鯨品堂|運營商系統快速上云的實踐分享

2024-05-27 271
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運營商系統上云的背景



系統上云是數字經濟發展的潮流,在數字化轉型的浪潮中,上云已經成為推動各行各業創新和效率提升的關鍵力量。運營商作為服務行業和企業上云的服務商,積極響應國家號召同時為行業上云打造案例標桿,自身的系統要首先上云。


運營商運營支撐體系上云也有內在的需要,系統架構不統一、依賴傳統IOE硬件、單體架構等,帶來了部署成本高、維護困難、無法根據業務彈性伸縮、新業務擴展支撐響應慢等一系列問題?;ヂ摼W企業的云化實踐以及前期的試點經驗都表明,上云是高效解決這些問題的必由之路。


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系統上云的目標



參考互聯網企業云化實踐思路,結合運營商現網系統情況,按照“先云化,再上云”的策略,采取去IOE、微服務化、容器化、中心化、統一和多底座兼容、云化工具配套 6大舉措實現上云,最終達成節省IT投資、簡化配置部署、彈性伸縮、快速集成、靈活擴展和降低運維難度的目標。


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上云的挑戰



運營商系統上云存在很多挑戰,包括但不限于架構適配改造工作量大,性能、可靠性和安全風險高,現有標準不滿足云化特性,缺乏底座能力,存在工程實施周期長、風險高、業務遷移難和運營效率低等多方面挑戰。



傳統架構笨重,適配改造困難

運營商的系統往往是基于傳統的、大型的、集成度高的架構設計,這些系統需要大量的改造才能適應云環境。例如,將單體應用拆分為微服務架構,需要重新設計服務的模塊、通信機制等等。舊系統未微服務化,依賴較重的中間件,煙囪式支撐業務,升級較為繁瑣,無法動態伸縮部署,前后端未做分離,定位問題困難等,需要在較短時間內完成系統的架構升級。



現有標準不滿足云化特性,缺乏統一平臺底座

現有系統基于IOE構建,使用重量級中間件或開源中間件,未使用統一的PAAS組件。缺乏統一平臺底座,導致系統云化改造缺乏統一架構標準、改造工作量大、擴展支撐難度高,例如不具備低代碼快速配置實現前端需求能力、報表快速配置能力。



工程實施風險大周期長

上云要求復雜的項目管理、多方協調和技術實施,這些因素可能導致上云項目延期或預算超支。追求快速上云的過程中,過于復雜或不明確的項目目標和范圍設定可能導致實施進度緩慢,難以在預定計劃完成。



業務遷移難

運營商業務復雜,為保證業務正常運行,需同時兼顧新老系統需求的并行支撐。共性需求沒有統一研發,不能共享成果,人力資源浪費,個性化需求響應不及時,端到端全流程有斷點,無法快速的承接遷移業務。



配置開發工作量大/表單界面多

流程業務配置工作量大,需要配置流程、環節、時限和業務組件埋點等,表單個性化需求較多、表單界面多,需投入較多前段人力開發。



運營困難

定制化需求多,變更較為頻繁,上線后難運維,缺乏故障快速發現、定位、處理手段,并且無法快速進行需求研發迭代。


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運營商系統快速上云實踐



在運營商系統上云實踐過程中,為達成系統云化特性標準,針對上云過程中的諸多困難點,按照“八步法”組織實施,有序推進,實現了系統并行實施和快速上云。



畫藍圖


總體思路是基于統一底座實現多業務系統統一云化架構,優化資源利用率,整體上實現業務與技術的解耦,提高系統的靈活性和可維護性。


架構自下而上分為硬件層、PAAS層、應用層以及展示層,其中硬件層提供必要的計算能力、數據存儲能力和網絡通信能力,是支撐上層應用運行的物理基礎,硬件資源通常通過虛擬化技術被抽象化,以支持更靈活和可擴展的網絡功能和服務;PAAS層為上層業務應用提供了統一的云化技術底座,提供流程平臺與搜索引擎、開放的API設計能力、低代碼能力的表單設計器、靈活的規則配置平臺與報表平臺等組件或能力;應用層基于服務能力開放平臺支持模塊化服務,通過API快速集成構成多業務系統,采用容器化技術來封裝和部署各種應用和服務,保障云資源環境的一致性,支持快速部署和拓展,資源隔離,可伸縮性;展示層提供云化應用系統的統一對外交互界面。

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定標準


針對上云的挑戰和目標,對標上云目標特性,制定了以下目標措施:



完成系統去IOE及去Weblogic、Websphere 等商業軟件;


統一使用平臺PaaS組件,包括不限于Cache,pg,mq等等;


能力注冊:對外提供能力注冊平臺,有效調用,應用和界面解耦,核心功能能夠注冊并調用;


代碼平臺托管:全量代碼托管到平臺代碼倉庫且動態更新;


CI/CD:容器化實現平臺的編譯打包和部署,實現動態伸縮;


