基于云技术的运营商业务支撑系统架构优化方案研究

【摘 要】为了进一步优化传统业务支撑系统存在的问题，使运营商在关键领域抢占先机、取得突破，通过对传统业务支撑系统存在的缺陷进行分析，阐述了互联网+时代的需求，研究了对未来业务支撑系统架构方案基于云化技术的优化方向，并给出了业务支撑系统的优化架构方案建议。

【关键词】互联网+ 业务支撑系统 架构分层 云化技术

doi：10.3969/j.issn.1006-1010.2017.02.018 中图分类号：TP311.5 文献标志码：A 文章编号：1006-1010（2017）02-0088-04

引用格式：黄鹤晖. 基于云技术的运营商业务支撑系统架构优化方案研究[J]. 移动通信， 2017，41（2）： 88-91.

1 引言

随着我国在互联网技术、产业、应用以及跨界融合等方面的发展，互联网目前正在逐步从消费互联网向产业互联网转变。为了进一步加强互联网与传统产业的融合，国务院总理李克强在十二届全国人大三次会议上所作的政府工作报告中首次提出，要“制定‘互联网+行动计划，推动移动互联网、云计算、大数据、物联网等与现代制造业结合，促进电子商务、工业互联网和互联网金融健康发展”。自此，互联网+上升为国家战略，被纳入顶层设计。

在互联网+时代，云计算、物联网、大数据等技术将逐步渗透到各行各业，以推动产业互联网的迅速发展。数字化业务将成为运营商未来收入增长的重要来源，运营商如何在关键领域抢占先机、取得突破，对支撑体系的转型也提出了新的挑战。本文以架构分层、逐层云化为主要思路，对应对互联网+时代的运营商业务架构的优化方案进行研究，以推动在互联网+时代中运营商业务支撑系统的转型，使其能够适应未来互联网+时代的转变。

2 传统的业务支撑系统架构

目前，各大运营商所使用的业务支撑系统多数采用包括Web、应用服务层、数据库在内的三层结构，具体可分为应用类支撑系统和数据库类支撑系统两类，如图1所示：

其中，应用类支撑系统包括Web层和应用服务层，目前其通常基于支撑中心资源池部署，通过负载方式实现分布式处理架构，使其具备了弹性伸缩前提条件；数据库类支撑系统就是数据库层，包括普通数据库、内存数据库等，其目前还没有实现分布式，故暂不考虑动态调度。

上述架构由于存在应用服务层与数据库层的紧耦合，以关系型数据库为主，业务流程以不可拆分的业务实现方式为主，因此这种传统的业务支撑系统存在的缺陷分析如下：

（1）业务支撑灵活性不足：面对企业信息化、行业应用等众多新业务，传统业务支撑系统的产品上线/计费程序不够灵活快速，无法很好地支撑业务快速上线和开展；面对众多的新业务服务合作伙伴，支撑系统也不能实现合作伙伴统一的系统化管理，无法支撑新业务服务。

（2）能力开放不足：传统业务支撑系统的架构中，各系统之间的联系基本靠双方互相开放接口来完成，导致全网接口数量相当庞大且难以管理；由于各系统间接口由双方协商且未能形成统一标准，多数系统接口未实现优先级控制、流量控制等管控能力，难以对外统一开放。因此，针对新系统的接入流程非常复杂，新系统需同时实现众多对接系统的各种接口，流程的复杂程度也会随着业务的增加而迅速增长，原有架构无法及时应对。

在互联网+时代驱动下，为保证新形势下的竞争环境、业务、客户、产品和网络的变化对业务支撑系统的要求，需要对原有的数据架构进行云化改造，以实现应用与数据的分离，从而实现应用的灵活扩展及业务支撑系统能力开放和管控，以此来持续提升互联网+时代的业务支撑能力。

3 互联网+时代的运营商业务支撑系统

架构需求分析

在互联网+时代，运营商的业务体系从原来较为单一的以个人业务为主开始转变，目前已经涵盖了个人、家庭、政企三大类业务，如何把这些多样化的业务完美地支撑，成为业务支撑系统转型的目标。下面先研究在未来运营商业务支撑系统的需求。

按照应用业务的数据源的不同，未来需要支持的业务将会分为以下类型：

（1）实时消息应用：该类应用强调低时延、高可靠的性能，如语音、数据业务的在线计费。

（2）实时交易应用：该类应用强调低时延、数据一致性的性能，如从CRM（Customer Relationship Management，客户关系管理）触发的开户请求处理和合作伙伴渠道的充值、余额查询等请求处理。

