云計算架構支撐系統(tǒng)的設計與構建

內蒙古科技大學包頭師范學院 武麗英

云計算架構支撐系統(tǒng)的設計與構建

內蒙古科技大學包頭師范學院 武麗英

為了實現(xiàn)業(yè)務支撐系統(tǒng)向云化架構演進的新運維需求，在重構現(xiàn)有CRM/BOSS系統(tǒng)的基礎上設計并構建了云計算架構支撐系統(tǒng)，該系統(tǒng)包含五層架構，分別為用戶交互層、服務編排層、中心化應用服務層、分布式數(shù)據(jù)訪問層、基礎資源層。

云計算架構支撐系統(tǒng)；互聯(lián)網；數(shù)字化

1.引言

4G時代，中國移動的商業(yè)模式正在發(fā)生巨大變化，在從語音經營向流量經營和數(shù)字化經營的轉型過程中，原有的客戶、渠道、產品、合作伙伴等商業(yè)要素內涵、外延均已不同，隨著IT新技術的發(fā)展以及與之匹配的開發(fā)運維模式的調整，對第三代業(yè)務支撐系統(tǒng)提出了新的要求，充分利用各種新技術、匹配創(chuàng)新的商業(yè)運營模式、支撐全新數(shù)字化業(yè)務，以構建數(shù)字化時代的核心競爭力。

結合業(yè)務發(fā)展趨勢，中國移動第三代省級業(yè)務支撐系統(tǒng)提出了“客戶運營的核心和連接數(shù)字化服務的紐帶”，并且實現(xiàn)“從運營商內部IT系統(tǒng)轉型為開放的移動互聯(lián)網節(jié)點”的目標。并著力于建設具備“能力開放、極致體驗、架構敏捷、智能運營、統(tǒng)一管控”特點的新一代支撐系統(tǒng)——云計算架構支撐系統(tǒng)[1]。

2.云計算架構支撐系統(tǒng)的設計

云計算架構支撐系統(tǒng)，為實現(xiàn)從應用到架構上的低成本彈性擴展，從傳統(tǒng)三層架構變更為開放的五層架構，五層架構分別為用戶交互層、服務編排層、中心化應用服務層、分布式數(shù)據(jù)訪問層、基礎資源層。通過基礎架構的解耦設計，每一層架構都擁有獨立的運維能力，實現(xiàn)了系統(tǒng)的分布式處理，靈活支撐業(yè)務擴展能力。如圖1：

圖1 云計算架構支撐系統(tǒng)層次圖

3.云計算架構支撐系統(tǒng)的構建

3.1 應用層：三層應用體系架構[2]

在云計算架構支撐系統(tǒng)中應用層包含用戶交互層、服務編排層、中心化應用層。

用戶交互層，引入互聯(lián)網化界面設計元素，結合動態(tài)的后臺服務，實現(xiàn)輕量靈活的用戶交互展現(xiàn)，實現(xiàn)渠道統(tǒng)一、多屏一致的操作體驗。交互層細化分為展示層與適配層。展示層是呈現(xiàn)系統(tǒng)內容及形式的管理平臺，負責接收用戶請求，與適配層進行數(shù)據(jù)交互，將返回的數(shù)據(jù)進行處理并展示。適配層提供各種訪問設備、外部系統(tǒng)接入的接口，它為展示層與服務層提供協(xié)議轉換，為系統(tǒng)提供頁面加速支持、用戶軌跡跟蹤、用戶訪問控制、關鍵操作控制，實現(xiàn)以客戶為中心，提供互聯(lián)網化的客戶交互能力。

服務編排層對中心化應用層的服務能力進行管理，并向交互層與能力開放平臺提供服務。通過引入服務編排層，對內實現(xiàn)業(yè)務解耦、服務集成，對外提供標準服務能力。服務編排層作為內部系統(tǒng)與其他外圍系統(tǒng)服務源頭,主要提供服務總線、流程編排、事件驅動與消息管控等服務。

中心化應用服務層對支撐系統(tǒng)核心服務能力重新劃分，從服務分類、業(yè)務數(shù)據(jù)對象、業(yè)務過程等方面進行多角度、多維度拆分。它介于上層服務編排層與下層分布式數(shù)據(jù)訪問層之間，為上層服務編排層提供核心能力的服務，并通過下層分布式數(shù)據(jù)訪問層實現(xiàn)與數(shù)據(jù)存儲的交互。中心化的應用服務層能力由各業(yè)務中心的服務組成，并且統(tǒng)一提供給上層服務編排層進行服務注冊、服務編排管理、服務調用、服務監(jiān)控等。

云計算支撐系統(tǒng)在縱向上實現(xiàn)水平擴展，橫向上從緊耦合重量級應用，向松耦合彈性擴展的中心化架構演進，實現(xiàn)垂直可拆分架構特點，滿足云化彈性擴展，具備以下特點：

