，實(shí)現(xiàn)管理模式改進(jìn)以及資源共享和高效利用，從傳統(tǒng)管理向現(xiàn)代管理過渡。

1.2 存在的問題

從支撐系統(tǒng)現(xiàn)狀來看，存在以下問題。

·底層硬件資源相互獨(dú)立，三域分別建設(shè)了資源池，未實(shí)現(xiàn)資源共享與動(dòng)態(tài)調(diào)配，不同資源池負(fù)荷不均衡、利用率低。

·底層數(shù)據(jù)未形成有效整合，無法端到端呈現(xiàn)全局?jǐn)?shù)據(jù)；大數(shù)據(jù)平臺(tái)尚未對外提供服務(wù)，駕馭大數(shù)據(jù)能力薄弱。

·上層應(yīng)用尚未形成真正的軟硬件解耦；市場需求變化快，新的業(yè)務(wù)上線速度慢，如公司應(yīng)用平均上線時(shí)間為4-8月，不利于獲取市場先機(jī)。

·現(xiàn)有專業(yè)系統(tǒng)由不同的維護(hù)部門進(jìn)行管理和維護(hù)；尚未形成適應(yīng)云計(jì)算模式的IT管理組織架構(gòu)、流程和人員配備。

圖1 IT支撐系統(tǒng)現(xiàn)狀

圖2 IT系統(tǒng)的總體發(fā)展目標(biāo)

2 IT支撐系統(tǒng)的總體發(fā)展目標(biāo)

IT支撐系統(tǒng)的總體發(fā)展目標(biāo)應(yīng)是在“基礎(chǔ)整合，數(shù)據(jù)集中，應(yīng)用融合，能力共享”原則指導(dǎo)下，重點(diǎn)打造云化基礎(chǔ)資源平臺(tái)、能力共享平臺(tái)，提升核心業(yè)務(wù)支撐能力，展現(xiàn)IT能力，實(shí)現(xiàn)“三域融合、能力開放”，如圖2所示。

·基礎(chǔ)整合：整合三域的基礎(chǔ)設(shè)施資源，引入SDN（software defined networking，軟件定義網(wǎng)絡(luò)）及大二層技術(shù)，構(gòu)建統(tǒng)一的云化資源池，實(shí)現(xiàn)三域資源池融合。

·數(shù)據(jù)集中：對企業(yè)內(nèi)數(shù)據(jù)按照生產(chǎn)數(shù)據(jù)與分析數(shù)據(jù)分域集中管理。融合三域數(shù)據(jù)，通過大數(shù)據(jù)平臺(tái)實(shí)現(xiàn)對數(shù)據(jù)集中采集、計(jì)算和存儲(chǔ)及對外統(tǒng)一服務(wù)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)與應(yīng)用的解耦。

·應(yīng)用融合：隨著基礎(chǔ)設(shè)施、數(shù)據(jù)和應(yīng)用3層的充分解耦，上層應(yīng)用專注業(yè)務(wù)的發(fā)展，逐步實(shí)現(xiàn)應(yīng)用融合，實(shí)現(xiàn)能力開放，構(gòu)成統(tǒng)一的企業(yè)級(jí)應(yīng)用。

·能力共享：面向不同的使用者，將核心信息系統(tǒng)支撐能力按需分配，共享使用。

圖3 IT系統(tǒng)的目標(biāo)架構(gòu)

3 IT支撐系統(tǒng)三域融合思路

3.1 融合目標(biāo)架構(gòu)

數(shù)字化服務(wù)的支撐體系架構(gòu)由現(xiàn)有3層架構(gòu)逐漸變成基礎(chǔ)設(shè)施層、數(shù)據(jù)層、能力層、能力開放層和交互層5層架構(gòu)，實(shí)現(xiàn)資源的統(tǒng)一調(diào)配。融合目標(biāo)架構(gòu)如圖3所示[2]。

·基礎(chǔ)設(shè)施層：IT支撐系統(tǒng)資源融合，統(tǒng)一調(diào)度。

·數(shù)據(jù)層：應(yīng)用與數(shù)據(jù)分離，采用多種數(shù)據(jù)庫滿足各種場景需求。

·能力層：以中心化構(gòu)建各域應(yīng)用，提供原子化的服務(wù)及原子化的業(yè)務(wù)流程支撐。

·能力開放層：實(shí)現(xiàn)能力對內(nèi)、對外開放與管控。

·交互層：構(gòu)建互聯(lián)網(wǎng)化的融合渠道及統(tǒng)一的內(nèi)部門戶。

3.2 基礎(chǔ)設(shè)施層融合思路

逐漸由三域分設(shè)的資源池演變?yōu)椤盎A(chǔ)整合，數(shù)據(jù)集中，應(yīng)用融合，能力共享”的云化基礎(chǔ)資源平臺(tái)[1]，如圖4所示。結(jié)合局房規(guī)劃，按照集中化建設(shè)IT支撐云計(jì)算資源池的原則，分步實(shí)施，平滑過渡；安全、組織架構(gòu)和運(yùn)維管理同步推進(jìn)；充分利用新技術(shù)，兼顧設(shè)備利舊。

