联通业务支撑系统中高效紧急开机体系研发

胡 佳 张竣图

（中国联合网络通信有限公司广东省分公司，广东 广州 510320）

1 项目背景与系统现状

1.1 系统开机效率低

当前，中国联通的集中业务支撑系统（central Business Support System，简称CBSS）的开机流程由信控发起、经过营业、BO、全业务平台、省分竣工等几个环节组成。开机流程长且繁琐，容易出现开机指令拥堵，不能及时执行，导致用户开机缓慢。

1.2 缺乏停机异常应急手段

CBSS系统缺乏紧急开机流程，一旦出现错误批量停机异常或正常流程开机异常，需要在短时间内尽快恢复开机。然而，当前系统不支持快速批量开机，导致开机业务延迟执行，严重影响用户感知。因此，有必要开发出一款高效的紧急开机体系。

2 系统定位与建设目标

2.1 系统定位

通过总部能力开放平台输出各省的分侧开机能力，实现全国各省份紧急开机功能。

2.2 建设目标

实现不经过CBSS系统，直通省分侧，快速在网元侧恢复用户正常业务的功能。同时也能对外提供服务能力，增强生产运营过程中的应急手段，保障系统安全。本期建设目标如图1所示。

图1 系统建设目标

3 总体架构与核心功能

3.1 系统架构

部署总部天宫环境，基于天宫Pass平台开发一套紧急开机工具，该工具主要包括应用层、平台层和基础设施层三部分，其中应用层主要解决批量高并发的紧急开机问题，实现了平均万笔每秒的响应能力；平台层可以进行AI预警监控，实施监控异动情况，并作出快速处置；基础设施层主要解决二次开机问题，并具备过滤反欺诈等功能（图2）。

图2 系统架构

3.2 功能架构

总体分为系统管理、紧急开机管理、紧急开机数据处理、紧急开机稽核、短信功能、定时任务模块。系统管理模块中，主要涵盖系统管理所需的基本功能，包括用户注册、忘记密码、修改密码等；紧急开机管理，包括停机用户确定及导出、申请单生成、申请单审核等；紧急开机数据处理，主要是读取号码信息，并拼接指令，调用能力开放平台接口紧急开机；紧急开机稽核，包括申请单进度、开机用户执行明细导出等；短信功能主要是将紧急开机的结果以短信的形式告知客户；除此之外还包括定时任务、大数据监控等功能（图3）。

图3 紧急开机系统功能架构

3.3 技术架构

系统架构采用开源的Spring Cloud微服务架构，支持快速启动，服务调用迅速。采用redis高速缓存组件，用于维护关键用户信息，实现系统高并发和秒级响应。系统之间数据交互采用kafka消息队列，采用异步消息机制，保证系统高可用、高吞吐量。项目总体技术架构分为三个部分，即SaaS、PaaS、LaaS，从图4可以看出SaaS主要包括异常停机发现、紧急开机管理和用户状态稽核三部分；PaaS主要使用了分布式服务框架、Spring Cloud等平台工具和技术；LaaS包括计算资源池、网络资源池、存储资源池、安全设备四部分。

图4 天宫技术架构

3.4 与周边系统关系

紧急开机工具部署在天宫平台上，支持从CBSS镜像库圈定停机用户，进行紧急开机；天擎平台事先和各省分侧联调上线开机能力发送到能力开放平台，紧急开机工具调用能力开放平台的开机能力实现紧急开机（图5）。

图5 天宫平台与其他平台之间的关系

3.5 核心功能-AI停机预警

（1）停机业务量监控

通过AI平台，采集历史停机数据，进行模型训练，并最终输出动态阈值，获得停机业务在各个时点下的业务预测峰值，从而对实时停机业务数据的监控。

（2）用户停机级别模型

通过AI算法构建停机级别模型，基于高收益用户停机的占比、忠诚用户停机的占比、星级用户停机的占比、异常消费停机的占比等信息进行模型训练，输出用户停机级别模型。

（3）停机分布

绘制停机地图，按地市分块，每5分钟刷新数据，根据地市停机数据量大小，采用深浅不同颜色进行标识（图6）。

图6 停机分布示意图

3.6 核心功能-紧急开机执行

开机流程由开机申请、审核员审核、确认开机、数据归档四个部分组成。具体内容如图7所示。

图7 紧急开机的基本流程

3.7 依托天眼平台，搭建展示及告警平台

依托天眼平台，搭建展示及告警平台主要采用了信号定位及天眼显示基础，可以较为直观地看出紧急停机的数量、区域，系统会根据设定的标准，向不同的管理单元作出警示，提醒通讯企业注意紧急停机的潜在风险，为后续的管理处置奠定良好的基础（图8、9）。

图8 停机展示平台

图9 停机告示平台

3.8 核心功能-停机状态修复

（1）紧急开机用户比对：由于紧急开机操作绕过CBSS业务模块，会导致用户在网元状态和CBSS状态不一致，需要通过稽核比对发现状态差异用户。

（2）常规增量稽核：对网元中的用户状态和CBSS中的用户状态进行全网增量比对。

（3）差异状态修复：对网元和CBSS用户服务状态不一致的情况，以CBSS用户服务状态为准，对网元服务状态进行修复。

4 建设内容

4.1 功能模块建设

在功能模块的建设上，主要涵盖CBSS、紧急开机系统和网元三部分，其中紧急开机系统中，为了及时识别用户是否存在紧急开机，需要对用户的状态进行比较分析，分析的结果是确认紧急开机客户，也包括状态差异用户和常规稽核差异，在此基础上构造紧急开机指令。

图10 功能模块建设内容

4.2 数据模型建设

数据类型：（1）营账类：信控停机数据、营业停机数据；（2）指令类：用户交换侧数据、指令执行数据；（3）规则类：黑白名单数据，执行结果类数据。

4.3 硬件资源及组件部署

硬件资源：硬件资源使用天宫平台，无需额外投资。

图11 数据模型建设

组件部署：紧急开机工具部署在天宫平台，使用容器服务CKE、CCS管理应用服务，云硬盘CBS存储数据、镜像存储CCR存放镜像、虚拟私有云VPC设定隔离网络、STARSHIP管理微服务、KAFKA、REDIS、DRDS、RDS等组件作为应用组件，后期考虑使用服务网格CSM替代已有组件。

图12 硬件资源及组件部署示意图

5 整体应用效果

紧急开机系统，对停开机动作有一个全流程的管控：事故发生前通过大数据进行实时的停机监控，在事故处理中，达到每分钟1W以上的真实开机能力，在事故处理完成后可以对停机原因进行分析，对处理数据进行稽核，保证CBSS侧与网元侧数据的一致性。在信息安全方面，结合互联网数据能力，实现反诈骗等高风险拦截。全套云原生的架构体系设计，实现了all in CKE的架构模式，全流程自动化，完善的监控体系，所有微服务都达到了高可用、高并发、弹性伸缩，具备完善的自我修复的能力。