劉彬 梁建交

中國商用飛機有限責任公司 航空工業(yè)信息技術中心（金航數(shù)碼）

基于復雜組織體架構(gòu)方法的企業(yè)數(shù)據(jù)中心總體設計

劉彬 梁建交

中國商用飛機有限責任公司 航空工業(yè)信息技術中心（金航數(shù)碼）

本文提出在工業(yè)企業(yè)數(shù)據(jù)中心建設過程中，引入復雜組織體架構(gòu)（Enterprise Architecture，EA）方法，從業(yè)務、應用、數(shù)據(jù)、技術四個方面對數(shù)據(jù)中心架構(gòu)進行定義，提出了工業(yè)企業(yè)數(shù)據(jù)中心頂層參考架構(gòu)。采用復雜組織體架構(gòu)方法，可以將企業(yè)戰(zhàn)略、運營和管控需求與數(shù)據(jù)中心的業(yè)務定位、軟硬件環(huán)境進行很好地匹配，保證數(shù)據(jù)中心運營和數(shù)據(jù)資源管理能夠很好地支撐企業(yè)運營發(fā)展。

復雜組織體架構(gòu) 數(shù)據(jù)中心 數(shù)據(jù)中心總體設計

1 引言

“數(shù)據(jù)中心”一直以來被認為是一組硬件設備及容納這些硬件的建筑物，例如：維基百科針對數(shù)據(jù)中心給出的定義是“一整套復雜的設施，它不僅僅包括計算機系統(tǒng)和其它與之配套的設備（例如通信和存儲系統(tǒng)），還包含冗余的數(shù)據(jù)通信連接、環(huán)境控制設備、監(jiān)控設備以及各種安全裝置”。谷歌在其發(fā)布的《The Datacenter as a Computer》一書中，將數(shù)據(jù)中心解釋為“多功能的建筑物，能容納多個服務器以及通信設備。這些設備被放置在一起是因為它們具有相同的對環(huán)境的要求以及物理安全上的需求，并且這樣放置便于維護”，而“并不僅僅是一些服務器的集合”。隨著企業(yè)數(shù)據(jù)資源作為新型資產(chǎn)越來越受到重視以及大數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)分析技術的發(fā)展和普及，人們對數(shù)據(jù)中心的理解也在發(fā)生變化，逐漸從關注硬件環(huán)境建設到關注數(shù)據(jù)資源本身的管理。本人認為，在DT時代這個大背景下，數(shù)據(jù)中心建設應聚焦數(shù)據(jù)資源管理，將數(shù)據(jù)中心理解為：是企業(yè)數(shù)據(jù)資源和對數(shù)據(jù)資源進行集成、共享、分析的標準、流程、工具及所依托的軟件、硬件和物理、組織環(huán)境的集合。數(shù)據(jù)中心既是一個技術體系，也是一個組織體（Enterprise）。數(shù)據(jù)中心是企業(yè)數(shù)據(jù)資源開發(fā)利用的重要的載體，其相關技術應用近些年來重新燃起了許多企業(yè)的熱情。

