IT支撑系统三域融合思路

丁亦志，齐磊，李邵平，吕红卫，牛瑛霞

（中国移动通信集团设计院有限公司网络所，北京100080）

1 IT支撑系统现状及问题分析

1.1 系统现状

电信运营商的IT支撑系统主要由面向客户服务和业务管理的业务支撑系统（business support system，BSS）、面向通信网络管理的运行支撑系统 （operation support system，OSS）以及面向企业内部管理的管理支撑系统（management support system，MSS）等组成，具体系统架构如图1所示。

·BSS（B域）是电信业务运营和管理、客户服务的支撑平台，它承载业务流程，匹配组织结构，支撑企业战略，实现运营目标。

·OSS（O域）以客户和市场为导向，建立面向各专业或全专业的故障管理平台、告警监控平台、性能分析平台、安全管理平台等，实现快速响应客户、加速业务开通、提高运维效率的目标。

·MSS（M域）通过在整个企业范围内建设OA平台、ERP系统、供应链管理系统等，构建企业范围内的信息化平台，支持企业内部改革、业务流程重组和管理流程再造，实现管理模式改进以及资源共享和高效利用，从传统管理向现代管理过渡。

1.2 存在的问题

从支撑系统现状来看，存在以下问题。

·底层硬件资源相互独立，三域分别建设了资源池，未实现资源共享与动态调配，不同资源池负荷不均衡、利用率低。

·底层数据未形成有效整合，无法端到端呈现全局数据；大数据平台尚未对外提供服务，驾驭大数据能力薄弱。

·上层应用尚未形成真正的软硬件解耦；市场需求变化快，新的业务上线速度慢，如公司应用平均上线时间为4-8月，不利于获取市场先机。

·现有专业系统由不同的维护部门进行管理和维护；尚未形成适应云计算模式的IT管理组织架构、流程和人员配备。

图1 IT支撑系统现状

图2 IT系统的总体发展目标

2 IT支撑系统的总体发展目标

IT支撑系统的总体发展目标应是在“基础整合，数据集中，应用融合，能力共享”原则指导下，重点打造云化基础资源平台、能力共享平台，提升核心业务支撑能力，展现IT能力，实现“三域融合、能力开放”，如图2所示。

·基础整合：整合三域的基础设施资源，引入SDN（software defined networking，软件定义网络）及大二层技术，构建统一的云化资源池，实现三域资源池融合。

·数据集中：对企业内数据按照生产数据与分析数据分域集中管理。融合三域数据，通过大数据平台实现对数据集中采集、计算和存储及对外统一服务，实现数据与应用的解耦。

·应用融合：随着基础设施、数据和应用3层的充分解耦，上层应用专注业务的发展，逐步实现应用融合，实现能力开放，构成统一的企业级应用。

·能力共享：面向不同的使用者，将核心信息系统支撑能力按需分配，共享使用。

图3 IT系统的目标架构

3 IT支撑系统三域融合思路

3.1 融合目标架构

数字化服务的支撑体系架构由现有3层架构逐渐变成基础设施层、数据层、能力层、能力开放层和交互层5层架构，实现资源的统一调配。融合目标架构如图3所示[2]。

·基础设施层：IT支撑系统资源融合，统一调度。

·数据层：应用与数据分离，采用多种数据库满足各种场景需求。

·能力层：以中心化构建各域应用，提供原子化的服务及原子化的业务流程支撑。

·能力开放层：实现能力对内、对外开放与管控。

·交互层：构建互联网化的融合渠道及统一的内部门户。

3.2 基础设施层融合思路

逐渐由三域分设的资源池演变为“基础整合，数据集中，应用融合，能力共享”的云化基础资源平台[1]，如图4所示。结合局房规划，按照集中化建设IT支撑云计算资源池的原则，分步实施，平滑过渡；安全、组织架构和运维管理同步推进；充分利用新技术，兼顾设备利旧。

