基于W eb應(yīng)用框架構(gòu)建集約化統(tǒng)一維護平臺

中國電信股份有限公司江蘇省分公司企業(yè)信息化部 李 彧 肖寶林

0 引言

近年來，隨著IT規(guī)劃的縱深演進、專業(yè)細(xì)分、系統(tǒng)進化、配套完備，信息化建設(shè)投資規(guī)模持續(xù)增長，電信運營商客戶關(guān)系管理（CRM）專業(yè)領(lǐng)域所涵括的項目、系統(tǒng)、設(shè)備水漲船高。與此同時，IT（信息技術(shù)）系統(tǒng)運維支撐因缺乏行之有效的工具手段，或多或少存在故障難定位、質(zhì)量難保證、數(shù)據(jù)難維護、知識難共享、新人上手難、自動化欠缺等方面的問題。

某省某電信運營商在省市一體集約化運營思想指導(dǎo)下，嘗試集成一系列高性能的開源框架構(gòu)建CRM專業(yè)領(lǐng)域核心生產(chǎn)系統(tǒng)——業(yè)務(wù)支撐系統(tǒng)（BSS）的統(tǒng)一維護平臺。正如項目研發(fā)明確提供標(biāo)準(zhǔn)的集成開發(fā)環(huán)境（IDE），對應(yīng)系統(tǒng)運維支撐也應(yīng)明確提供標(biāo)準(zhǔn)的統(tǒng)一維護平臺（UMP），從而能有助于實現(xiàn)運維支撐高度的集中化、自動化、標(biāo)準(zhǔn)化和專業(yè)化。

1 基于開源的平臺架構(gòu)

統(tǒng)一維護平臺整合Web服務(wù)器Nginx、Web應(yīng)用框架Rails、分布式文檔數(shù)據(jù)庫mongoDB（數(shù)據(jù)庫），實施各層負(fù)載均衡（f5實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)負(fù)載均衡、Web服務(wù)器和數(shù)據(jù)庫均集群部署），支持多樣化的客戶端瀏覽器類型（谷歌、火狐），作為任務(wù)調(diào)度引擎的腳本運行器隔離維護終端直連生產(chǎn)數(shù)據(jù)庫、可配置數(shù)據(jù)源及解析執(zhí)行數(shù)據(jù)庫連接訪問，其體系架構(gòu)如圖1所示，相對于以往應(yīng)用系統(tǒng)的傳統(tǒng)的重量級架構(gòu)而言，它集輕量級、先進性和前沿性于一體。

1.1 Web開發(fā)框架Rails

Rubyon Rails，簡稱Rails，是一個使用Ruby語言編寫的Web應(yīng)用開發(fā)框架，編碼量更少但又完成超過其他任何語言和框架所做的工作[1]。Rails的核心是MVC（模型、視圖、控制器）架構(gòu)，能從用戶界面剝離業(yè)務(wù)邏輯，易于使代碼不做重復(fù)的事，明確指出使得不同類型的代碼維護起來更容易的適用場合。

談到Rails不能不提及Ruby。Ruby是一種跨平臺、面向?qū)ο蟮膭討B(tài)類型編程語言。Ruby體現(xiàn)了表達(dá)的一致性和簡單性，其不僅是一門編程語言，更是表達(dá)想法的一種簡練方式[1]。

由于使用Rails框架，統(tǒng)一維護平臺所有的維護腳本使用簡化的Ruby語言編寫，支持中文命名，基本接近自然語言，大幅減少SQL（結(jié)構(gòu)化查詢語言）的使用，便于學(xué)習(xí)與維護。

1.2 分布式文檔數(shù)據(jù)庫mongo DB

一個NoSQL（非關(guān)系型數(shù)據(jù)庫）提供了一個簡潔、輕量級的數(shù)據(jù)存儲和檢索的機制，許多作者將之稱為“notonly SQL”是由于數(shù)據(jù)存儲一般不使用“SQL”方式存儲數(shù)據(jù)[2]。NoSQL數(shù)據(jù)庫往往高度優(yōu)化檢索和附加操作；除以松散的一致性存儲記錄外（如鍵值存儲），其提供的功能往往很少。相對于較完全的SQL數(shù)據(jù)庫而言，其通過降低實時靈活性來補償某些數(shù)據(jù)模型使其可擴展性和性能得以顯著提高。

mongoDB（源于“humongous”，字面意為堆積如山），是當(dāng)前NoSQL數(shù)據(jù)庫中較熱門的一種，乃是一個高性能的、開源的、無模式的文檔型數(shù)據(jù)庫[3]。它在許多場景下可用于替代傳統(tǒng)的關(guān)系型數(shù)據(jù)庫或鍵/值存儲方式，除具高性能外，還有易部署、易使用、存儲數(shù)據(jù)非常方便等特點。

統(tǒng)一維護平臺利用mongoDB搭建NoSQL數(shù)據(jù)庫，并集群部署，用于存儲維護腳本及腳本運行記錄。

1.3 任務(wù)調(diào)度引擎

信息安全基線要求個人維護終端禁止直連生產(chǎn)數(shù)據(jù)庫，因此維護終端訪問生產(chǎn)庫是通過扎口作為中介的任務(wù)調(diào)度引擎來實現(xiàn)的。調(diào)度引擎支持?jǐn)?shù)據(jù)源的靈活可配置，解析腳本并在對應(yīng)的正確的數(shù)據(jù)庫中運行，其運行機制如圖2所示。