但是，由于數(shù)據(jù)中心一直以來主要沿用數(shù)據(jù)倉庫（Data Warehouse，DW）、 商 務 智 能（Business Intelligence，BI）等技術及相關工程經(jīng)驗，缺乏始于業(yè)務終于業(yè)務的成體系的設計和實施方法論，很多企業(yè)的數(shù)據(jù)中心還主要聚焦于數(shù)據(jù)分析與展示，價值存在很大的局限性，失去了數(shù)據(jù)中心的許多意義。而復雜組織體架構(gòu)（Enterprise Architecture，EA）正是解決從戰(zhàn)略到業(yè)務再到IT的一套科學方法，被國際上眾多組織（企業(yè)組織和政府等非盈利性組織）所采用。EA最早可以追溯到20世紀80年代中期，由當時還在IBM工作的John Zachman首先提出了“信息系統(tǒng)架構(gòu)框架”的概念。1996年美國的Clinger-Cohen 法案導致了術語“IT架構(gòu)”（ITA），ITA現(xiàn)在被解釋為IT企業(yè)架構(gòu)（EA）。經(jīng)過近二十年的發(fā)展，EA相關理論日益成熟，IBM、美國聯(lián)邦政府、波音、空客、羅羅都基于EA思想在構(gòu)建和管理自己的IT系統(tǒng)。在中國，EA也被中國航空工業(yè)集團、中國航天科工集團、華為、用友、金蝶等工業(yè)企業(yè)集團、軟件廠商所采用。中國航空工業(yè)集團公司提出了以復雜組織體架構(gòu)方法應對組織與管理的復雜性，通過與國際開放組TOG開展廣泛合作，系統(tǒng)地導入架構(gòu)方法論和知識體系，已經(jīng)將EA方法運用到企業(yè)戰(zhàn)略分析、業(yè)務和組織架構(gòu)設計、IT架構(gòu)設計、數(shù)據(jù)中心建設和企業(yè)治理等方方面面，“十二五”期間取得了明顯的應用成效。

2 數(shù)據(jù)中心設計方法

數(shù)據(jù)中心是一個企業(yè)（復雜組織體）的有機組成部分，一個現(xiàn)代化的企業(yè)數(shù)據(jù)中心具備復雜組織體的所有特征。因此，數(shù)據(jù)中心架構(gòu)設計可以參考國際上最主流的架構(gòu)方法TOGAF-ADM（如圖1）。在這個方法框架基礎上，通過修改或擴展，以及在每個階段中融入特定的方法論和技巧（如：業(yè)務九要素法、信息資源規(guī)劃IRP，甚至DoDAF等）來適應數(shù)據(jù)中心架構(gòu)設計的需要。TOGAF-ADM將一個復雜組織體架構(gòu)的開發(fā)過程劃分為A-H八個階段，ADM中的需求管理是一個連續(xù)的階段，它確保通過適當?shù)闹卫砹鞒虂硖幚砣魏涡枨笞兏⒎从吃谒衅渌A段中。

圖1 數(shù)據(jù)中心設計方法框架

2.1 預備階段

本階段重點需要掌握數(shù)據(jù)中心關鍵利益攸關者的核心關注，選擇架構(gòu)開發(fā)的方法，以及建立架構(gòu)開發(fā)方法與其他相關管理框架(如：項目管理方法、軟件開發(fā)方法、運行管理方法等)之間的關系，明確數(shù)據(jù)中心架構(gòu)設計的原則，在組織內(nèi)部對數(shù)據(jù)中心形成高層次的一致共識。

2.2 階段A：架構(gòu)愿景

本階段重點是完成立項，并識別利益攸關者，了解他們對數(shù)據(jù)中心的關注焦點和業(yè)務需求。提出數(shù)據(jù)中心規(guī)劃設計與建設、運行的基本原則，明確數(shù)據(jù)中心建設范圍和目標，評價數(shù)據(jù)中心建設所需要的基礎條件，識別風險，制訂相關措施等。

2.3 階段B：業(yè)務架構(gòu)

本階段重點是完成數(shù)據(jù)中心或數(shù)據(jù)管理的業(yè)務現(xiàn)狀，如：數(shù)據(jù)管理組織、流程和相關制度，以及企業(yè)內(nèi)部各部門在數(shù)據(jù)管理與信息資源開發(fā)利用方面的協(xié)作關系。參照國際標準和國內(nèi)外數(shù)據(jù)管理與數(shù)據(jù)中心管理的先進經(jīng)驗，對未來數(shù)據(jù)中心的業(yè)務架構(gòu)進行定義和描述，重點是組織、流程和業(yè)務功能，及配套的標準規(guī)范。

2.4 階段C：信息系統(tǒng)架構(gòu)

