运营商IT架构优化演进何去何从？

陕西联通 │席科文

运营商IT架构优化演进何去何从？

陕西联通 │席科文

笔者认为，运营商应积极引入SDN、NFV等新的架构技术，探索“非IOE架构”，在IT系统外围场景逐步进行云化，实现核心系统数据及服务轻量化，这也是运营商优化自身IT系统架构的必然选择。

长期以来，运营商IT系统建设主要依赖小型机、各种高端服务器、磁阵以及大型商业数据库等，IT系统整体架构庞杂，各子系统之间标准不一、各系统间数据不能互通和共享，横向扩容困难、资源综合利用效率低、维护成本居高不下等矛盾日益突出。随着4G高清视频、各种APP应用及物联网等业务大规模应用，大数据时代迅速到来，各种数据量呈爆发性增长、客户对各业务应用的感知要求日趋严苛，这给运营商IT系统的支撑能力带来严峻考验。因此，运营商传统的IT架构亟需优化与演进。

运营商IT架构现存问题

用，使得各种数据量爆炸性增长，运营商的IT系统每个月几乎都有至少50T左右的数据增加，传统的计费系统以及数据仓储等系统架构无法满足现有业务的需求。

运营商以前的IT系统多是由小型机、高端服务器、磁阵和商业数据库软件搭建，经过多年的不断建设，虽然目前已覆盖MSS、BSS、OSS等领域，实现了集中式的IT架构，但也存在以下问题。

首先，服务器融合程度低，大量服务器上的系统独立部署、运营，云化程度较低，资源不能实现集中共享。

其次，传统基于IOE架构的系统，新建扩容等周期长、硬件部署效率低、横向扩容困难。IOE设备和软件维保费用高。对IOE厂商依赖程度较高，维保价格居高不下，几乎每年IOE设备维保费过千万，占全部IT设备维护费用超过50%之多。

最后，4G高清视频、数据业务的大量需求，物联网及大数据各种业务的迅速应

运营商IT架构优化进展

三大运营商从2013年起就不断提出云化、“去IOE”与IT系统集约化的IT架构优化改进，截至2015年7月，中国联通、中国移动、中国电信分别在上述3个方面进展良多。

中国联通从2011年开始，通过uCloud项目建设，提出以数据为中心、应用一体化、基础资源统一管理的建设目标，这一IT集约的思想应该是三大运营商中最早提出且积极推进的。在2013年下半年，中国联通在uCloud项目基础之上启动了cBSS1.0的项目建设，建设北方6省的集中营帐版本，截至2015年已完成了31省的4G业务集约以及3G业务的营业集约工作，但在3G计费、开通以及预付费用户支撑上仍在省内完成。自2014年下半年起，中国联通在cBSS1.0上启动了对固网业务集约、3G业务、预付费业务的集中化营帐支撑，并启动cBSS2.0的规划，通过cBSS2.0的建设达到整体云化、集约的目标。中国联通在“去IOE”、云化与IT系统集约的推进上最为激进，但在融合业务支撑上仍存在许多问题。

中国移动自2013年起，适度启动了“去IOE”的工作，目前采用“省内去IE到云化”的模式，集团统一集约的推进刚刚启动。截至2015年，中国移动仅在个别省完成了计费域和CRM域的x86分布式部署，整体看“去IE”的建设各省都在进行中。“去O”的实施上仍有瓶颈，核心数据库仍采用Oracle数据库。中国移动于2015年在集团内部CRM域启动了云化部署工作，采用混搭模式支撑全新的集约CRM云化。中国电信从2013年起正式提出“去IOE”的工作要求，2014年提出省内IT系统小型机“零采购”，以此促进省内应用x86部署，截至2015年在非核心系统上已初步实现“去IOE”。中国电信从2013年初启动CRM域4G业务受理系统的集中建设，至2014年下半年完成全国31省CRM域的割接，实现4G业务客户关系管理系统的集中、“去IE”。截至2015年底，其客户关系管理系统中针对移动业务的集约初步完成。自2014年启动中国电信MSS域集中项目，截至2015年上半年具备后续加快推广的条件。中国电信在“去IOE”、云化与IT系统集约的推进上相对中规中矩，总体集约的进程预期会在2017年完成。

总体来看，三大运营商在“去IOE”方面，对于“去IE”均有不同进展，但在“去O”上尤其在核心业务处理系统仍存较大难度。在云化方面，运营商均在虚拟化资源池上存在应用与服务，但在云管控平台、应用服务云化再造与提供方面仍有较大滞后。在集约支撑方面，虽均有推进，但在业务需求、服务支撑上还存在不足。

运营商IT架构优化演进思路

运营商完整的IT系统可分为Web层、应用层和数据层3个层次，按照业务类型可以分为联机分析类应用和联机事务类应用，结合云计算和分布式计算技术等特点，运营商IT系统架构优化升级，须做好这3类核心业务平台的整体规划，如图1所示，分别承载架构升级后的系统应用层、分析及查询应用、联机事务处理类应用，由轻量级业务应用到核心业务应用，推进现有业务应用逐步迁移。

