基于數(shù)據(jù)中臺和能力組件的網(wǎng)絡調度平臺設計和實現(xiàn)

摘? 要：通信運營商傳統(tǒng)網(wǎng)管系統(tǒng)建設模式在實現(xiàn)全生命周期網(wǎng)絡運營流程調度、全量全專業(yè)網(wǎng)絡數(shù)據(jù)管理，滿足網(wǎng)絡運營指標管控等IT支撐需求時存在明顯的弊端。創(chuàng)新地提出了基于數(shù)據(jù)中臺和能力組件的網(wǎng)絡調度平臺的設計思路，包括平臺整體架構設計，數(shù)據(jù)中臺的實現(xiàn)，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(yè)三費業(yè)務場景的具體應用實現(xiàn)案例，為運營商網(wǎng)管支撐系統(tǒng)設計和建設提供指導方法。

關鍵詞：數(shù)據(jù)中臺;能力組件;網(wǎng)絡調度;網(wǎng)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(tǒng)通信運營商從通信管道提供商向新型業(yè)務運營商轉型，對于網(wǎng)絡線條的工作要求從簡單的“網(wǎng)絡建設+維護”轉變?yōu)椤熬W(wǎng)絡精細化經(jīng)營調度”，強調對于網(wǎng)絡質量管控、5G網(wǎng)絡建設、家寬業(yè)務開通、物業(yè)三費、網(wǎng)絡運營風險等工作的管控和網(wǎng)絡調度能力提升。網(wǎng)絡規(guī)劃、建設、維護工作發(fā)生以下三個層面的轉變：在管理上，從粗放化轉變?yōu)榫毣?在流程上，從割裂的專業(yè)流程轉變?yōu)槿芷诳绮块T流程調度;在工作形式上，從人力密集轉變?yōu)镮T自動化支撐。以往，通信運營商的網(wǎng)絡線條工作主要依賴網(wǎng)管支撐（OSS）系統(tǒng)及管理支撐（MSS）系統(tǒng)進行支撐，其存在兩大弊端：第一，各業(yè)務線的軟件架構與功能綁定，形成“煙囪式”的系統(tǒng)架構，軟件模塊無法復用，開發(fā)周期長。第二，數(shù)據(jù)分散，散落在各個系統(tǒng)中，難以統(tǒng)一管理，數(shù)據(jù)來源口徑和格式不一。顯然，傳統(tǒng)OSS和MSS系統(tǒng)已經(jīng)無法滿足當前網(wǎng)絡建維工作的需要。有必要建設新型網(wǎng)絡調度平臺，對網(wǎng)絡建維中涉及的人、財、物三要素進行管控，并實現(xiàn)網(wǎng)絡規(guī)劃、建設、安裝、維護運行的全生命周期動態(tài)管理，為網(wǎng)絡考核管理以及決策運營提供客觀的數(shù)據(jù)依據(jù)和分析能力[1]。

筆者通過研究網(wǎng)管系統(tǒng)業(yè)務特點、IT支撐系統(tǒng)架構、互聯(lián)網(wǎng)產品開發(fā)模式，提出了一種基于數(shù)據(jù)中臺[2]和能力組件[3]的地市級網(wǎng)絡運營平臺設計和實現(xiàn)方法。本文首先介紹了平臺的業(yè)務需求，其次，詳細說明了如何引入數(shù)據(jù)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(xiàn)和應用案例，供網(wǎng)管支撐系統(tǒng)設計和建設技術人員參考。

1? 平臺的業(yè)務需求

通過對電信運營商的整體網(wǎng)絡運維的工作范圍和管理職能進行梳理，新型的網(wǎng)絡調度平臺的業(yè)務需求可整合為四大業(yè)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(wǎng)絡運營管理的角度出發(fā)，實現(xiàn)全網(wǎng)的投資及成本管控、網(wǎng)絡規(guī)劃管理、網(wǎng)絡KPI指標管控等網(wǎng)絡運營的整體宏觀管理視圖，為網(wǎng)絡部和公司級領導提供網(wǎng)絡運營決策依據(jù)。

1.2? 質量管理域

網(wǎng)絡運營分析數(shù)據(jù)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(wǎng)絡運營全過程的端到端管控指標以及網(wǎng)絡健康度分析的指標管理。

1.3? 資源管理域

涵蓋全網(wǎng)絡的資源基礎和狀態(tài)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(wǎng)資源信息，還包括這些專業(yè)網(wǎng)絡的規(guī)劃、建設、退網(wǎng)資源信息以及與專業(yè)網(wǎng)絡相關聯(lián)的空間資源、資產資源、物業(yè)三費資源等信息。

1.4? 生產調度域

支撐通信運營商對網(wǎng)絡運營規(guī)范管理流程的管理，從網(wǎng)絡重點業(yè)務的端到端全生命流程出發(fā)，包括核心、無線、傳輸、家集客的網(wǎng)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(yè)三費管理流程。

