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中国移动一级业务支撑系统做为中国移动的管理中心和全网业务的核心系统,有内容计费,网状网,BBOSS,统一电渠,一级营销,一级客服等系统,业务模式涵盖了交易、计费、服务等各种移动核心业务模式,系统功能各异复杂度高。(点击放大图像)这些系统都是做为独立项目单独建设的。然而,近几年随着大数据、云计算、容器化、微服务、平台战略等新技术和新概念的层出不穷和快速发展,在业务支撑、架构能力、平台扩展性等方面对旧有的烟囱式建设的业务支撑系统提出了巨大的挑战。企业在IT平台的建设、开发和维护的过程中,经常会被以下问题所困扰:开发环境管理复杂,开发、测试、生产环境无法进行有效隔离,无法实现自动化的安装部署和应用维
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中国移动一级业务支撑系统网状网中国移动一级业务支撑系统网状网PaaS之路之路
1. 背景
中国移动一级业务支撑系统做为中国移动的管理中心和全网业务的核心系统,有内容计费,网状网,BBOSS,统一电
渠,一级营销,一级客服等系统,业务模式涵盖了交易、计费、服务等各种移动核心业务模式,系统功能各异复杂度
高。
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这些系统都是做为独立项目单独建设的。然而,近几年随着大数据、云计算、容器化、微服务、平台战略等新技术和
新概念的层出不穷和快速发展,在业务支撑、架构能力、平台扩展性等方面对旧有的烟囱式建设的业务支撑系统提出
了巨大的挑战。
企业在IT平台的建设、开发和维护的过程中,经常会被以下问题所困扰:开发环境管理复杂,开发、测试、生产环境
无法进行有效隔离,无法实现自动化的安装部署和应用维护,业务的环境和配置依赖问题常常会给系统迁移带来很大
的麻烦;X86化加大了系统的运维压力,日常升级部署工作繁杂巨大,开发/测试/运维人员之间相互抱怨。
特别是随着移动X86化推进,资源数量急速膨胀。怎样实现资源集中有效管理,资源动态灵活调配,提高对资源的可监
控可管理能力对现有系统构架提出了挑战。
另一方面,随着移动融合业务发展,尤其是互联网业务的发展,对系统水平弹性动态扩展、业务连续性保障、故障迅
速恢复提出高要求。因此,企业迫切需要引入新的技术和管理方式来应对云计算时代所带来的变革,旧有的平台技术
架构亟待升级,开发管理流程亟待优化。
做为一级业务支撑中心,怎么实现所有系统的统一资源分配和调度,怎么实现原有烟囱系统的资源共享,怎么实现开
发/测试/生产部署的有效分离,怎么实现整个X86集群的统一监控是支撑中心亟待解决的问题。针对以上问题,中国移
动业务支撑系统部业务支撑中心(以下简称业务支撑中心)在2015年开始了PAAS平台的摸索,希望通过试点积累
PAAS平台的建设和运维经验,为未来建设一级系统PAAS平台打下基础。
2. 试点系统选择
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网状网做为整个一级业务支撑系统的核心系统,是中国移动内外部信息传输交换、服务管控、数据处理、业务支撑、
运营开放为一体的综合信息交换枢纽,是连接中国移动集团、31个省公司、各一级业务平台、服务公司、合作伙伴等
内外部各应用系统,并对外提供服务的桥梁,是中国移动的企业数字神经网络。目前承载200多个平台的接入,支撑业
务达到2000多个,包含金融,客服,业务订购,互联网等各类的业务。峰值业务量目前达到10亿笔/每天,每月结算金
额在60多亿。
系统承载业务具有容量大,实时性强,波动剧烈,增长迅速,重要性强,客户影响大,无状态业务居多等特点。非常
适合做PAAS平台的试点。
业务支撑中心和网状网项目技术团队经过大量的研讨,创新的提出了APU(Application Process Unit)的概念,把资
源和应用有效的结合在一起,解决未来的系统的发展和管理瓶颈,并申请了专利。而且通过深入的技术研究和实践探
索,在Docker基础上通过增强接口和管理功能,实现了APU概念的落地。结合Kunbernet做为集群管理平台,搭建了
能够承载网状网系统的PAAS平台试点。实现了整个平台的容器化改造和集群的部署,管理和监控。
2015年3月,搭建Kubernetes+Docker 集群,选取部分业务进行POC。
2015年5月,开始逐步大规模进行业务的开发改造。
2015年7月,基于Kubernetes+Docker的网状网PAAS平台上线,第一步迁移了移动商城业务。
2015年9月,建立生产+容灾两个集群,共120个节点,迁移60%的业务。
2015年12月,开始逐步迁移全部的业务到PAAS.