互聯(lián)網化：實現(xiàn)客戶交互與業(yè)務邏輯分離，界面開發(fā)突破以前以功能為中心的離散菜單模式，靠菜單驅動、人員操作貫穿流程，并下沉實現(xiàn)界面流的組織和管理。引入HTML5進行界面開發(fā)，界面只負責數(shù)據(jù)交互及響應，通過頁面組件和頁面封裝等方式快速定制界面，實現(xiàn)網營界面合一，并達到多屏一致的操作體驗。

中心化：具備高內聚、低耦合的特征特點，實現(xiàn)中心和所轄數(shù)據(jù)的自治，中心化是支撐系統(tǒng)內架構調整的關鍵手段，不同中心的架構特征是相同的，技術是相似的，目的是為了采用分布式架構，實現(xiàn)水平擴展和X86部署。

服務化：統(tǒng)一管理并對外提供標準化服務，解決跨中心和跨系統(tǒng)的集成問題，匯聚了支撐系統(tǒng)的核心能力，實現(xiàn)了服務的編排和管理，提高了響應效率，為快速迭代開發(fā)和功能開放奠定了基礎，同時降低了跨中心和跨系統(tǒng)的底層數(shù)據(jù)復制數(shù)據(jù)不一致的問題，直接訪問數(shù)據(jù)的信息安全問題，解決了內部服務開放的一致化和標準化。

3.2 數(shù)據(jù)層：數(shù)據(jù)分布式部署

云計算支撐系統(tǒng)通過應用與數(shù)據(jù)分離，實現(xiàn)動態(tài)水平擴展；系統(tǒng)核心服務統(tǒng)一治理與管控，實現(xiàn)“可見、可控、可管理、安全”的對內對外服務，使系統(tǒng)具備水平線性的低成本擴展能力，通過業(yè)務分析和業(yè)務流程梳理，實現(xiàn)真正的業(yè)務流程靈活編排[3]。

同時，數(shù)據(jù)通過分片化數(shù)據(jù)存儲方式減少單節(jié)點的數(shù)據(jù)訪問壓力，通過靈活的路由分配機制降低數(shù)據(jù)訪問的復雜性，提升數(shù)據(jù)利用效率。分布式數(shù)據(jù)，支持動態(tài)伸縮，由管理應用的云管理平臺根據(jù)預定義的伸縮策略進行自動或手動的伸縮, 數(shù)據(jù)分布式部署可實現(xiàn)數(shù)據(jù)的高效低成本擴展。在可靠性上，采用主備（即集群中兩兩節(jié)點互相備份）、持久化以及多副本（一般一主兩副）的方式，實現(xiàn)單節(jié)點故障后業(yè)務無中斷功能，故障切換（包括故障后的切換和故障恢復）由集群自身的負載均衡控制模塊實現(xiàn)，無需業(yè)務感知。

3.3 基礎設施層：X86化主機的大規(guī)模應用

對CRM和BOSS系統(tǒng)進行云化，通過系統(tǒng)X86集群化部署，以云化架構為指導思路，將系統(tǒng)逐步向X86化演進，實現(xiàn)應用和數(shù)據(jù)均X86化、低成本支撐，縮短項目建設周期。同時，通過X86主機靈活擴展等硬件特性，強化集群彈性部署與管理能力，實現(xiàn)系統(tǒng)快速擴容、處理能力線性擴展、故障自動隔離等功能。當系統(tǒng)負載增長到達承載閥值時，可快速加入服務器進行負載均衡。當集群中某個機器不可用時，系統(tǒng)自動將該機器上承載的業(yè)務分發(fā)到其他正常機器[4]。

4.小結

通過重構現(xiàn)有CRM/BOSS系統(tǒng)而實現(xiàn)的云計算架構支撐系統(tǒng)，具有應用云化、平臺云化、數(shù)據(jù)云化、基礎設施云化等特點。其中應用云化主要實現(xiàn)應用與數(shù)據(jù)分離、服務化和彈性伸縮；平臺云化包含分布式服務框架和分布式數(shù)據(jù)訪問框架；數(shù)據(jù)云化采用數(shù)據(jù)分布式部署方式，提升數(shù)據(jù)讀取I/O效率；基礎設施云化遵循計算資源集群化和X86化、存儲資源分布式部署、網絡資源高帶寬低時延的設計理念。系統(tǒng)上線后，具備了海量數(shù)據(jù)的快速處理性能。

[1]羅軍舟,金嘉暉,宋愛波,東方．云計算:體系架構與關鍵技術[J]．通信學報,2011(07)．

[2]張云勇,楊光,陳清金,潘松柏．電信OSS應用云計算技術的研究[J]．電信科學,2010(11)．

[3]陶彩霞,陳康,郝穎．云計算在電信支撐系統(tǒng)領域的應用分析[J]．電信科學,2010(10)．

[4]姜杰,郝俊華．云計算技術在數(shù)據(jù)業(yè)務網中的應用探討[J]．通信與信息技術,2012(05)．

武麗英（1970—），女，內蒙古人，碩士，內蒙古科技大學包頭師范學院副教授，研究方向：計算機應用。