運營商IT架構(gòu)優(yōu)化演進何去何從？

陜西聯(lián)通 │席科文

運營商IT架構(gòu)優(yōu)化演進何去何從？

陜西聯(lián)通 │席科文

筆者認為，運營商應(yīng)積極引入SDN、NFV等新的架構(gòu)技術(shù)，探索“非IOE架構(gòu)”，在IT系統(tǒng)外圍場景逐步進行云化，實現(xiàn)核心系統(tǒng)數(shù)據(jù)及服務(wù)輕量化，這也是運營商優(yōu)化自身IT系統(tǒng)架構(gòu)的必然選擇。

長期以來，運營商IT系統(tǒng)建設(shè)主要依賴小型機、各種高端服務(wù)器、磁陣以及大型商業(yè)數(shù)據(jù)庫等，IT系統(tǒng)整體架構(gòu)龐雜，各子系統(tǒng)之間標準不一、各系統(tǒng)間數(shù)據(jù)不能互通和共享，橫向擴容困難、資源綜合利用效率低、維護成本居高不下等矛盾日益突出。隨著4G高清視頻、各種APP應(yīng)用及物聯(lián)網(wǎng)等業(yè)務(wù)大規(guī)模應(yīng)用，大數(shù)據(jù)時代迅速到來，各種數(shù)據(jù)量呈爆發(fā)性增長、客戶對各業(yè)務(wù)應(yīng)用的感知要求日趨嚴苛，這給運營商IT系統(tǒng)的支撐能力帶來嚴峻考驗。因此，運營商傳統(tǒng)的IT架構(gòu)亟需優(yōu)化與演進。

運營商IT架構(gòu)現(xiàn)存問題

用，使得各種數(shù)據(jù)量爆炸性增長，運營商的IT系統(tǒng)每個月幾乎都有至少50T左右的數(shù)據(jù)增加，傳統(tǒng)的計費系統(tǒng)以及數(shù)據(jù)倉儲等系統(tǒng)架構(gòu)無法滿足現(xiàn)有業(yè)務(wù)的需求。

運營商以前的IT系統(tǒng)多是由小型機、高端服務(wù)器、磁陣和商業(yè)數(shù)據(jù)庫軟件搭建，經(jīng)過多年的不斷建設(shè)，雖然目前已覆蓋MSS、BSS、OSS等領(lǐng)域，實現(xiàn)了集中式的IT架構(gòu)，但也存在以下問題。

首先，服務(wù)器融合程度低，大量服務(wù)器上的系統(tǒng)獨立部署、運營，云化程度較低，資源不能實現(xiàn)集中共享。

其次，傳統(tǒng)基于IOE架構(gòu)的系統(tǒng)，新建擴容等周期長、硬件部署效率低、橫向擴容困難。IOE設(shè)備和軟件維保費用高。對IOE廠商依賴程度較高，維保價格居高不下，幾乎每年IOE設(shè)備維保費過千萬，占全部IT設(shè)備維護費用超過50%之多。

最后，4G高清視頻、數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的大量需求，物聯(lián)網(wǎng)及大數(shù)據(jù)各種業(yè)務(wù)的迅速應(yīng)

運營商IT架構(gòu)優(yōu)化進展

三大運營商從2013年起就不斷提出云化、“去IOE”與IT系統(tǒng)集約化的IT架構(gòu)優(yōu)化改進，截至2015年7月，中國聯(lián)通、中國移動、中國電信分別在上述3個方面進展良多。