通過逐步去IOE（IBM、Oracle和EMC），實(shí)現(xiàn)IT系統(tǒng)軟硬件解耦，加快BOSS等系統(tǒng)應(yīng)用云化進(jìn)程，逐步試點(diǎn)數(shù)據(jù)庫的云化和對傳統(tǒng)磁盤陣列的替換。推動(dòng)上層應(yīng)用逐步以“分布式+開源”架構(gòu)替代“集中式+封閉”架構(gòu)。

（1）服務(wù)器去“I”

·接入層和應(yīng)用層：以標(biāo)準(zhǔn)的x86服務(wù)器為主流，減少傳統(tǒng)小型機(jī)設(shè)備新增量；推廣采用基于x86虛擬化系統(tǒng)的高可擴(kuò)展負(fù)載均衡集群。

·數(shù)據(jù)層：探索和推廣并行計(jì)算集群、分布式數(shù)據(jù)庫等對傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫/數(shù)據(jù)倉庫的替代；通過BOSS等系統(tǒng)應(yīng)用層云化實(shí)現(xiàn)小型機(jī)的替換，逐步試點(diǎn)業(yè)支數(shù)據(jù)庫層的替換。

（2）存儲(chǔ)去“E”

·按照“先試點(diǎn)后推廣，先增量后存量”的原則，積極引入基于x86的云存儲(chǔ)技術(shù)替換現(xiàn)有磁盤陣列，逐步減少傳統(tǒng)存儲(chǔ)的規(guī)模。

·數(shù)據(jù)層減少或避免磁盤陣列擴(kuò)容，推廣采用分布式云存儲(chǔ)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)。

·探索并行計(jì)算集群對傳統(tǒng)商業(yè)關(guān)系型數(shù)據(jù)庫/數(shù)據(jù)倉庫（小型機(jī)+磁盤陣列架構(gòu)）的替代。

（3）數(shù)據(jù)庫去“O”

根據(jù)運(yùn)營商自身技術(shù)掌控能力，考慮相關(guān)自研產(chǎn)品成熟度，可選擇基于開源的商業(yè)定制數(shù)據(jù)庫或者基于開源的自研定制數(shù)據(jù)庫，實(shí)現(xiàn)對國外商業(yè)數(shù)據(jù)庫的替換。如分析型數(shù)據(jù)庫OLAP可采用Hadoop/MPP；交易型數(shù)據(jù)庫OLTP并發(fā)量小，可采用基于x86分布式交易數(shù)據(jù)庫集群（NewSQL）；簡單查詢可采用NoSQL等。

3.3 數(shù)據(jù)層融合思路

數(shù)據(jù)層的發(fā)展目標(biāo)是通過大數(shù)據(jù)平臺(tái)實(shí)現(xiàn)全量數(shù)據(jù)的統(tǒng)一采集、存儲(chǔ)和管理，構(gòu)建面向BOM三域的融合數(shù)據(jù)模型，逐步形成按需擴(kuò)展的多應(yīng)用開放體系架構(gòu)，支撐戰(zhàn)略轉(zhuǎn)型和精細(xì)化運(yùn)營。大數(shù)據(jù)平臺(tái)目標(biāo)架構(gòu)如圖5所示。

圖4 基礎(chǔ)設(shè)施層融和演進(jìn)

圖5 IT系統(tǒng)的目標(biāo)架構(gòu)

建立融合數(shù)據(jù)模型，形成全量數(shù)據(jù)的統(tǒng)一采集、存儲(chǔ)及管理。統(tǒng)一用戶行為分析/終端分析等共性應(yīng)用。建立性能管理集市，進(jìn)行O域分析應(yīng)用整合，支撐性能管理和網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化分析應(yīng)用。建立財(cái)務(wù)分析集市，支撐M域決策支持分析應(yīng)用。建設(shè)自助分析、自助挖掘功能，提升自助服務(wù)能力。新建規(guī)則引擎、實(shí)時(shí)決策功能。

·統(tǒng)一采集：實(shí)現(xiàn)對B域、O域、M域、外部數(shù)據(jù)的統(tǒng)一采集。

·云化ETL：集成分布式云化ETL工具，實(shí)現(xiàn)對接口數(shù)據(jù)的統(tǒng)一接入和處理，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)與應(yīng)用的解耦。

