上海联通BOSS基础设施“云”化建设

上海联通BOSS基础设施“云”化建设 随着3G 及全业务时代的来临，电信企业的BOSS系统（Business and Operation support system, 电信业务运营支持系统）也随之面临着硬件需求急剧膨胀、投资维护成本相对短缺的困境。如何最大化地利用基础设施资源，灵活动态地分配计算资源与存储资源，如何提高系统投资有效率，降低维护成本，简化日常维护等问题成为各大运营商亟待解决的问题。上海联通针对以上问题，在BOSS系统基础设施的集约化建设中引入云计算理念与虚拟化技术，通过动态LPAR（Logical Partitioning）和统一存储技术，实现了多应用系统基础设施的统一承载与资源动态调配，为逐步打造内云IaaS(Infrastructure as a Service)平台，实现云计算的落地应用探索出了一条可行之路。“云”化方案的关键技术项目关键技术之一：主机虚拟化。主机虚拟化可以打破操作系统和物理硬件的一对一互相倚赖关系，实现统一物理设备上多个应用系统间计算能力按需分配，动态调整，同时确保系统间的有效故障安全隔离。LPAR中的动态逻辑分区（DLPAR）+微分区技术，将一台服务器划分成多个独立运行的“虚拟”服务器，使得每个分区都拥有属于自己的CPU、内存和IO资源并根据需要分别部署不同操作系统及应用程序。当因业务高峰对计算能力发生紧急扩容需求时，可在业务不中断的前提下，根据预先设置的阀值，以0.1CPU为最小单位，进行计算能力的自动调配。项目关键技术之二：存储虚拟化。统一存储技术在业界已相当成熟，最常见的三种存储虚拟化方式为：交换架构虚拟化、磁盘阵列虚拟化以及整合到应用设备内的虚拟化。本项目采取的是基于交换架构的网络存储虚拟化实现方案，即通过异构存储管理软件SVC(SAN Volume Controller)，在不影响现有SAN网络的情况下，兼容新存储设备并充分利旧老存储设备，实现多个应用系统共享存储资源。从而打破了各个独立的SAN存储数据孤岛，实现存储资源的统一监控与按需调配，提高了资源利用率，简化了管理界面，强化了应用的可用性。项目关键技术之三：I/O虚拟化。本项目通过逻辑分区LPAR中的虚拟 I/O 技术，实现了多个逻辑分区LPAR在不同时段共享I/O物理设备。虚拟I/O服务器可以把逻辑虚拟资源（SCSI、网卡）等I/O设备分配给不同分区，实现多个分区共享物理板卡，从而节省了硬件投资，也提高了分区的灵活性。BOSS系统“云”化建设方案上海联通基础设施建设项目，实现了OSS域内电子运维、资源管理、GIS应用及综合网管4大核心系统，BSS域内IT网管、联机指令、CRM接入服务器、BILLING接入服务器、PRM系统5个关键应用的统一硬件建设。通过对各应用日常硬件需求和高峰硬件需求的充分调研分析，考虑各应用高峰资源需求平衡及各类数据和应用的相互独立，在OSS域，我们将电子运维、资源管理、GIS应用及综合网管4大系统的应用程序和数据库服务器在两台集约化主机中交叉部署，并在两台主机中实现双机互备。在资源分配时，先对一台主机的每个分区的分配固定数量的CPU内核，并预留出一定数量的共享CPU资源。当某个分区的资源紧张时，可以将共享资源或其它分区的富余资源划分到此分区，支援此分区的业务处理；在业务高峰期过后，又可以将资源归还给共享资源池或原有分区，也可调配到其它紧张的分区。这种分区之间的资源调拨，通过动态逻辑分区（DLPAR）技术自动实现，无需停止或重新启动操作系统，从而保证了业务的可连续性。OSS域系统部署如图1所示。在BSS域，我们将联机指令系统、IT网管系统、CRM系统等5个应用的硬件需求进行了综合整体考虑。从系统安全角度，将整体硬件的部署分为DMZ区和核心区两大块进行部署。同时，将各应用系统的接入层、展示层、逻辑交易层及数据访问层进行交叉部署,双机互备。在实现应用系统的负载均衡及计算能力的均衡利用的同时,一方面消除了各应用系统的单点隐患，另一方面确保了DMZ区和核心区的各逻辑层的硬件资源灵活可扩展。“云”化项目建设的实施效果上海联通BOSS基础设施的建设项目，通过引入云计算理念与技术，在满足各应用同性能TPMC需求和安全冗余保障的条件下，大幅提升了投资效益。项目预计投资为2300万，实际累计节约硬件投资500多万元，占投资总额的22%。每年降低能耗超过50%，机房空间节省了30%，续保成本每年减少约37%，碳排放量降低31%。在大大简化系统总体架构的同时，也减少了后期维护工作量，实现了建设人员、维护人员的合理复用。通过该项目的建设，上海联通也探索出了一条项目管理、项目建设、项目维护的创新之路。通过两个“分离”，即：应用系统建设和基础设施建设分离、应用系统维护和基础设施分离，逐步形成了专业规范的分层维护体系，实现了人员的充分复用，促进了不同部门、不用应用建设单位之间的高效协同，实现了设备资源和人力资源的最大化利用。该项目从2010年1月份上线以来，有效满足了业务运营和网络运营的基础设施支撑需要，加强了BSS及OSS系统的安全性和稳定性，提高了各类资源的利用率，提升了投资有效性，是上海联通在尝试云计算落地，逐步打造内云IaaS(Infrastructure as a Service)平台，从管理创新和技术创新两方面成功迈出的第一步。