為落實公司“十三五”戰(zhàn)略，建立“架構(gòu)先進、運營高效、內(nèi)外兼顧”的IT體系， 浙江移動近日受總部信息技術(shù)中心委托和指導，探索傳統(tǒng)企業(yè)與互聯(lián)網(wǎng)公司新型合作模式，跟蹤行業(yè)發(fā)展態(tài)勢，開展新技術(shù)、新產(chǎn)品研究和創(chuàng)新，在集團內(nèi)首次攜手亞洲最大的云計算公司——阿里云，在“可監(jiān)可管可運維”基礎(chǔ)上，開展第三方基礎(chǔ)組件引入試點驗證。
二、實施策略
浙江公司經(jīng)過與阿里云工程師多次討論后決定，采用分階段實施與快速試點，在降低對應用侵入的同時又要兼顧實際效應，考慮輕量級系統(tǒng)驗證和關(guān)鍵業(yè)務(wù)引入。試點具體分為多個階段執(zhí)行，其中一階段以快速落地驗證技術(shù)組件為目標。
一階段總體原則以經(jīng)歷天貓雙11核心交易業(yè)務(wù)和各類型業(yè)務(wù)考驗的阿里云DRDS分布式關(guān)系型數(shù)據(jù)庫服務(wù)（Distributed Relational Database Service）組件在M域試點應用的快速驗證為訴求，完成“統(tǒng)一用戶管理”應用遷移DRDS的“短平快”功能驗證，開發(fā)上盡量以最小化改造實現(xiàn)DRDS的“分庫分表”、“平滑擴容”以及“無差別運維”。一階段完成后出具改造的評估報告，為二階段實施提供參考。
三、一階段總結(jié)
一階段選取了“統(tǒng)一用戶管理”系統(tǒng)作為試點，該應用原來采用了傳統(tǒng)中小型應用常見的前后端一體化架構(gòu)，原有的數(shù)據(jù)庫為PostgreSQL。隨著業(yè)務(wù)的不斷發(fā)展，“統(tǒng)一用戶管理”系統(tǒng)的傳統(tǒng)基礎(chǔ)架構(gòu)正不斷接受挑戰(zhàn)，其中數(shù)據(jù)庫單點瓶頸問題尤其突出，存在單庫容量平瓶頸、擴展困難、二次開發(fā)難度高、性能問題難以優(yōu)化等諸多問題。
1、改造前后系統(tǒng)部署架構(gòu)對比如下：
圖1——原“統(tǒng)一用戶管理”系統(tǒng)部署架構(gòu)
圖2——“統(tǒng)一用戶管理”接入DRDS后的系統(tǒng)部署架構(gòu)
2、一階段實施后的收益：
應用本身只需進行少量的接口適配工作即可接入DRDS，收益則是分布式數(shù)據(jù)庫所帶來一系列優(yōu)秀特性：
1）分庫分表
支持數(shù)據(jù)庫分庫分表，在創(chuàng)建分布式數(shù)據(jù)庫后，可以按照業(yè)務(wù)特性設(shè)定拆分規(guī)則，實現(xiàn)數(shù)據(jù)水平拆分。
2）透明讀寫分離
通過使用只讀實例實現(xiàn)讀寫分離，可低成本增加集群讀負載能力，釋放主庫壓力，且對業(yè)務(wù)代碼透明，無需改造；同時具備一致性讀能力。
3）數(shù)據(jù)存儲平滑擴容
當出現(xiàn)數(shù)據(jù)存儲容量和訪問量瓶頸時，支持在線存儲容量擴展，擴容無需應用改造，擴容進度支持可視化跟蹤。
3、一階段實施過程中的挑戰(zhàn)：
“統(tǒng)一用戶管理”作為首個接入試點的應用，在一階段實施過程中先后遇到數(shù)據(jù)庫語法不兼容如何解決、如何制定拆分方案、分布式事務(wù)如何解決等問題，并一一攻克。
1）從PostgreSql到DRDS
應用原有數(shù)據(jù)庫選型為PostgreSQL，而DRDS目前僅可以無縫對接Mysql。因此，應用首先要完成數(shù)據(jù)庫切換并解決數(shù)據(jù)庫間Sql方言或特性差異的問題。
開發(fā)團隊從代碼邏輯入手，全面替換了不兼容的數(shù)據(jù)類型，并在功能測試中不斷分析SQL執(zhí)行效率并進行細致優(yōu)化，為應用后續(xù)接入DRDS做好充分準備。
2）分庫分表拆分規(guī)則
應用存在若干千萬級的核心大表，在遷移到DRDS時應根據(jù)“確定業(yè)務(wù)主體——尋找關(guān)鍵字段——計算分庫分表數(shù)”三步原則處理。
以工單操作屬性表為例，該表所有操作圍繞“工單操作”進行，因此選定applyopid（工單單號）為拆分鍵。未來預估此表1-2年的數(shù)據(jù)總量為六千萬行，根據(jù)以下公式可得此表需按照分庫且每個分庫兩個分表執(zhí)行：
單庫物理分表數(shù) = CEILING（60,000,000 / （ 1 * 8 ） / 5,000,000） = 2
圖3——分庫分表規(guī)則說明
3）分布式事務(wù)實踐—全局事務(wù)服務(wù)（Global Transaction Service，簡稱 GTS）
在對應用的幾張核心大表進行拆分后，原本存儲在單庫單表里面的數(shù)據(jù)分散到了多庫多表里，因而應用在對相關(guān)數(shù)據(jù)進行寫操作時會涉及到分布式事務(wù)的問題。
分布式事務(wù)管理的傳統(tǒng)解決方案是基于XA協(xié)議的兩段提交方式，需要進行針對性的開發(fā)，對已有業(yè)務(wù)邏輯有較大侵入，且性能較差。
經(jīng)過綜合評估后，決定引入阿里云的全局事務(wù)服務(wù)GTS。GTS具有接入簡單、與DRDS無縫銜接、對業(yè)務(wù)邏輯無侵入的特性，有效地解決了由數(shù)據(jù)庫拆分引發(fā)的一系列事務(wù)控制問題。
圖4——“統(tǒng)一用戶管理”系統(tǒng)接入GTS部署示意圖
四、建設(shè)歷程
一階段于今年2月上旬立項，春節(jié)后正式開始實施，在浙江移動和阿里云雙方精誠合作下，前后僅用了1個多月的時間就將試點應用成功發(fā)布上線。期間重大工程里程碑如下：
- 2018年2月上旬，在春節(jié)前完成立項，春節(jié)后項目正式啟動。
- 2018年3月底，系統(tǒng)成功將數(shù)據(jù)庫遷移至MySQL。
- 2018年4月底，系統(tǒng)完成生產(chǎn)數(shù)據(jù)割接并正式接入DRDS。
五、延展思考
本次合作是中國移動集團內(nèi)部首次與業(yè)界先進互聯(lián)網(wǎng)公司的深度技術(shù)合作，在踐行集團“可監(jiān)可管可運維”理念的基礎(chǔ)上，通過一階段試點業(yè)務(wù)的改造實踐，在組件能力、運維模式、運維工具、集成方案等方面磨合、積累、沉淀了寶貴的經(jīng)驗，也在項目協(xié)作、架構(gòu)匹配上，初步驗證了浙江移動與互聯(lián)網(wǎng)公司先進技術(shù)、理念相結(jié)合的可行性，為后續(xù)二、三階段在浙江移動的核心系統(tǒng)上開展更加深入的試點工作奠定了堅實基礎(chǔ)。
