江蘇聯(lián)通NGBSS計費系統中VERITASCFS的應用
倪岳龍 崔正鋒 沙甲戊 2009/05/26
本文涉及的解決方案名稱(chēng)為賽門(mén)鐵克的VeritasStorageFoundation Cluster File
System 5.0，以下簡(jiǎn)稱(chēng)VERITAS CFS。
江蘇聯(lián)通NGBSS建設背景
隨著(zhù)電信市場(chǎng)競爭的日益加劇，電信運營(yíng)的首要目標已經(jīng)從挖掘增量市場(chǎng)的價(jià)值轉向挖掘存量市場(chǎng)的價(jià)值。如何保持現有客戶(hù)，讓現有客戶(hù)使用更多的業(yè)務(wù)，保障現有客戶(hù)的價(jià)值，已上升為提高利潤及運營(yíng)價(jià)值最需探討的問(wèn)題。另一方面，國際化的市場(chǎng)環(huán)境要求中國聯(lián)通必須立足國際，制定國際化的經(jīng)營(yíng)戰略，在經(jīng)營(yíng)管理上向國外先進(jìn)的電信運營(yíng)企業(yè)看齊，以迎接電信運營(yíng)業(yè)的國際化競爭。以上市場(chǎng)環(huán)境對中國聯(lián)通的服務(wù)內容、服務(wù)方式、服務(wù)質(zhì)量、經(jīng)營(yíng)管理都提出了嚴峻的挑戰。
在以上背景下，中國聯(lián)通決定啟動(dòng)新一代BSS系統的建設，以從根本上解決BSS系統中長(cháng)期以來(lái)存在的問(wèn)題，改善中國聯(lián)通BSS系統的運營(yíng)支撐能力，并通過(guò)IT系統來(lái)規范和固化業(yè)務(wù)流程、管理流程，為用戶(hù)提供更好的服務(wù)，從而提高中國聯(lián)通在日益復雜的市場(chǎng)環(huán)境中的核心競爭力。
江蘇聯(lián)通老計費系統中存在的問(wèn)題
計費系統是聯(lián)通NGBSS的重要組成部分，計費系統的主要功能是對從交換機和關(guān)口局采集下來(lái)的原始話(huà)單進(jìn)行預處理、分揀排重、批價(jià)等一些列的處理，最終生成統一的批價(jià)詳單，完成對用戶(hù)的批價(jià)算費。
下面圖示表明了典型的計費數據流圖:
江蘇聯(lián)通老計費系統中，所有計費應用的進(jìn)程都運行在同一臺服務(wù)器上（由于非群集文件系統，文件系統只能掛載在一臺服務(wù)器上）。為分擔應用，另外增加一臺服務(wù)器，用于分擔短信業(yè)務(wù)。兩臺計費服務(wù)器分別處理語(yǔ)音話(huà)單和短信話(huà)單，架構圖如下:
在實(shí)際運行中這種架構存在以下結構性問(wèn)題:
1.單點(diǎn)故障。由于兩臺計費服務(wù)器分別處理語(yǔ)音和短信話(huà)單，相應部署的計費應用程序也不同，造成任何一臺計費服務(wù)器故障時(shí)，另一臺服務(wù)器不能接管其全部或部分業(yè)務(wù)。
2.系統瓶頸。因為所有的采集、預處理、分揀、排重、批價(jià)進(jìn)程跑在一個(gè)服務(wù)器上，對服務(wù)器資源的要求非常高。尤其是語(yǔ)音話(huà)單部分，單臺服務(wù)器的處理能力成了整個(gè)計費系統的性能瓶頸，由于文件系統只能同時(shí)掛載在一臺服務(wù)器上，所以應用也不能橫向擴展，限制了業(yè)務(wù)的發(fā)展。尤其是在話(huà)單重批、月末出賬等高壓情況下，應用服務(wù)器都是遠超負荷在跑，嚴重影響重批和出賬的速度。
3.維護麻煩。由于語(yǔ)音和短信計費事分跑在兩臺服務(wù)器上，當應用升級、采集點(diǎn)變更等需要對應用配置進(jìn)行維護改動(dòng)的時(shí)候，都帶來(lái)雙倍的工作量和升級時(shí)間。安排計劃內的維護停機也相當困難，需要停止應用。
