IT支撐系統三域融合思路

丁亦志，齊磊，李邵平，呂紅衛，牛瑛霞

（中國移動通信集團設計院有限公司網絡所，北京100080）

1 IT支撐系統現狀及問題分析

1.1 系統現狀

電信運營商的IT支撐系統主要由面向客戶服務和業務管理的業務支撐系統（business support system，BSS）、面向通信網絡管理的運行支撐系統 （operation support system，OSS）以及面向企業內部管理的管理支撐系統（management support system，MSS）等組成，具體系統架構如圖1所示。

·BSS（B域）是電信業務運營和管理、客戶服務的支撐平臺，它承載業務流程，匹配組織結構，支撐企業戰略，實現運營目標。

·OSS（O域）以客戶和市場為導向，建立面向各專業或全專業的故障管理平臺、告警監控平臺、性能分析平臺、安全管理平臺等，實現快速響應客戶、加速業務開通、提高運維效率的目標。

·MSS（M域）通過在整個企業范圍內建設OA平臺、ERP系統、供應鏈管理系統等，構建企業范圍內的信息化平臺，支持企業內部改革、業務流程重組和管理流程再造，實現管理模式改進以及資源共享和高效利用，從傳統管理向現代管理過渡。

1.2 存在的問題

從支撐系統現狀來看，存在以下問題。

·底層硬件資源相互獨立，三域分別建設了資源池，未實現資源共享與動態調配，不同資源池負荷不均衡、利用率低。

·底層數據未形成有效整合，無法端到端呈現全局數據；大數據平臺尚未對外提供服務，駕馭大數據能力薄弱。

·上層應用尚未形成真正的軟硬件解耦；市場需求變化快，新的業務上線速度慢，如公司應用平均上線時間為4-8月，不利于獲取市場先機。

·現有專業系統由不同的維護部門進行管理和維護；尚未形成適應云計算模式的IT管理組織架構、流程和人員配備。

圖1 IT支撐系統現狀

圖2 IT系統的總體發展目標

2 IT支撐系統的總體發展目標

IT支撐系統的總體發展目標應是在“基礎整合，數據集中，應用融合，能力共享”原則指導下，重點打造云化基礎資源平臺、能力共享平臺，提升核心業務支撐能力，展現IT能力，實現“三域融合、能力開放”，如圖2所示。

·基礎整合：整合三域的基礎設施資源，引入SDN（software defined networking，軟件定義網絡）及大二層技術，構建統一的云化資源池，實現三域資源池融合。

·數據集中：對企業內數據按照生產數據與分析數據分域集中管理。融合三域數據，通過大數據平臺實現對數據集中采集、計算和存儲及對外統一服務，實現數據與應用的解耦。

·應用融合：隨著基礎設施、數據和應用3層的充分解耦，上層應用專注業務的發展，逐步實現應用融合，實現能力開放，構成統一的企業級應用。

·能力共享：面向不同的使用者，將核心信息系統支撐能力按需分配，共享使用。

圖3 IT系統的目標架構

3 IT支撐系統三域融合思路

3.1 融合目標架構

數字化服務的支撐體系架構由現有3層架構逐漸變成基礎設施層、數據層、能力層、能力開放層和交互層5層架構，實現資源的統一調配。融合目標架構如圖3所示[2]。

·基礎設施層：IT支撐系統資源融合，統一調度。

·數據層：應用與數據分離，采用多種數據庫滿足各種場景需求。

·能力層：以中心化構建各域應用，提供原子化的服務及原子化的業務流程支撐。

·能力開放層：實現能力對內、對外開放與管控。

·交互層：構建互聯網化的融合渠道及統一的內部門戶。

3.2 基礎設施層融合思路

逐漸由三域分設的資源池演變為“基礎整合，數據集中，應用融合，能力共享”的云化基礎資源平臺[1]，如圖4所示。結合局房規劃，按照集中化建設IT支撐云計算資源池的原則，分步實施，平滑過渡；安全、組織架構和運維管理同步推進；充分利用新技術，兼顧設備利舊。

