基于数据中台和能力组件的网络调度平台设计和实现

摘  要：通信运营商传统网管系统建设模式在实现全生命周期网络运营流程调度、全量全专业网络数据管理，满足网络运营指标管控等IT支撑需求时存在明显的弊端。创新地提出了基于数据中台和能力组件的网络调度平台的设计思路，包括平台整体架构设计，数据中台的实现，以及微服务、HTML5前端等IT新技术能力组件，并给出平台在物业三费业务场景的具体应用实现案例，为运营商网管支撑系统设计和建设提供指导方法。

关键词：数据中台;能力组件;网络调度;网管支撑

中圖分类号：TP311.5;TN915.0       文献标识码：A 文章编号：2096-4706（2020）09-0005-05

Design and Implementation of Network Scheduling Platform

Based on Data Center and Capability Components

ZHAO Chuying

（China Mobile Group Guangdong Co.，Ltd. Guangzhou Branch，Guangzhou  510335，China）

Abstract：The traditional network management system construction mode of communication operators has obvious disadvantages in achieving full life cycle network operation process scheduling，full quantity and full professional network data management，and meeting IT support requirements such as network operation index management and control. This paper innovatively proposes the design ideas of the network scheduling platform based on the data center and capability components，including the overall architecture design of the platform，the realization of the data center，as well as the new IT capability components such as microservices and HTML5 front end. The specific application realization case of the property three-fee business scenario provides guidance methods for the design and construction of the operators network management support system.

Keywords：data center;capability component;network scheduling;network management support

0  引  言

近年来，传统通信运营商从通信管道提供商向新型业务运营商转型，对于网络线条的工作要求从简单的“网络建设+维护”转变为“网络精细化经营调度”，强调对于网络质量管控、5G网络建设、家宽业务开通、物业三费、网络运营风险等工作的管控和网络调度能力提升。网络规划、建设、维护工作发生以下三个层面的转变：在管理上，从粗放化转变为精细化;在流程上，从割裂的专业流程转变为全生命周期跨部门流程调度;在工作形式上，从人力密集转变为IT自动化支撑。以往，通信运营商的网络线条工作主要依赖网管支撑（OSS）系统及管理支撑（MSS）系统进行支撑，其存在两大弊端：第一，各业务线的软件架构与功能绑定，形成“烟囱式”的系统架构，软件模块无法复用，开发周期长。第二，数据分散，散落在各个系统中，难以统一管理，数据来源口径和格式不一。显然，传统OSS和MSS系统已经无法满足当前网络建维工作的需要。有必要建设新型网络调度平台，对网络建维中涉及的人、财、物三要素进行管控，并实现网络规划、建设、安装、维护运行的全生命周期动态管理，为网络考核管理以及决策运营提供客观的数据依据和分析能力[1]。

笔者通过研究网管系统业务特点、IT支撑系统架构、互联网产品开发模式，提出了一种基于数据中台[2]和能力组件[3]的地市级网络运营平台设计和实现方法。本文首先介绍了平台的业务需求，其次，详细说明了如何引入数据中台和能力组件进行平台设计。最后，给出了平台的具体实现和应用案例，供网管支撑系统设计和建设技术人员参考。

1  平台的业务需求

通过对电信运营商的整体网络运维的工作范围和管理职能进行梳理，新型的网络调度平台的业务需求可整合为四大业务功能域——运营管理、质量管理、资源管理和生产调度。

1.1  运营管理域

从网络运营管理的角度出发，实现全网的投资及成本管控、网络规划管理、网络KPI指标管控等网络运营的整体宏观管理视图，为网络部和公司级领导提供网络运营决策依据。

1.2  质量管理域

网络运营分析数据和KPI考核指标管控模块，除了承接集团、省的属地化分解指标分析外，增加对网络运营全过程的端到端管控指标以及网络健康度分析的指标管理。

1.3  资源管理域

涵盖全网络的资源基础和状态变更信息，资源不仅包括了OSS中定义的核心、无线、传输、家集客的在网资源信息，还包括这些专业网络的规划、建设、退网资源信息以及与专业网络相关联的空间资源、资产资源、物业三费资源等信息。

1.4  生产调度域

支撑通信运营商对网络运营规范管理流程的管理，从网络重点业务的端到端全生命流程出发，包括核心、无线、传输、家集客的网络资源全生命周期管理流程、投资项目管理流程、物資实物资产管理流程、物业三费管理流程。

四大业务功能域以资源管理域和生产流程域作为业务的底层基础管理功能，生产流程域所产生的增量变动数据将实时更新在资源管理域中，资源管理域则支撑生产流程域的业务标准基础数据;而质量管理域和运营管理域则在资源管理域的基础上实现不同维度的上层管理业务和指标分析工作。

