IT企業(yè)中臺(tái)方案的設(shè)計(jì)

胡 敏

(江西省計(jì)算技術(shù)研究所，江西南昌 330003)

近年來(lái)，隨著移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)和萬(wàn)物物聯(lián)〔1〕的發(fā)展，企業(yè)的數(shù)據(jù)積累呈爆炸性增長(zhǎng)，并促使新的應(yīng)用形態(tài)產(chǎn)生。企業(yè)面向的業(yè)務(wù)需求越來(lái)越新奇多變，數(shù)據(jù)來(lái)源越來(lái)越復(fù)雜多元。大部分IT企業(yè)已經(jīng)開(kāi)始對(duì)數(shù)據(jù)資產(chǎn)有了認(rèn)識(shí),但傳統(tǒng)煙囪式系統(tǒng)架構(gòu)導(dǎo)致的數(shù)據(jù)孤島問(wèn)題成了企業(yè)實(shí)現(xiàn)數(shù)字化的掣肘。因此，打造企業(yè)中臺(tái)架構(gòu)成為當(dāng)下企業(yè)向數(shù)字化轉(zhuǎn)型的最佳出路。

1 傳統(tǒng)企業(yè)架構(gòu)

IT企業(yè)在傳統(tǒng)軟件系統(tǒng)建設(shè)中的開(kāi)發(fā)路徑基本可以歸類(lèi)為：

1)需求提出：企業(yè)業(yè)務(wù)部門(mén)針對(duì)當(dāng)前業(yè)務(wù)發(fā)展或者問(wèn)題向企業(yè)IT部門(mén)提出IT系統(tǒng)建設(shè)需求。

2)需求調(diào)研：企業(yè)IT部門(mén)配合業(yè)務(wù)部門(mén)進(jìn)行需求調(diào)研工作，初步確定相關(guān)需求說(shuō)明。

3)組建IT實(shí)施團(tuán)隊(duì)：通過(guò)招投標(biāo)的方式招募合適的IT解決方案提供商或者企業(yè)IT部門(mén)依靠自身的開(kāi)發(fā)團(tuán)隊(duì)為該項(xiàng)目組建實(shí)施團(tuán)隊(duì)。

4)系統(tǒng)設(shè)計(jì)、開(kāi)發(fā)及測(cè)試：項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)基于軟件項(xiàng)目實(shí)施流程進(jìn)行概要設(shè)計(jì)、詳細(xì)設(shè)計(jì)、開(kāi)發(fā)、測(cè)試等相關(guān)工作。

5)系統(tǒng)上線運(yùn)維：系統(tǒng)順利上線后即進(jìn)入運(yùn)維狀態(tài)，對(duì)存在的問(wèn)題進(jìn)行修復(fù)、升級(jí)或者進(jìn)行第二期的項(xiàng)目規(guī)劃。

新系統(tǒng)的建設(shè)沒(méi)有實(shí)現(xiàn)對(duì)企業(yè)原有IT資源的共享利用，像“煙囪”一樣矗立而成。特別是規(guī)模較大的IT企業(yè)，內(nèi)部煙囪林立。“煙囪式”系統(tǒng)建設(shè)存在以下弊端：

1)數(shù)據(jù)模型、業(yè)務(wù)模塊的開(kāi)發(fā)和維護(hù)存在重復(fù)性，給企業(yè)帶來(lái)的成本以及IT團(tuán)隊(duì)資源浪費(fèi)。

2)業(yè)務(wù)發(fā)展必然要求打通“煙囪”之間的壁壘，實(shí)現(xiàn)內(nèi)部系統(tǒng)間互通互聯(lián)所帶來(lái)的協(xié)作和開(kāi)發(fā)成本較大。

3)本末倒置的“SOA”體系導(dǎo)致業(yè)務(wù)無(wú)法真正沉淀，核心業(yè)務(wù)“服役”期滿后推倒重建的現(xiàn)象頻頻出現(xiàn)，導(dǎo)致多年來(lái)融入到該系統(tǒng)中的企業(yè)個(gè)性化、創(chuàng)新的業(yè)務(wù)邏輯和數(shù)據(jù)因?yàn)橄到y(tǒng)重構(gòu)而受損嚴(yán)重。

