【摘 要】為了進一步優(yōu)化傳統(tǒng)業(yè)務支撐系統(tǒng)存在的問題，使運營商在關鍵領域搶占先機、取得突破，通過對傳統(tǒng)業(yè)務支撐系統(tǒng)存在的缺陷進行分析，闡述了互聯(lián)網(wǎng)+時代的需求，研究了對未來業(yè)務支撐系統(tǒng)架構方案基于云化技術的優(yōu)化方向，并給出了業(yè)務支撐系統(tǒng)的優(yōu)化架構方案建議。

【關鍵詞】互聯(lián)網(wǎng)+ 業(yè)務支撐系統(tǒng) 架構分層 云化技術

doi：10.3969/j.issn.1006-1010.2017.02.018 中圖分類號：TP311.5 文獻標志碼：A 文章編號：1006-1010（2017）02-0088-04

引用格式：黃鶴暉. 基于云技術的運營商業(yè)務支撐系統(tǒng)架構優(yōu)化方案研究[J]. 移動通信， 2017，41（2）： 88-91.

1 引言

隨著我國在互聯(lián)網(wǎng)技術、產(chǎn)業(yè)、應用以及跨界融合等方面的發(fā)展，互聯(lián)網(wǎng)目前正在逐步從消費互聯(lián)網(wǎng)向產(chǎn)業(yè)互聯(lián)網(wǎng)轉(zhuǎn)變。為了進一步加強互聯(lián)網(wǎng)與傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的融合，國務院總理李克強在十二屆全國人大三次會議上所作的政府工作報告中首次提出，要“制定‘互聯(lián)網(wǎng)+行動計劃，推動移動互聯(lián)網(wǎng)、云計算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)等與現(xiàn)代制造業(yè)結合，促進電子商務、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)金融健康發(fā)展”。自此，互聯(lián)網(wǎng)+上升為國家戰(zhàn)略，被納入頂層設計。

在互聯(lián)網(wǎng)+時代，云計算、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)等技術將逐步滲透到各行各業(yè)，以推動產(chǎn)業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的迅速發(fā)展。數(shù)字化業(yè)務將成為運營商未來收入增長的重要來源，運營商如何在關鍵領域搶占先機、取得突破，對支撐體系的轉(zhuǎn)型也提出了新的挑戰(zhàn)。本文以架構分層、逐層云化為主要思路，對應對互聯(lián)網(wǎng)+時代的運營商業(yè)務架構的優(yōu)化方案進行研究，以推動在互聯(lián)網(wǎng)+時代中運營商業(yè)務支撐系統(tǒng)的轉(zhuǎn)型，使其能夠適應未來互聯(lián)網(wǎng)+時代的轉(zhuǎn)變。

2 傳統(tǒng)的業(yè)務支撐系統(tǒng)架構

目前，各大運營商所使用的業(yè)務支撐系統(tǒng)多數(shù)采用包括Web、應用服務層、數(shù)據(jù)庫在內(nèi)的三層結構，具體可分為應用類支撐系統(tǒng)和數(shù)據(jù)庫類支撐系統(tǒng)兩類，如圖1所示：

其中，應用類支撐系統(tǒng)包括Web層和應用服務層，目前其通常基于支撐中心資源池部署，通過負載方式實現(xiàn)分布式處理架構，使其具備了彈性伸縮前提條件；數(shù)據(jù)庫類支撐系統(tǒng)就是數(shù)據(jù)庫層，包括普通數(shù)據(jù)庫、內(nèi)存數(shù)據(jù)庫等，其目前還沒有實現(xiàn)分布式，故暫不考慮動態(tài)調(diào)度。

上述架構由于存在應用服務層與數(shù)據(jù)庫層的緊耦合，以關系型數(shù)據(jù)庫為主，業(yè)務流程以不可拆分的業(yè)務實現(xiàn)方式為主，因此這種傳統(tǒng)的業(yè)務支撐系統(tǒng)存在的缺陷分析如下：

（1）業(yè)務支撐靈活性不足：面對企業(yè)信息化、行業(yè)應用等眾多新業(yè)務，傳統(tǒng)業(yè)務支撐系統(tǒng)的產(chǎn)品上線/計費程序不夠靈活快速，無法很好地支撐業(yè)務快速上線和開展；面對眾多的新業(yè)務服務合作伙伴，支撐系統(tǒng)也不能實現(xiàn)合作伙伴統(tǒng)一的系統(tǒng)化管理，無法支撐新業(yè)務服務。