3. PAAS技术选型
目前适用于容器集群管理和大规模部署的,并且得到大规模生产验证的开源产品有:Kubernetes、Apache Mesos。这
两个平台各有特点:
3.1. Kubernetes
2015 年,谷歌公布多年以来的容器集群方面的秘密:Google 早些年构建了一个管理系统,它可以用来管理集群、容
器、网络以及命名系统。第一个版本被称为Brog,后续版本称为Omega。目前每秒会启动大约7000个容器,每周可能
会超过20亿个容器。利用在容器技术上的实践经验和技术积累, Google 构建了Kubernetes(简写K8s)。
Kubernetes是一个全新的基于容器技术的分布式架构的集群管理解决方案,Kubernetes具有完备的集群管理能力,包
括多层次的安全防护和准入机制、多租户应用支撑能力、透明的服务注册和服务发现机制、内建智能负载均衡器、强
大的故障发现和自我修复能力、服务滚动升级和在线扩容能力、可扩展的资源自动调度机制,以及多粒度的资源配额
管理能力。
有了Kubernetes,你可以告诉系统,你的应用程序需要一个数据库、三个服务器、X量的存储等等。Kubernetes主要
关注的是对服务级别的控制而并非仅仅对容器级别的控制,Kubernetes提供了一种“机智”的管理方式,它将服务看成一
个整体。在Kubernetes的解决方案中,一个服务甚至可以自我扩展,自我诊断,并且容易升级。在Kubernetes的设计
理念中,第一次将Service的高度提升到超过Machine,第一次将服务自动化提升到平台高度(监控、部署、扩容)。
目前Kubernetes生态环境热度很高,发展很快。
3.2. Mesos
Mesos最早由美国加州大学伯克利分校AMPLab实验室开发,Mesos是分布式系统内核,它可以将不同的机器整合在一
个逻辑计算机上面。当你拥有很多的物理资源并想构建一个巨大的静态的计算集群的时候,Mesos就派上用场了。有
很多的现代化可扩展性的数据处理应用都可以在Mesos上运行,包括Hadoop、Kafka、Spark等,同时你可以通过容器
技术将所有的数据处理应都运行在一个基础的资源池中。
如果你拥有已经存在的多个工作任务(Hadoop、Spark、Kafka等),那Mesos提供了一个将不同工作任务相互交错的
框架。
Mesos目前做为DCOS(Data Center Operation System)理念的实现者,也得到了很多企业的关注。但是Mesos如果
做为容器集群的管理者,需要通过Marathon框架支撑,另外还需要另外增加很多Kubernetes内置的一些功能,如
proxy,service DNS,以及集群的动态伸缩要求的和proxy负载策略的数据同步,应用的监控等等。因为,如果企业只
是想实现容器集群实现PAAS平台搭建的话,Mesos过于复杂,但是如果企业想实现DCOS平台的话,Mesos是个不错
的选择。另外,一个针对Mesos+kubernetes的框架正在开发中,来替换Marathon,提供最理想的方式以构建基于微服
务架构的应用程序实现对容器集群的更有效的管理。总的趋势是两者不断的借鉴和融合。
3.3. 产品对比
相关技术在核心特点、量级、复杂性、稳定性、扩展性,二次开发工作量等方面的比较如下表所示:
通过对以上技术体系的研究和评估,我们认为
如果企业只是搭建基于容器的PAAS平台的话,Kubernetes是比较好的选择
如果是要搭建数据中心DCOS的话Mesos+Kubernetes是最优的选择。
在技术选型中我们最终选择以Kubernetes+Docker为基础的搭建PAAS平台方案。其优点是已经过Google十多年的生
产验证,成熟度高,支持裸机、VM等混合部署,适合多种应用场景,Kubernetes可以用最快的、最简单的、最轻量级
的方式来解决目前存在的问题,并帮助进行面向集群的开发。而且很多厂商已经开始支持Kubernetes,例如微软、
IBM、Red
Hat、CoreOS、MesoSphere、VMWare等。社区的热度很高,功能也在快速的增强中。
在PAAS平台稳定之后,逐步开始考虑一级业务支撑系统的DCOS平台的建设,整合Mesos和Kubernetes,构建一个稳
定性强,支持复杂业务场景,强大弹性扩展能力的电信行业DCOS+Paas平台,为未来的业务快速发展打下坚实的基
础。
4. 承载网状网的PAAS平台技术方案
4.1. 总体架构规划
本方案规划以网状网为先行实践范例,尽可能考虑其通用性和普适性,根据业务特点,对业务类型和架构模型进行抽
象,归类出典型的应用场景和架构模型进行方案设计,为其他系统的快速迁移提供参考和最佳实践。
PAAS平台建议架构视图如下图所示:
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