聯通業務支撐系統中高效緊急開機體系研發

胡 佳 張竣圖

（中國聯合網絡通信有限公司廣東省分公司，廣東 廣州 510320）

1 項目背景與系統現狀

1.1 系統開機效率低

當前，中國聯通的集中業務支撐系統（central Business Support System，簡稱CBSS）的開機流程由信控發起、經過營業、BO、全業務平臺、省分竣工等幾個環節組成。開機流程長且繁瑣，容易出現開機指令擁堵，不能及時執行，導致用戶開機緩慢。

1.2 缺乏停機異常應急手段

CBSS系統缺乏緊急開機流程，一旦出現錯誤批量停機異常或正常流程開機異常，需要在短時間內盡快恢復開機。然而，當前系統不支持快速批量開機，導致開機業務延遲執行，嚴重影響用戶感知。因此，有必要開發出一款高效的緊急開機體系。

2 系統定位與建設目標

2.1 系統定位

通過總部能力開放平臺輸出各省的分側開機能力，實現全國各省份緊急開機功能。

2.2 建設目標

實現不經過CBSS系統，直通省分側，快速在網元側恢復用戶正常業務的功能。同時也能對外提供服務能力，增強生產運營過程中的應急手段，保障系統安全。本期建設目標如圖1所示。

圖1 系統建設目標

3 總體架構與核心功能

3.1 系統架構

部署總部天宮環境，基于天宮Pass平臺開發一套緊急開機工具，該工具主要包括應用層、平臺層和基礎設施層三部分，其中應用層主要解決批量高并發的緊急開機問題，實現了平均萬筆每秒的響應能力；平臺層可以進行AI預警監控，實施監控異動情況，并作出快速處置；基礎設施層主要解決二次開機問題，并具備過濾反欺詐等功能（圖2）。

圖2 系統架構

3.2 功能架構

總體分為系統管理、緊急開機管理、緊急開機數據處理、緊急開機稽核、短信功能、定時任務模塊。系統管理模塊中，主要涵蓋系統管理所需的基本功能，包括用戶注冊、忘記密碼、修改密碼等；緊急開機管理，包括停機用戶確定及導出、申請單生成、申請單審核等；緊急開機數據處理，主要是讀取號碼信息，并拼接指令，調用能力開放平臺接口緊急開機；緊急開機稽核，包括申請單進度、開機用戶執行明細導出等；短信功能主要是將緊急開機的結果以短信的形式告知客戶；除此之外還包括定時任務、大數據監控等功能（圖3）。

圖3 緊急開機系統功能架構

3.3 技術架構

系統架構采用開源的Spring Cloud微服務架構，支持快速啟動，服務調用迅速。采用redis高速緩存組件，用于維護關鍵用戶信息，實現系統高并發和秒級響應。系統之間數據交互采用kafka消息隊列，采用異步消息機制，保證系統高可用、高吞吐量。項目總體技術架構分為三個部分，即SaaS、PaaS、LaaS，從圖4可以看出SaaS主要包括異常停機發現、緊急開機管理和用戶狀態稽核三部分；PaaS主要使用了分布式服務框架、Spring Cloud等平臺工具和技術；LaaS包括計算資源池、網絡資源池、存儲資源池、安全設備四部分。

圖4 天宮技術架構

3.4 與周邊系統關系

緊急開機工具部署在天宮平臺上，支持從CBSS鏡像庫圈定停機用戶，進行緊急開機；天擎平臺事先和各省分側聯調上線開機能力發送到能力開放平臺，緊急開機工具調用能力開放平臺的開機能力實現緊急開機（圖5）。

圖5 天宮平臺與其他平臺之間的關系

3.5 核心功能-AI停機預警

（1）停機業務量監控

通過AI平臺，采集歷史停機數據，進行模型訓練，并最終輸出動態閾值，獲得停機業務在各個時點下的業務預測峰值，從而對實時停機業務數據的監控。

（2）用戶停機級別模型

通過AI算法構建停機級別模型，基于高收益用戶停機的占比、忠誠用戶停機的占比、星級用戶停機的占比、異常消費停機的占比等信息進行模型訓練，輸出用戶停機級別模型。

（3）停機分布

繪制停機地圖，按地市分塊，每5分鐘刷新數據，根據地市停機數據量大小，采用深淺不同顏色進行標識（圖6）。

圖6 停機分布示意圖

3.6 核心功能-緊急開機執行

開機流程由開機申請、審核員審核、確認開機、數據歸檔四個部分組成。具體內容如圖7所示。

圖7 緊急開機的基本流程

3.7 依托天眼平臺，搭建展示及告警平臺

依托天眼平臺，搭建展示及告警平臺主要采用了信號定位及天眼顯示基礎，可以較為直觀地看出緊急停機的數量、區域，系統會根據設定的標準，向不同的管理單元作出警示，提醒通訊企業注意緊急停機的潛在風險，為后續的管理處置奠定良好的基礎（圖8、9）。

圖8 停機展示平臺

圖9 停機告示平臺

3.8 核心功能-停機狀態修復

（1）緊急開機用戶比對：由于緊急開機操作繞過CBSS業務模塊，會導致用戶在網元狀態和CBSS狀態不一致，需要通過稽核比對發現狀態差異用戶。

（2）常規增量稽核：對網元中的用戶狀態和CBSS中的用戶狀態進行全網增量比對。

（3）差異狀態修復：對網元和CBSS用戶服務狀態不一致的情況，以CBSS用戶服務狀態為準，對網元服務狀態進行修復。

4 建設內容

4.1 功能模塊建設

在功能模塊的建設上，主要涵蓋CBSS、緊急開機系統和網元三部分，其中緊急開機系統中，為了及時識別用戶是否存在緊急開機，需要對用戶的狀態進行比較分析，分析的結果是確認緊急開機客戶，也包括狀態差異用戶和常規稽核差異，在此基礎上構造緊急開機指令。

圖10 功能模塊建設內容

4.2 數據模型建設

數據類型：（1）營賬類：信控停機數據、營業停機數據；（2）指令類：用戶交換側數據、指令執行數據；（3）規則類：黑白名單數據，執行結果類數據。

4.3 硬件資源及組件部署

硬件資源：硬件資源使用天宮平臺，無需額外投資。

圖11 數據模型建設

組件部署：緊急開機工具部署在天宮平臺，使用容器服務CKE、CCS管理應用服務，云硬盤CBS存儲數據、鏡像存儲CCR存放鏡像、虛擬私有云VPC設定隔離網絡、STARSHIP管理微服務、KAFKA、REDIS、DRDS、RDS等組件作為應用組件，后期考慮使用服務網格CSM替代已有組件。

圖12 硬件資源及組件部署示意圖

5 整體應用效果

緊急開機系統，對停開機動作有一個全流程的管控：事故發生前通過大數據進行實時的停機監控，在事故處理中，達到每分鐘1W以上的真實開機能力，在事故處理完成后可以對停機原因進行分析，對處理數據進行稽核，保證CBSS側與網元側數據的一致性。在信息安全方面，結合互聯網數據能力，實現反詐騙等高風險攔截。全套云原生的架構體系設計，實現了all in CKE的架構模式，全流程自動化，完善的監控體系，所有微服務都達到了高可用、高并發、彈性伸縮，具備完善的自我修復的能力。