中小企業應用系統云化遷移的探究

楊一

廈門大學嘉庚學院信息科學與技術學院，福建，漳州，363105

0 引言

在云改數轉的大趨勢下，云計算服務以其通用性、高可伸縮性、高可靠性、極其廉價等優勢吸引著越來越多的中小企業上云。中國信通院的研究報告顯示，2021-2023年，中國云計算年均增速在30%以上。到2023年，中國云計算市場規模預計將接近4000億元[1]。2019年12月以來，新冠疫情的暴發和迅速蔓延，使企業廣泛實施遠程工作的需求越來越旺盛，進一步催化了企業上云的速度。以云計算作為IT基礎架構，已經成為企業轉型發展不可逆轉的趨勢。

云遷移是指幫助企業的應用、數據從本地遷移到云端或者從一個云平臺遷移到另一個云平臺的業務。在云計算市場規模不斷擴張的大背景下，云遷移的需求將越來越大且不斷發生變化。目前，我國中小企業占全部規模以上企業總數的比例超過90%，是國民經濟和社會發展的生力軍[2]，對其云化遷移的探究具有很強的現實意義。

1 云化過程面臨的風險和挑戰

1.1 環境復雜多樣

中小企業的信息化系統建設往往經歷了多次升級、改造、擴容的過程，遷移前的網絡環境較為復雜，相互通信的眾多節點包含自建或租用機房的物理服務器、虛擬機，還有物理的交換機、虛擬的交換機，以及部分承載新上線業務的云主機、云環境。在由物理環境、虛擬化環境、云環境構造的異構混合環境中，又運行著不同的操作系統、數據庫、中間件以及應用程序，IT架構有豎井式與分布式，系統關聯關系有緊耦合與松耦合兩種方式，諸如此類的因素造成遷移環境復雜多樣，增加了遷移的難度。

1.2 網絡安全風險

為節約成本，中小企業上云的模式絕大多數選擇價格低廉、擴展性好的公有云。原有的網絡環境通常是基于邊界構筑企業的網絡安全防線，云計算的引入，尤其是多用戶共享資源的公有云部署，打破了傳統的基于區域的安全模型，帶來了身份驗證、訪問控制、數據隱私等一系列新的安全挑戰[5]。企業需要通過不安全的公網訪問存儲在云平臺的多個數據集，因此網絡攻擊者的攻擊范圍正在逐步擴大，進一步增加了網絡安全方面的風險。

1.3 業務延續性風險

企業的核心業務或正在提供線上服務的數據要求在整個遷移過程中不停機，服務不受影響。而在實際遷移過程中，有可能因為網絡鏈路帶寬資源不夠、遷移平臺或工具出現異常等各種不可控因素造成業務中斷或數據丟失。即使是允許在停機狀態下進行離線遷移的業務，也有明確的遷移時間窗口限制，如果超時必然會影響企業的正常運營，影響業務的延續性。

1.4 業務可用性風險

云服務的系統架構，本質上是云服務提供商將部署在數據中心的硬件上分散孤立的物理服務器、物理存儲設備、網絡帶寬等資源，在邏輯上整合構建為一個大規模的統一資源池，以Web Portal或者API的方式向用戶提供按需分配與釋放的基礎設施資源。在通常的云服務中，這些資源是由多個用戶共享的，能滿足大多數的應用場景需求，但是對于一些核心數據庫、大數據、高性能計算等高性能、高穩定性的特定應用場景，顯然會在性能方面有所折扣。

結合生產實際，以下應用場景上云將會影響系統的可用性。（1）對性能和網絡要求高的應用，如平均使用率高于70%的雙處理器系統或平均使用率高于45%的四處理器系統，以及平均網絡帶寬高于600Mbps、平均IO高于50M/s、內存占有8GB以上的應用；（2）一些特殊應用系統，如運行CAD、CAM等工程設計應用程序的系統，Oracle、DB2數據庫集群等大型數據庫系統；（3）需要特殊硬件支持的應用，遷移后將無法正常啟動。

