中國移動物聯網集中化業(yè)務支撐系統(tǒng)（以下簡稱物聯網支撐系統(tǒng)）是中國移動為提升物聯網產品集中化管理能力建設的一點接入、統(tǒng)一運營的業(yè)務支撐系統(tǒng)，系統(tǒng)提供了端到端的業(yè)務受理、服務開通、計費賬務和綜合結算等能力，以規(guī)?；瘍?yōu)勢降低運營成本和連接支撐成本，支撐億級連接高效運營。

隨著國內物聯網行業(yè)的飛速發(fā)展，物聯網市場連接的需求飛速增長。物聯網支撐系統(tǒng)在保障海量用戶增長、系統(tǒng)性能與資源利用率、運營效率等諸多方面都面臨嚴峻挑戰(zhàn)。

中國移動信息技術中心攜手華為公司于2020年正式啟動物聯網支撐系統(tǒng)容器化架構改造。系統(tǒng)采用微服務化的設計理念，基于移動自研的磐基PaaS容器云平臺開發(fā)部署，充分利用平臺已有的服務化能力，快速構建敏捷開發(fā)和智能化運營的容器化業(yè)務系統(tǒng)。經過雙方共同努力，物聯網支撐系統(tǒng)作為中國移動首個全容器化支撐系統(tǒng)于近期成功上線商用！

物聯網用戶數量呈迅猛發(fā)展態(tài)勢、行業(yè)市場對運營響應速度要求越來越高，業(yè)務支撐系統(tǒng)未來面臨巨大的挑戰(zhàn)與機遇。

首先，物聯網支撐系統(tǒng)面臨市場對運營響應效率的挑戰(zhàn)，隨著業(yè)務和用戶的飛速發(fā)展，系統(tǒng)資源利用率不均衡日益嚴重，為應對大容量和高并發(fā)需要頻繁對資源進行調整規(guī)劃。目前業(yè)務高峰期需要人工介入主機劃分、應用部署等工作，業(yè)務低峰則需要人工干預進行資源回收。特別是物聯網支撐系統(tǒng)進行X86分布式集群架構改造后應用主機數量大增，對自動化部署、發(fā)布、監(jiān)控、故障處理能力環(huán)節(jié)提出更高的要求。

其次，用戶數量迅猛增長疊加物聯網業(yè)務海量數據、批量處理的特點，使得系統(tǒng)資源使用過程呈現突出的波峰波谷現象。隨著對外開放業(yè)務服務，勢必更加難以預估業(yè)務使用量?，F有系統(tǒng)的自動伸縮能力亟待增強，需要以更加便捷、高效的方式來應對用戶量及業(yè)務受理量的海量浪涌式變化。

最后，物聯網為數字化業(yè)務創(chuàng)新帶來新的機遇，垂直行業(yè)不斷推陳出新，頻繁對業(yè)務支撐系統(tǒng)提出新的需求。傳統(tǒng)的軟件開發(fā)部署方式已經不適應業(yè)務發(fā)展，需要引入新的技術推進敏捷開發(fā)、快速發(fā)布、持續(xù)集成。

為了抓住市場機遇，確定了擁抱云原生、參考最佳實踐的理念，結合海量業(yè)務批量處理特點，物聯網支撐系統(tǒng)完成系統(tǒng)容器化改造。

物聯網支撐系統(tǒng)與磐基PaaS容器云平臺對接，通過應用系統(tǒng)容器化改造，實現云化部署和業(yè)務應用與平臺解耦。業(yè)務系統(tǒng)采用微服務化的設計理念，提供分布式服務框架+分布式數據服務框架，實現業(yè)務邏輯、數據和資源的解耦；業(yè)務應用支持線性擴展，結合容器提供的標準化的打包、封裝、搬運機制，有效地簡化了開發(fā)版本管理。PaaS作為基礎技術平臺向應用提供服務化的支撐能力，以服務化的形式提供彈性可擴展的基礎技術平臺，適配底層各類基礎設施IaaS環(huán)境，應用與平臺的深度融合，將支撐系統(tǒng)打造為一個完全適配敏捷開發(fā)和智能化運營的平臺。

1、業(yè)務應用系統(tǒng)方案改造設計

? 鏡像分層：對應用軟件包進行垂直切分，將應用運行所需的OS內核、業(yè)務插件、中間件、業(yè)務包逐層打包，發(fā)揮容器快速伸縮的優(yōu)勢；

? 應用瘦身：在系統(tǒng)分層解耦基礎上，結合分布式緩存和分布式消息隊列實現業(yè)務與數據分離，同時應用按照微服務設計原則功能內聚，實現可靠高效的輕量化微服務應用；

