鲸品堂|运营商系统快速上云的实践分享

2024-05-27 260
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运营商系统上云的背景



系统上云是数字经济发展的潮流,在数字化转型的浪潮中,上云已经成为推动各行各业创新和效率提升的关键力量。运营商作为服务行业和企业上云的服务商,积极响应国家号召同时为行业上云打造案例标杆,自身的系统要首先上云。


运营商运营支撑体系上云也有内在的需要,系统架构不统一、依赖传统IOE硬件、单体架构等,带来了部署成本高、维护困难、无法根据业务弹性伸缩、新业务扩展支撑响应慢等一系列问题。互联网企业的云化实践以及前期的试点经验都表明,上云是高效解决这些问题的必由之路。


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系统上云的目标



参考互联网企业云化实践思路,结合运营商现网系统情况,按照“先云化,再上云”的策略,采取去IOE、微服务化、容器化、中心化、统一和多底座兼容、云化工具配套 6大举措实现上云,最终达成节省IT投资、简化配置部署、弹性伸缩、快速集成、灵活扩展和降低运维难度的目标。


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上云的挑战



运营商系统上云存在很多挑战,包括但不限于架构适配改造工作量大,性能、可靠性和安全风险高,现有标准不满足云化特性,缺乏底座能力,存在工程实施周期长、风险高、业务迁移难和运营效率低等多方面挑战。



传统架构笨重,适配改造困难

运营商的系统往往是基于传统的、大型的、集成度高的架构设计,这些系统需要大量的改造才能适应云环境。例如,将单体应用拆分为微服务架构,需要重新设计服务的模块、通信机制等等。旧系统未微服务化,依赖较重的中间件,烟囱式支撑业务,升级较为繁琐,无法动态伸缩部署,前后端未做分离,定位问题困难等,需要在较短时间内完成系统的架构升级。



现有标准不满足云化特性,缺乏统一平台底座

现有系统基于IOE构建,使用重量级中间件或开源中间件,未使用统一的PAAS组件。缺乏统一平台底座,导致系统云化改造缺乏统一架构标准、改造工作量大、扩展支撑难度高,例如不具备低代码快速配置实现前端需求能力、报表快速配置能力



工程实施风险大周期长

上云要求复杂的项目管理、多方协调和技术实施,这些因素可能导致上云项目延期或预算超支。追求快速上云的过程中,过于复杂或不明确的项目目标和范围设定可能导致实施进度缓慢,难以在预定计划完成。



业务迁移难

运营商业务复杂,为保证业务正常运行,需同时兼顾新老系统需求的并行支撑。共性需求没有统一研发,不能共享成果,人力资源浪费,个性化需求响应不及时,端到端全流程有断点,无法快速的承接迁移业务。



配置开发工作量大/表单界面多

流程业务配置工作量大,需要配置流程、环节、时限和业务组件埋点等,表单个性化需求较多、表单界面多,需投入较多前段人力开发。



运营困难

定制化需求多,变更较为频繁,上线后难运维,缺乏故障快速发现、定位、处理手段,并且无法快速进行需求研发迭代。


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运营商系统快速上云实践



在运营商系统上云实践过程中,为达成系统云化特性标准,针对上云过程中的诸多困难点,按照“八步法”组织实施,有序推进,实现了系统并行实施和快速上云。



画蓝图


总体思路是基于统一底座实现多业务系统统一云化架构,优化资源利用率,整体上实现业务与技术的解耦,提高系统的灵活性和可维护性。


架构自下而上分为硬件层、PAAS层、应用层以及展示层,其中硬件层提供必要的计算能力、数据存储能力和网络通信能力,是支撑上层应用运行的物理基础,硬件资源通常通过虚拟化技术被抽象化,以支持更灵活和可扩展的网络功能和服务;PAAS层为上层业务应用提供了统一的云化技术底座,提供流程平台与搜索引擎、开放的API设计能力、低代码能力的表单设计器、灵活的规则配置平台与报表平台等组件或能力;应用层基于服务能力开放平台支持模块化服务,通过API快速集成构成多业务系统,采用容器化技术来封装和部署各种应用和服务,保障云资源环境的一致性,支持快速部署和拓展,资源隔离,可伸缩性;展示层提供云化应用系统的统一对外交互界面。

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定标准


针对上云的挑战和目标,对标上云目标特性,制定了以下目标措施:



完成系统去IOE及去Weblogic、Websphere 等商业软件;


统一使用平台PaaS组件,包括不限于Cache,pg,mq等等;


能力注册:对外提供能力注册平台,有效调用,应用和界面解耦,核心功能能够注册并调用;


代码平台托管:全量代码托管到平台代码仓库且动态更新;


CI/CD:容器化实现平台的编译打包和部署,实现动态伸缩;


敏捷开发:平台实现从软件开发需求到可部署代码的开发全过程管理;