通过逐步去IOE（IBM、Oracle和EMC），实现IT系统软硬件解耦，加快BOSS等系统应用云化进程，逐步试点数据库的云化和对传统磁盘阵列的替换。推动上层应用逐步以“分布式+开源”架构替代“集中式+封闭”架构。

（1）服务器去“I”

·接入层和应用层：以标准的x86服务器为主流，减少传统小型机设备新增量；推广采用基于x86虚拟化系统的高可扩展负载均衡集群。

·数据层：探索和推广并行计算集群、分布式数据库等对传统数据库/数据仓库的替代；通过BOSS等系统应用层云化实现小型机的替换，逐步试点业支数据库层的替换。

（2）存储去“E”

·按照“先试点后推广，先增量后存量”的原则，积极引入基于x86的云存储技术替换现有磁盘阵列，逐步减少传统存储的规模。

·数据层减少或避免磁盘阵列扩容，推广采用分布式云存储实现数据存储。

·探索并行计算集群对传统商业关系型数据库/数据仓库（小型机+磁盘阵列架构）的替代。

（3）数据库去“O”

根据运营商自身技术掌控能力，考虑相关自研产品成熟度，可选择基于开源的商业定制数据库或者基于开源的自研定制数据库，实现对国外商业数据库的替换。如分析型数据库OLAP可采用Hadoop/MPP；交易型数据库OLTP并发量小，可采用基于x86分布式交易数据库集群（NewSQL）；简单查询可采用NoSQL等。

3.3 数据层融合思路

数据层的发展目标是通过大数据平台实现全量数据的统一采集、存储和管理，构建面向BOM三域的融合数据模型，逐步形成按需扩展的多应用开放体系架构，支撑战略转型和精细化运营。大数据平台目标架构如图5所示。

图4 基础设施层融和演进

图5 IT系统的目标架构

建立融合数据模型，形成全量数据的统一采集、存储及管理。统一用户行为分析/终端分析等共性应用。建立性能管理集市，进行O域分析应用整合，支撑性能管理和网络优化分析应用。建立财务分析集市，支撑M域决策支持分析应用。建设自助分析、自助挖掘功能，提升自助服务能力。新建规则引擎、实时决策功能。

·统一采集：实现对B域、O域、M域、外部数据的统一采集。

·云化ETL：集成分布式云化ETL工具，实现对接口数据的统一接入和处理，实现数据与应用的解耦。

·统一存储及计算：采用“DW+Hadoop+MPP”混搭架构，实现对数据的统一计算与存储，并采用流处理技术（内存计算）支撑实时计算需求。

·能力封装与管控：对大数据平台的数据以及计算资源进行封装形成能力，并进行安全管控。

·能力开放：面向不同的使用者，支撑对外能力开放应用，开放分析能力、数据能力等。

表1 大二层技术方案比较

3.4 应用层融合思路

分析IT支撑应用现状，结合基础设施云计算资源池和大数据平台的演进路线，提出应用层近期、中期和远期目标，分阶段、分步骤逐步形成跨域的统一企业应用。

（1）近期目标：应用逐步整合

深度融合CRM和电子渠道，改造界面统一的互联网化，B域能力中心化及原子化。实现后端业务能力的统一对外开放及移动内部渠道的共享，基于大数据平台集市的建设实现性能集中管理、信令监测等系统分析应用的整合。避免应用重复开发，节约资源，完成专业网管的整合下线，全面转向4+1综合网管。

（2）中期目标：形成统一企业应用

将各域同类应用逐步进行跨域整合，形成业务处理应用、统计分析应用、运维支撑应用、运营管理应用的统一企业应用。通过ESB（enterprise service bus，企业服务总线），实现企业层面的数据共享，逐步实现M域和O域的应用解耦并服务化，服务标准化。

