超融合技术在内蒙古广电网络新BOSS域系统建设中的应用

安 彪 王来锁

1.2.内蒙古广播电视网络集团有限公司 内蒙古 呼和浩特市 010051

1 BOSS系统简介

BOSS（业务运营支撑系统）是企业信息化系统的重要组成部分，支撑广电网络业务的运营和用户的管理，并为所有周边系统提供基础数据和能力支撑，是企业运营管理思想和战略的集中体现。内蒙古广播电视网络集团有限公司（以下简称“内蒙古广电网络”）原有BOSS 系统已不能很好的支撑各类新业务，严重影响企业的转型、发展。同时，BOSS 系统存在底层架构和数据模型老化、功能落后、硬件平台性能不足、不可扩展等问题，无法满足新形势下全业务融合运营、客户分级服务、网格化管理、大数据分析及精准营销等转型的支撑要求。

目前，BOSS 系统的架构技术和运维模式为每新增一个业务系统都需要完成一次软、硬件部署，对企业的整个运营来说是一件非常繁琐和复杂的事情。另一方面，每个业务系统都单独分配服务器创建平台，造成严重的硬件资源浪费，同时旧设备无法匹配软件升级的要求，不仅资源利用率低，且运营成本增加。

目前，内蒙古广电网络正在规划建设新BOSS域支撑系统。为了让新平台具备弹性扩展、资源按需使用、业务敏捷上线的能力，包括以后数据业务向云化发展的趋势能够平滑的演进，决定对现有技术平台架构进行创新性改造，更好的支撑未来业务发展，并简化业务平台的管理运维工作。

2 建设目标

在新BOSS 域系统建设上，以提升服务支撑为目的，充分借鉴电信、广电行业成熟和先进的业务运营经验及IT 技术发展趋势，结合公司战略要求，按照高起点、循序渐进、适度超前的建设思路，打造一个结构完整、功能完善、操作便捷、模型成熟、扩展性强、配置程度高要求的新BOSS支撑系统，满足企业未来5～10年的业务发展需要。

经过多次论证，BOSS 域系统构建基于云技术的全新技术架构体系平台，选择采用超融合技术作为新BOSS 全业务承载及运营的基础架构设计，主要原因如下：

（1）具有高部署性。通过融合技术能够快速创建多台虚拟机，实现新业务快速上线、快速推广、快速迭代功能，缩短了新业务系统部署上线流程。

（2）具有高利用性。利用虚拟化技术，将超融合平台硬件设备资源利用率发挥到最大。解决了广电网络在业务发展过程中，存储空间等资源不足和业务无法快速灵活部署等难题。

（3）具有高管理与维护性。超融合技术架构可通过云管理平台实现集群统一管理和硬件资源的整合与调用，将所有的资源管理和分配，经统一的WEB 界面操作，通过鼠标的拖拽连线即可进行拓扑搭建。同时，为管理员提供一键故障定位功能，整个平台简单易用，后期维护变得更方便。

（4）具有很高的可扩展性。超融合技术提供高IOPS、易弹性扩展的存储资源，在不影响现有业务运行下实现在线硬件扩容，对于未来业务的扩容，也只需添加超融合物理机，整个架构可实现弹性扩展。在大幅度提升性能和业务吞吐量的基础上，最大化的节约建设和运营成本。

（5）具有高安全性。超融合架构属于当前行业内成熟、先进的技术产品，可提供极高的可靠性和数据备份保护机制，确保任意硬件出现故障时，能实现数据的快速重建，确保系统安全运行，业务不中断，数据不丢失。

3 方案设计

3.1 规模介绍

本次新BOSS 域系统建设，采用20 台x86 服务器（共40C 授权）+超融合HCI 软件+4 台万兆交换机。

每台服务器配置了2 颗24 核2.3GHz 主频CPU、256G 内存、2 块 600G SAS 硬盘、1 块 1.6T NVME SSD。其中，10 台服务器配置10 块960 GB读写混合型SSD 硬盘用于应用层业务承载，剩余10 台配置10 块1.2T SAS 硬盘用于数据库业务承载。

四台万兆交换机两两采用堆叠技术，避免存储网络的单点故障，对业务系统的影响。

业务系统主要承载客户核心BOSS 业务，包括：运行业务系统核心组件BBS、EDA 报表数据库、关系型数据库，还包括PORTAL 认证系统、OSS、网格应用、渠道应用、网厅、TV 厅、客服等业务系统。