1.5 規范制度不健全

云計算技術從誕生之日起就伴隨著法律上的爭議，法律的滯后和技術的前瞻之間的矛盾普遍存在[6]。云計算中存在三種不同的服務模式，雖然通過互聯網整合成了一個整體，但其內部仍然是按照分層模式管理。因不同的層次均有自己的技術規則，其對應的法律規則也存在差異。存儲在云上的數據，時刻都在各個服務器間轉移，一旦發生糾紛，涉及的數據位置難以確定，因此產生管轄困難。云服務的參與角色較多且責任界限不明晰，云服務提供商通常會將某些云服務分包給第三方，第三方與數據主體并無直接合同關系，在用戶未知曉的情況下按照分包合同的要求將數據主體的數據存儲于多地，用戶或云服務提供商對數據存放地法律的特殊要求并不知曉，帶來了潛在風險。云環境的復雜多變，無形中加大了制定規范體系的難度，而與云計算相關的國家標準、制度、法規等尚未得到成熟建設。

2 云化遷移方案

云化遷移的范圍很廣，包括將傳統業務遷移到自建或租用私有云上、將公有云上的業務系統遷移到自建私有云上、將業務系統進行改造成原生云應用等。但是對于大多數中小企業而言，最常見的是將應用系統遷移到阿里云、騰訊云、天翼云等云服務提供商為用戶提供的免費或低成本的公有云上。

云化遷移的類型，根據遷移的內容與層次不同，可分為應用級、文件級、系統級和存儲級；根據不同的場景又可劃分為自助遷移、標準遷移和定制遷移。自助遷移適用于用戶可自主完成的較為簡單的單業務系統，如門戶網站、簡單Web應用、流量較小的網站、郵件系統、文件服務器等。標準遷移為在線數據遷移，需要將正在提供線上服務的數據進行遷移，整個過程要求服務不受影響，訪問用戶零感知。定制遷移適用于雙機高可用、應用集群等較為復雜的業務架構場景，前期需要經過詳細的調研及反復論證，根據具體情況，設計定制化遷移解決方案。標準遷移和定制遷移通常需要專業的技術力量提供遷移方案和遷移服務。

云化遷移總體方案要從基礎設施、技術、IT流程、人員組織四個維度進行綜合考慮，分為項目評估、方案涉及、遷移實施、驗證及回退四個階段。

2.1 項目評估

在項目評估階段，項目的甲乙雙方應當充分溝通，明確上云的實際需求、項目預算、時間窗口等，進行項目可行性分析，判斷應用系統是否具備遷移的基本條件，目標是要決策是否遷移以及遷移多少業務量。

（1）使用工具對擬實施對象展開全面的信息收集，準確記錄正常負載狀態下CPU、內存、網絡帶寬、存儲IO等指標以及應用系統的組件數據，以免發生遺漏；（2）開展業務調研，設計業務系統IT現狀分析和遷移風險及業務關聯的調研表，梳理應用列表以及業務需求和IT需求；（3）基于前期數據采集和業務調研，分析系統工作負載虛擬化的可行性；（4）進行應用系統關聯關系分析，給出后續整合與遷移的建議，力求實施后對業務的影響降至最低。其中，最關鍵的工作就是現狀梳理與應用系統關聯關系分析。

梳理的過程需要對將要遷移的相關涉及模塊進行全面梳理和評估。首先，應以業務應用為主線，梳理當前生產環境組成模塊，明確定出目標云環境的組成模塊。其次，基于遷移所涉及的相關模塊，確定關鍵服務或服務組。在完成模塊與服務梳理的基礎上，再對組件進行梳理，梳理各種IT組件通過一定的連接方式來支持一個或多個IT服務，確定所有內部配置和外聯接口。