本階段重點是完成數(shù)據(jù)集成交換、數(shù)據(jù)管理和數(shù)據(jù)分析等相關應用的現(xiàn)狀，結(jié)合業(yè)務需求，對未來數(shù)據(jù)中心信息系統(tǒng)進行架構(gòu)、功能設計，對未來數(shù)據(jù)中心的數(shù)據(jù)存儲、數(shù)據(jù)分析所涉及的數(shù)據(jù)架構(gòu)（如：數(shù)據(jù)緩沖區(qū)、數(shù)據(jù)倉庫、數(shù)據(jù)集市等）進行設計。描述信息系統(tǒng)如何實現(xiàn)業(yè)務架構(gòu)和架構(gòu)愿景，關鍵利益攸關者數(shù)據(jù)架構(gòu)視圖、應用架構(gòu)視圖。

2.5 階段D：技術架構(gòu)

本階段重點完成數(shù)據(jù)中心軟硬件平臺的架構(gòu)設計，包括數(shù)據(jù)中心所涉及的技術譜系、技術標準及服務器、存儲設備、安全設備、信息安全體系、軟件部署與集成技術架構(gòu)等。同時，要描述技術組件與應用系統(tǒng)的關系。

2.6 階段E：機會和解決方案

本階段重點根據(jù)數(shù)據(jù)中心目標架構(gòu)與現(xiàn)狀（架構(gòu)）的差距分析，制定實施策略，對推進數(shù)據(jù)中心建設的風險和準備度進行確認，識別主要的工作包并將這些工作包分組，以便開展項目組合。本階段也需要判斷是否要開發(fā)過渡的架構(gòu)，以指導分步實施。

2.7 階段F：遷移規(guī)劃

本階段重點是對數(shù)據(jù)中心建設相關工作的優(yōu)先級進行評估，制訂詳細的實施計劃，確保數(shù)據(jù)中心建設項目與其他相關工作的協(xié)調(diào)，同時，確保數(shù)據(jù)中心建設項目和相關工作取得關鍵利益攸關者的理解。本階段對數(shù)據(jù)中心架構(gòu)進行最終確認。

2.8 階段G：實施治理

本階段重點是實施已經(jīng)明確的數(shù)據(jù)中心項目，包括識別相關資源和技能、軟硬件的選型、解決方案開發(fā)與部署，對項目進度、質(zhì)量和風險進行管理，開展業(yè)務和IT試運行等，本階段的目的是通過實施治理確保規(guī)劃的數(shù)據(jù)中心架構(gòu)的實現(xiàn)。

2.9 階段H：架構(gòu)變更管理

本階段的工作是保證數(shù)據(jù)中心具有能迅速演進以響應技術和業(yè)務環(huán)境變化的柔性。通過對業(yè)務需求、數(shù)據(jù)中心運行進行監(jiān)控，識別架構(gòu)變更、解決方案變更的機會，并對變更（如：軟硬件升級）進行管理。

2.10需求管理

需求管理結(jié)穿數(shù)據(jù)中心架構(gòu)開發(fā)的始終，在數(shù)據(jù)中心架構(gòu)開發(fā)各階段，都應識別各種需求，包括功能性需求、非功能性需求。數(shù)據(jù)中心的各類需求應進行統(tǒng)一管理。

3 數(shù)據(jù)中心總體架構(gòu)

參照復雜組織體架構(gòu)框架，企業(yè)數(shù)據(jù)中心架構(gòu)可以從業(yè)務架構(gòu)、應用架構(gòu)、數(shù)據(jù)架構(gòu)和技術架構(gòu)等四個方面來定義和描述，如下圖所示：

圖2 數(shù)據(jù)中心總體架構(gòu)

3.1 業(yè)務架構(gòu)

