基于數據中臺和能力組件的網絡調度平臺設計和實現

摘? 要：通信運營商傳統網管系統建設模式在實現全生命周期網絡運營流程調度、全量全專業網絡數據管理，滿足網絡運營指標管控等IT支撐需求時存在明顯的弊端。創新地提出了基于數據中臺和能力組件的網絡調度平臺的設計思路，包括平臺整體架構設計，數據中臺的實現，以及微服務、HTML5前端等IT新技術能力組件，并給出平臺在物業三費業務場景的具體應用實現案例，為運營商網管支撐系統設計和建設提供指導方法。

關鍵詞：數據中臺;能力組件;網絡調度;網管支撐

中圖分類號：TP311.5;TN915.0? ? ? ?文獻標識碼：A 文章編號：2096-4706（2020）09-0005-05

Design and Implementation of Network Scheduling Platform

Based on Data Center and Capability Components

ZHAO Chuying

（China Mobile Group Guangdong Co.，Ltd. Guangzhou Branch，Guangzhou? 510335，China）

Abstract：The traditional network management system construction mode of communication operators has obvious disadvantages in achieving full life cycle network operation process scheduling，full quantity and full professional network data management，and meeting IT support requirements such as network operation index management and control. This paper innovatively proposes the design ideas of the network scheduling platform based on the data center and capability components，including the overall architecture design of the platform，the realization of the data center，as well as the new IT capability components such as microservices and HTML5 front end. The specific application realization case of the property three-fee business scenario provides guidance methods for the design and construction of the operators network management support system.

Keywords：data center;capability component;network scheduling;network management support

0? 引? 言

近年來，傳統通信運營商從通信管道提供商向新型業務運營商轉型，對于網絡線條的工作要求從簡單的“網絡建設+維護”轉變為“網絡精細化經營調度”，強調對于網絡質量管控、5G網絡建設、家寬業務開通、物業三費、網絡運營風險等工作的管控和網絡調度能力提升。網絡規劃、建設、維護工作發生以下三個層面的轉變：在管理上，從粗放化轉變為精細化;在流程上，從割裂的專業流程轉變為全生命周期跨部門流程調度;在工作形式上，從人力密集轉變為IT自動化支撐。以往，通信運營商的網絡線條工作主要依賴網管支撐（OSS）系統及管理支撐（MSS）系統進行支撐，其存在兩大弊端：第一，各業務線的軟件架構與功能綁定，形成“煙囪式”的系統架構，軟件模塊無法復用，開發周期長。第二，數據分散，散落在各個系統中，難以統一管理，數據來源口徑和格式不一。顯然，傳統OSS和MSS系統已經無法滿足當前網絡建維工作的需要。有必要建設新型網絡調度平臺，對網絡建維中涉及的人、財、物三要素進行管控，并實現網絡規劃、建設、安裝、維護運行的全生命周期動態管理，為網絡考核管理以及決策運營提供客觀的數據依據和分析能力[1]。

筆者通過研究網管系統業務特點、IT支撐系統架構、互聯網產品開發模式，提出了一種基于數據中臺[2]和能力組件[3]的地市級網絡運營平臺設計和實現方法。本文首先介紹了平臺的業務需求，其次，詳細說明了如何引入數據中臺和能力組件進行平臺設計。最后，給出了平臺的具體實現和應用案例，供網管支撐系統設計和建設技術人員參考。

1? 平臺的業務需求

通過對電信運營商的整體網絡運維的工作范圍和管理職能進行梳理，新型的網絡調度平臺的業務需求可整合為四大業務功能域——運營管理、質量管理、資源管理和生產調度。

1.1? 運營管理域

從網絡運營管理的角度出發，實現全網的投資及成本管控、網絡規劃管理、網絡KPI指標管控等網絡運營的整體宏觀管理視圖，為網絡部和公司級領導提供網絡運營決策依據。

1.2? 質量管理域

網絡運營分析數據和KPI考核指標管控模塊，除了承接集團、省的屬地化分解指標分析外，增加對網絡運營全過程的端到端管控指標以及網絡健康度分析的指標管理。

1.3? 資源管理域

涵蓋全網絡的資源基礎和狀態變更信息，資源不僅包括了OSS中定義的核心、無線、傳輸、家集客的在網資源信息，還包括這些專業網絡的規劃、建設、退網資源信息以及與專業網絡相關聯的空間資源、資產資源、物業三費資源等信息。