敏捷開發:平臺實現從軟件開發需求到可部署代碼的開發全過程管理;


故障快速定位解決: IaaS/PaaS/SaaS相關業務指標監控,故障時快速發現并定位,較短時間內處理解決。



搭底座


以微服務化架構對外提供服務,實現應用與平臺解耦,基于這個核心底座,可以快速進行業務流程的加載,實現敏捷開發、實現需求開發測試上線轉維的全周期管控。統一底座包含如下一系列共享平臺組件:



流程平臺:嚴格遵循BPMN規范,提供全面的流程管理功能,包括流程定義、監聽配置和部署。支持流程實例的創建、啟動和完成,支持任務節點的生成、完成,以及環節參與者的指定、簽收、改派和加派等操作。此外,平臺還提供靈活的微流程設計工具,以適應各種業務需求,確保流程管理的高效和靈活。



自定義表單設計器:支持低代碼的方式快速配置表單的各項業務屬性、數據源,適合不同設計與應用場景。



API設計平臺:支持多種通信協議,如:http/restful、soap/webservice、websocket。



規則平臺:支持一個規則定義下有百萬級規則實例數,可根據多種條件組合規則進行智能調度。



報表平臺:新報表平臺支持多數據源、可視化設計、多種類型表格及圖表,提供豐富模板,支持快速自定義配置。



搜索平臺:集成高效的Elasticsearch查詢分析服務,優化并加速工單搜索過程確??焖贉蚀_地檢索相關工單信息。




升架構


架構升級原則依托于云原生的10要素(前后端分離、應用與數據解耦、中心化&微服務設計、無狀態設計、應用與配置分離、統一日志、水平擴展、快速啟動、容器部署、應用敏捷交付)實現架構彈性伸縮,具備研發云、云眼、云橋等平臺對接的能力。


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用工具


合理的利用工具能提升研發、配置效率,做到事半功倍的效果,業務發布助手以及底代碼表單工具為快速上云實踐提供了巨大助力。



業務發布助手:實現將業務場景設計的流程、表單、埋點、調度策略、時限規則等業務配置打包,發布到其他環境,如從研發環境生成業務包,發布到生產環境,避免重復配置,提升上云業務配置效率。



低代碼表單工具:基于低代碼表單平臺“拖拉拽”的模式快速實現界面需求,省去大部分的編碼工作量,降低了研發門檻,節約資源投入,提高效率。


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遷業務


業務遷移的過程采取專題需求版本統一研發、規范發布、自動數據遷移比對和共性能力預置等手段,幫助核心業務流程快速遷移整合。


統一研發:針對專題需求,由統一團隊對需求進行統一分析、設計和研發,制定基線版本,最大程度上縮短交付周期。


規范發布:統一版本包(應用包+數據包)、部署操作手冊、演示腳本等,支持定制需求落地。


自動數據遷移比對:對于復雜流程,針對性的設計了數據遷移比對流程,較好的實現了舊系統數據的遷移到云化系統。

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共性能力預置:針對具有共性的業務場景在出廠時預置了對應的模塊以及配置數據,實現快速的業務遷移,具備可復制性可推廣性。



建模式


為應對多項目并行交付的挑戰,確保項目同步推進,統一支撐團隊通過優化資源配置和規范化交付流程,快速識別并解決潛在問題,統一版本輸出,加強各省項目的統一性和效率。同時建立了項目交付模型框架,在交付前中后六個階段規定了標準動作輸出,系統化地推進交付運營并提升交付質量。


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優運營


系統遷移上云,需優化需求保障、研發提效、運維提升等各種運營指標,做到事中并行保障,事后優化提升。


1、針對多項目并發需求,采取統一支撐,亮點共享,個性需求小循環,共性需求大循環的模式。


統一團隊作為需求分析接口人過濾共性需求還是個性化需求,如果判定為個性化需求就由各自團隊內部進行分析、設計、研發、測試、交付;如果是共性需求則由統一團隊進行后續的流程,做到多點交付,亮點共享,節約成本。


2、運維上采取多個有效措施,來解決發現難、定位慢、解決差的問題。


針對中間件比如cache,mq,數據庫等問題,利用監控平臺進行日常監控,出現問題及時發現并告警通知。針對應用類故障的引入調用鏈相關,提供圖形化界面快速定位故障點,避免傳統人工排查日志定位。針對故障出現的業務數據修復,引入業務清障助手,可以批量快速的處理故障引發的異常業務數據。


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基于上云采取的積極有效措施,團隊在一年內完成了超過30套系統的快速上云,取得了良好的效果。經運行監測發現,系統上云后,系統性能上提升35%左右,穩定性大幅提高,系統部署和運維成本降低幅度達到75%,系統不再依賴昂貴的硬件和商用中間件,節省了大量的IT投資;云環境支持快速部署新服務和應用,響應變化的速度比傳統IT架構快50%以上;DevOps和自動化工具的集成簡化了開發和運維流程,使得新功能從開發到上線的時間可以縮短至幾小時或幾天。


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