通過逐步去IOE（IBM、Oracle和EMC），實現IT系統軟硬件解耦，加快BOSS等系統應用云化進程，逐步試點數據庫的云化和對傳統磁盤陣列的替換。推動上層應用逐步以“分布式+開源”架構替代“集中式+封閉”架構。

（1）服務器去“I”

·接入層和應用層：以標準的x86服務器為主流，減少傳統小型機設備新增量；推廣采用基于x86虛擬化系統的高可擴展負載均衡集群。

·數據層：探索和推廣并行計算集群、分布式數據庫等對傳統數據庫/數據倉庫的替代；通過BOSS等系統應用層云化實現小型機的替換，逐步試點業支數據庫層的替換。

（2）存儲去“E”

·按照“先試點后推廣，先增量后存量”的原則，積極引入基于x86的云存儲技術替換現有磁盤陣列，逐步減少傳統存儲的規模。

·數據層減少或避免磁盤陣列擴容，推廣采用分布式云存儲實現數據存儲。

·探索并行計算集群對傳統商業關系型數據庫/數據倉庫（小型機+磁盤陣列架構）的替代。

（3）數據庫去“O”

根據運營商自身技術掌控能力，考慮相關自研產品成熟度，可選擇基于開源的商業定制數據庫或者基于開源的自研定制數據庫，實現對國外商業數據庫的替換。如分析型數據庫OLAP可采用Hadoop/MPP；交易型數據庫OLTP并發量小，可采用基于x86分布式交易數據庫集群（NewSQL）；簡單查詢可采用NoSQL等。

3.3 數據層融合思路

數據層的發展目標是通過大數據平臺實現全量數據的統一采集、存儲和管理，構建面向BOM三域的融合數據模型，逐步形成按需擴展的多應用開放體系架構，支撐戰略轉型和精細化運營。大數據平臺目標架構如圖5所示。

圖4 基礎設施層融和演進

圖5 IT系統的目標架構

建立融合數據模型，形成全量數據的統一采集、存儲及管理。統一用戶行為分析/終端分析等共性應用。建立性能管理集市，進行O域分析應用整合，支撐性能管理和網絡優化分析應用。建立財務分析集市，支撐M域決策支持分析應用。建設自助分析、自助挖掘功能，提升自助服務能力。新建規則引擎、實時決策功能。

·統一采集：實現對B域、O域、M域、外部數據的統一采集。

·云化ETL：集成分布式云化ETL工具，實現對接口數據的統一接入和處理，實現數據與應用的解耦。

·統一存儲及計算：采用“DW+Hadoop+MPP”混搭架構，實現對數據的統一計算與存儲，并采用流處理技術（內存計算）支撐實時計算需求。

·能力封裝與管控：對大數據平臺的數據以及計算資源進行封裝形成能力，并進行安全管控。

·能力開放：面向不同的使用者，支撐對外能力開放應用，開放分析能力、數據能力等。

表1 大二層技術方案比較

3.4 應用層融合思路

分析IT支撐應用現狀，結合基礎設施云計算資源池和大數據平臺的演進路線，提出應用層近期、中期和遠期目標，分階段、分步驟逐步形成跨域的統一企業應用。

（1）近期目標：應用逐步整合

深度融合CRM和電子渠道，改造界面統一的互聯網化，B域能力中心化及原子化。實現后端業務能力的統一對外開放及移動內部渠道的共享，基于大數據平臺集市的建設實現性能集中管理、信令監測等系統分析應用的整合。避免應用重復開發，節約資源，完成專業網管的整合下線，全面轉向4+1綜合網管。

（2）中期目標：形成統一企業應用

將各域同類應用逐步進行跨域整合，形成業務處理應用、統計分析應用、運維支撐應用、運營管理應用的統一企業應用。通過ESB（enterprise service bus，企業服務總線），實現企業層面的數據共享，逐步實現M域和O域的應用解耦并服務化，服務標準化。