1.4? 生產調度域

支撐通信運營商對網絡運營規范管理流程的管理，從網絡重點業務的端到端全生命流程出發，包括核心、無線、傳輸、家集客的網絡資源全生命周期管理流程、投資項目管理流程、物資實物資產管理流程、物業三費管理流程。

四大業務功能域以資源管理域和生產流程域作為業務的底層基礎管理功能，生產流程域所產生的增量變動數據將實時更新在資源管理域中，資源管理域則支撐生產流程域的業務標準基礎數據;而質量管理域和運營管理域則在資源管理域的基礎上實現不同維度的上層管理業務和指標分析工作。

2? 平臺的設計思路

網絡調度平臺的四大業務功能范圍在生產流方面，以網絡、資源為基礎，以客戶、業務為目標，開展流程管控與感知管控;在管理流方面，流程與感知數據一點入庫全程使用，統一管理統一調度;在數據流方面，核準基礎信息，統一數據中心，支撐公司管理決策。為避免傳統網管支撐系統煙囪式開發模式的弊端，平臺設計參考了互聯網產品開發的模式，引入IT業界分布式開發采用的成熟技術——數據中臺和能力組件。數據中臺的采用，能夠實現數據的統一管理;能力組件的采用，則實現功能的快速部署。兩種技術的結合使用，恰好可以對應解決傳統網管支撐系統的數據分散和開發模式封閉的兩大弊端。但是網絡調度平臺的數據中臺又應該如何設計和搭建？能力組件有非常多，那網絡調度平臺又應該選取何種關鍵的能力組件呢？下面是平臺具體的設計思路。

2.1? 數據中臺是平臺的核心根本

統一的數據是網絡調度平臺各種業務實現的核心根本，不同的業務實現依據同一份數據源，不同的業務產生的變化數據也需同步更新同一份數據源。因此，數據中臺是平臺的核心根本，所有的業務都離不開與數據中臺的業務交互。為了實現這樣的效果，平臺所有上層應用基本不保留業務數據存儲的數據庫，每個應用對數據的輸入和修改必須與數據中臺進行數據交互。數據中心的數據模型進行分層管理，應用數據庫與基礎數據庫隔離管理。

因此，數據中臺采用大數據架構進行持續的數據采集、處理、分析，大大提升了數據處理性能和數據精準程度。此外，數據中臺需具備并行高速的數據處理能力、開放的數據共享能力。其中，數據處理采用企業級的ETL平臺實現統一的數據采集、轉換、加載、處理以及統一調度、管控等要求;數據共享則是通過數據服務標準化開放訪問，實現對標簽、客戶視圖、指標等數據查詢API封裝，實現與周邊系統實時互動，體現數據價值，減少數據冗余，保證數據安全，保證數據的一致性。

2.2? 業務分離的IT支撐架構+能力組件微服務

平臺上層業務功能眾多，為每個特定的業務都進行專門的定制化設計開發是不可取的，從時間上、人力上都無法滿足，因而通過對上層業務進行統一IT解構分析，設計與業務分離的IT支撐架構和選取核心關鍵的通用能力組件。在能力組件和規范接口的基礎上，引入微服務化業務編排，實現快速和分布式的業務功能部署。網絡調度平臺的業務需求分析已在上文分解為四個業務功能域，在此基礎上進行IT功能歸類分析，即可歸類為呈現、流程、數據三大IT應用類別。不同的業務功能均可靈活拆分成三大IT應用類別中其中一類或多類的功能模塊，而各個功能模塊則從各個類別的能力組件的微服務模塊[4]實現而成。