4)數(shù)據(jù)統(tǒng)一性不足：各個(gè)系統(tǒng)數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)各異，數(shù)據(jù)報(bào)表準(zhǔn)確性很難保障。

5)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)性不足：各系統(tǒng)中數(shù)據(jù)冗余多，數(shù)據(jù)同步復(fù)制繁雜，很難發(fā)揮數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)和優(yōu)化業(yè)務(wù)的價(jià)值。

這樣的軟件系統(tǒng)建設(shè)剛性有余，韌性不足：過(guò)度強(qiáng)調(diào)大規(guī)劃、大建設(shè)、大發(fā)展；注重標(biāo)準(zhǔn)化體系建設(shè)，不考慮個(gè)性化應(yīng)用的體驗(yàn)；用大系統(tǒng)替代分散系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)整合；優(yōu)先支撐業(yè)務(wù)運(yùn)營(yíng)層面，過(guò)于強(qiáng)調(diào)數(shù)據(jù)應(yīng)用的完整和全面。

隨著互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，各類(lèi)應(yīng)用軟件已經(jīng)進(jìn)入了VUCA時(shí)代，〔2〕其特點(diǎn)表現(xiàn)為易變性(Volatility)、不確定性(Uncertainty)、復(fù)雜性(Complexity)、模糊性(Ambiguity)。而要在VUCA時(shí)代處變不驚，關(guān)鍵在于能敏銳地感知環(huán)境、靈活地調(diào)整方向、積極地?fù)肀ё兓?/p>

從傳統(tǒng)IT建設(shè)方式的特點(diǎn)進(jìn)行探究，可以對(duì)新的軟件系統(tǒng)建設(shè)思路有所啟發(fā)：確定總體規(guī)劃以快速應(yīng)用，快速迭代為目標(biāo)；保證數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一，提高復(fù)用率；具備強(qiáng)大的服務(wù)能力，前端輕量化部署；實(shí)施大平臺(tái)，輕部署；提供可擴(kuò)展的接入入口等。

2 中臺(tái)架構(gòu)的建設(shè)方案

企業(yè)中臺(tái)是由業(yè)務(wù)中臺(tái)和數(shù)據(jù)中臺(tái)構(gòu)建起數(shù)據(jù)閉環(huán)的運(yùn)營(yíng)體系，實(shí)現(xiàn)以數(shù)字化資產(chǎn)的形態(tài)構(gòu)建企業(yè)核心差異化競(jìng)爭(zhēng)力。業(yè)務(wù)中臺(tái)與數(shù)據(jù)中臺(tái)在企業(yè)中臺(tái)中的應(yīng)用如圖1所示。

圖1 企業(yè)中臺(tái)下數(shù)據(jù)中臺(tái)與業(yè)務(wù)中臺(tái)的應(yīng)用

數(shù)據(jù)中臺(tái)的概念由阿里巴巴首次提出，其內(nèi)涵是指為了提升業(yè)務(wù)高峰下應(yīng)對(duì)大規(guī)模數(shù)據(jù)量的可擴(kuò)展性，解決業(yè)務(wù)系統(tǒng)過(guò)于復(fù)雜的耦合問(wèn)題而進(jìn)行的組織機(jī)構(gòu)、技術(shù)應(yīng)用方面的改革創(chuàng)新?！?〕數(shù)據(jù)中臺(tái)本質(zhì)上還是一個(gè)平臺(tái)，阿里稱之為“共享服務(wù)平臺(tái)(Shared Platform as Service，SPAS)”。為提升系統(tǒng)的擴(kuò)展性，SPAS采用的是基于面向服務(wù)SOA架構(gòu)的“去中心化”的分布式服務(wù)體系，所有的服務(wù)都是以“點(diǎn)對(duì)點(diǎn)”的方式進(jìn)行交互。

業(yè)務(wù)中臺(tái)是在充分結(jié)合行業(yè)特征的情況下，基于數(shù)據(jù)與技術(shù)積累適用于行業(yè)應(yīng)用的模型與產(chǎn)品，提供可復(fù)用的流程類(lèi)、交易類(lèi)服務(wù)，促使業(yè)務(wù)交易同口徑、前端接入統(tǒng)一規(guī)范，提升迭代速度、開(kāi)發(fā)效率。