（3）遠期目標：應用能力原子化和服務標準化

實現企業應用能力的全面原子化，并實現對外提供統一、標準化的數據和能力服務，支撐靈活快捷的業務定制、資源調配，實現應用層產品開發百花齊放。

4 融合關鍵技術

IT系統融合過程將涉及大二層、數據庫、SDN等新技術。

4.1 大二層技術

目前OTV（overlay transport virtualization，覆蓋傳輸虛擬化）/EVI（ethernet virtualization interconnect，以太網虛擬化互聯）技術較成熟，未來OTV/EVI均支持VxLAN疊加網絡。VxLAN可以和OTV/EVI配合使用，OTV/EVI作為DCI（data context interaction，數據場景交互）的技術，VxLAN作為虛擬機的二層互通技術。基于VxLAN的網絡虛擬化解決方案對于后續云數據中心演進至部署SDN/SDDC、跨數據中心的業務負載部署、調度、遷移具有很大價值。以下幾種大二層技術的方案比較見表1。

初期利用OTV/EVI技術在多個數據中心或機樓之間建立公共二層高速通道，供大數據平臺、虛擬化資源池等系統共用。專設邊緣設備用于機樓之間的二層專用通道。保障通道帶寬，通過后期調整路由架構可以有效降低中間轉跳過多問題，提高二層通道吞吐能力，降低時延。邊緣的兩臺設備可以虛擬化成一臺，再做MDC（multitenant device context，多租戶設備環境）/VDC（virtual device context，虛擬化租戶設備環境)，保障資源池之間各業務的安全隔離，提高業務可靠性，避免兩個系統之間出現數據、VLAN（virtual local area network，虛擬局域網）規劃重復問題，保障安全性。

4.2 數據庫技術

根據業務IT系統情況，采用Hadoop搭建數據基礎，通過MPP（massive parallel processing，大規模并行處理）和DB2提供數據庫，采用混搭架構提供對外的統一服務和應用，降低IT建設成本，實行統一、集中化的運營管理。

MPP DB是指大規模并行處理數據庫，有兩種基本形式share disk和share nothing。

·share disk：性能比較高，由于需要在節點間共享鎖和緩存，可擴展性受到一定限制。適合高并發的OLTP（on-line transaction processing，聯機事務處理系統）應用和數據量較小的OLAP（on-line analytic processing，聯機分析處理）應用。

·share nothing：每個節點的存儲、計算、內存完全獨立，數據分區存放，可擴展性好。適合大數據量的OLAP引用，但計算設備不容易做到熱備份，可用性級別要略低些。

兩種基本形態都比較適合大數據的處理。考慮擴展性，主存儲和ETL數據加工應首選share nothing。數據分析要求靈活，擴容壓力不大，自定義數據處理的應用建議采用share disk，局域網絡帶寬在不斷提升，share disk前景同樣很好，與share nothing適用不同的場景。

4.3 SDN技術

SDN技術是對未來網絡架構提出的新型思路，廣泛應用于IT系統的建設。目前，SDN技術發展主要有3個方向。

（1）轉控分離方案

將網絡設備進行集中管控、轉發控制分離，簡化轉發設備。以ONF的OpenFlow協議為代表，可以很好地支持開放編程、業務創新、業務自動化，其代表廠商是Big Switch。

（2）overlay方案

用于解決數據中心的虛擬化、自動化，支持多租戶的需求。overlay方案認為網絡只要提供基本IP連通性，不需要感知任何租戶和虛擬化概念，在服務器上直接發起虛擬化疊加在現有網絡上，這種方案通常也稱為IT的多租戶虛擬化方案，主要的支持廠商包括VMware和微軟。由于無法和網絡聯動，overlay方案存在很多問題無法解決，包括多播、QoS以及服務器性能下降問題。

（3）傳統網管增強方案

以思科公司的OnePK方案為代表，這種方案能夠解決業務自動化問題，方案主要是開放設備的北向接口，提供開放編程能力，但是設備仍然保留原先的智能，僅僅解決了業務自動部署問題，但對于快速業務創新、簡化網絡等方面都明顯不足，對比轉控分離方案仍然存在差距。

5 結束語

隨著IT系統的發展，通過構建敏捷IT架構，支撐業務敏捷運營，實現互聯網化的客戶體驗，可有效支撐運營商數字化運營轉型，助力構建開放的數字化商業生態圈。