（2）能力開放不足：傳統(tǒng)業(yè)務支撐系統(tǒng)的架構中，各系統(tǒng)之間的聯(lián)系基本靠雙方互相開放接口來完成，導致全網(wǎng)接口數(shù)量相當龐大且難以管理；由于各系統(tǒng)間接口由雙方協(xié)商且未能形成統(tǒng)一標準，多數(shù)系統(tǒng)接口未實現(xiàn)優(yōu)先級控制、流量控制等管控能力，難以對外統(tǒng)一開放。因此，針對新系統(tǒng)的接入流程非常復雜，新系統(tǒng)需同時實現(xiàn)眾多對接系統(tǒng)的各種接口，流程的復雜程度也會隨著業(yè)務的增加而迅速增長，原有架構無法及時應對。

在互聯(lián)網(wǎng)+時代驅(qū)動下，為保證新形勢下的競爭環(huán)境、業(yè)務、客戶、產(chǎn)品和網(wǎng)絡的變化對業(yè)務支撐系統(tǒng)的要求，需要對原有的數(shù)據(jù)架構進行云化改造，以實現(xiàn)應用與數(shù)據(jù)的分離，從而實現(xiàn)應用的靈活擴展及業(yè)務支撐系統(tǒng)能力開放和管控，以此來持續(xù)提升互聯(lián)網(wǎng)+時代的業(yè)務支撐能力。

3 互聯(lián)網(wǎng)+時代的運營商業(yè)務支撐系統(tǒng)

架構需求分析

在互聯(lián)網(wǎng)+時代，運營商的業(yè)務體系從原來較為單一的以個人業(yè)務為主開始轉(zhuǎn)變，目前已經(jīng)涵蓋了個人、家庭、政企三大類業(yè)務，如何把這些多樣化的業(yè)務完美地支撐，成為業(yè)務支撐系統(tǒng)轉(zhuǎn)型的目標。下面先研究在未來運營商業(yè)務支撐系統(tǒng)的需求。

按照應用業(yè)務的數(shù)據(jù)源的不同，未來需要支持的業(yè)務將會分為以下類型：

（1）實時消息應用：該類應用強調(diào)低時延、高可靠的性能，如語音、數(shù)據(jù)業(yè)務的在線計費。

（2）實時交易應用：該類應用強調(diào)低時延、數(shù)據(jù)一致性的性能，如從CRM（Customer Relationship Management，客戶關系管理）觸發(fā)的開戶請求處理和合作伙伴渠道的充值、余額查詢等請求處理。

（3）批量文件處理應用：該類應用強調(diào)高吞吐量的實現(xiàn)，如語音、數(shù)據(jù)業(yè)務的離線話單處理。

（4）批量數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)處理應用：該類應用強調(diào)并行處理能力，如周期觸發(fā)的固定費計算處理等。

因此，依托云計算技術，通過業(yè)務與硬件解耦合、應用與數(shù)據(jù)解耦合，構建統(tǒng)一的基礎設施、能力部件層、運營支撐層、對外能力開放平臺和大數(shù)據(jù)平臺，可以較好地解決這些需求。

4 互聯(lián)網(wǎng)+時代的運營商業(yè)務支撐系統(tǒng)

架構優(yōu)化方案

根據(jù)上述的需求分析，針對不同類型的應用要采用適合的架構方案，綜合考慮成本和運營支持方面的因素，建議從以下方面對架構方案進行優(yōu)化：

（1）應用架構分層：對業(yè)務應用進行適度的分層解耦，將接入適配層、應用服務層、數(shù)據(jù)服務層等各層之間的能力明確劃分，保證應用服務的適度粒度，以適配相關主機性能。

（2）應用與數(shù)據(jù)分離：通過應用層和數(shù)據(jù)層的水平擴展的分開實現(xiàn)，在應用異常中斷后可以支持在另外的處理節(jié)點繼續(xù)處理或重新處理。

（3）集中化、可視化管控：通過統(tǒng)一發(fā)布應用，快速部署應用，應用狀態(tài)、業(yè)務處理狀態(tài)的集中監(jiān)控，實現(xiàn)多維度的可視化管理。

通過以上的架構優(yōu)化處理，可以使業(yè)務支撐系統(tǒng)能夠適應互聯(lián)網(wǎng)+時代豐富多樣的數(shù)字化業(yè)務支撐的需求，提供統(tǒng)一的計費、賬務、業(yè)務開通、大數(shù)據(jù)支撐、分成結算、合作伙伴管理、開放合作平臺等能力，為客戶提供優(yōu)質(zhì)的個人/家庭數(shù)字化服務及特色的政企數(shù)字化服務。