（3）批量文件处理应用：该类应用强调高吞吐量的实现，如语音、数据业务的离线话单处理。

（4）批量数据库数据处理应用：该类应用强调并行处理能力，如周期触发的固定费计算处理等。

因此，依托云计算技术，通过业务与硬件解耦合、应用与数据解耦合，构建统一的基础设施、能力部件层、运营支撑层、对外能力开放平台和大数据平台，可以较好地解决这些需求。

4 互联网+时代的运营商业务支撑系统

架构优化方案

根据上述的需求分析，针对不同类型的应用要采用适合的架构方案，综合考虑成本和运营支持方面的因素，建议从以下方面对架构方案进行优化：

（1）应用架构分层：对业务应用进行适度的分层解耦，将接入适配层、应用服务层、数据服务层等各层之间的能力明确划分，保证应用服务的适度粒度，以适配相关主机性能。

（2）应用与数据分离：通过应用层和数据层的水平扩展的分开实现，在应用异常中断后可以支持在另外的处理节点继续处理或重新处理。

（3）集中化、可視化管控：通过统一发布应用，快速部署应用，应用状态、业务处理状态的集中监控，实现多维度的可视化管理。

通过以上的架构优化处理，可以使业务支撑系统能够适应互联网+时代丰富多样的数字化业务支撑的需求，提供统一的计费、账务、业务开通、大数据支撑、分成结算、合作伙伴管理、开放合作平台等能力，为客户提供优质的个人/家庭数字化服务及特色的政企数字化服务。

针对现有基础架构分为Web、应用服务、数据库三层的现状，逐层进行云化，分别应用数据中心操作系统、内存数据库云化和数据库云化技术，应用类的Web、应用服务层通过应用数据中心操作系统新技术率先实现无状态应用的云化；数据层通过数据库云化及内存数据库云化。依据典型架构的应用类和数据库类逐层云化实施方案，可以充分利用新技术的技术特性因地制宜地保障新架构方案的实施，如图2所示。

在新架构中，数据中心操作系统通过分布式软件本身特性来实现高可用，操作系统为整个数据中心提供分布式调度与协调功能，实现数据中心级弹性伸缩能力的软件堆栈（Software Stack），类似于传统的单机操作系统。通过数据中心操作系统，可以根据数据中心的负载和容量情况来自动增加及删除节点，支持细粒度（如CPU、内存、硬盘等）资源调度，多个计算框架或应用程序可共享资源和数据，以提升资源利用率；可以进行负载均衡，根据某种负载策略把请求分发到集群中的每个节点上，让整个集群来处理应用的请求；同时可以快速部署，将数据中心应用和它的支持模块封装，实际部署时只需复制→运行即可，极大地保障了适应应用的灵活性。

内存数据库的云化就是采用将数据放在内存中直接操作的数据库的方式，其利用内存的读写速度比磁盘快、内存是随机访问而磁盘是顺序访问这两个特点将数据保存在内存中，在内存中模仿建立表结构和索引结构并针对内存特性进行优化，相比传统从磁盘上访问，内存数据库能够提高应用的性能。

为实现数据库云化，通过计算、存储节点X86化及云化来实现全冗余架构、超高I/O传输能力、分布式存储、数据缓存及标准硬件可自由替换，可以实现高性价比。所有节点均为冗余设计，提高了系统的安全性，使系统不会因为单硬盘故障、单个节点故障或单台交换机故障导致业务停顿或数据丢失；计算节点与存储节点间通过Infiniband交换机互联，单端口高达40 Gb/s的传输带宽。通过双链路实现80 Gb/s的带宽和微秒级时延，消除了传输的瓶颈；通过分布式存储的设计，将数据均匀分散在存储节点的所有磁盘上，并通过数据库复制实现容灾；通过SSD（Solid State Drives，固态硬盘）加速对访问数据进行智能缓存，从而大幅提高存储吞吐能力和IOPS（Input/Output Operations Per Second，每秒进行读写操作的次数）能力。

5 结束语

在互联网+时代，越来越多的数字化服务市场将迎来爆发期，如移动医疗、移动教育、移动电商、智能家居、云服务等。这些多样化的数字化服务的加速发展，对运营商的业务支撑系统提出了需求和挑战，如何调整原有业务支撑系统架构体系，使其满足新时代的需求已经成为业界关注的重心。本文以互联网+时代的需求入手，研究了运营商目前业务支撑系统的现状，根据需求提出了逐层云化的思路，并给出了业务支撑系统的优化架构方案建议。值得一提的是，在未来中国制造2025战略的逐步实施过程中，仍需要进一步推动云化建设，为运营商在关键领域抢占先机、取得突破。

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