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山西移动NG-BOSS虚拟化云计算平台实践
http://www.cww.net.cn 2009年12月2日 14:28 通信世界网
作 者:山西移动计费帐务结算中心 卢山
该架构设计可以给我们带来如下收益: (1)通过在存储层实现全局各业务模块共享数据访问的新架构,我们已经基本能够将应用程序和业务流程从具体的主机平台上剥离出来,让各个业务模块处理能力不依赖单个主机的物理极限,达到整个业务系统的任何一个业务模块都可以无缝运行在群集环境中的任意一个节点上的能力,这一创新性架构极大提升了业务系统运行效率,而且使业务发展不受制于特定主机平台的处理能力瓶颈。 (2)新架构除了对业务系统有上述推动作用外,其自身的效率和业务稳定性也较之传统架构有了很大提升。在传统架构模式下,各个系统都需要预留至少50%的冗余处理能力以应对各种极端场景下的业务持续性压力。采用新的架构后,由于整个群集基于负载均衡算法为整个业务系统而不是某个特定模块提供服务,系统整体需预留的冗余处理能力可以降为25%甚至更少;而系统稳定性并不会因为预留冗余的降低而下降,新架构的运用让NG-BOSS计费账务系统节省了大量系统建设成本。 (3)在系统可靠性方面,基于共享存储数据总线的新架构简化了应用模块的故障切换响应流程,省去了系统底层存储资源的切换步骤,可以使每个业务模块的故障切换速度提升10~20倍,达到<1分钟的快速切换能力,从而大部分故障场景下,都不会对业务正常运行造成影响,提升了系统整体生存能力。 (4)在存储资源使用方面,新的NG-BOSS计费帐务融合系统总计涵盖近30个应用模块,如果采用传统架构,在每台服务器上需要为这些模块分配约45个存储空间,而整个系统按现有规划由4台服务器组成,即整个NG-BOSS系统中一共需要管理160~180个不同的存储空间。由于业务压力总是呈现波动式的变化,因此在前期规划时,我们需要为每个存储空间分配一定的冗余量,以应对业务峰值情况下的数据承载要求,在传统架构下,我们需要为全业务系统预留约10TB左右的存储冗余空间。采用了新的架构后,由于无需在每台主机上维护一个局部的数据存储视图,我们通过构建全局存储视图对原有的存储空间进行了整合,将需要管理的存储空间数量有效降低了70%,将预留的冗余存储空间容量有效降低了50%,可以预见的是,如果能够将这种规划架构进一步推广,还会带来更大的投资回报。 3.3应用调度及运行体系优化 为了适应系统架构的变化,充分利用新架构的益处,我们对应用系统的调度方式及运行体系进行了优化,具体表现在如下方面: (1)废止原有的socket和ftp等通过网络的数据交互模式,提高流水处理效率; 在传统架构模式下,各个业务模块之间主要是通过应用层面的通讯模块或守护进程来进行各个环节业务数据的交互和传递,典型应用就是采集预处理主机到计费账务融合主机的数据传递,大量的数据交互都通过网络层来进行,受限于TCP/IP网络的堆栈效率,我们发现很多时候,网络的数据传输吞吐能力是整个系统的瓶颈。新的架构为整个业务系统构建了一套完整的全局数据存储视图,任何模块都可以实时直接访问其他模块所生成的业务数据,这样就可以简化原有系统中的大部分数据传递模块,而取消了数据传输环节无疑让流水作业的效率更高,使准实时业务数据的处理成为可能。 (2)通过细分业务、号段的方式实现业务调度粒度的精细化管理; 新架构创新性的数据共享模式,取消了应用程序切换期间底层存储资源切换, 彻底改变了原有主机HA的切换方式,应用程序各个模块具备了直接在不同节点启停的切换能力,实现了负载均衡与随需调度,提高了业务数据的处理效率和灵活度。我们通过应用系统模块化结构改造在应用层对大量用户进行业务种类及用户号段拆分,进一步打散了业务处理依赖粒度,对用户数据进行分片并行处理,这些应用层面的创新为新的业务挑战准备好了一个良好的业务承载平台。 (3)业务系统运行及配置环境集中管理,实现一点配置,全网生效; 新架构的业务数据共享模式,为应用系统的运行及配置环境提供了整合条件。在新平台上,我们规划了专用的存储空间用于群集业务系统所有业务处理程序及配置文件的存放,使应用维护人员不必再像以前那样遍历所有业务节点的业务环境文件系统去更新程序版本和业务配置文件,并且整合共享了原有不同业务节点上相同的业务处理程序,不会发生一处业务程序忘记更新造成的业务处理错误,降低了应用程序人工操作的出错几率,提高了应用系统维护效率。 3.4初步“云”模型架构形成 “云计算”是近来得到业界高度关注的IT技术方向,其带来的巨大投资回报和商业效益已经得到企业用户的认可,但“云计算”技术体系本身是针对服务/业务外包型企业而设计的,主要的应用场景也多集中在中小企业级别的业务压力和需求。在电信核心业务系统中,还缺乏应用场景和行业实践,但在IT建设架构上借鉴“云计算”的部分理念,以达到提高资源使用效率,优化业务运行的目的,在技术上还是可以实现的。 现在,通过在存储层实现全局各业务模块共享数据访问的新架构,我们已经基本能够将应用程序和业务流程从具体的主机平台上剥离出来,让各个业务模块处理能力不依赖单个主机的物理极限,达到整个业务系统的任何一个业务模块都可以无缝运行在群集环境中的任意一个节点上,这一创新性架构极大提升了业务系统运行效率,而且使业务发展不受制于特定主机平台的处理能力瓶颈。 通过前面三个层面的系统及业务准备,NG-BOSS计费账务融合平台具备了初步的“云”模型架构,本期项目对该架构的实践具备的“云”计算特性如下: “云”的本质就是动态的,有着随需而变的面向业务的特点 “云”对应用的控制是基于负载和调度,本质是资源共享 应用系统与数据不存在直接的依赖关系,应用的切换只是承载服务的计算节点的变化 基于“云”的群集管理面向成百上千应用模块,系统扩展性好, 不受单个主机处理能力限制 但如此架构距离真正的“云”计算还存在很多不足,主要表现在对于资源的自动调配和自动管理方面,我们还需要大量的手工操作来完成资源的配置,相信随着未来系统硬件基础设施架构、系统管理控制平台、应用编码方式的进一步发展,该平台的“云”计算能力将获得进一步的提升。 4、架构收益 随着该系统架构投入使用,我们获得了诸多收益,很好的解决了目前系统采购、建设、运行、维护、使用、应用支撑方面的诸多问题,具体的内容如下: (1)通过“虚拟化”让完全竞争性采购落地,降低系统采购运营成本 利用存储虚拟化软件,在主机和存储之间建立独立的链路管理层, 屏蔽兼容性风险,在以后的主机及存储设备采购中,我们的设备选型策略更灵活,主动权更多,成本更低,仅NG-BOSS一期项目设备采购就为公司节省1000余万的设备采购支出; 通过上层高级逻辑卷虚拟化管理功能来实现诸如磁盘整合、卷镜像、卷复制、卷快照、卷数据在线迁移保护、分级存储等功能,实现存储资源灵活配置、动态调整能力,降低系统调整的业务影响度,提高业务数据可靠性,降低系统运营成本。 (2)构架“云”模型来应对业务压力 实现任意业务模块可以随时运行在任意“云节点”上,实现了负载均衡与随需调度
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