云资源池，主要用于承载架构优化之后的应用服务器、Web服务器等；分布式数据库，主要用于承载架构优化后的联机事务处理类应用的数据存储；分布式基础平台，主要适用于联机分析查询处理类业务应用的数据存储和计算。

根据当前技术成熟度及实践经验，笔者建议“非IOE架构”的复杂高速计算处理系统不宜云化，IT系统的核心数据库在近期内建议延续原来的小型机或者性能比较稳定的高端物理服务器部署方案。

适合云化的应用包括：Web类应用、适合“去IOE”的应用，适合采用云计算部署；请求处理型、重复性任务、海量数据统计/查询/分析适合分布式计算。这类数据处理符合分布式计算的特点，即重复计算、海量计算、实时性要求不高。

不适合云化的应用包括：核心系统数据库和复杂任务计算处理，这类数据处理由于实时性要求过高，不适合分布式计算，近期内，不适合迁移到云化的架构上来。

运营商IT架构优化建议

当前，三大运营商在IT架构优化演进过程中，传统终端向智能化、移动化演进，传统IT架构正经历着巨大的技术变革，传统IT架构中的应用系统部分向云迁移，实现计算资源的弹性扩张、随需交付、应需而动。在此过程中，如何更好地“去IOE”、部署云化应用与实现IT系统集约化，对业务和服务实现精准化、集约化支撑，成为运营商IT系统优化改造的重点内容。

运营商IT系统架构虚拟化、融合化成为当下的趋势，新架构从逻辑上自下向上应分为3个层面。

基础架构层，应包括终端、网络、计算、存储的基础设施，涉及运营商IT基础架构的全部设施，在网络部分不仅包含传统网络，也应引入新网络技术如OpenFlow、NFV、Overlay等；终端实现从传统PC到智能终端，如Apple iOS、安卓、Windows 8等操作系统的管理；数据中心部分应包含各种服务器及其Hypervisor系统、存储、网络的集成和整体交付等系统。

融合控制层，能分别实现对网络、终端、云计算进行软件化定义等。在网络方面，应部署SDN控制器，提供对运营商传统经典网络、OpenFlow网络、Overlay网络、NFV网络的支持和网络集中控制，更重要的是能提供各种SDN APP，实现SDN的价值，实现网络集中管控。

云计算的软件化定义，可以实现VM的创建、迁移、克隆、快照等集中管理功能；能实现终端的软件化定义，对终端实现安全认证、健康检查、MDM（Mobile Device Management）、MAM（Mobile Application Management）的集中管理，可以根据策略实现应用在终端的及时推送和自动擦除。

资源管理层，能实现面向终端、用户、应用的资源虚拟化，对计算、存储、网络等资源的统一自动化编排，以及资源的按需交付、应需而动。在实现网络业务编排的同时，可以支持计算、存储、数据库、安全等各类资源申请、管理以及业务编排，并且提供完善的自服务门户，为运营商IT基础设施建设提供全套的运维、服务、管理、监控服务。基于资源管理层，提供开放式的 API，支持第三方APP及软件对接，能支持各种业务应用的联动需求。

图1 运营商IT架构优化核心业务平台规划

运营商IT架构演进路线

针对相关技术的成熟度以及商用化进度，运营商IT架构可以分阶段逐步进行优化演进。

首先，以现有IT系统主要需求和存在的问题为切入点，逐步剥离外围应用，对核心系统“减负”，推进IT系统Web及应用服务器云化，除计费应用服务器外，其他系统逐步云化迁移。

其次，对于联机事务类应用，由于技术成熟度不够，暂不宜推进核心系统改造，也不适合规模化推进，建议以试点为主；对于联机分析事务类应用，目前技术已比较成熟，新建系统不再采用传统架构，对于原有系统，选取几个重点应用进行架构优化改造。

最后，在云资源池试点开源虚拟化软件，减少商业软件的部署使用。对于联机事务处理类应用，逐步推进CRM域外围系统数据库开源化或分布式化；对于联机分析类应用，将ODS及相关应用迁移到分布式数据库（如Hadoop）云平台上。

运营商IT架构经过几年的优化演进，将实现把大部分现网小型机服务器、存储器以及Oracle等商业数据库转化为基于非IOE的新技术架构。随着小型机、商业数据库和磁阵的逐年减少，维护成本也会逐年下降。

笔者认为，在新形式下，运营商在数据量爆发性增长、用户的个性化需求不断增加，而IT投资无法大幅增长的情况下，应积极引入SDN、NFV等新的架构技术，探索“非IOE架构”，在IT系统外围场景逐步进行云化，实现核心系统数据及服务轻量化，这也是运营商优化自身IT系统架构的必然选择。

编辑｜张鹏 zhanpeng@bjxintong.com.cn