除了業務IT分離拆分外，讓三大IT應用的功能模塊有機結合并實現整體業務功能，需要微服務框架的調度能力、標準接口的制定以及合理的功能編排。微服務的框架提供多個獨立部署的微服務，采用容器化和持續構建等架構管理微服務組件，實現了可管理、可持續交付的開發運維一體化服務架構。標準接口和合理的功能編排，使各種能力組件面向合作，并通過消息的交互序列來控制各個部分資源的交互，最終實現上層應用的快速部署和使用。

2.3? 三大類別核心能力組件

根據網絡運營支撐應用的特點，對于關鍵能力組件，進行了分類和選用標準。另一方面，為了適應網絡運營支撐的自主研發要求，核心組件需更偏向云服務中的PASS層應用的標準。因此，關鍵能力組件分為三大類：呈現及消息類、流程類、數據類，如表1所示。

有了三大類別核心能力組件的規劃，所有的上層業務均可以從功能實現上面拆分成三大類別的功能塊，再從核心能力組件挑出具體的組件塊進行業務邏輯的編排和實現。

綜上所述，網絡調度平臺在上文中基于數據中臺和能力組件的實現是可行和科學的。

3? 平臺實現

網絡調度平臺支撐規劃的目的，是為了實現網絡工作的全生命周期調度流程、全量全專業的網絡數據統一管理以及網絡運營數據的精細化粒度挖掘和分析。從業務功能規劃來看，平臺涵蓋除了運營商OSS管理支撐范圍以外包括規劃設計階段、工程建設階段、網絡運維階段和退網清理階段網絡側涉及的所有人、事、物的支撐管理。下文將介紹平臺對網絡運營業務支撐的具體實現方法。

3.1? 網絡調度平臺的總體框架

網絡調度平臺結合數據中臺和能力組件，以前后端分離的開發框架為理念，實現IT與網絡業務分離。而支撐架構由下至上搭建了基礎數據層（以數據中臺為主）、基礎能力組件（微服務）（以核心能力組件為主）和平臺應用層（網絡運營四大域專題應用）三層微服務支撐框架，如圖1所示。

（1）數據中臺層：基礎數據層作為網絡調度平臺的數據管控層，具有數據接入、數據管理和數據共享的服務能力，使用全域數據中臺將獲取到的本地和省管數據進行統一分層管理，數據按照原始數據、基礎數據與數據倉庫/集市分類存放。

（2）微服務能力組件層：微服務能力組件層作為承上啟下層，對下獲取數據中心接口數據，對上提供微服務組件能力（呈現及消息類、流程類、數據類）形成多元化應用。

（3）平臺應用層：基于底層數據服務與微服務能力組件，網絡調度平臺可根據實際IT需求構建功能豐富的運營管理、質量管理、資源管理和生產調度的四個業務域的專題應用。

3.2? 面向網絡運營的全域數據中臺的搭建

全域數據中臺在技術上通過分層進行數據的采集、轉換、計算、清理和存儲共享。在業務模型上，全域數據中心的數據模型設計根據NGOSS的共享信息模型（SID）以及CMOSS的數據模型。從網絡運營業務支撐需求，數據業務模型包括核心、無線、家集客、傳輸、城域網、空間/動力的各專業在網絡資源的規劃-在建-現網-退網全生命周期過程中的關于物資實物管理、投資費用管理、網絡維護管理、物業三費管理主題域的不同階段明細數據。全域數據中臺的業務模型框圖如圖2所示。