數(shù)據(jù)中臺(tái)與業(yè)務(wù)中臺(tái)相輔相成〔4〕：業(yè)務(wù)中臺(tái)維護(hù)業(yè)務(wù)處理類(lèi)(OLTP)數(shù)據(jù)，并將共享數(shù)據(jù)同步至數(shù)據(jù)中臺(tái)。數(shù)據(jù)中臺(tái)存儲(chǔ)在線分析類(lèi)(OLAP)數(shù)據(jù)，分析結(jié)果返回至業(yè)務(wù)中臺(tái)；業(yè)務(wù)中臺(tái)、數(shù)據(jù)中臺(tái)通過(guò)統(tǒng)一的微服務(wù)網(wǎng)關(guān)對(duì)前端應(yīng)用提供微服務(wù)調(diào)用。

2.1 業(yè)務(wù)中臺(tái)

業(yè)務(wù)中臺(tái)將業(yè)務(wù)處理的規(guī)則、流程、邏輯等與前端應(yīng)用分離，并將后端的處理規(guī)則整合封裝成可復(fù)用的微服務(wù)、微組件，打造對(duì)前端友好的開(kāi)放共享能力，〔5〕賦予企業(yè)在業(yè)務(wù)增長(zhǎng)快、需求多變的環(huán)境下快速迭代、試錯(cuò)與創(chuàng)新的能力。業(yè)務(wù)中臺(tái)實(shí)現(xiàn)一切業(yè)務(wù)的數(shù)據(jù)化，承擔(dān)了企業(yè)所有的共性業(yè)務(wù)。業(yè)務(wù)中臺(tái)需根據(jù)整體業(yè)務(wù)內(nèi)容，合理提煉出一系列的微服務(wù)。每一個(gè)微服務(wù)即是一項(xiàng)業(yè)務(wù)能力，以微服務(wù)為單位展開(kāi)升級(jí)迭代可以達(dá)到更高的響應(yīng)速度和靈活性(見(jiàn)圖2)。

圖2 業(yè)務(wù)中臺(tái)的能力圖

圖3 數(shù)據(jù)中臺(tái)架構(gòu)圖

2.2 數(shù)據(jù)中臺(tái)

數(shù)據(jù)中臺(tái)從業(yè)務(wù)中臺(tái)等途徑接入數(shù)據(jù)，通過(guò)搭建數(shù)據(jù)模型對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行清洗、治理、組織、分析、統(tǒng)計(jì)、分發(fā)和應(yīng)用，再通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)化管控流程使數(shù)據(jù)在結(jié)構(gòu)、分層、命名等方面形成統(tǒng)一的數(shù)據(jù)語(yǔ)言，然后制定分類(lèi)科學(xué)、標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一、流程規(guī)范的數(shù)據(jù)組織方案，提高數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)之間的關(guān)聯(lián)度、數(shù)據(jù)與業(yè)務(wù)之間的緊密度，形成以實(shí)體為基礎(chǔ)、面向應(yīng)用的數(shù)據(jù)資源。數(shù)據(jù)中臺(tái)實(shí)現(xiàn)一切數(shù)據(jù)的業(yè)務(wù)化，打破數(shù)據(jù)溝通壁壘，為前端業(yè)務(wù)部門(mén)提供支撐，助其實(shí)現(xiàn)決策快速響應(yīng)以及精細(xì)化運(yùn)營(yíng)和應(yīng)用，更好地驅(qū)動(dòng)業(yè)務(wù)發(fā)展與創(chuàng)新。數(shù)據(jù)中臺(tái)是一套完善的數(shù)據(jù)運(yùn)營(yíng)機(jī)制，包含數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)體系、數(shù)據(jù)服務(wù)集等，加速數(shù)據(jù)向數(shù)據(jù)資產(chǎn)的價(jià)值轉(zhuǎn)變，通過(guò)數(shù)據(jù)智能使決策模式由“經(jīng)驗(yàn)驅(qū)動(dòng)”向“分析驅(qū)動(dòng)”轉(zhuǎn)變(見(jiàn)圖3)。