四大業(yè)務功能域以資源管理域和生產流程域作為業(yè)務的底層基礎管理功能，生產流程域所產生的增量變動數(shù)據(jù)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(yè)務標準基礎數(shù)據(jù);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(xiàn)不同維度的上層管理業(yè)務和指標分析工作。

2? 平臺的設計思路

網(wǎng)絡調度平臺的四大業(yè)務功能范圍在生產流方面，以網(wǎng)絡、資源為基礎，以客戶、業(yè)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(shù)據(jù)一點入庫全程使用，統(tǒng)一管理統(tǒng)一調度;在數(shù)據(jù)流方面，核準基礎信息，統(tǒng)一數(shù)據(jù)中心，支撐公司管理決策。為避免傳統(tǒng)網(wǎng)管支撐系統(tǒng)煙囪式開發(fā)模式的弊端，平臺設計參考了互聯(lián)網(wǎng)產品開發(fā)的模式，引入IT業(yè)界分布式開發(fā)采用的成熟技術——數(shù)據(jù)中臺和能力組件。數(shù)據(jù)中臺的采用，能夠實現(xiàn)數(shù)據(jù)的統(tǒng)一管理;能力組件的采用，則實現(xiàn)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(tǒng)網(wǎng)管支撐系統(tǒng)的數(shù)據(jù)分散和開發(fā)模式封閉的兩大弊端。但是網(wǎng)絡調度平臺的數(shù)據(jù)中臺又應該如何設計和搭建？能力組件有非常多，那網(wǎng)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(shù)據(jù)中臺是平臺的核心根本

統(tǒng)一的數(shù)據(jù)是網(wǎng)絡調度平臺各種業(yè)務實現(xiàn)的核心根本，不同的業(yè)務實現(xiàn)依據(jù)同一份數(shù)據(jù)源，不同的業(yè)務產生的變化數(shù)據(jù)也需同步更新同一份數(shù)據(jù)源。因此，數(shù)據(jù)中臺是平臺的核心根本，所有的業(yè)務都離不開與數(shù)據(jù)中臺的業(yè)務交互。為了實現(xiàn)這樣的效果，平臺所有上層應用基本不保留業(yè)務數(shù)據(jù)存儲的數(shù)據(jù)庫，每個應用對數(shù)據(jù)的輸入和修改必須與數(shù)據(jù)中臺進行數(shù)據(jù)交互。數(shù)據(jù)中心的數(shù)據(jù)模型進行分層管理，應用數(shù)據(jù)庫與基礎數(shù)據(jù)庫隔離管理。

因此，數(shù)據(jù)中臺采用大數(shù)據(jù)架構進行持續(xù)的數(shù)據(jù)采集、處理、分析，大大提升了數(shù)據(jù)處理性能和數(shù)據(jù)精準程度。此外，數(shù)據(jù)中臺需具備并行高速的數(shù)據(jù)處理能力、開放的數(shù)據(jù)共享能力。其中，數(shù)據(jù)處理采用企業(yè)級的ETL平臺實現(xiàn)統(tǒng)一的數(shù)據(jù)采集、轉換、加載、處理以及統(tǒng)一調度、管控等要求;數(shù)據(jù)共享則是通過數(shù)據(jù)服務標準化開放訪問，實現(xiàn)對標簽、客戶視圖、指標等數(shù)據(jù)查詢API封裝，實現(xiàn)與周邊系統(tǒng)實時互動，體現(xiàn)數(shù)據(jù)價值，減少數(shù)據(jù)冗余，保證數(shù)據(jù)安全，保證數(shù)據(jù)的一致性。

2.2? 業(yè)務分離的IT支撐架構+能力組件微服務

平臺上層業(yè)務功能眾多，為每個特定的業(yè)務都進行專門的定制化設計開發(fā)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(yè)務進行統(tǒng)一IT解構分析，設計與業(yè)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(guī)范接口的基礎上，引入微服務化業(yè)務編排，實現(xiàn)快速和分布式的業(yè)務功能部署。網(wǎng)絡調度平臺的業(yè)務需求分析已在上文分解為四個業(yè)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(xiàn)、流程、數(shù)據(jù)三大IT應用類別。不同的業(yè)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(xiàn)而成。

除了業(yè)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(xiàn)整體業(yè)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(xù)構建等架構管理微服務組件，實現(xiàn)了可管理、可持續(xù)交付的開發(fā)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(xiàn)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(jù)網(wǎng)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(wǎng)絡運營支撐的自主研發(fā)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(xiàn)及消息類、流程類、數(shù)據(jù)類，如表1所示。

有了三大類別核心能力組件的規(guī)劃，所有的上層業(yè)務均可以從功能實現(xiàn)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(yè)務邏輯的編排和實現(xiàn)。

綜上所述，網(wǎng)絡調度平臺在上文中基于數(shù)據(jù)中臺和能力組件的實現(xiàn)是可行和科學的。

3? 平臺實現(xiàn)