·統(tǒng)一存儲(chǔ)及計(jì)算：采用“DW+Hadoop+MPP”混搭架構(gòu)，實(shí)現(xiàn)對數(shù)據(jù)的統(tǒng)一計(jì)算與存儲(chǔ)，并采用流處理技術(shù)（內(nèi)存計(jì)算）支撐實(shí)時(shí)計(jì)算需求。

·能力封裝與管控：對大數(shù)據(jù)平臺(tái)的數(shù)據(jù)以及計(jì)算資源進(jìn)行封裝形成能力，并進(jìn)行安全管控。

·能力開放：面向不同的使用者，支撐對外能力開放應(yīng)用，開放分析能力、數(shù)據(jù)能力等。

表1 大二層技術(shù)方案比較

3.4 應(yīng)用層融合思路

分析IT支撐應(yīng)用現(xiàn)狀，結(jié)合基礎(chǔ)設(shè)施云計(jì)算資源池和大數(shù)據(jù)平臺(tái)的演進(jìn)路線，提出應(yīng)用層近期、中期和遠(yuǎn)期目標(biāo)，分階段、分步驟逐步形成跨域的統(tǒng)一企業(yè)應(yīng)用。

（1）近期目標(biāo)：應(yīng)用逐步整合

深度融合CRM和電子渠道，改造界面統(tǒng)一的互聯(lián)網(wǎng)化，B域能力中心化及原子化。實(shí)現(xiàn)后端業(yè)務(wù)能力的統(tǒng)一對外開放及移動(dòng)內(nèi)部渠道的共享，基于大數(shù)據(jù)平臺(tái)集市的建設(shè)實(shí)現(xiàn)性能集中管理、信令監(jiān)測等系統(tǒng)分析應(yīng)用的整合。避免應(yīng)用重復(fù)開發(fā)，節(jié)約資源，完成專業(yè)網(wǎng)管的整合下線，全面轉(zhuǎn)向4+1綜合網(wǎng)管。

（2）中期目標(biāo)：形成統(tǒng)一企業(yè)應(yīng)用

將各域同類應(yīng)用逐步進(jìn)行跨域整合，形成業(yè)務(wù)處理應(yīng)用、統(tǒng)計(jì)分析應(yīng)用、運(yùn)維支撐應(yīng)用、運(yùn)營管理應(yīng)用的統(tǒng)一企業(yè)應(yīng)用。通過ESB（enterprise service bus，企業(yè)服務(wù)總線），實(shí)現(xiàn)企業(yè)層面的數(shù)據(jù)共享，逐步實(shí)現(xiàn)M域和O域的應(yīng)用解耦并服務(wù)化，服務(wù)標(biāo)準(zhǔn)化。

（3）遠(yuǎn)期目標(biāo)：應(yīng)用能力原子化和服務(wù)標(biāo)準(zhǔn)化

實(shí)現(xiàn)企業(yè)應(yīng)用能力的全面原子化，并實(shí)現(xiàn)對外提供統(tǒng)一、標(biāo)準(zhǔn)化的數(shù)據(jù)和能力服務(wù)，支撐靈活快捷的業(yè)務(wù)定制、資源調(diào)配，實(shí)現(xiàn)應(yīng)用層產(chǎn)品開發(fā)百花齊放。

4 融合關(guān)鍵技術(shù)

IT系統(tǒng)融合過程將涉及大二層、數(shù)據(jù)庫、SDN等新技術(shù)。

4.1 大二層技術(shù)

目前OTV（overlay transport virtualization，覆蓋傳輸虛擬化）/EVI（ethernet virtualization interconnect，以太網(wǎng)虛擬化互聯(lián)）技術(shù)較成熟，未來OTV/EVI均支持VxLAN疊加網(wǎng)絡(luò)。VxLAN可以和OTV/EVI配合使用，OTV/EVI作為DCI（data context interaction，數(shù)據(jù)場景交互）的技術(shù)，VxLAN作為虛擬機(jī)的二層互通技術(shù)。基于VxLAN的網(wǎng)絡(luò)虛擬化解決方案對于后續(xù)云數(shù)據(jù)中心演進(jìn)至部署SDN/SDDC、跨數(shù)據(jù)中心的業(yè)務(wù)負(fù)載部署、調(diào)度、遷移具有很大價(jià)值。以下幾種大二層技術(shù)的方案比較見表1。

初期利用OTV/EVI技術(shù)在多個(gè)數(shù)據(jù)中心或機(jī)樓之間建立公共二層高速通道，供大數(shù)據(jù)平臺(tái)、虛擬化資源池等系統(tǒng)共用。專設(shè)邊緣設(shè)備用于機(jī)樓之間的二層專用通道。保障通道帶寬，通過后期調(diào)整路由架構(gòu)可以有效降低中間轉(zhuǎn)跳過多問題，提高二層通道吞吐能力，降低時(shí)延。邊緣的兩臺(tái)設(shè)備可以虛擬化成一臺(tái)，再做MDC（multitenant device context，多租戶設(shè)備環(huán)境）/VDC（virtual device context，虛擬化租戶設(shè)備環(huán)境)，保障資源池之間各業(yè)務(wù)的安全隔離，提高業(yè)務(wù)可靠性，避免兩個(gè)系統(tǒng)之間出現(xiàn)數(shù)據(jù)、VLAN（virtual local area network，虛擬局域網(wǎng)）規(guī)劃重復(fù)問題，保障安全性。

