IT系統(tǒng)云化遷移評(píng)估模型研究

楊錦洲 何 進(jìn) 張 國(guó)

中國(guó)聯(lián)通研究院 北京 100032

引言

在IT系統(tǒng)云化驗(yàn)證和應(yīng)用實(shí)踐中，中國(guó)聯(lián)通進(jìn)行了多方面的研究和探索，具有一定的技術(shù)儲(chǔ)備，形成“中間厚、兩頭薄”的格局，證明云化是必走之路，但是需要本著科學(xué)審慎的態(tài)度，將基礎(chǔ)設(shè)施云化作為首要任務(wù)，把底層做大，同時(shí)，建立適合云化的完善配套體系。

現(xiàn)階段，業(yè)界對(duì)重要業(yè)務(wù)系統(tǒng)是否云化、何時(shí)云化的問(wèn)題一直有所顧慮，這些平臺(tái)承載的業(yè)務(wù)量大、用戶多、影響面廣，一旦出現(xiàn)問(wèn)題代價(jià)難以估量。當(dāng)前很難找到一個(gè)科學(xué)量化的模型來(lái)評(píng)估，對(duì)云化遷移的風(fēng)險(xiǎn)也不好評(píng)估。國(guó)內(nèi)外在企業(yè)級(jí)業(yè)務(wù)平臺(tái)和系統(tǒng)的云化評(píng)估上也做了一些探索。譚志遠(yuǎn)等提出的業(yè)務(wù)平臺(tái)云化評(píng)估方法[1]主要從平臺(tái)架構(gòu)、外接設(shè)備、計(jì)算要求(CPU)、I/O要求、安全等級(jí)、維護(hù)界面劃分、維護(hù)手段、網(wǎng)絡(luò)遷移可行性、平臺(tái)操作系統(tǒng)等維度進(jìn)行評(píng)估，以現(xiàn)有平臺(tái)資源使用情況為基礎(chǔ)，對(duì)部分指標(biāo)進(jìn)行明確量化，具有一定可行性，但是評(píng)價(jià)維度不夠全面和體系化，未從系統(tǒng)或平臺(tái)的集成關(guān)系及數(shù)據(jù)庫(kù)方面進(jìn)行研究，且某些評(píng)價(jià)項(xiàng)主觀性較強(qiáng)，未考慮效益的影響。張洪良、周振勇等提出的應(yīng)用系統(tǒng)云化遷移評(píng)估方法[2-3]中的模型從適用性指標(biāo)、短期不適用性指標(biāo)、不適用性指標(biāo)等三部分按照不同權(quán)重和分級(jí)打分，值得一提的是該模型針對(duì)應(yīng)用系統(tǒng)復(fù)雜度進(jìn)行分級(jí)評(píng)估，按應(yīng)用系統(tǒng)特點(diǎn)、數(shù)據(jù)庫(kù)特點(diǎn)、系統(tǒng)關(guān)聯(lián)度(分簡(jiǎn)單、中等、復(fù)雜三個(gè)等級(jí))進(jìn)行相應(yīng)的描述，具有一定參考價(jià)值。國(guó)外ODCA(開(kāi)放數(shù)據(jù)中心聯(lián)盟)云計(jì)算評(píng)估模型[4]介紹了一套云服務(wù)使用模型，幫助企業(yè)建立一套適合自身的商業(yè)策略，明確自適應(yīng)云服務(wù)和商業(yè)轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵關(guān)注點(diǎn)。其中，對(duì)決定應(yīng)用和系統(tǒng)遷移到云的條件和方式進(jìn)行了較為詳細(xì)的說(shuō)明，提供了較為全面的影響因素。本文提出一套相對(duì)全面的量化評(píng)估模型，并有針對(duì)性地提出相應(yīng)的遷移策略。

1 IT系統(tǒng)云化定義

IT系統(tǒng)云化是將現(xiàn)有IT系統(tǒng)遷移到云計(jì)算資源池承載的簡(jiǎn)稱，即對(duì)現(xiàn)有IT系統(tǒng)或平臺(tái)經(jīng)過(guò)云化評(píng)估之后，把適合云化、可云化的系統(tǒng)或平臺(tái)按照一定的遷移策略部署到云計(jì)算資源池上。云化架構(gòu)包括IaaS(基礎(chǔ)設(shè)施即服務(wù))、PaaS(平臺(tái)即服務(wù))、SaaS(軟件即服務(wù))三層，其中IaaS是云化的基礎(chǔ)也是相對(duì)最成熟最能體現(xiàn)云化價(jià)值的部分，故這里的云化側(cè)重IaaS層面。這個(gè)層面兩個(gè)關(guān)鍵的技術(shù)方式為虛擬化和分布式。