中國聯(lián)通從2011年開始，通過uCloud項目建設(shè)，提出以數(shù)據(jù)為中心、應(yīng)用一體化、基礎(chǔ)資源統(tǒng)一管理的建設(shè)目標，這一IT集約的思想應(yīng)該是三大運營商中最早提出且積極推進的。在2013年下半年，中國聯(lián)通在uCloud項目基礎(chǔ)之上啟動了cBSS1.0的項目建設(shè)，建設(shè)北方6省的集中營帳版本，截至2015年已完成了31省的4G業(yè)務(wù)集約以及3G業(yè)務(wù)的營業(yè)集約工作，但在3G計費、開通以及預(yù)付費用戶支撐上仍在省內(nèi)完成。自2014年下半年起，中國聯(lián)通在cBSS1.0上啟動了對固網(wǎng)業(yè)務(wù)集約、3G業(yè)務(wù)、預(yù)付費業(yè)務(wù)的集中化營帳支撐，并啟動cBSS2.0的規(guī)劃，通過cBSS2.0的建設(shè)達到整體云化、集約的目標。中國聯(lián)通在“去IOE”、云化與IT系統(tǒng)集約的推進上最為激進，但在融合業(yè)務(wù)支撐上仍存在許多問題。

中國移動自2013年起，適度啟動了“去IOE”的工作，目前采用“省內(nèi)去IE到云化”的模式，集團統(tǒng)一集約的推進剛剛啟動。截至2015年，中國移動僅在個別省完成了計費域和CRM域的x86分布式部署，整體看“去IE”的建設(shè)各省都在進行中?！叭”的實施上仍有瓶頸，核心數(shù)據(jù)庫仍采用Oracle數(shù)據(jù)庫。中國移動于2015年在集團內(nèi)部CRM域啟動了云化部署工作，采用混搭模式支撐全新的集約CRM云化。中國電信從2013年起正式提出“去IOE”的工作要求，2014年提出省內(nèi)IT系統(tǒng)小型機“零采購”，以此促進省內(nèi)應(yīng)用x86部署，截至2015年在非核心系統(tǒng)上已初步實現(xiàn)“去IOE”。中國電信從2013年初啟動CRM域4G業(yè)務(wù)受理系統(tǒng)的集中建設(shè)，至2014年下半年完成全國31省CRM域的割接，實現(xiàn)4G業(yè)務(wù)客戶關(guān)系管理系統(tǒng)的集中、“去IE”。截至2015年底，其客戶關(guān)系管理系統(tǒng)中針對移動業(yè)務(wù)的集約初步完成。自2014年啟動中國電信MSS域集中項目，截至2015年上半年具備后續(xù)加快推廣的條件。中國電信在“去IOE”、云化與IT系統(tǒng)集約的推進上相對中規(guī)中矩，總體集約的進程預(yù)期會在2017年完成。

總體來看，三大運營商在“去IOE”方面，對于“去IE”均有不同進展，但在“去O”上尤其在核心業(yè)務(wù)處理系統(tǒng)仍存較大難度。在云化方面，運營商均在虛擬化資源池上存在應(yīng)用與服務(wù)，但在云管控平臺、應(yīng)用服務(wù)云化再造與提供方面仍有較大滯后。在集約支撐方面，雖均有推進，但在業(yè)務(wù)需求、服務(wù)支撐上還存在不足。

運營商IT架構(gòu)優(yōu)化演進思路

運營商完整的IT系統(tǒng)可分為Web層、應(yīng)用層和數(shù)據(jù)層3個層次，按照業(yè)務(wù)類型可以分為聯(lián)機分析類應(yīng)用和聯(lián)機事務(wù)類應(yīng)用，結(jié)合云計算和分布式計算技術(shù)等特點，運營商IT系統(tǒng)架構(gòu)優(yōu)化升級，須做好這3類核心業(yè)務(wù)平臺的整體規(guī)劃，如圖1所示，分別承載架構(gòu)升級后的系統(tǒng)應(yīng)用層、分析及查詢應(yīng)用、聯(lián)機事務(wù)處理類應(yīng)用，由輕量級業(yè)務(wù)應(yīng)用到核心業(yè)務(wù)應(yīng)用，推進現(xiàn)有業(yè)務(wù)應(yīng)用逐步遷移。