在數(shù)據(jù)中臺(tái)的概念興起之前，很多企業(yè)的大數(shù)據(jù)平臺(tái)早已隨著互聯(lián)網(wǎng)和物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展落地生根。為何要花費(fèi)不菲的代價(jià)構(gòu)建數(shù)據(jù)中臺(tái)？原因在于：大數(shù)據(jù)缺乏實(shí)際的應(yīng)用場(chǎng)景，在有應(yīng)用需求的情況下因要定制開(kāi)發(fā)而無(wú)法實(shí)現(xiàn)快速調(diào)用，無(wú)法實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)的快速響應(yīng)。數(shù)據(jù)中臺(tái)的實(shí)施將助力大數(shù)據(jù)在行業(yè)應(yīng)用中發(fā)揮價(jià)值，以“數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)”賦能業(yè)務(wù)發(fā)展并服務(wù)于企業(yè)。目前，有不少?gòu)S商已著手研究依托AI技術(shù)推動(dòng)數(shù)據(jù)中臺(tái)向智能化發(fā)展，這必將加速數(shù)據(jù)智能在各行各業(yè)的實(shí)際應(yīng)用。

2.3 企業(yè)中臺(tái)

企業(yè)中臺(tái)不只是一個(gè)技術(shù)上的概念，更可以說(shuō)是一把手工程，中臺(tái)的建設(shè)必須要結(jié)合組織機(jī)構(gòu)的優(yōu)化。中臺(tái)不僅專注于自身的業(yè)務(wù)能力，更關(guān)注業(yè)務(wù)流程的共享機(jī)制，因此中臺(tái)的建設(shè)要求業(yè)務(wù)流程的同步升級(jí)。中臺(tái)以共享為理念，涵蓋了三個(gè)方面的意義：1)面對(duì)需求變化作出快速響應(yīng)的管理理念與機(jī)制；2)基于服務(wù)流程調(diào)整崗位、組織機(jī)構(gòu)、部門(mén)職能的設(shè)計(jì)；3)以共享服務(wù)中心的模式逐步沉淀共性業(yè)務(wù)和數(shù)據(jù)服務(wù)能力，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)、業(yè)務(wù)、服務(wù)“三位一體”的支撐功能。

企業(yè)中臺(tái)的建設(shè)以快速響應(yīng)業(yè)務(wù)變化為目的，通過(guò)以共享服務(wù)的方式為前端業(yè)務(wù)提供支撐，由統(tǒng)一的路由適配轉(zhuǎn)發(fā)服務(wù)接入請(qǐng)求。這就要求企業(yè)中臺(tái)在技術(shù)構(gòu)架上實(shí)現(xiàn)可拓展性、敏捷性、輕量化，通過(guò)服務(wù)編排實(shí)現(xiàn)前端的靈活調(diào)用。應(yīng)用分布式、微服務(wù)、容器云、DevOps、大數(shù)據(jù)等技術(shù)，構(gòu)建高可用、高性能、高并發(fā)的架構(gòu)，并遵循“高內(nèi)聚、松耦合”設(shè)計(jì)原則，可助力打造先進(jìn)實(shí)用的企業(yè)中臺(tái)架構(gòu)。構(gòu)建企業(yè)中臺(tái)所需要的技術(shù)支撐如圖4所示。容器云提供開(kāi)發(fā)、測(cè)試、運(yùn)行的統(tǒng)一環(huán)境，可實(shí)現(xiàn)服務(wù)的快速部署，并提供運(yùn)行時(shí)的服務(wù)管理、調(diào)度管理和統(tǒng)一接入，屏蔽基礎(chǔ)層的復(fù)雜性。DevOps提供開(kāi)發(fā)運(yùn)維一體化管理，解決業(yè)務(wù)敏捷響應(yīng)、產(chǎn)品快速迭代的問(wèn)題，支持微服務(wù)下的架構(gòu)監(jiān)控、自動(dòng)化和運(yùn)維管理。微服務(wù)治理提供微服務(wù)架構(gòu)編程模型和最佳實(shí)踐，并提供服務(wù)日志的全鏈條監(jiān)控、統(tǒng)計(jì)和分析。