基于對當前現狀的梳理，制定IT系統邏輯拓撲圖，理清現有應用系統、子系統之間的輸入輸出關系和耦合關系，并明確硬件、軟件、系統之間的關聯關系。

2.2 規劃設計

規劃設計應當“穩中求優”，首先要保證系統云化遷移后的整體可用性，在此基礎上基于云計算架構，充分發揮云計算快速彈性等優勢，規劃目標云架構，進行優化設計。

保證系統的可用性，要從容量、遷移、策略、性能、預案等方面進行細致的規劃。容量方面，要對VM規格，即CPU、內存、存儲分配進行規劃，并根據當前應用的負載數據結合業務發展情況預測模型，估算出未來容量變化的趨勢。遷移方面，根據應用部署策略對遷移前后的系統配置和網絡環境進行規劃。策略方面，根據實際場景選擇邏輯遷移或物理遷移，遷移技術采用離線遷移與在線遷移相結合，靈活選擇以下遷移策略[7]。

（1）重新托管。

最快速直接的遷移策略，即不實施任何云優化，在對應用程序運行環境不做改變的情況下將系統和數據進行遷移，適合于快速上云。

（2）重建平臺。

在不改變應用核心架構的前提下，對應用程序進行簡單優化、修復后再進行遷移，如用云平臺的數據庫服務、消息隊列服務、負載均衡服務、云安全服務等云產品來替代原系統中的傳統數據庫、中間件、安全產品，從而降低部分管理成本，提高效率。

（3）重新購買。

放棄使用原有產品，采購同類型的SaaS產品來進行替換。啟用云計算SaaS服務模式軟件，極大地降低了中小企業信息化的門檻，節省了大量技術及運維成本開支。隨著SaaS的B端產品不斷豐富和成熟，該策略的使用將越來越廣泛。

（4）重新構建。

重新構建應用的架構和開發模式，通常使用云原生的應用服務實現，如從單體式架構向微服務架構、Serverless架構進行轉變，增加業務的靈活性，降本增效，提升業務的價值。

（5）停用。

對各業務進行梳理評估后，通常會發現部分應用程序使用率極低或產品已進入衰退期不再創造價值，應該對數據進行必要的備份歸檔后采取停用止損的策略。

（6）保留。

若部分應用暫時不具備上云準備，或經分析評估后確認更適合在本地部署，應當根據業務發展的實際需求，保留現狀。

選取適當的遷移策略能達到改進優化的效果，提升遷移后的應用性能。云化遷移的過程存在風險，應當對各業務系統制定詳細的應急預案和回退計劃，保障業務的延續性。此外，從項目管理的角度，還需要制定遷移驗證方案、遷移計劃、遷移流程及職責分工。

2.3 遷移實施

遷移實施的第一環節為遷移演練，一方面讓項目團隊熟悉操作流程，準確預估各遷移任務的時間，檢驗分工協調機制；另一方面對應急預案、業務驗證方案等進行測試和完善。第二環節為運用遷移平臺和工具，按系統的重要性從小到大進行分批次遷移，對主機狀態、遷移進度、應用監控狀態進行持續監控，盡量降低風險。實施過程中，要注意限速遷移，避免數據傳輸占用過高的業務帶寬，影響業務正常運行。其次，為保證數據的完整性和安全性，對重要系統需提前進行容災備份，同時可根據隱私保護要求選取AES256等加密算法對其數據進行加密傳輸[8]。

2.4 驗證及回退

若遷移過程出現異常，對業務產生較大影響，應中止遷移操作并執行回退。

遷移完成后，先按照遷移驗證方案進行驗證，驗證無誤再進行業務割接，并對業務開展試運行。在試運行期間，持續跟蹤，及時發現并解決試運行中出現的問題，確保整個切換過程平穩過渡。

3 結語

云計算為企業的數字化轉型、降本增效提供了有力的支持，越來越多的中小企業將其應用系統進行云化遷移以推動業務增長，云遷移服務的重要性日益突顯。本文結合中小企業IT系統的實際情況，分析了云化遷移過程中可能出現的風險和挑戰，詳細探討了云化遷移的方法和過程，希望對中小企業云化遷移項目起到促進作用。