2 平臺主要特性

在設(shè)計之初，我們就確定了維護腳本最基本的幾個特性：一、能以最少的代碼做最多的事；二、很好的可讀性與可維護性；三、盡量減少對數(shù)據(jù)庫的依賴；四、具有全面超越SQL的功能與擴展性。從這幾個特性出發(fā)，我們考察了多種語言，最終選擇了Ruby作為腳本語言的基礎(chǔ)。同時Rails所具有的強大靈活，使得統(tǒng)一維護平臺呈現(xiàn)了別具一格的嶄新特性。

2.1 基于Ruby的定制化維護腳本

BSS統(tǒng)一維護平臺的維護腳本從本質(zhì)上來說就是一段以Ruby語言為基礎(chǔ)，以Rails框架為運行環(huán)境，以BSS等生產(chǎn)數(shù)據(jù)庫為基本操作目標(biāo)的代碼文本。維護腳本整體上包含腳本屬性、文檔與代碼3個部分。

腳本代碼從整體上最多分為下列5個代碼段：定義參數(shù)、定義方法、準(zhǔn)備、執(zhí)行、清理。這5個代碼段除“執(zhí)行”段外，其他代碼段為可選。每個代碼均以“代碼段名稱do”開始至對應(yīng)的“end”結(jié)束。不同的代碼有不同的用途，不能重復(fù)。腳本代碼結(jié)構(gòu)示意如下：

定義參數(shù)do

參數(shù):id,:integer,name:“地區(qū)編號”

end

腳本的代碼要求使用Ruby語言編寫。與常規(guī)Ruby程序不同的是，腳本代碼需遵循固定的格式，并具有許多附加限制。同時，平臺提供了各類自定義的API（應(yīng)用程序接口），并引入了許多擴展功能庫，對底層功能進行了大量的封裝。因此比普通Ruby程序具有更多貼近維護工作的功能?？梢暈槠脚_專用的領(lǐng)域特定語言（DSL）。

2.2 清新簡潔的平臺特性

統(tǒng)一維護平臺在采用Rails后，編寫新的應(yīng)用程序和增加新功能變得更加容易。新增功能開發(fā)效率高，在線部署不影響生產(chǎn)，其主要特性如表1所示。

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3 應(yīng)用效果分析

統(tǒng)一維護平臺于2012年8月試點上線成功，接著利用2012年10月、11月兩個月時間在全省推廣，至2012年12月初，共完成205個手工維護腳本，遷移114個數(shù)據(jù)庫后臺定時任務(wù)，共運行123961次，成功處理120661筆異常。平臺上線后，對維護工作的總體狀況和維護人員的工作狀態(tài)等方面帶來了明顯的提升。

3.1 提高運營維護工作質(zhì)量

統(tǒng)一維護平臺極大地提升了維護工作，具體表現(xiàn)如下：首先，提供了常見異常的統(tǒng)一處理入口。維護人員能快速處理各子系統(tǒng)的障礙，能更好地安排AB角（兩個人一組，當(dāng)一方因公外出，由另一方頂崗）及日常值班工作，有效地提高了新人的上手速度。其次，平臺腳本遠(yuǎn)超過PL/SQL（過程化SQL）的表達(dá)能力，提供了更高層次的維護手段，全面促進了維護工作的自動化與標(biāo)準(zhǔn)化。再其次，通過平臺對腳本安全性的檢查和預(yù)防，極大地減少了維護過程中誤操作的可能性。此外，還提供了完善的日志及數(shù)據(jù)備份方案，方便事后的審計與恢復(fù)。

3.2 提升維護人員狀態(tài)士氣

平臺在全省推廣上線后，維護人員通過熟悉磨合，掌握維護腳本的開發(fā)后，將本地日常處理故障異常的維護腳本和生產(chǎn)數(shù)據(jù)庫后臺定時任務(wù)遷移至平臺，逐步從繁雜事務(wù)處理中解脫出來，工作積極性得到極大激發(fā)，在諸多方面有了較大改觀，效果如表2所示。

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4 展望

統(tǒng)一維護平臺作為強有力的“后勤”，接管BSS大部分的運維支撐工作，達(dá)到并超過了早期技術(shù)驗證的目標(biāo)?，F(xiàn)在已平穩(wěn)運行數(shù)月。隨著應(yīng)用的深入，維護人員提出了更多的改進意見，各級管理人員也寄予較高期望。因此，統(tǒng)一維護平臺的發(fā)展方向值得思考如下：建設(shè)成多系統(tǒng)綜合維護平臺，可為承接運營支撐系統(tǒng)（OSS）等的維護做準(zhǔn)備；實現(xiàn)以平臺成為基礎(chǔ)的一線人員異常處理工具，如嵌入原系統(tǒng)、腳本可見性控制、時間段控制；提供外部系統(tǒng)集成能力，對外提供調(diào)用接口；增強維護文檔的管理功能，增加提問與解答的互動機制，全省共享機制，對維護文檔/腳本可以打分并發(fā)表評論等。

5 結(jié)論

某省某電信運營商基于開源Web開發(fā)框架Rails，構(gòu)建BSS的集約化運營統(tǒng)一維護平臺，平臺上線后，BSS故障異常的維護效率得到提升，維護工作量化透明，初步實現(xiàn)了維護方案集中管理、維護知識庫全省共享、維護質(zhì)量可管控有保障，阻斷個人維護終端直連生產(chǎn)數(shù)據(jù)庫，保障系統(tǒng)數(shù)據(jù)安全，同時推動了故障管理、問題管理、知識管理等維護流程規(guī)范化。

[1]WhatisRails?.[EB/OL].[2013-05-28].http://guides.rubyonrails.org/getting_started.html.

[2]NoSQL.[EB/OL].[2013-05-28].http://en.wikipedia.org/wiki/NoSQL.

[3]MongoDB.[EB/OL].[2013-05-28].http://zh.wikipedia.org/zh/MongoDB.◆