同樣，業務數據根據不同的數據使用場景和數據中臺技術實現，劃分為三層架構：基礎數據層、數據倉庫層、數據集市層。全域數據中臺的數據模型框圖如圖3所示。

（1）基礎數據層：包括資源、告警、性能、工單、客戶、終端、信令、經分等全量明細數據存儲，支撐大數據自定義分析能力，實現快速取數能力。

（2）數據倉庫層：面向不同專業網元對象的歸一化數據處理（清洗、關聯整合、編碼統一等），是數據計算核心層。

（3）數據集市層：滿足上層四大業務域的應用專題個性化需求，對數據進行重新組織。數據按照應用需求做數據聚合，生成相關應用所需數據的數據層。

3.3? 應用功能編排實現案例

物業三費管理是網絡運營中一個涉及到日常成本費用管理的重要功能，物業三費包括租金、電費和鐵塔服務費，涉及到網絡站點的全生命周期管理、現場管理以及繳費管理，管理的站點及物業三費的體量大、全生命周期流程環節多且耗時。因此，網絡調度平臺的物業三費管理專題功能就是運用數據中臺和能力組件的編排實現。

首先做業務需求梳理和分解，物業三費支撐需求在網絡調度平臺的資源管理域和生產調度域的功能。在資源管理域，物業三費功能是與網絡資源中的無線的邏輯站點、綜資機房、實物設備、機房電表、物業合同等信息相關聯的;在生產調度域，物業三費的生產調度流程包括了物業合同的全生命管理流程、邏輯站點的全生命管理流程、電表的全生命管理流程、日常繳費及審計的管理流程;此外，對于物業三費的管理，還要增加自助分析的通報信息呈現的需求。物業三費IT支撐功能框圖如圖4所示。

然后，根據業務功能需求的分析，形成對數據中臺涉及的數據設計和能力組件的編排實現。物業三費管理數據中臺數據結構圖如圖5所示。數據中臺的設計：在數據中臺的三層架構中基礎數據層、數據倉庫層和數據集市層給出包括資源、資產、合同、費用、工單等數據信息。

能力組件的編排，主要使用Web可視化流程引擎，手機端流程引擎、自助分析呈現、消息發布功能，結合數據中臺以及各種對接接口實現。物業三費管理應用及能力組件如表2所示。

因此，在數據中臺和能力組件的編排實現下，復雜的業務功能邏輯清晰、功能模塊邊界清晰，接口規范復用，能快速地部署和實現。

4? 結? 論

網絡調度平臺是一套基于互聯網開發模式的通信運營調度支撐系統，它實現微服務化的合理IT分層架構，使數據中心不再只為單純存儲數據的集中地，而是推動所有應用運行的核心地。各廠家的組件能力按照規范的接口，全部開放并可靈活組成各種上層應用。在目前已實現的應用功能中，每一種應用都需要超過2個以上的組件能力進行交互實現，應用需求的平均實現上線時間僅為1周。

在平臺的支撐業務范圍，全面地涵蓋網絡管理中對人、財、物職稱管理的IT支撐內容，并以IT手段解決一線工作人員現場數據收集、重復性人工處理等工作內容，大大提升一線人員的工作效率和工作質量。

互聯網開發模式、分層設計的架構以及二次成熟開發組件的使用，降低IT設計的門檻，使內部自研人員能大大參與到系統的架構設計和業務開發的過程中，為培養通信運營商的IT自研團隊提供有效的環境基礎。

參考文獻：

[1] 黃輝，楊秀敏.貴州電信運營支撐系統優化與演進探討 [J].移動通信，2017，41（19）：55-59.

[2] 魏祥麟，陳鳴，范建華，等.數據中心網絡的體系結構 [J].軟件學報，2013，24（2）：295-316.

[3] 陳明德，趙蕾.基于能力組件的OSS系統研究與實現 [J].電信科學，2011，27（4）：114-118.

[4] 洪華軍，吳建波，冷文浩.一種基于微服務架構的業務系統設計與實現 [J].計算機與數字工程，2018，46（1）：149-154.

作者簡介：趙楚瑩（1981—），女，漢族，廣東汕頭人，系統項目管理（高級主管），工程師，碩士，研究方向：運營商網管支撐系統的規劃、設計和建設。