使用超融合架构组件ACMP+ASV+ASAN+ANET。超融合架构是利用计算服务器虚拟化ASV、存储虚拟化ASAN、网络虚拟化ANET 等组件，将计算、存储、网络等虚拟资源融合到一台标准x86服务器中，形成标准架构单元。多套单元设备可以通过网络聚合起来，实现模块化的无缝横向扩展，形成统一的资源池。

ACMP 即云管理平台，以云主机的形式部署在集群上，是超融合架构中的一个管理组件，通过云管理平台可管理每个集群的物理资源，根据业务应用的使用情况为每个虚拟机进行CPU、内存、磁盘、网络资源进行分配，还可实现监测虚拟机运行状态、快速部署虚拟机业务、备份恢复等功能。

ASV 是超融合架构解决方案中的计算虚拟化组件，也是整个超融合架构中的核心组件，每台x86 硬件服务器经过ASV 组件最终呈现多台标准的虚拟机。

ASAN 是分布式存储系统，利用虚拟化技术“池化”集群存储卷内通用x86 服务器中的本地硬盘，实现服务器存储资源的统一整合、管理及调度，最终向上层提供NFS/iSCSI 存储接口，供虚拟机根据自身的存储需求自由分配使用资源池中的存储空间。

ANET 是超融合架构解决方案中的网络虚拟化组件，通过Overlay 的方式来构建大二层和实现业务系统之间的隔离，通过NFV 实现网络中的所需各类网络功能资源按需分配和灵活调度，从而实现超融合架构中的网络虚拟化。

采用超融合架构数据中心建设可以异构和纳管现有的Vmware 虚拟化平台，实现管理平台的统一管理。

3.2 设计介绍

总体物理架构设计，如图1所示。

图1 总体物理架构设计

总体网络拓扑，如图2所示。

图2 总体网络拓扑

如图1所示，通过20 台高端x86 硬件服务器部署了超融合架构，以虚拟化技术为核心，利用ASV、ASAN、ANET 等组件，以自定义的方式实现计算、存储、网络、安全等资源的整合及按需使用，据各个业务以及安全等级要求的不同，划分不同的物理设备组建集群，承载不同的业务。按照企业目前的业务系统的特点及安全等级不同，本次部署一共创建四个服务器集群，见表1。在每个集群按需创建多个虚拟机，分别将BOSS 等相关核心业务系统部署在各个虚拟机上，目前在云主机上已完成70余台虚拟机核心业务部署。

表1 四个服务器集群

3.3 功能设计

3.3.1 可视化配置

配置虚拟主机（快速部署）：在新建和部署虚拟机时，可以使用克隆技术或者导入虚拟机模板，实现快速部署功能，提升业务部署的效率。

配置虚拟主机间虚拟网络：通过鼠标的拖拽连线搭建网络拓扑，实现“所画即所得”。

配置主机CPU、内存、磁盘空间：可实现在线划分主机资源给虚拟机，当某个虚拟机出现CPU、内存或磁盘不足时，可在运行中完成资源划分，实现横向平滑扩展容量和性能。

管理自动备份：可以针对每个虚拟机可视化配置备份策略，第一次备份为完整备份，在备份保留时间周期内其他备份为增量备份，在虚拟机开机或者关机状态下均可备份。

3.3.2 可视化监控

可实现虚拟机监控、物理机监控、CPU、内存、磁盘空间、虚拟机性能监控、网络拓扑监控、异常告警自动通知（短信）。如图3所示。

图3 可视化监控示意

3.4 可靠性设计

3.4.1 虚拟机HA

超融合架构平台通过多主机组建为集群，采用分层次设计，将计算平台（CPU 和内存）、存储平台（虚拟存储或外置存储）以及网络平台（物理出口、VXLAN 数据通信口）三者之间相互解耦。使用集群“故障迁移”功能，通过配置一定的检测条件，当探测到主机发生故障且持续一定时间时，触发虚拟机HA 功能使其从其他主机上恢复运行，从而避免单点故障。

3.4.2 DRX 动态资源扩展

在虚拟机运行时，如果应用访问请求急增导致虚拟机CPU 或内存资源使用率持续过高时，可以手动或自动为虚拟机添加CPU 或内存资源，保证虚拟机的持续稳定运行。

3.4.3 动态资源调度

DRS 动态资源调度，能够持续监控当前集群中各主机节点的CPU、内存的使用情况和虚拟机的主机分布情况，并自动生成虚拟机在线主机迁移调整计划，动态调整虚拟机的运行位置，使集群的计算资源达到均衡使用的效果。DRS 技术采用的是“虚拟机在线主机迁移”的方式，只调整虚拟机的主机运行位置，不会改变存储运行位置，迁移过程也不会对虚拟机上的业务造成影响。