故障快速定位解决: IaaS/PaaS/SaaS相关业务指标监控,故障时快速发现并定位,较短时间内处理解决。



搭底座


以微服务化架构对外提供服务,实现应用与平台解耦,基于这个核心底座,可以快速进行业务流程的加载,实现敏捷开发、实现需求开发测试上线转维的全周期管控。统一底座包含如下一系列共享平台组件:



流程平台:严格遵循BPMN规范,提供全面的流程管理功能,包括流程定义、监听配置和部署。支持流程实例的创建、启动和完成,支持任务节点的生成、完成,以及环节参与者的指定、签收、改派和加派等操作。此外,平台还提供灵活的微流程设计工具,以适应各种业务需求,确保流程管理的高效和灵活。



自定义表单设计器:支持低代码的方式快速配置表单的各项业务属性、数据源,适合不同设计与应用场景。



API设计平台:支持多种通信协议,如:http/restful、soap/webservice、websocket。



规则平台:支持一个规则定义下有百万级规则实例数,可根据多种条件组合规则进行智能调度。



报表平台:新报表平台支持多数据源、可视化设计、多种类型表格及图表,提供丰富模板,支持快速自定义配置。



搜索平台:集成高效的Elasticsearch查询分析服务,优化并加速工单搜索过程确保快速准确地检索相关工单信息。




升架构


架构升级原则依托于云原生的10要素(前后端分离、应用与数据解耦、中心化&微服务设计、无状态设计、应用与配置分离、统一日志、水平扩展、快速启动、容器部署、应用敏捷交付)实现架构弹性伸缩,具备研发云、云眼、云桥等平台对接的能力。


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用工具


合理的利用工具能提升研发、配置效率,做到事半功倍的效果,业务发布助手以及底代码表单工具为快速上云实践提供了巨大助力。



业务发布助手:实现将业务场景设计的流程、表单、埋点、调度策略、时限规则等业务配置打包,发布到其他环境,如从研发环境生成业务包,发布到生产环境,避免重复配置,提升上云业务配置效率。



低代码表单工具:基于低代码表单平台“拖拉拽”的模式快速实现界面需求,省去大部分的编码工作量,降低了研发门槛,节约资源投入,提高效率。


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迁业务


业务迁移的过程采取专题需求版本统一研发、规范发布、自动数据迁移比对和共性能力预置等手段,帮助核心业务流程快速迁移整合。


统一研发:针对专题需求,由统一团队对需求进行统一分析、设计和研发,制定基线版本,最大程度上缩短交付周期。


规范发布:统一版本包(应用包+数据包)、部署操作手册、演示脚本等,支持定制需求落地。


自动数据迁移比对:对于复杂流程,针对性的设计了数据迁移比对流程,较好的实现了旧系统数据的迁移到云化系统。

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共性能力预置:针对具有共性的业务场景在出厂时预置了对应的模块以及配置数据,实现快速的业务迁移,具备可复制性可推广性。



建模式


为应对多项目并行交付的挑战,确保项目同步推进,统一支撑团队通过优化资源配置和规范化交付流程,快速识别并解决潜在问题,统一版本输出,加强各省项目的统一性和效率。同时建立了项目交付模型框架,在交付前中后六个阶段规定了标准动作输出,系统化地推进交付运营并提升交付质量。


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优运营


系统迁移上云,需优化需求保障、研发提效、运维提升等各种运营指标,做到事中并行保障,事后优化提升。


1、针对多项目并发需求,采取统一支撑,亮点共享,个性需求小循环,共性需求大循环的模式。


统一团队作为需求分析接口人过滤共性需求还是个性化需求,如果判定为个性化需求就由各自团队内部进行分析、设计、研发、测试、交付;如果是共性需求则由统一团队进行后续的流程,做到多点交付,亮点共享,节约成本。


2、运维上采取多个有效措施,来解决发现难、定位慢、解决差的问题。


针对中间件比如cache,mq,数据库等问题,利用监控平台进行日常监控,出现问题及时发现并告警通知。针对应用类故障的引入调用链相关,提供图形化界面快速定位故障点,避免传统人工排查日志定位。针对故障出现的业务数据修复,引入业务清障助手,可以批量快速的处理故障引发的异常业务数据。


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基于上云采取的积极有效措施,团队在一年内完成了超过30套系统的快速上云,取得了良好的效果。经运行监测发现,系统上云后,系统性能上提升35%左右,稳定性大幅提高,系统部署和运维成本降低幅度达到75%,系统不再依赖昂贵的硬件和商用中间件,节省了大量的IT投资;云环境支持快速部署新服务和应用,响应变化的速度比传统IT架构快50%以上;DevOps和自动化工具的集成简化了开发和运维流程,使得新功能从开发到上线的时间可以缩短至几小时或几天。


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