企業(yè)數(shù)據(jù)中心的業(yè)務架構(gòu)組成要素包括：組織、人員、流程、績效、標準規(guī)范等。數(shù)據(jù)中心建設過程中，應建立和優(yōu)化數(shù)據(jù)中心組織，配置數(shù)據(jù)管理、分析人員，建立支撐數(shù)據(jù)中心運行和數(shù)據(jù)服務的流程、績效衡量指標體系和相關的標準規(guī)范。企業(yè)數(shù)據(jù)中心自身的管理包括對數(shù)據(jù)資產(chǎn)的管理，如：數(shù)據(jù)標準化、數(shù)據(jù)交換與集成、數(shù)據(jù)治理等，還包括對數(shù)據(jù)中心軟硬件環(huán)境的運行管理和數(shù)據(jù)中心的人財物等綜合管理。數(shù)據(jù)中心對外提供的服務包括：數(shù)據(jù)存儲服務（結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)存儲、大數(shù)據(jù)存儲）、數(shù)據(jù)共享服務和數(shù)據(jù)分析服務，數(shù)據(jù)分析服務又可以分為報表服務、聯(lián)機分析處理、數(shù)據(jù)挖掘等。

3.2 應用架構(gòu)

企業(yè)數(shù)據(jù)中心的應用架構(gòu)描述了支撐數(shù)據(jù)中心內(nèi)外部業(yè)務的核心應用組成及其關系。核心應用可以分為四類：一是數(shù)據(jù)交換系統(tǒng)（如：ETL、ESB），主要功能包括異構(gòu)信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)集成、抽取、清洗、轉(zhuǎn)換，并加載到數(shù)據(jù)倉庫。二是數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)，主要實現(xiàn)對各種類型數(shù)據(jù)的集中存儲。第三是數(shù)據(jù)治理系統(tǒng)，主要實現(xiàn)對元數(shù)據(jù)的管理、對主數(shù)據(jù)和業(yè)務數(shù)據(jù)質(zhì)量的控制和數(shù)據(jù)模型的管理。第四是數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)，主要是用于滿足不同人員對數(shù)據(jù)的分析需求，提供報表分析、即席查詢、多維數(shù)據(jù)分析和數(shù)據(jù)挖掘等。

3.3 數(shù)據(jù)架構(gòu)

企業(yè)數(shù)據(jù)可以分為元數(shù)據(jù)、主數(shù)據(jù)、業(yè)務數(shù)據(jù)和主題分析數(shù)據(jù)。元數(shù)據(jù)是描述數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)，主要描述數(shù)據(jù)對象的結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)倉庫中有關數(shù)據(jù)源定義和轉(zhuǎn)化規(guī)則；主數(shù)據(jù)是指需在企業(yè)全局保持一致的核心業(yè)務實體的數(shù)據(jù)，同時也是在企業(yè)范圍內(nèi)需要共享的數(shù)據(jù)；業(yè)務數(shù)據(jù)是指為完成業(yè)務處理而產(chǎn)生的事務性數(shù)據(jù)，是業(yè)務活動的描述，更新頻繁且快速增長；主題分析數(shù)據(jù)是指按照業(yè)務邏輯結(jié)構(gòu)對各業(yè)務數(shù)據(jù)進行識別和運算，根據(jù)業(yè)務需求統(tǒng)一定義和組織的相關數(shù)據(jù)，由業(yè)務數(shù)據(jù)按照分析需要抽取后按主題存儲。數(shù)據(jù)中心數(shù)據(jù)架構(gòu)定義了數(shù)據(jù)分類、數(shù)據(jù)模型、數(shù)據(jù)存儲的方式與結(jié)構(gòu)（包括：數(shù)據(jù)緩沖區(qū)、數(shù)據(jù)倉庫、數(shù)據(jù)集市、大數(shù)據(jù)存儲區(qū)等）和各類數(shù)據(jù)的標準。

3.4 技術架構(gòu)