? 業(yè)務分類：在業(yè)務中心化解耦的基礎上對功能進行分類，梳理業(yè)務間的互斥引用關系，規(guī)劃應用拓撲，進行親和性管理；

? 應用服務化：本地配置文件、環(huán)境變量等參數單獨剝離，在新建容器應用時動態(tài)刷新和裝載，形成無狀態(tài)對等服務；

? 彈性調度：業(yè)務彈性調度上，基于業(yè)務運行的負載情況，根據不同優(yōu)先級算法和任務執(zhí)行策略進行動態(tài)調整，實現高效的業(yè)務調度。

2、PaaS平臺提供新的基礎支撐

? 應用與技術解耦：提供應用開發(fā)框架與工具，支撐快速開發(fā)和上線，降低開發(fā)門檻；

? 業(yè)務能力服務化：通過對核心業(yè)務對象和處理邏輯的聚合和解耦，構建通用的業(yè)務服務能力，實現業(yè)務能力服務化，并逐步沉淀為全局共享的業(yè)務能力；

? 智能化運維：通過監(jiān)控系統(tǒng)鏈路上的每個環(huán)節(jié)和關鍵設備節(jié)點，提供多維度、自動化的實時監(jiān)控手段，提升系統(tǒng)智能化運維能力；

? 彈性計算：向上層應用提供彈性可擴展的基礎技術能力，實現平臺服務資源共享。

系統(tǒng)架構設計原則

物聯網支撐系統(tǒng)框架借鑒互聯網的分布式架構，采用微服務的設計理念，遵循“大系統(tǒng)小做，前端橫向整合，后端縱向解耦，服務提供與應用分離”的原則進行設計。

? 前后臺分離原則：依據職能專一的原則，分為關注客戶體驗的前臺渠道交互和關注高性能、高擴展的后臺業(yè)務能力中心兩部分，提升系統(tǒng)的數字化運營的支撐能力。

? 彈性伸縮原則：通過分布式服務/分布數據訪問框架/分布式緩存，實現對海量并發(fā)處理能力的支撐。

? 中心化、組件化原則：應用徹底化大為小，應用可獨立部署，同步開發(fā)，提升開發(fā)效率。

? 微服務化原則：任何一個業(yè)務設計時首先確定其對外提供服務或API，遵循微服務標準開發(fā)服務。

? 可配置性原則：通過業(yè)務落地和模型抽象，提升端到端可配置能力，逐步實現以配置滿足定制需求的目標。

? 平臺化原則：技術部件平臺化，應用的設計和開發(fā)對技術實現方式不感知，由框架適配。

物聯網支撐系統(tǒng)支持業(yè)務應用、服務構件深度解耦，前端面向客戶提供統(tǒng)一的服務渠道接入，后端解耦成多個業(yè)務中心，中心具備高內聚、低耦合、操作數據對象獨立的特征，支持多中心獨立部署，支持系統(tǒng)低成本線性擴展。

物聯網支撐系統(tǒng)實現應用線性擴展、彈性伸縮，為海量用戶迅猛發(fā)展和批量交易高效運營奠定堅實的基礎，具體系統(tǒng)改造成果如下：

1、資源利用率提升30%

通過集群片區(qū)內主機共享資源、均衡調度、容器隔離實現一個主機可部署多個應用POD，并劃分為更小單元，實現資源利用率提升30%。

2、應用快速發(fā)布，新需求上線TTM縮短15%

應用開發(fā)利用鏡像技術實現運行環(huán)境的標準化，通過提高應用遷移靈活性和簡化維護升級流程，縮短系統(tǒng)迭代、上線、發(fā)布時間。

3、減少版本升級時間

通過PaaS平臺容器編排能力，版本滾動升級耗時從4小時降為2.5小時。為后續(xù)的業(yè)務驗證、問題處理預留了更多的時間，保障升級的順利完成。

4、業(yè)務擴容靈活快速

隨著物聯網業(yè)務數浪涌式變化，系統(tǒng)服務通過彈性調整應對業(yè)務訪問，容器化上線后整體擴容時間縮短了40%。

5、故障快速修復

物聯網支撐系統(tǒng)通過容器化機制和服務的發(fā)現、調度機制實現故障自動隔離。通過業(yè)務鏡像重新部署替代故障節(jié)點，實現故障快速修復。故障恢復時間縮短為原來的5%，極大提升應用高可用性。

物聯網支撐系統(tǒng)基于容器云實現了應用快速部署及便捷管理，促進DevOps體系實施，聚合專業(yè)公司及業(yè)務平臺能力，更好的服務中國移動31省公司物聯網業(yè)務發(fā)展。物聯網支撐系統(tǒng)將在容器化技術基礎上不斷演進，以更優(yōu)的架構，提供更好的服務，聚焦系統(tǒng)全云化、體驗極致化、能力中心化、運維智慧化、生態(tài)開放化，支撐業(yè)務發(fā)展和創(chuàng)新，助力物聯網產業(yè)持續(xù)發(fā)展。

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