3.4.4 统一管理设计

超融合架构的云管平台可以同时兼容Vmware虚拟化平台，并支持对主流的x86 硬件资源实现统一集中管理，通过云管理平台为用户屏蔽异构虚拟化平台差异。在多虚拟化平台环境下，能为用户提供相同的云主机资源服务，并实现对异构虚拟化平台的统一管理。

3.4.5 监控中心设计

监控中心的设计，如图4所示。

为了全方位监控业务提前预警，减少业务中断次数与时间，并支持大屏展示，让整个数据业务可视化，更好地支撑关键业务上云，规划在云管理平台部署监控中心。监控中心主要功能为：

（1）主动探测业务的运行状况。对云管平台上部署的核心业务进行主动探测，当业务出现访问慢或不可用时，通过短信、邮件等方式进行告警。

（2）深入分析应用性能。对Oracle、SQL Server、Web logic 应用进行可用性、响应时间告警，并提供内部数据可视化及代码级别深入分析，快速定位应用性能瓶颈。

（3）全方位监控虚拟机：监控虚拟机CPU、内存、磁盘、网络流量、进程状态等指标，指标数据可保留一年，可以进行TOPN 性能分析和趋势分析。

图4 监控中心设计示意

3.4.6 冗余性设计

虚拟存储作为虚拟机的存储位置，使用SSD盘作为缓存盘用以提升存储的IO 效率。本设计方案使用虚拟存储多副本实现数据的冗余，充分保障业务数据的可靠性和可用性，可以避免单个磁盘故障或单台主机故障导致数据丢失的风险。为了保障磁盘故障后，ASAN 自动使用热备盘替换故障磁盘。规划每虚拟存储卷中配置两块热备盘，每个数据分块后存储，以多副本的形式分布在不同的物理主机节点上，任意物理主机节点完全损坏，都不影响数据使用，保证数据的可靠性。与传统的RAID 技术相比，采用超融合技术大幅度减少数据恢复时间，更大程度地确保数据恢复的完整性。

4 方案优势

与传统IT 架构相比，超融合方案的最大优点在于可以一次部署并多次虚拟，可创建十几个甚至数十个虚拟机来承载各业务核心系统的内容，从此告别了大量的服务器、磁盘阵列安装、上架、调试和布线工作，极大地提升了部署的效率，保障了整体业务的高稳定性运行。通过超融合架构基本上能实现三分钟创建一台虚拟机、二十分钟搭建一个平台、一小时投入使用，对于业务的部署非常灵活。可根据业务需要完成快速部署、移动、扩展IT 资源、实现平台的全面敏捷性与可用、可靠行。通过超融合架构、无需重新配置物理网络、外置存储，即可跨集群弹性分配计算资源。在其建设阶段，根据实践需要快速追加扩容，实现真正的随需应变与资源动态供给，提高资源利用率。此外，超融合架构提供高度可扩展的虚拟网络，通过“所画即所得”功能简化配置，降低运营成本。

选择超融合解决方案，主要看中了其对于企业业务系统的灵活承载，基于对传统服务器资源的池化处理，结合可视化的管理平台界面，实现了对不同业务和模块系统的灵活调度和有效管理。超融合底层依托分布式架构、存储多副本和链路聚合等技术手段，确保了业务系统在使用过程中的安全稳定和可靠运行，整体运营管理过程非常简便。

减少了服务器资源和性能的消耗，有效降低了在传统业务系统构建过程中，面对不同CP（内容运营商）、不同硬件需求场景下多次部署的成本，极大的解决了对于传统服务器资源的浪费和托管在运营商机房维护过程中复杂的问题，进而打造出一个具有先进性、可扩展性、可靠性、可维护性、高可用性、安全性的创新型云化IT 基础平台架构。

结 束 语

采用超融合架构部署后，不仅完全承载了企业新BOSS 域核心业务系统，而且为未来新业务发展奠定了基础保障。现已完成系统各应用、数据库部署，上线后将极大的提高内蒙古广电网络的运营支撑能力。通过超融合技术与BOSS 系统结合，实现了业务“云、管、端”业务布局，构建了新的广电网络运营模式。