云資源池，主要用于承載架構(gòu)優(yōu)化之后的應(yīng)用服務(wù)器、Web服務(wù)器等；分布式數(shù)據(jù)庫，主要用于承載架構(gòu)優(yōu)化后的聯(lián)機事務(wù)處理類應(yīng)用的數(shù)據(jù)存儲；分布式基礎(chǔ)平臺，主要適用于聯(lián)機分析查詢處理類業(yè)務(wù)應(yīng)用的數(shù)據(jù)存儲和計算。

根據(jù)當前技術(shù)成熟度及實踐經(jīng)驗，筆者建議“非IOE架構(gòu)”的復(fù)雜高速計算處理系統(tǒng)不宜云化，IT系統(tǒng)的核心數(shù)據(jù)庫在近期內(nèi)建議延續(xù)原來的小型機或者性能比較穩(wěn)定的高端物理服務(wù)器部署方案。

適合云化的應(yīng)用包括：Web類應(yīng)用、適合“去IOE”的應(yīng)用，適合采用云計算部署；請求處理型、重復(fù)性任務(wù)、海量數(shù)據(jù)統(tǒng)計/查詢/分析適合分布式計算。這類數(shù)據(jù)處理符合分布式計算的特點，即重復(fù)計算、海量計算、實時性要求不高。

不適合云化的應(yīng)用包括：核心系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫和復(fù)雜任務(wù)計算處理，這類數(shù)據(jù)處理由于實時性要求過高，不適合分布式計算，近期內(nèi)，不適合遷移到云化的架構(gòu)上來。

運營商IT架構(gòu)優(yōu)化建議

當前，三大運營商在IT架構(gòu)優(yōu)化演進過程中，傳統(tǒng)終端向智能化、移動化演進，傳統(tǒng)IT架構(gòu)正經(jīng)歷著巨大的技術(shù)變革，傳統(tǒng)IT架構(gòu)中的應(yīng)用系統(tǒng)部分向云遷移，實現(xiàn)計算資源的彈性擴張、隨需交付、應(yīng)需而動。在此過程中，如何更好地“去IOE”、部署云化應(yīng)用與實現(xiàn)IT系統(tǒng)集約化，對業(yè)務(wù)和服務(wù)實現(xiàn)精準化、集約化支撐，成為運營商IT系統(tǒng)優(yōu)化改造的重點內(nèi)容。

運營商IT系統(tǒng)架構(gòu)虛擬化、融合化成為當下的趨勢，新架構(gòu)從邏輯上自下向上應(yīng)分為3個層面。

基礎(chǔ)架構(gòu)層，應(yīng)包括終端、網(wǎng)絡(luò)、計算、存儲的基礎(chǔ)設(shè)施，涉及運營商IT基礎(chǔ)架構(gòu)的全部設(shè)施，在網(wǎng)絡(luò)部分不僅包含傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)，也應(yīng)引入新網(wǎng)絡(luò)技術(shù)如OpenFlow、NFV、Overlay等；終端實現(xiàn)從傳統(tǒng)PC到智能終端，如Apple iOS、安卓、Windows 8等操作系統(tǒng)的管理；數(shù)據(jù)中心部分應(yīng)包含各種服務(wù)器及其Hypervisor系統(tǒng)、存儲、網(wǎng)絡(luò)的集成和整體交付等系統(tǒng)。

融合控制層，能分別實現(xiàn)對網(wǎng)絡(luò)、終端、云計算進行軟件化定義等。在網(wǎng)絡(luò)方面，應(yīng)部署SDN控制器，提供對運營商傳統(tǒng)經(jīng)典網(wǎng)絡(luò)、OpenFlow網(wǎng)絡(luò)、Overlay網(wǎng)絡(luò)、NFV網(wǎng)絡(luò)的支持和網(wǎng)絡(luò)集中控制，更重要的是能提供各種SDN APP，實現(xiàn)SDN的價值，實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)集中管控。