（3）远期目标：应用能力原子化和服务标准化

实现企业应用能力的全面原子化，并实现对外提供统一、标准化的数据和能力服务，支撑灵活快捷的业务定制、资源调配，实现应用层产品开发百花齐放。

4 融合关键技术

IT系统融合过程将涉及大二层、数据库、SDN等新技术。

4.1 大二层技术

目前OTV（overlay transport virtualization，覆盖传输虚拟化）/EVI（ethernet virtualization interconnect，以太网虚拟化互联）技术较成熟，未来OTV/EVI均支持VxLAN叠加网络。VxLAN可以和OTV/EVI配合使用，OTV/EVI作为DCI（data context interaction，数据场景交互）的技术，VxLAN作为虚拟机的二层互通技术。基于VxLAN的网络虚拟化解决方案对于后续云数据中心演进至部署SDN/SDDC、跨数据中心的业务负载部署、调度、迁移具有很大价值。以下几种大二层技术的方案比较见表1。

初期利用OTV/EVI技术在多个数据中心或机楼之间建立公共二层高速通道，供大数据平台、虚拟化资源池等系统共用。专设边缘设备用于机楼之间的二层专用通道。保障通道带宽，通过后期调整路由架构可以有效降低中间转跳过多问题，提高二层通道吞吐能力，降低时延。边缘的两台设备可以虚拟化成一台，再做MDC（multitenant device context，多租户设备环境）/VDC（virtual device context，虚拟化租户设备环境)，保障资源池之间各业务的安全隔离，提高业务可靠性，避免两个系统之间出现数据、VLAN（virtual local area network，虚拟局域网）规划重复问题，保障安全性。

4.2 数据库技术

根据业务IT系统情况，采用Hadoop搭建数据基础，通过MPP（massive parallel processing，大规模并行处理）和DB2提供数据库，采用混搭架构提供对外的统一服务和应用，降低IT建设成本，实行统一、集中化的运营管理。

MPP DB是指大规模并行处理数据库，有两种基本形式share disk和share nothing。

·share disk：性能比较高，由于需要在节点间共享锁和缓存，可扩展性受到一定限制。适合高并发的OLTP（on-line transaction processing，联机事务处理系统）应用和数据量较小的OLAP（on-line analytic processing，联机分析处理）应用。

·share nothing：每个节点的存储、计算、内存完全独立，数据分区存放，可扩展性好。适合大数据量的OLAP引用，但计算设备不容易做到热备份，可用性级别要略低些。

两种基本形态都比较适合大数据的处理。考虑扩展性，主存储和ETL数据加工应首选share nothing。数据分析要求灵活，扩容压力不大，自定义数据处理的应用建议采用share disk，局域网络带宽在不断提升，share disk前景同样很好，与share nothing适用不同的场景。

4.3 SDN技术

SDN技术是对未来网络架构提出的新型思路，广泛应用于IT系统的建设。目前，SDN技术发展主要有3个方向。

（1）转控分离方案

将网络设备进行集中管控、转发控制分离，简化转发设备。以ONF的OpenFlow协议为代表，可以很好地支持开放编程、业务创新、业务自动化，其代表厂商是Big Switch。

（2）overlay方案

用于解决数据中心的虚拟化、自动化，支持多租户的需求。overlay方案认为网络只要提供基本IP连通性，不需要感知任何租户和虚拟化概念，在服务器上直接发起虚拟化叠加在现有网络上，这种方案通常也称为IT的多租户虚拟化方案，主要的支持厂商包括VMware和微软。由于无法和网络联动，overlay方案存在很多问题无法解决，包括多播、QoS以及服务器性能下降问题。

（3）传统网管增强方案

以思科公司的OnePK方案为代表，这种方案能够解决业务自动化问题，方案主要是开放设备的北向接口，提供开放编程能力，但是设备仍然保留原先的智能，仅仅解决了业务自动部署问题，但对于快速业务创新、简化网络等方面都明显不足，对比转控分离方案仍然存在差距。

5 结束语

随着IT系统的发展，通过构建敏捷IT架构，支撑业务敏捷运营，实现互联网化的客户体验，可有效支撑运营商数字化运营转型，助力构建开放的数字化商业生态圈。