虛擬化，是指通過(guò)虛擬化技術(shù)將一臺(tái)計(jì)算機(jī)虛擬為多臺(tái)邏輯計(jì)算機(jī)。但其有兩個(gè)不適用的場(chǎng)景。1)對(duì)資源使用情況的評(píng)估，要求大CPU大內(nèi)存且實(shí)時(shí)性要求高，不適合做虛擬化；2)對(duì)中間件、數(shù)據(jù)庫(kù)等嚴(yán)重依賴數(shù)據(jù)庫(kù)的組件或模塊超過(guò)IO承受能力，不適合做虛擬化。

分布式，它研究如何把一個(gè)需要非常巨大的計(jì)算能力才能解決的問(wèn)題分成許多小的部分，然后把這些部分分配給許多計(jì)算機(jī)進(jìn)行處理，最后把這些計(jì)算結(jié)果綜合起來(lái)得到最終的結(jié)果。其適用場(chǎng)景：1)單臺(tái)服務(wù)器無(wú)法承受壓力；2)發(fā)生錯(cuò)誤時(shí)能自動(dòng)切換；3)提供多個(gè)對(duì)外的接口，按照一定規(guī)則，分派不同請(qǐng)求由不同接口來(lái)處理；4)把一個(gè)功能拆分成多個(gè)功能，不同功能分布部署到不同服務(wù)器上。

2 云化遷移評(píng)估方法

遷移服務(wù)是IT服務(wù)最復(fù)雜的部分。如何評(píng)估遷移的核心視角是ITSM(關(guān)注目錄、方案、TCO)、輔助視角是BCM(關(guān)注業(yè)務(wù)連續(xù)性)和ITAM(關(guān)注架構(gòu)、性能、容量)，涉及從技術(shù)影響性到業(yè)務(wù)影響性到TCO效益評(píng)估?？紤]到諸多影響及遷移成本，能夠成熟穩(wěn)定運(yùn)行、資源占用合理的現(xiàn)有系統(tǒng)可不必強(qiáng)行進(jìn)行云化遷移。沒(méi)有一種IT技術(shù)或架構(gòu)能解決一切的IT系統(tǒng)和平臺(tái)問(wèn)題，一定是針對(duì)應(yīng)用特點(diǎn)，采用不同技術(shù)和架構(gòu)，以達(dá)到更好的性價(jià)比。

本套模型原則適用云化升級(jí)改造與遷移(具體根據(jù)現(xiàn)有情況及目標(biāo)架構(gòu)共同決定)，定位于云化可行性評(píng)估模型，側(cè)重IaaS層面的分析評(píng)估，目的是為了加快新業(yè)務(wù)上線與硬件交付并降低成本。該云化遷移模型通過(guò)評(píng)估打分為系統(tǒng)云化遷移的順序及方式進(jìn)行優(yōu)先級(jí)排列，從而為遷移策略提供相對(duì)科學(xué)的參考。

2.1 評(píng)估原則

1)須對(duì)現(xiàn)有系統(tǒng)IT資產(chǎn)、架構(gòu)性能、數(shù)據(jù)、運(yùn)維狀況、集成關(guān)系、涉及人員、運(yùn)營(yíng)等級(jí)及時(shí)間進(jìn)行充分調(diào)研；2)須明確目標(biāo)架構(gòu)及性能指標(biāo)，預(yù)估業(yè)務(wù)及用戶增長(zhǎng)量；3)須對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行服務(wù)模塊級(jí)拆分，以使粒度橫向縱向相對(duì)統(tǒng)一且模塊間獨(dú)立；4)原則上對(duì)資源利用率較低、遷移影響較少難度較小的系統(tǒng)優(yōu)先云化遷移，對(duì)運(yùn)行良好且遷移對(duì)架構(gòu)版本改動(dòng)較大的暫緩遷移；5)主要針對(duì)擬遷移系統(tǒng)的業(yè)務(wù)價(jià)值較高，能在未來(lái)發(fā)揮效益的系統(tǒng)進(jìn)行評(píng)估。