針對現(xiàn)有基礎架構分為Web、應用服務、數(shù)據(jù)庫三層的現(xiàn)狀，逐層進行云化，分別應用數(shù)據(jù)中心操作系統(tǒng)、內(nèi)存數(shù)據(jù)庫云化和數(shù)據(jù)庫云化技術，應用類的Web、應用服務層通過應用數(shù)據(jù)中心操作系統(tǒng)新技術率先實現(xiàn)無狀態(tài)應用的云化；數(shù)據(jù)層通過數(shù)據(jù)庫云化及內(nèi)存數(shù)據(jù)庫云化。依據(jù)典型架構的應用類和數(shù)據(jù)庫類逐層云化實施方案，可以充分利用新技術的技術特性因地制宜地保障新架構方案的實施，如圖2所示。

在新架構中，數(shù)據(jù)中心操作系統(tǒng)通過分布式軟件本身特性來實現(xiàn)高可用，操作系統(tǒng)為整個數(shù)據(jù)中心提供分布式調(diào)度與協(xié)調(diào)功能，實現(xiàn)數(shù)據(jù)中心級彈性伸縮能力的軟件堆棧（Software Stack），類似于傳統(tǒng)的單機操作系統(tǒng)。通過數(shù)據(jù)中心操作系統(tǒng)，可以根據(jù)數(shù)據(jù)中心的負載和容量情況來自動增加及刪除節(jié)點，支持細粒度（如CPU、內(nèi)存、硬盤等）資源調(diào)度，多個計算框架或應用程序可共享資源和數(shù)據(jù)，以提升資源利用率；可以進行負載均衡，根據(jù)某種負載策略把請求分發(fā)到集群中的每個節(jié)點上，讓整個集群來處理應用的請求；同時可以快速部署，將數(shù)據(jù)中心應用和它的支持模塊封裝，實際部署時只需復制→運行即可，極大地保障了適應應用的靈活性。

內(nèi)存數(shù)據(jù)庫的云化就是采用將數(shù)據(jù)放在內(nèi)存中直接操作的數(shù)據(jù)庫的方式，其利用內(nèi)存的讀寫速度比磁盤快、內(nèi)存是隨機訪問而磁盤是順序訪問這兩個特點將數(shù)據(jù)保存在內(nèi)存中，在內(nèi)存中模仿建立表結構和索引結構并針對內(nèi)存特性進行優(yōu)化，相比傳統(tǒng)從磁盤上訪問，內(nèi)存數(shù)據(jù)庫能夠提高應用的性能。

為實現(xiàn)數(shù)據(jù)庫云化，通過計算、存儲節(jié)點X86化及云化來實現(xiàn)全冗余架構、超高I/O傳輸能力、分布式存儲、數(shù)據(jù)緩存及標準硬件可自由替換，可以實現(xiàn)高性價比。所有節(jié)點均為冗余設計，提高了系統(tǒng)的安全性，使系統(tǒng)不會因為單硬盤故障、單個節(jié)點故障或單臺交換機故障導致業(yè)務停頓或數(shù)據(jù)丟失；計算節(jié)點與存儲節(jié)點間通過Infiniband交換機互聯(lián)，單端口高達40 Gb/s的傳輸帶寬。通過雙鏈路實現(xiàn)80 Gb/s的帶寬和微秒級時延，消除了傳輸?shù)钠款i；通過分布式存儲的設計，將數(shù)據(jù)均勻分散在存儲節(jié)點的所有磁盤上，并通過數(shù)據(jù)庫復制實現(xiàn)容災；通過SSD（Solid State Drives，固態(tài)硬盤）加速對訪問數(shù)據(jù)進行智能緩存，從而大幅提高存儲吞吐能力和IOPS（Input/Output Operations Per Second，每秒進行讀寫操作的次數(shù)）能力。

5 結束語

在互聯(lián)網(wǎng)+時代，越來越多的數(shù)字化服務市場將迎來爆發(fā)期，如移動醫(yī)療、移動教育、移動電商、智能家居、云服務等。這些多樣化的數(shù)字化服務的加速發(fā)展，對運營商的業(yè)務支撐系統(tǒng)提出了需求和挑戰(zhàn)，如何調(diào)整原有業(yè)務支撐系統(tǒng)架構體系，使其滿足新時代的需求已經(jīng)成為業(yè)界關注的重心。本文以互聯(lián)網(wǎng)+時代的需求入手，研究了運營商目前業(yè)務支撐系統(tǒng)的現(xiàn)狀，根據(jù)需求提出了逐層云化的思路，并給出了業(yè)務支撐系統(tǒng)的優(yōu)化架構方案建議。值得一提的是，在未來中國制造2025戰(zhàn)略的逐步實施過程中，仍需要進一步推動云化建設，為運營商在關鍵領域搶占先機、取得突破。

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