移動通信網(wǎng)業(yè)務(wù)平臺云化技術(shù)研究

王孝周

（中通服咨詢設(shè)計研究院有限公司，江蘇 南京 210019）

0 引 言

云化技術(shù)是先進科學(xué)技術(shù)的一種，在移動通信網(wǎng)業(yè)務(wù)平臺建設(shè)中有著廣泛的應(yīng)用，且擁有多元化分類，包含快速部署技術(shù)、彈性伸縮技術(shù)、系統(tǒng)遷移技術(shù)、負載均衡技術(shù)、容災(zāi)技術(shù)以及虛擬化動態(tài)資源管理與調(diào)度技術(shù)等。為了凸顯云化技術(shù)的實效性，同時充分發(fā)揮該技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢，應(yīng)加強對不同技術(shù)類型的具體分析，結(jié)合實際需求構(gòu)建高效的通信系統(tǒng)，為用戶提供更多便利。

1 移動通信網(wǎng)業(yè)務(wù)平臺云化涉及到的關(guān)鍵技術(shù)類型

1.1 快速部署技術(shù)與彈性伸縮技術(shù)

在虛擬化平臺的實際運行過程中，網(wǎng)關(guān)等系統(tǒng)能夠在短時間內(nèi)落實相關(guān)的部署工作，同時可以提高承載業(yè)務(wù)的效率。依據(jù)網(wǎng)關(guān)等設(shè)備的基本需求定制化修改配置，用戶無需自行修改配置就能安裝系統(tǒng)[1]。通過對虛擬化短信網(wǎng)關(guān)、彩信網(wǎng)關(guān)系統(tǒng)的分析，能夠自動適應(yīng)業(yè)務(wù)負載動態(tài)變化，具有較強的靈活性。通過發(fā)揮彈性伸縮功能，能夠保證用戶辦理業(yè)務(wù)過程中擁有充足資源支持，滿足用戶對業(yè)務(wù)平臺性能方面的更高要求。彈性伸縮技術(shù)架構(gòu)如圖1所示。

圖1 彈性伸縮技術(shù)架構(gòu)

1.2 系統(tǒng)遷移技術(shù)

將熱運行備份系統(tǒng)應(yīng)用于網(wǎng)關(guān)各核心子系統(tǒng)中，備份系統(tǒng)不承載業(yè)務(wù)，主要完成主系統(tǒng)中相關(guān)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的同步[2]。在虛擬機遷移技術(shù)的作用下，能夠發(fā)揮數(shù)據(jù)備份和快速遷移的功能，讓主機和備機中的數(shù)據(jù)運行保持一致。一旦主機出現(xiàn)宕機問題，網(wǎng)關(guān)系統(tǒng)就會啟動備機上的各項應(yīng)用，確保系統(tǒng)能夠維持正常運行。系統(tǒng)可以在短時間內(nèi)實現(xiàn)主機與備機的自動化切換，減少主機宕機帶來的不良影響，提高系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性與可靠性，為用戶提供通暢的通信渠道。系統(tǒng)遷移技術(shù)的應(yīng)用流程如圖2所示。

圖2 系統(tǒng)遷移技術(shù)的應(yīng)用流程

1.3 負載均衡技術(shù)與容災(zāi)技術(shù)

在移動通信網(wǎng)業(yè)務(wù)平臺的構(gòu)建中，采用負載均衡技術(shù)能夠達到測評業(yè)務(wù)層連接均衡、存儲均衡等目的。業(yè)務(wù)系統(tǒng)會將得到的測試結(jié)果作為依據(jù)，實現(xiàn)對存儲量的計算和配置，并在此基礎(chǔ)上進行自動化連接，提高集群內(nèi)不同主機資源的利用率，提升系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性、可靠性[3]。容災(zāi)技術(shù)的具體作用是保證系統(tǒng)可以在部分設(shè)備出現(xiàn)異常問題時維持正常運行，為異地部署提供基礎(chǔ)支撐，同時建立完善的通信機制，減少外界環(huán)境等因素帶來的干擾，保證業(yè)務(wù)平臺的科學(xué)化運行。在移動通信網(wǎng)業(yè)務(wù)平臺運行過程中，涉及到的每條消息都需要進行計費，一旦出現(xiàn)信息處理失敗的情況，不僅阻礙短信的正常發(fā)送，還會對用戶的個人利益造成威脅，用戶滿意度的降低會導(dǎo)致移動通信網(wǎng)投訴率增加，給行業(yè)發(fā)展帶來不良影響。通過專業(yè)化分析電信級產(chǎn)品的相關(guān)要求，核心業(yè)務(wù)系統(tǒng)應(yīng)該達到99.999 9%的通暢率。通過提高網(wǎng)關(guān)業(yè)務(wù)運行的容災(zāi)能力，采用宕機遷移等方式提升整體運行的穩(wěn)定性，保證消息發(fā)送的及時性。基于網(wǎng)絡(luò)的容災(zāi)方式架構(gòu)如圖3所示。

圖3 基于網(wǎng)絡(luò)的容災(zāi)方式架構(gòu)

1.4 資源動態(tài)管理與監(jiān)控技術(shù)