2.2 評(píng)估流程

評(píng)估脈絡(luò)從業(yè)務(wù)出發(fā)到技術(shù)因素為主進(jìn)行評(píng)價(jià)，最后根據(jù)TCO進(jìn)行效益評(píng)估。涉及總部規(guī)劃計(jì)劃人員、研究院規(guī)劃人員、統(tǒng)一需求與方案組、業(yè)務(wù)人員、建設(shè)部門項(xiàng)目經(jīng)理、運(yùn)維人員、總部公共資源相關(guān)人員、設(shè)計(jì)院相關(guān)人員、外部抽樣專家(如研究院、科研機(jī)構(gòu)、中立咨詢廠商、類似研發(fā)/集成廠商)等角色，責(zé)任主體為項(xiàng)目經(jīng)理。

規(guī)劃人員將制定的涉及各項(xiàng)內(nèi)容和指標(biāo)的評(píng)估模型調(diào)研表發(fā)給建設(shè)部門項(xiàng)目經(jīng)理協(xié)調(diào)相關(guān)人員(見(jiàn)調(diào)研及評(píng)估人員分工)進(jìn)行填寫，對(duì)各系統(tǒng)進(jìn)行充分摸底、統(tǒng)一口徑；調(diào)研表匯總后，根據(jù)調(diào)研情況確定基線性能架構(gòu)，由相關(guān)人員進(jìn)行評(píng)估打分；由總部牽頭確定目標(biāo)性能架構(gòu)(可指導(dǎo)落地，確定新業(yè)務(wù)上線周期、資源利用率、運(yùn)維故障率等目標(biāo))，并據(jù)此補(bǔ)充經(jīng)濟(jì)效益評(píng)估等內(nèi)容，根據(jù)調(diào)研表詳細(xì)內(nèi)容進(jìn)行打分，打分結(jié)果統(tǒng)計(jì)之后進(jìn)行遷移策略分類，并提交領(lǐng)導(dǎo)進(jìn)行決策，最終指導(dǎo)項(xiàng)目實(shí)施。建議對(duì)于規(guī)劃落地目標(biāo)明確相對(duì)成熟的系統(tǒng)用1～2周的時(shí)間完成調(diào)研及評(píng)估過(guò)程，涉及系統(tǒng)運(yùn)行數(shù)據(jù)采樣收集等其它工作的則根據(jù)實(shí)際情況完成，但最長(zhǎng)不超過(guò)兩個(gè)月(采樣收集一般一個(gè)月)。

調(diào)研及評(píng)估人員分工：1)業(yè)務(wù)應(yīng)用特點(diǎn)——業(yè)務(wù)人員(業(yè)務(wù)需求接口人)、統(tǒng)一需求與方案組；2)數(shù)據(jù)庫(kù)特點(diǎn)——相應(yīng)研發(fā)/集成廠商專家、業(yè)務(wù)人員；3)系統(tǒng)關(guān)聯(lián)度——項(xiàng)目經(jīng)理、研發(fā)/集成廠商專家、業(yè)務(wù)人員、設(shè)計(jì)院相關(guān)人員；4)IT系統(tǒng)能力——運(yùn)維人員、公共資源、設(shè)計(jì)院相關(guān)人員；5)運(yùn)維管理水平——項(xiàng)目經(jīng)理、運(yùn)維人員。

外部抽樣專家可抽取幾個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行全面打分作為參考，規(guī)劃人員跟進(jìn)某些系統(tǒng)打分過(guò)程，以便發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、并盡早修改完善。

2.3 經(jīng)濟(jì)效益評(píng)估點(diǎn)

1)投資TCO；2)新業(yè)務(wù)上線時(shí)間(硬件交付時(shí)間縮短)；3)資源利用率(節(jié)省硬件資源)；4)業(yè)務(wù)保障能力(降低異常故障率)。以上4點(diǎn)中，TCO評(píng)估是難點(diǎn)，比較重要的如PM(物理機(jī))的替代成本，即VM(虛擬機(jī))的許可費(fèi)；虛擬化遷移對(duì)傳統(tǒng)架構(gòu)帶來(lái)的影響性評(píng)估需要關(guān)注兩個(gè)瓶頸，一是應(yīng)用所需的內(nèi)存大小(以VMWARE為例，單VM上限64GB 32核)，二是所需的共享存儲(chǔ)IO大小(即VM密度提高，IO壓力線性增大，且vSwitch對(duì)CPU的消耗達(dá)到10～15%開(kāi)銷)。另外，建議一個(gè)VM的CPU計(jì)算能力控制在50萬(wàn)tpmC(OLTP的基礎(chǔ)程序每分鐘的吞吐量)，否則，粒度太大不利于遷移，反而犧牲了云化價(jià)值。