數(shù)據(jù)中心的技術架構(gòu)由技術平臺、基礎設施、標準體系和安全體系組成。技術平臺指數(shù)據(jù)中心應用系統(tǒng)的開發(fā)和運行平臺、數(shù)據(jù)集成與展示平臺、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)等?；A設施包括機房、服務器、存儲設備和基礎軟件（如：操作系統(tǒng)、郵件系統(tǒng)等）等。標準體系指企業(yè)的信息化標準體系，定義了信息化技術、應用、管理等的規(guī)范化要求。安全體系定義了確保數(shù)據(jù)安全所需要的技術、流程、制度等。

4 數(shù)據(jù)中心實施路線

通過對數(shù)據(jù)中心目標架構(gòu)和現(xiàn)狀架構(gòu)之間的差距分析來識別和定義路線圖組件或工作包，這些組件或工作包通常可以作為獨立的項目來組織實施。典型的路線圖組件包括：數(shù)據(jù)中心現(xiàn)狀調(diào)研與診斷、數(shù)據(jù)中心總體規(guī)劃、數(shù)據(jù)中心架構(gòu)設計、數(shù)據(jù)模型設計與驗證、數(shù)據(jù)治理體系設計與構(gòu)建、數(shù)據(jù)中心物理環(huán)境建設、數(shù)據(jù)中心IT運行環(huán)境建設、數(shù)據(jù)交換平臺建設、數(shù)據(jù)管理平臺建設、數(shù)據(jù)分析平臺建設、特定專題的數(shù)據(jù)分析應用、數(shù)據(jù)中心運行維護等。

企業(yè)數(shù)據(jù)中心建設可以劃分為三個發(fā)展階段：數(shù)據(jù)中心設計與平臺驗證、數(shù)據(jù)中心深化建設和數(shù)據(jù)中心優(yōu)化應用，如圖3所示。第一階段重點完成數(shù)據(jù)中心總體規(guī)劃、架構(gòu)設計和初步的軟硬件環(huán)境建設，通過選擇試點單位、試點業(yè)務驗證相關技術和設計方案的可行性。第二階段重點在橫縱兩個方向上深化建設，橫向擴大試點單位、試點業(yè)務的范圍，縱向擴展數(shù)據(jù)資源開發(fā)利用的深度，如：數(shù)據(jù)鉆取、數(shù)據(jù)挖掘、大數(shù)據(jù)實時分析等。第三階段重點是優(yōu)化，包括運行環(huán)境的優(yōu)化、應用系統(tǒng)的優(yōu)化、數(shù)據(jù)模型的優(yōu)化、數(shù)據(jù)中心業(yè)務架構(gòu)的優(yōu)化等。

圖3 數(shù)據(jù)中心實施路線

當然，由于企業(yè)各級人員對數(shù)據(jù)的需求是變化的，數(shù)據(jù)中心建設主體工程雖然呈現(xiàn)一定的階段性，可以依托特定的項目來完成，但從數(shù)據(jù)中心的運行和數(shù)據(jù)資源開發(fā)利用角度來看，數(shù)據(jù)中心建設實際上是一個持續(xù)工程，其價值往往需要依賴于數(shù)據(jù)中心的日常運行管理，因此，數(shù)據(jù)中心治理是整個數(shù)據(jù)中心建設的核心。

5 結(jié)語

在企業(yè)數(shù)據(jù)中心建設過程中，引入架構(gòu)思想，采用復雜組織體架構(gòu)方法開展數(shù)據(jù)中心架構(gòu)設計與治理，有助于將數(shù)據(jù)中心資產(chǎn)與企業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略、運營管理目標進行很好地對接，使數(shù)據(jù)資源管理能夠動態(tài)滿足管理與決策的需求，實現(xiàn)數(shù)據(jù)中心價值最大化。

[1]TOGAF標準9.1版，The Open GroupA著，張新國等譯，2017年1月第1版

[2]中國航空工業(yè)集團統(tǒng)一IT架構(gòu)要求V2.0，2016年

[3]中國商用飛機有限責任公司十三五信息化規(guī)劃，2017年

[4]https：//baike.baidu.com/item/%E6%95%B0%E6%8D%AE%E4%B8%AD%E5%BF%83/967340?fr=aladdin