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

3.1? 網(wǎng)絡調度平臺的總體框架

網(wǎng)絡調度平臺結合數(shù)據(jù)中臺和能力組件，以前后端分離的開發(fā)框架為理念，實現(xiàn)IT與網(wǎng)絡業(yè)務分離。而支撐架構由下至上搭建了基礎數(shù)據(jù)層（以數(shù)據(jù)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(wǎng)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(shù)據(jù)中臺層：基礎數(shù)據(jù)層作為網(wǎng)絡調度平臺的數(shù)據(jù)管控層，具有數(shù)據(jù)接入、數(shù)據(jù)管理和數(shù)據(jù)共享的服務能力，使用全域數(shù)據(jù)中臺將獲取到的本地和省管數(shù)據(jù)進行統(tǒng)一分層管理，數(shù)據(jù)按照原始數(shù)據(jù)、基礎數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)中心接口數(shù)據(jù)，對上提供微服務組件能力（呈現(xiàn)及消息類、流程類、數(shù)據(jù)類）形成多元化應用。

（3）平臺應用層：基于底層數(shù)據(jù)服務與微服務能力組件，網(wǎng)絡調度平臺可根據(jù)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(yè)務域的專題應用。

3.2? 面向網(wǎng)絡運營的全域數(shù)據(jù)中臺的搭建

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

同樣，業(yè)務數(shù)據(jù)根據(jù)不同的數(shù)據(jù)使用場景和數(shù)據(jù)中臺技術實現(xiàn)，劃分為三層架構：基礎數(shù)據(jù)層、數(shù)據(jù)倉庫層、數(shù)據(jù)集市層。全域數(shù)據(jù)中臺的數(shù)據(jù)模型框圖如圖3所示。

（1）基礎數(shù)據(jù)層：包括資源、告警、性能、工單、客戶、終端、信令、經(jīng)分等全量明細數(shù)據(jù)存儲，支撐大數(shù)據(jù)自定義分析能力，實現(xiàn)快速取數(shù)能力。

（2）數(shù)據(jù)倉庫層：面向不同專業(yè)網(wǎng)元對象的歸一化數(shù)據(jù)處理（清洗、關聯(lián)整合、編碼統(tǒng)一等），是數(shù)據(jù)計算核心層。

（3）數(shù)據(jù)集市層：滿足上層四大業(yè)務域的應用專題個性化需求，對數(shù)據(jù)進行重新組織。數(shù)據(jù)按照應用需求做數(shù)據(jù)聚合，生成相關應用所需數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)層。

3.3? 應用功能編排實現(xiàn)案例

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

首先做業(yè)務需求梳理和分解，物業(yè)三費支撐需求在網(wǎng)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(yè)三費功能是與網(wǎng)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(yè)合同等信息相關聯(lián)的;在生產調度域，物業(yè)三費的生產調度流程包括了物業(yè)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(yè)三費的管理，還要增加自助分析的通報信息呈現(xiàn)的需求。物業(yè)三費IT支撐功能框圖如圖4所示。

然后，根據(jù)業(yè)務功能需求的分析，形成對數(shù)據(jù)中臺涉及的數(shù)據(jù)設計和能力組件的編排實現(xiàn)。物業(yè)三費管理數(shù)據(jù)中臺數(shù)據(jù)結構圖如圖5所示。數(shù)據(jù)中臺的設計：在數(shù)據(jù)中臺的三層架構中基礎數(shù)據(jù)層、數(shù)據(jù)倉庫層和數(shù)據(jù)集市層給出包括資源、資產、合同、費用、工單等數(shù)據(jù)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(xiàn)、消息發(fā)布功能，結合數(shù)據(jù)中臺以及各種對接接口實現(xiàn)。物業(yè)三費管理應用及能力組件如表2所示。

因此，在數(shù)據(jù)中臺和能力組件的編排實現(xiàn)下，復雜的業(yè)務功能邏輯清晰、功能模塊邊界清晰，接口規(guī)范復用，能快速地部署和實現(xiàn)。

4? 結? 論

網(wǎng)絡調度平臺是一套基于互聯(lián)網(wǎng)開發(fā)模式的通信運營調度支撐系統(tǒng)，它實現(xiàn)微服務化的合理IT分層架構，使數(shù)據(jù)中心不再只為單純存儲數(shù)據(jù)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(guī)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(xiàn)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(xiàn)，應用需求的平均實現(xiàn)上線時間僅為1周。

在平臺的支撐業(yè)務范圍，全面地涵蓋網(wǎng)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(xiàn)場數(shù)據(jù)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(lián)網(wǎng)開發(fā)模式、分層設計的架構以及二次成熟開發(fā)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(tǒng)的架構設計和業(yè)務開發(fā)的過程中，為培養(yǎng)通信運營商的IT自研團隊提供有效的環(huán)境基礎。

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