云计算架构支撑系统的设计与构建

内蒙古科技大学包头师范学院 武丽英

云计算架构支撑系统的设计与构建

内蒙古科技大学包头师范学院 武丽英

为了实现业务支撑系统向云化架构演进的新运维需求，在重构现有CRM/BOSS系统的基础上设计并构建了云计算架构支撑系统，该系统包含五层架构，分别为用户交互层、服务编排层、中心化应用服务层、分布式数据访问层、基础资源层。

云计算架构支撑系统；互联网；数字化

1.引言

4G时代，中国移动的商业模式正在发生巨大变化，在从语音经营向流量经营和数字化经营的转型过程中，原有的客户、渠道、产品、合作伙伴等商业要素内涵、外延均已不同，随着IT新技术的发展以及与之匹配的开发运维模式的调整，对第三代业务支撑系统提出了新的要求，充分利用各种新技术、匹配创新的商业运营模式、支撑全新数字化业务，以构建数字化时代的核心竞争力。

结合业务发展趋势，中国移动第三代省级业务支撑系统提出了“客户运营的核心和连接数字化服务的纽带”，并且实现“从运营商内部IT系统转型为开放的移动互联网节点”的目标。并着力于建设具备“能力开放、极致体验、架构敏捷、智能运营、统一管控”特点的新一代支撑系统——云计算架构支撑系统[1]。

2.云计算架构支撑系统的设计

云计算架构支撑系统，为实现从应用到架构上的低成本弹性扩展，从传统三层架构变更为开放的五层架构，五层架构分别为用户交互层、服务编排层、中心化应用服务层、分布式数据访问层、基础资源层。通过基础架构的解耦设计，每一层架构都拥有独立的运维能力，实现了系统的分布式处理，灵活支撑业务扩展能力。如图1：

图1 云计算架构支撑系统层次图

3.云计算架构支撑系统的构建

3.1 应用层：三层应用体系架构[2]

在云计算架构支撑系统中应用层包含用户交互层、服务编排层、中心化应用层。

用户交互层，引入互联网化界面设计元素，结合动态的后台服务，实现轻量灵活的用户交互展现，实现渠道统一、多屏一致的操作体验。交互层细化分为展示层与适配层。展示层是呈现系统内容及形式的管理平台，负责接收用户请求，与适配层进行数据交互，将返回的数据进行处理并展示。适配层提供各种访问设备、外部系统接入的接口，它为展示层与服务层提供协议转换，为系统提供页面加速支持、用户轨迹跟踪、用户访问控制、关键操作控制，实现以客户为中心，提供互联网化的客户交互能力。

服务编排层对中心化应用层的服务能力进行管理，并向交互层与能力开放平台提供服务。通过引入服务编排层，对内实现业务解耦、服务集成，对外提供标准服务能力。服务编排层作为内部系统与其他外围系统服务源头,主要提供服务总线、流程编排、事件驱动与消息管控等服务。

中心化应用服务层对支撑系统核心服务能力重新划分，从服务分类、业务数据对象、业务过程等方面进行多角度、多维度拆分。它介于上层服务编排层与下层分布式数据访问层之间，为上层服务编排层提供核心能力的服务，并通过下层分布式数据访问层实现与数据存储的交互。中心化的应用服务层能力由各业务中心的服务组成，并且统一提供给上层服务编排层进行服务注册、服务编排管理、服务调用、服务监控等。

云计算支撑系统在纵向上实现水平扩展，横向上从紧耦合重量级应用，向松耦合弹性扩展的中心化架构演进，实现垂直可拆分架构特点，满足云化弹性扩展，具备以下特点：

互联网化：实现客户交互与业务逻辑分离，界面开发突破以前以功能为中心的离散菜单模式，靠菜单驱动、人员操作贯穿流程，并下沉实现界面流的组织和管理。引入HTML5进行界面开发，界面只负责数据交互及响应，通过页面组件和页面封装等方式快速定制界面，实现网营界面合一，并达到多屏一致的操作体验。

中心化：具备高内聚、低耦合的特征特点，实现中心和所辖数据的自治，中心化是支撑系统内架构调整的关键手段，不同中心的架构特征是相同的，技术是相似的，目的是为了采用分布式架构，实现水平扩展和X86部署。

服务化：统一管理并对外提供标准化服务，解决跨中心和跨系统的集成问题，汇聚了支撑系统的核心能力，实现了服务的编排和管理，提高了响应效率，为快速迭代开发和功能开放奠定了基础，同时降低了跨中心和跨系统的底层数据复制数据不一致的问题，直接访问数据的信息安全问题，解决了内部服务开放的一致化和标准化。

3.2 数据层：数据分布式部署

云计算支撑系统通过应用与数据分离，实现动态水平扩展；系统核心服务统一治理与管控，实现“可见、可控、可管理、安全”的对内对外服务，使系统具备水平线性的低成本扩展能力，通过业务分析和业务流程梳理，实现真正的业务流程灵活编排[3]。

同时，数据通过分片化数据存储方式减少单节点的数据访问压力，通过灵活的路由分配机制降低数据访问的复杂性，提升数据利用效率。分布式数据，支持动态伸缩，由管理应用的云管理平台根据预定义的伸缩策略进行自动或手动的伸缩, 数据分布式部署可实现数据的高效低成本扩展。在可靠性上，采用主备（即集群中两两节点互相备份）、持久化以及多副本（一般一主两副）的方式，实现单节点故障后业务无中断功能，故障切换（包括故障后的切换和故障恢复）由集群自身的负载均衡控制模块实现，无需业务感知。

3.3 基础设施层：X86化主机的大规模应用

对CRM和BOSS系统进行云化，通过系统X86集群化部署，以云化架构为指导思路，将系统逐步向X86化演进，实现应用和数据均X86化、低成本支撑，缩短项目建设周期。同时，通过X86主机灵活扩展等硬件特性，强化集群弹性部署与管理能力，实现系统快速扩容、处理能力线性扩展、故障自动隔离等功能。当系统负载增长到达承载阀值时，可快速加入服务器进行负载均衡。当集群中某个机器不可用时，系统自动将该机器上承载的业务分发到其他正常机器[4]。

4.小结

通过重构现有CRM/BOSS系统而实现的云计算架构支撑系统，具有应用云化、平台云化、数据云化、基础设施云化等特点。其中应用云化主要实现应用与数据分离、服务化和弹性伸缩；平台云化包含分布式服务框架和分布式数据访问框架；数据云化采用数据分布式部署方式，提升数据读取I/O效率；基础设施云化遵循计算资源集群化和X86化、存储资源分布式部署、网络资源高带宽低时延的设计理念。系统上线后，具备了海量数据的快速处理性能。

[1]罗军舟,金嘉晖,宋爱波,东方．云计算:体系架构与关键技术[J]．通信学报,2011(07)．

[2]张云勇,杨光,陈清金,潘松柏．电信OSS应用云计算技术的研究[J]．电信科学,2010(11)．

[3]陶彩霞,陈康,郝颖．云计算在电信支撑系统领域的应用分析[J]．电信科学,2010(10)．

[4]姜杰,郝俊华．云计算技术在数据业务网中的应用探讨[J]．通信与信息技术,2012(05)．

武丽英（1970—），女，内蒙古人，硕士，内蒙古科技大学包头师范学院副教授，研究方向：计算机应用。