2  平台的设计思路

网络调度平台的四大业务功能范围在生产流方面，以网络、资源为基础，以客户、业务为目标，开展流程管控与感知管控;在管理流方面，流程与感知数据一点入库全程使用，统一管理统一调度;在数据流方面，核准基础信息，统一数据中心，支撑公司管理决策。为避免传统网管支撑系统烟囱式开发模式的弊端，平台设计参考了互联网产品开发的模式，引入IT业界分布式开发采用的成熟技术——数据中台和能力组件。数据中台的采用，能够实现数据的统一管理;能力组件的采用，则实现功能的快速部署。两种技术的结合使用，恰好可以对应解决传统网管支撑系统的数据分散和开发模式封闭的两大弊端。但是网络调度平台的数据中台又应该如何设计和搭建？能力组件有非常多，那网络调度平台又应该选取何种关键的能力组件呢？下面是平台具体的设计思路。

2.1  数据中台是平台的核心根本

统一的数据是网络调度平台各种业务实现的核心根本，不同的业务实现依据同一份数据源，不同的业务产生的变化数据也需同步更新同一份数据源。因此，数据中台是平台的核心根本，所有的业务都离不开与数据中台的业务交互。为了实现这样的效果，平台所有上层应用基本不保留业务数据存储的数据库，每个应用对数据的输入和修改必须与数据中台进行数据交互。数据中心的数据模型进行分层管理，应用数据库与基础数据库隔离管理。

因此，数据中台采用大数据架构进行持续的数据采集、处理、分析，大大提升了数据处理性能和数据精准程度。此外，数据中台需具备并行高速的数据处理能力、开放的数据共享能力。其中，数据处理采用企业级的ETL平台实现统一的数据采集、转换、加载、处理以及统一调度、管控等要求;数据共享则是通过数据服务标准化开放访问，实现对标签、客户视图、指标等数据查询API封装，实现与周边系统实时互动，体现数据价值，减少数据冗余，保证数据安全，保证数据的一致性。

2.2  业务分离的IT支撑架构+能力组件微服务

平台上层业务功能众多，为每个特定的业务都进行专门的定制化设计开发是不可取的，从时间上、人力上都无法满足，因而通过对上层业务进行统一IT解构分析，设计与业务分离的IT支撑架构和选取核心关键的通用能力组件。在能力组件和规范接口的基础上，引入微服务化业务编排，实现快速和分布式的业务功能部署。网络调度平台的业务需求分析已在上文分解为四个业务功能域，在此基础上进行IT功能归类分析，即可归类为呈现、流程、数据三大IT应用类别。不同的业务功能均可灵活拆分成三大IT应用类别中其中一类或多类的功能模块，而各个功能模块则从各个类别的能力组件的微服务模块[4]实现而成。

除了业务IT分离拆分外，让三大IT应用的功能模块有机结合并实现整体业务功能，需要微服务框架的调度能力、标准接口的制定以及合理的功能编排。微服务的框架提供多个独立部署的微服务，采用容器化和持续构建等架构管理微服务组件，实现了可管理、可持续交付的开发运维一体化服务架构。标准接口和合理的功能编排，使各种能力组件面向合作，并通过消息的交互序列来控制各个部分资源的交互，最终实现上层应用的快速部署和使用。

2.3  三大类别核心能力组件

根据网络运营支撑应用的特点，对于关键能力组件，进行了分类和选用标准。另一方面，为了适应网络运营支撑的自主研发要求，核心组件需更偏向云服务中的PASS层应用的标准。因此，关键能力组件分为三大类：呈现及消息类、流程类、数据类，如表1所示。

有了三大类别核心能力组件的规划，所有的上层业务均可以从功能实现上面拆分成三大类别的功能块，再从核心能力组件挑出具体的组件块进行业务逻辑的编排和实现。

综上所述，网络调度平台在上文中基于数据中台和能力组件的实现是可行和科学的。

3  平台实现

网络调度平台支撑规划的目的，是为了实现网络工作的全生命周期调度流程、全量全专业的网络数据统一管理以及网络运营数据的精细化粒度挖掘和分析。从业务功能规划来看，平台涵盖除了运营商OSS管理支撑范围以外包括规划设计阶段、工程建设阶段、网络运维阶段和退网清理阶段网络侧涉及的所有人、事、物的支撑管理。下文将介绍平台对网络运营业务支撑的具体实现方法。

3.1  网络调度平台的总体框架

网络调度平台结合数据中台和能力组件，以前后端分离的开发框架为理念，实现IT与网络业务分离。而支撑架构由下至上搭建了基础数据层（以数据中台为主）、基础能力组件（微服务）（以核心能力组件为主）和平台应用层（网络运营四大域专题应用）三层微服务支撑框架，如图1所示。

（1）数据中台层：基础数据层作为网络调度平台的数据管控层，具有数据接入、数据管理和数据共享的服务能力，使用全域数据中台将获取到的本地和省管数据进行统一分层管理，数据按照原始数据、基础数据与数据仓库/集市分类存放。