圖4 中臺(tái)架構(gòu)技術(shù)支持

企業(yè)中臺(tái)利用SOA服務(wù)架構(gòu)實(shí)現(xiàn)服務(wù)的共享、復(fù)用，賦予企業(yè)快速響應(yīng)和試錯(cuò)創(chuàng)新的業(yè)務(wù)能力?！?〕SOA的本質(zhì)是開(kāi)放系統(tǒng)專屬功能，以公共服務(wù)的形式供其它應(yīng)用調(diào)用。企業(yè)中臺(tái)通過(guò)對(duì)平臺(tái)數(shù)字能力進(jìn)行再分工再沉淀，以統(tǒng)一管理的方式為前臺(tái)快速提供支撐資源，為企業(yè)快速響應(yīng)市場(chǎng)變化提供保障。業(yè)務(wù)中臺(tái)的建設(shè)對(duì)企業(yè)已有的業(yè)務(wù)流程具有一定的破壞性，流程再造的過(guò)程需要消耗一定的構(gòu)建成本。

企業(yè)中臺(tái)建設(shè)有以下三種方案：

1)保留原有系統(tǒng)，在建設(shè)新系統(tǒng)的過(guò)程中搭建中臺(tái)架構(gòu)，逐步沉淀企業(yè)獨(dú)有的核心業(yè)務(wù)能力，在時(shí)機(jī)恰當(dāng)?shù)臅r(shí)候逐漸改造原有系統(tǒng)，并將改造后的系統(tǒng)逐步遷移至中臺(tái)架構(gòu)。采用該建設(shè)方案的典型代表有中國(guó)石化、廣東國(guó)稅等。

2)在保證現(xiàn)有系統(tǒng)正常運(yùn)營(yíng)的同時(shí)，分批分次地構(gòu)建中臺(tái)共享服務(wù)中心，逐步完善中臺(tái)架構(gòu)的建設(shè)以及系統(tǒng)的升級(jí)改造。采用該建設(shè)方案的典型代表有淘寶、波司登等。

3)直接以中臺(tái)架構(gòu)的模式建設(shè)新的系統(tǒng)，并替換掉落伍的老系統(tǒng)，用該建設(shè)方案的典型代表有特步、顧家家居等。

IT企業(yè)的中臺(tái)架構(gòu)設(shè)計(jì)方案如圖5所示：

圖5 中臺(tái)架構(gòu)設(shè)計(jì)方案

中臺(tái)架構(gòu)涵蓋了多方面的技術(shù)應(yīng)用，運(yùn)用技術(shù)服務(wù)專業(yè)化的理念，可充分利用市場(chǎng)上已有的成熟技術(shù)方案與產(chǎn)品來(lái)實(shí)現(xiàn)中臺(tái)架構(gòu)的建設(shè)。在網(wǎng)絡(luò)層，需要考慮和IT基礎(chǔ)設(shè)施平臺(tái)的對(duì)接，可以采用Overlay疊加虛擬化技術(shù)，在既有的物理網(wǎng)絡(luò)之上構(gòu)建一個(gè)虛擬網(wǎng)絡(luò)，避免對(duì)基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的大規(guī)模修改；在存儲(chǔ)層，計(jì)算存儲(chǔ)分離支持非等比擴(kuò)展可更好地滿足大規(guī)模和集約化的需求，能夠增強(qiáng)大數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)處理和容災(zāi)的能力，建議選擇計(jì)算存儲(chǔ)分離部署路線；在計(jì)算層，Docker已經(jīng)成為容器的事實(shí)標(biāo)準(zhǔn)；在基礎(chǔ)設(shè)施即服務(wù)(IaaS)平臺(tái)層，OpenStack云計(jì)算平臺(tái)提供了IaaS的解決方案，每個(gè)服務(wù)以API接口進(jìn)行集成，兼容性好；在大數(shù)據(jù)處理方面，強(qiáng)大的Hadoop生態(tài)，已成為大數(shù)據(jù)應(yīng)用開(kāi)發(fā)廠商的首選平臺(tái)；在應(yīng)用編排與調(diào)度方面，Kubernetes已成為應(yīng)用編排與調(diào)度領(lǐng)域事實(shí)標(biāo)準(zhǔn)，是應(yīng)用開(kāi)發(fā)商首選平臺(tái)。