從對老系統的分析可以看到，對計費應用架構進(jìn)行改進(jìn)的核心問(wèn)題是提升其橫向擴展能力，必須做到讓多臺服務(wù)器分擔計費處理業(yè)務(wù)。那如何擴展？常見(jiàn)的應用擴展分割主要有以下兩種:
1.按地市劃分
以地市(或號段)分割話(huà)單，在每臺計費應用服務(wù)器上運行完整的計費程序，只是處理話(huà)單的地市不同。
這種方式劃分簡(jiǎn)單，應用服務(wù)器之間的耦合比較低。但是同時(shí)也存在兩個(gè)問(wèn)題：
一是多臺應用服務(wù)器之間相互獨立，實(shí)現應用服務(wù)器的冗余互備比較麻煩，需要實(shí)現多節點(diǎn)的HA；
二是對于省內漫游的話(huà)單處理比較麻煩，需要通過(guò)ftp等文件傳輸接口方式進(jìn)行文件傳輸，影響計費的速度。
2.按功能模塊劃分
每臺計費應用服務(wù)器分別運行不同的計費模塊，如預處理，排重，分揀，批價(jià)，入庫，但都是處理同樣的目標話(huà)單。
這種方式實(shí)現比較復雜，需要對應用進(jìn)行改造，同時(shí)也存在一個(gè)比較嚴重的問(wèn)題。因為在計費的過(guò)程中，有7次文件落地到磁盤(pán)的過(guò)程，這意味著(zhù)要在應用服務(wù)器之間進(jìn)行多次的文件傳輸，這會(huì )嚴重影響計費的速度。
江蘇聯(lián)通新計費系統應用CFS的架構調整
江蘇聯(lián)通在新一代BSS中采用按地市劃分的方式實(shí)現計費的橫向擴展。前面提到按地市劃分存在的兩個(gè)問(wèn)題，由于使用了VERITAS
CFS提供的群集文件系統，在6臺應用服務(wù)器之間共享了計費應用的文件系統，得到了完美的解決。
VERITASCFS讓SAN真正發(fā)揮作用。通過(guò)所有采集和計費服務(wù)器直接在SAN上共享相同的文件系統，VERITASCFS提供了一個(gè)高效可靠的數據共享基礎架構。
上圖即為江蘇聯(lián)通在新一代BSS計費系統的架構描述：6臺計費應用主機共享CFS文件系統，兩臺應用服務(wù)器負責從交換機采集話(huà)單文件，另外4臺應用服務(wù)器則負責對采集后的話(huà)單進(jìn)行預處理、分揀、排重、批價(jià)、入庫等過(guò)程。
因為引入VERITASCFS，前面提到的所有問(wèn)題都得到了解決：
1)6節點(diǎn)互備冗余，避免單點(diǎn)故障。任何一個(gè)節點(diǎn)發(fā)生故障，原來(lái)上面跑的業(yè)務(wù)都可以很方便的跑到另外的任意一個(gè)節點(diǎn)上。
2)良好的擴展能力。如果這6臺應用服務(wù)器還不能滿(mǎn)足應用，一方面可以對應用服務(wù)器本身進(jìn)行擴容，也可以再擴展應用服務(wù)器的數量分擔壓力，最大可以擴展到32個(gè)節點(diǎn)。
3)避免了節點(diǎn)間的文件傳輸。所有節點(diǎn)共享文件系統，有效的避免了節點(diǎn)之間的文件傳輸開(kāi)銷(xiāo)，提高了性能。
4)維護便利。對應用進(jìn)行更新和升級操作時(shí)可以采用滾動(dòng)升級(rolling upgrade)機制，消除了升級和更新帶來(lái)的停機時(shí)間，可以很方便的安排計劃內停機，并且不影響業(yè)務(wù)。
總結
VERITASCFS的引入，解決了老計費系統中結構性問(wèn)題，加強了計費應用的健壯性和可擴展性。在NGBSS割接上線(xiàn)后近3個(gè)月以來(lái)，CFS一直運行穩定，同時(shí)也提供了非常好的讀寫(xiě)性能（順序讀寫(xiě)達到450MB/s，隨機讀寫(xiě)達到150MB/s），為快速計費提供了底層的技術(shù)保障。
為更好的利用和保護數據，我們考慮利用VeritasStorageFoundation的更多特性，比如存儲虛擬化、分級存儲、數據保護等，實(shí)現跨存儲或者異構存儲的數據備份和保護等。
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