4.2 數(shù)據(jù)庫技術(shù)

根據(jù)業(yè)務(wù)IT系統(tǒng)情況，采用Hadoop搭建數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，通過MPP（massive parallel processing，大規(guī)模并行處理）和DB2提供數(shù)據(jù)庫，采用混搭架構(gòu)提供對外的統(tǒng)一服務(wù)和應(yīng)用，降低IT建設(shè)成本，實(shí)行統(tǒng)一、集中化的運(yùn)營管理。

MPP DB是指大規(guī)模并行處理數(shù)據(jù)庫，有兩種基本形式share disk和share nothing。

·share disk：性能比較高，由于需要在節(jié)點(diǎn)間共享鎖和緩存，可擴(kuò)展性受到一定限制。適合高并發(fā)的OLTP（on-line transaction processing，聯(lián)機(jī)事務(wù)處理系統(tǒng)）應(yīng)用和數(shù)據(jù)量較小的OLAP（on-line analytic processing，聯(lián)機(jī)分析處理）應(yīng)用。

·share nothing：每個(gè)節(jié)點(diǎn)的存儲(chǔ)、計(jì)算、內(nèi)存完全獨(dú)立，數(shù)據(jù)分區(qū)存放，可擴(kuò)展性好。適合大數(shù)據(jù)量的OLAP引用，但計(jì)算設(shè)備不容易做到熱備份，可用性級(jí)別要略低些。

兩種基本形態(tài)都比較適合大數(shù)據(jù)的處理?？紤]擴(kuò)展性，主存儲(chǔ)和ETL數(shù)據(jù)加工應(yīng)首選share nothing。數(shù)據(jù)分析要求靈活，擴(kuò)容壓力不大，自定義數(shù)據(jù)處理的應(yīng)用建議采用share disk，局域網(wǎng)絡(luò)帶寬在不斷提升，share disk前景同樣很好，與share nothing適用不同的場景。

4.3 SDN技術(shù)

SDN技術(shù)是對未來網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)提出的新型思路，廣泛應(yīng)用于IT系統(tǒng)的建設(shè)。目前，SDN技術(shù)發(fā)展主要有3個(gè)方向。

（1）轉(zhuǎn)控分離方案

將網(wǎng)絡(luò)設(shè)備進(jìn)行集中管控、轉(zhuǎn)發(fā)控制分離，簡化轉(zhuǎn)發(fā)設(shè)備。以O(shè)NF的OpenFlow協(xié)議為代表，可以很好地支持開放編程、業(yè)務(wù)創(chuàng)新、業(yè)務(wù)自動(dòng)化，其代表廠商是Big Switch。

（2）overlay方案

用于解決數(shù)據(jù)中心的虛擬化、自動(dòng)化，支持多租戶的需求。overlay方案認(rèn)為網(wǎng)絡(luò)只要提供基本IP連通性，不需要感知任何租戶和虛擬化概念，在服務(wù)器上直接發(fā)起虛擬化疊加在現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)上，這種方案通常也稱為IT的多租戶虛擬化方案，主要的支持廠商包括VMware和微軟。由于無法和網(wǎng)絡(luò)聯(lián)動(dòng)，overlay方案存在很多問題無法解決，包括多播、QoS以及服務(wù)器性能下降問題。

（3）傳統(tǒng)網(wǎng)管增強(qiáng)方案

以思科公司的OnePK方案為代表，這種方案能夠解決業(yè)務(wù)自動(dòng)化問題，方案主要是開放設(shè)備的北向接口，提供開放編程能力，但是設(shè)備仍然保留原先的智能，僅僅解決了業(yè)務(wù)自動(dòng)部署問題，但對于快速業(yè)務(wù)創(chuàng)新、簡化網(wǎng)絡(luò)等方面都明顯不足，對比轉(zhuǎn)控分離方案仍然存在差距。

5 結(jié)束語

隨著IT系統(tǒng)的發(fā)展，通過構(gòu)建敏捷IT架構(gòu)，支撐業(yè)務(wù)敏捷運(yùn)營，實(shí)現(xiàn)互聯(lián)網(wǎng)化的客戶體驗(yàn)，可有效支撐運(yùn)營商數(shù)字化運(yùn)營轉(zhuǎn)型，助力構(gòu)建開放的數(shù)字化商業(yè)生態(tài)圈。