現(xiàn)代化資源管理技術(shù)的實際作用為物理調(diào)度與檢測硬件運行情況，為提高業(yè)務(wù)質(zhì)量奠定良好基礎(chǔ)，幫助有關(guān)部門及技術(shù)人員掌握業(yè)務(wù)層面的流量情況，為相關(guān)工作的有序開展提供依據(jù)[4]。對于經(jīng)過云化處理后的業(yè)務(wù)平臺系統(tǒng)而言，僅通過了解硬件的實際占用情況無法全方位反映業(yè)務(wù)運行狀態(tài)，也很難準確判斷業(yè)務(wù)完成質(zhì)量，從而引發(fā)業(yè)務(wù)擁塞等不良問題。此外，物理資源與其他類型的資源相比體現(xiàn)出空閑的特點，僅依據(jù)物理資源占用率調(diào)度資源容易出現(xiàn)系統(tǒng)被動態(tài)減容的情況，弱化業(yè)務(wù)平臺的實際作用。由此可見，資源動態(tài)監(jiān)控與管理技術(shù)的應(yīng)用十分必要。

1.5 虛擬化動態(tài)資源管理與調(diào)度技術(shù)的實際應(yīng)用

基于虛擬化的云計算環(huán)境結(jié)構(gòu)相對簡單，包含虛擬資源層與服務(wù)層，同時擁有完整的從資源、業(yè)務(wù)到用戶的運行模式。服務(wù)提供方利用平臺資源構(gòu)建相關(guān)的業(yè)務(wù)流程，并完成規(guī)定的工作任務(wù)，而終端用戶則通過分析業(yè)務(wù)流程能夠獲取相應(yīng)的服務(wù)，以滿足服務(wù)質(zhì)量（Quality of Service，QoS）約束。云平臺會讓所有發(fā)送請求的用戶得到滿足，同時實現(xiàn)活躍物理機占用的最小化[5]。從虛擬資源層的角度進行分析，需要加強對拓撲感知均衡資源調(diào)度機制的研究；而從服務(wù)層的角度進行分析，則需要加強對服務(wù)部署、彈性業(yè)務(wù)路徑的研究。結(jié)合實際情況構(gòu)建健全的監(jiān)控體系，提升資源層與服務(wù)層之間的資源調(diào)度水平。在移動通信網(wǎng)業(yè)務(wù)平臺的實際運行中，當(dāng)用戶對資源的需求量逐漸增多時，應(yīng)該第一時間對虛擬資源做好科學(xué)化調(diào)整，進一步減少對活躍物理機的過度占用[6]。與此同時，全方位監(jiān)控系統(tǒng)運行過程中的物理資源利用狀態(tài)，為系統(tǒng)資源的有效配置提供合理依據(jù)，進一步達到QoS要求標準[7]。云計算環(huán)境下資源均衡與調(diào)度方法如圖4所示。

圖4 云計算環(huán)境下資源均衡與調(diào)度方法

2 移動通信網(wǎng)業(yè)務(wù)平臺云化的系統(tǒng)級調(diào)整

（1）建設(shè)適應(yīng)性強的通用架構(gòu)。為了提高移動通信網(wǎng)業(yè)務(wù)平臺云化水平，應(yīng)該有序開展系統(tǒng)級調(diào)整工作。立足于業(yè)務(wù)平臺云化基本要求進行綜合分析，構(gòu)建科學(xué)的通用架構(gòu)，并合理改造網(wǎng)關(guān)整體架構(gòu)，同時做好針對性劃分，設(shè)定不同分區(qū)的功能模塊，增設(shè)網(wǎng)關(guān)綜合管理平臺、集群管理模塊以及消息儲存匹配模塊[8]。

（2）擴展云架構(gòu)消息存儲匹配模塊。加強對C-STORE的應(yīng)用，完成網(wǎng)關(guān)內(nèi)消息與狀態(tài)報告的有效匹配，讓重要信息實現(xiàn)完整存儲。明確系統(tǒng)調(diào)整目標，設(shè)定云架構(gòu)-消息存儲匹配模塊，確保每臺C-STORE的儲存量能夠達到上億級別[9]。在利用文件緩存功能時，保證緩存在文件中的消息能夠按照正常的流程完成匹配，進一步提高網(wǎng)關(guān)的業(yè)務(wù)處理能力，確保高流量時段的通暢性。

（3）增設(shè)通用云架構(gòu)集群管理模塊。Crouter主要發(fā)揮對網(wǎng)關(guān)系統(tǒng)內(nèi)不同功能模塊的集中調(diào)度管理職能，同時實現(xiàn)對各類模塊實際運行的有效監(jiān)控。Crouter的應(yīng)用能夠結(jié)合對網(wǎng)關(guān)實際運行狀態(tài)的分析適當(dāng)增減網(wǎng)關(guān)系統(tǒng)模塊，從而達到自動適應(yīng)網(wǎng)關(guān)業(yè)務(wù)負載動態(tài)變化的目的。此外，提高云架構(gòu)運行的穩(wěn)定性。Crouter以集群、環(huán)型鏈路組網(wǎng)方式為主，一旦Crouter出現(xiàn)宕機的情況，會將此Crouter內(nèi)包含的信息轉(zhuǎn)移到其他Crouter中進行相關(guān)處理，從而賦予Crouter更高的穩(wěn)定性和可靠性[10]。

3 結(jié) 論

傳統(tǒng)的移動通信業(yè)務(wù)平臺雖然能夠支持消息的正常發(fā)送，但是存在效率低、準確率低等問題。為此，應(yīng)加強對云化技術(shù)的有效利用，強化云化技術(shù)與移動通信網(wǎng)業(yè)務(wù)平臺的深度融合。結(jié)合實際應(yīng)用需求設(shè)定相應(yīng)的功能模塊，積極構(gòu)建高效的短信網(wǎng)關(guān)、彩信網(wǎng)關(guān)運行系統(tǒng)，凸顯業(yè)務(wù)平臺云化技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢與實效性，提升業(yè)務(wù)平臺的綜合運行管理水平，為用戶的合法權(quán)益提供基礎(chǔ)保障，推動移動通信行業(yè)實現(xiàn)穩(wěn)定可持續(xù)發(fā)展。