（2）微服务能力组件层：微服务能力组件层作为承上启下层，对下获取数据中心接口数据，对上提供微服务组件能力（呈现及消息类、流程类、数据类）形成多元化应用。

（3）平台应用层：基于底层数据服务与微服务能力组件，网络调度平台可根据实际IT需求构建功能丰富的运营管理、质量管理、资源管理和生产调度的四个业务域的专题应用。

3.2  面向网络运营的全域数据中台的搭建

全域数据中台在技术上通过分层进行数据的采集、转换、计算、清理和存储共享。在业务模型上，全域数据中心的数据模型设计根据NGOSS的共享信息模型（SID）以及CMOSS的数据模型。从网络运营业务支撑需求，数据业务模型包括核心、无线、家集客、传输、城域网、空间/动力的各专业在网络资源的规划-在建-现网-退网全生命周期过程中的关于物资实物管理、投资费用管理、网络维护管理、物业三费管理主题域的不同阶段明细数据。全域数据中台的业务模型框图如图2所示。

同样，业务数据根据不同的数据使用场景和数据中台技术实现，划分为三层架构：基础数据层、数据仓库层、数据集市层。全域数据中台的数据模型框图如图3所示。

（1）基础数据层：包括资源、告警、性能、工单、客户、终端、信令、经分等全量明细数据存储，支撑大数据自定义分析能力，实现快速取数能力。

（2）数据仓库层：面向不同专业网元对象的归一化数据处理（清洗、关联整合、编码统一等），是数据计算核心层。

（3）数据集市层：满足上层四大业务域的应用专题个性化需求，对数据进行重新组织。数据按照应用需求做数据聚合，生成相关应用所需数据的数据层。

3.3  应用功能编排实现案例

物业三费管理是网络运营中一个涉及到日常成本费用管理的重要功能，物业三费包括租金、电费和铁塔服务费，涉及到网络站点的全生命周期管理、现场管理以及缴费管理，管理的站点及物业三费的体量大、全生命周期流程环节多且耗时。因此，网络调度平台的物业三费管理专题功能就是运用数据中台和能力组件的编排实现。

首先做业务需求梳理和分解，物业三费支撑需求在网络调度平台的资源管理域和生产调度域的功能。在资源管理域，物业三费功能是与网络资源中的无线的逻辑站点、综资机房、实物设备、机房电表、物业合同等信息相关联的;在生产调度域，物业三费的生产调度流程包括了物业合同的全生命管理流程、逻辑站点的全生命管理流程、电表的全生命管理流程、日常缴费及审计的管理流程;此外，对于物业三费的管理，还要增加自助分析的通报信息呈现的需求。物业三费IT支撑功能框图如图4所示。

然后，根据业务功能需求的分析，形成对数据中台涉及的数据设计和能力组件的编排实现。物业三费管理数据中台数据结构图如图5所示。数据中台的设计：在数据中台的三层架构中基础数据层、数据仓库层和数据集市层给出包括资源、资产、合同、费用、工单等数据信息。

能力组件的编排，主要使用Web可视化流程引擎，手机端流程引擎、自助分析呈现、消息发布功能，结合数据中台以及各种对接接口实现。物业三费管理应用及能力组件如表2所示。

因此，在数据中台和能力组件的编排实现下，复杂的业务功能逻辑清晰、功能模块边界清晰，接口规范复用，能快速地部署和实现。

4  结  论

网络调度平台是一套基于互联网开发模式的通信运营调度支撑系统，它实现微服务化的合理IT分层架构，使数据中心不再只为单纯存储数据的集中地，而是推动所有应用运行的核心地。各厂家的组件能力按照规范的接口，全部开放并可灵活组成各种上层应用。在目前已实现的应用功能中，每一种应用都需要超过2个以上的组件能力进行交互实现，应用需求的平均实现上線时间仅为1周。

在平台的支撑业务范围，全面地涵盖网络管理中对人、财、物职称管理的IT支撑内容，并以IT手段解决一线工作人员现场数据收集、重复性人工处理等工作内容，大大提升一线人员的工作效率和工作质量。

互联网开发模式、分层设计的架构以及二次成熟开发组件的使用，降低IT设计的门槛，使内部自研人员能大大参与到系统的架构设计和业务开发的过程中，为培养通信运营商的IT自研团队提供有效的环境基础。

参考文献：

[1] 黄辉，杨秀敏.贵州电信运营支撑系统优化与演进探讨 [J].移动通信，2017，41（19）：55-59.

[2] 魏祥麟，陈鸣，范建华，等.数据中心网络的体系结构 [J].软件学报，2013，24（2）：295-316.

[3] 陈明德，赵蕾.基于能力组件的OSS系统研究与实现 [J].电信科学，2011，27（4）：114-118.

[4] 洪华军，吴建波，冷文浩.一种基于微服务架构的业务系统设计与实现 [J].计算机与数字工程，2018，46（1）：149-154.

作者简介：赵楚莹（1981—），女，汉族，广东汕头人，系统项目管理（高级主管），工程师，硕士，研究方向：运营商网管支撑系统的规划、设计和建设。