2.4 評(píng)估方法模型

本模型繼承中國(guó)聯(lián)通2014～2016年信息系統(tǒng)規(guī)劃，針對(duì)業(yè)務(wù)價(jià)值高的系統(tǒng)(及滿足遷移必要性的系統(tǒng))進(jìn)行評(píng)估。評(píng)估維度參考ODCA(開(kāi)放數(shù)據(jù)中心聯(lián)盟)云計(jì)算評(píng)估模型[4]，同時(shí)，廣泛征求專家建議，充分討論完善并借鑒實(shí)際評(píng)估案例，從業(yè)務(wù)應(yīng)用特點(diǎn)、數(shù)據(jù)庫(kù)特點(diǎn)、系統(tǒng)關(guān)聯(lián)度、IT系統(tǒng)能力、運(yùn)維管理水平、現(xiàn)有系統(tǒng)效益分析六大類維度進(jìn)行評(píng)估。具體分析維度會(huì)有簡(jiǎn)單、中等、復(fù)雜三種類別，并對(duì)應(yīng)不同分?jǐn)?shù)區(qū)間，分值越低說(shuō)明系統(tǒng)復(fù)雜度越高(或目前運(yùn)行較好)，遷移難度及成本越高，可以暫緩云化遷移。另外，每個(gè)具體維度會(huì)有一個(gè)權(quán)值，采用三段權(quán)值法，權(quán)值越低，評(píng)價(jià)維度對(duì)云化遷移結(jié)果影響越大，該權(quán)值可循環(huán)學(xué)習(xí)、不斷修正。

表1中，分析維度level0列，如現(xiàn)有系統(tǒng)效益分析，下方括號(hào)內(nèi)的數(shù)字表示這一難度的權(quán)重合計(jì)，一定程度上反映了對(duì)云化遷移過(guò)程的影響程度。三個(gè)等級(jí)的評(píng)分為0-10分，系統(tǒng)越復(fù)雜評(píng)分越低。

需要說(shuō)明的是，系統(tǒng)打分需要經(jīng)過(guò)前期充分的調(diào)研，包括運(yùn)維側(cè)提供的詳實(shí)數(shù)據(jù)，表1中部分缺失的數(shù)據(jù)需要根據(jù)調(diào)研情況確定，TCO部分需要明確基線指標(biāo)及目標(biāo)架構(gòu)和指標(biāo)。系統(tǒng)評(píng)估打分之后，根據(jù)結(jié)果選擇合適的遷移策略，如表2所示。

表1 IT系統(tǒng)云化遷移評(píng)估模型-評(píng)分依據(jù)表

表2 遷移總體策略表

2.5 評(píng)估結(jié)論

將待評(píng)估系統(tǒng)經(jīng)過(guò)評(píng)估打分后得到各自的分?jǐn)?shù)和排名，按照這個(gè)結(jié)果進(jìn)行分類并制定相應(yīng)的遷移策略，指導(dǎo)工程實(shí)踐。

3 結(jié)束語(yǔ)

IT系統(tǒng)云化應(yīng)該先易后難有步驟有層次地進(jìn)行，最大限度地降低遷移風(fēng)險(xiǎn)，云化層次上應(yīng)該從初級(jí)向高級(jí)演進(jìn)，即按照IaaS、PaaS、SaaS的層級(jí)有選擇地根據(jù)現(xiàn)有系統(tǒng)特點(diǎn)進(jìn)行云化，新建業(yè)務(wù)系統(tǒng)采用云化方式建設(shè)。需要強(qiáng)調(diào)的一點(diǎn)是，云化離不開(kāi)與之特點(diǎn)相適應(yīng)的資源及運(yùn)營(yíng)保障，建立科學(xué)的云運(yùn)營(yíng)運(yùn)維體系非常有必要。云化遷移評(píng)估模型并非一個(gè)精準(zhǔn)的模型，需要在實(shí)踐中迭代驗(yàn)證，并根據(jù)使用情況和效果對(duì)該模型進(jìn)行不斷修正和完善。

參考文獻(xiàn)

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