云計算的軟件化定義，可以實現(xiàn)VM的創(chuàng)建、遷移、克隆、快照等集中管理功能；能實現(xiàn)終端的軟件化定義，對終端實現(xiàn)安全認證、健康檢查、MDM（Mobile Device Management）、MAM（Mobile Application Management）的集中管理，可以根據(jù)策略實現(xiàn)應(yīng)用在終端的及時推送和自動擦除。

資源管理層，能實現(xiàn)面向終端、用戶、應(yīng)用的資源虛擬化，對計算、存儲、網(wǎng)絡(luò)等資源的統(tǒng)一自動化編排，以及資源的按需交付、應(yīng)需而動。在實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)編排的同時，可以支持計算、存儲、數(shù)據(jù)庫、安全等各類資源申請、管理以及業(yè)務(wù)編排，并且提供完善的自服務(wù)門戶，為運營商IT基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)提供全套的運維、服務(wù)、管理、監(jiān)控服務(wù)?；谫Y源管理層，提供開放式的 API，支持第三方APP及軟件對接，能支持各種業(yè)務(wù)應(yīng)用的聯(lián)動需求。

圖1 運營商IT架構(gòu)優(yōu)化核心業(yè)務(wù)平臺規(guī)劃

運營商IT架構(gòu)演進路線

針對相關(guān)技術(shù)的成熟度以及商用化進度，運營商IT架構(gòu)可以分階段逐步進行優(yōu)化演進。

首先，以現(xiàn)有IT系統(tǒng)主要需求和存在的問題為切入點，逐步剝離外圍應(yīng)用，對核心系統(tǒng)“減負”，推進IT系統(tǒng)Web及應(yīng)用服務(wù)器云化，除計費應(yīng)用服務(wù)器外，其他系統(tǒng)逐步云化遷移。

其次，對于聯(lián)機事務(wù)類應(yīng)用，由于技術(shù)成熟度不夠，暫不宜推進核心系統(tǒng)改造，也不適合規(guī)?；七M，建議以試點為主；對于聯(lián)機分析事務(wù)類應(yīng)用，目前技術(shù)已比較成熟，新建系統(tǒng)不再采用傳統(tǒng)架構(gòu)，對于原有系統(tǒng)，選取幾個重點應(yīng)用進行架構(gòu)優(yōu)化改造。

最后，在云資源池試點開源虛擬化軟件，減少商業(yè)軟件的部署使用。對于聯(lián)機事務(wù)處理類應(yīng)用，逐步推進CRM域外圍系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫開源化或分布式化；對于聯(lián)機分析類應(yīng)用，將ODS及相關(guān)應(yīng)用遷移到分布式數(shù)據(jù)庫（如Hadoop）云平臺上。

運營商IT架構(gòu)經(jīng)過幾年的優(yōu)化演進，將實現(xiàn)把大部分現(xiàn)網(wǎng)小型機服務(wù)器、存儲器以及Oracle等商業(yè)數(shù)據(jù)庫轉(zhuǎn)化為基于非IOE的新技術(shù)架構(gòu)。隨著小型機、商業(yè)數(shù)據(jù)庫和磁陣的逐年減少，維護成本也會逐年下降。

筆者認為，在新形式下，運營商在數(shù)據(jù)量爆發(fā)性增長、用戶的個性化需求不斷增加，而IT投資無法大幅增長的情況下，應(yīng)積極引入SDN、NFV等新的架構(gòu)技術(shù)，探索“非IOE架構(gòu)”，在IT系統(tǒng)外圍場景逐步進行云化，實現(xiàn)核心系統(tǒng)數(shù)據(jù)及服務(wù)輕量化，這也是運營商優(yōu)化自身IT系統(tǒng)架構(gòu)的必然選擇。

編輯｜張鵬 zhanpeng@bjxintong.com.cn