中國移動物聯網集中化業務支撐系統（以下簡稱物聯網支撐系統）是中國移動為提升物聯網產品集中化管理能力建設的一點接入、統一運營的業務支撐系統，系統提供了端到端的業務受理、服務開通、計費賬務和綜合結算等能力，以規模化優勢降低運營成本和連接支撐成本，支撐億級連接高效運營。

隨著國內物聯網行業的飛速發展，物聯網市場連接的需求飛速增長。物聯網支撐系統在保障海量用戶增長、系統性能與資源利用率、運營效率等諸多方面都面臨嚴峻挑戰。

中國移動信息技術中心攜手華為公司于2020年正式啟動物聯網支撐系統容器化架構改造。系統采用微服務化的設計理念，基于移動自研的磐基PaaS容器云平臺開發部署，充分利用平臺已有的服務化能力，快速構建敏捷開發和智能化運營的容器化業務系統。經過雙方共同努力，物聯網支撐系統作為中國移動首個全容器化支撐系統于近期成功上線商用！

物聯網用戶數量呈迅猛發展態勢、行業市場對運營響應速度要求越來越高，業務支撐系統未來面臨巨大的挑戰與機遇。

首先，物聯網支撐系統面臨市場對運營響應效率的挑戰，隨著業務和用戶的飛速發展，系統資源利用率不均衡日益嚴重，為應對大容量和高并發需要頻繁對資源進行調整規劃。目前業務高峰期需要人工介入主機劃分、應用部署等工作，業務低峰則需要人工干預進行資源回收。特別是物聯網支撐系統進行X86分布式集群架構改造后應用主機數量大增，對自動化部署、發布、監控、故障處理能力環節提出更高的要求。

其次，用戶數量迅猛增長疊加物聯網業務海量數據、批量處理的特點，使得系統資源使用過程呈現突出的波峰波谷現象。隨著對外開放業務服務，勢必更加難以預估業務使用量。現有系統的自動伸縮能力亟待增強，需要以更加便捷、高效的方式來應對用戶量及業務受理量的海量浪涌式變化。

最后，物聯網為數字化業務創新帶來新的機遇，垂直行業不斷推陳出新，頻繁對業務支撐系統提出新的需求。傳統的軟件開發部署方式已經不適應業務發展，需要引入新的技術推進敏捷開發、快速發布、持續集成。

為了抓住市場機遇，確定了擁抱云原生、參考最佳實踐的理念，結合海量業務批量處理特點，物聯網支撐系統完成系統容器化改造。

物聯網支撐系統與磐基PaaS容器云平臺對接，通過應用系統容器化改造，實現云化部署和業務應用與平臺解耦。業務系統采用微服務化的設計理念，提供分布式服務框架+分布式數據服務框架，實現業務邏輯、數據和資源的解耦；業務應用支持線性擴展，結合容器提供的標準化的打包、封裝、搬運機制，有效地簡化了開發版本管理。PaaS作為基礎技術平臺向應用提供服務化的支撐能力，以服務化的形式提供彈性可擴展的基礎技術平臺，適配底層各類基礎設施IaaS環境，應用與平臺的深度融合，將支撐系統打造為一個完全適配敏捷開發和智能化運營的平臺。

1、業務應用系統方案改造設計

? 鏡像分層：對應用軟件包進行垂直切分，將應用運行所需的OS內核、業務插件、中間件、業務包逐層打包，發揮容器快速伸縮的優勢；

? 應用瘦身：在系統分層解耦基礎上，結合分布式緩存和分布式消息隊列實現業務與數據分離，同時應用按照微服務設計原則功能內聚，實現可靠高效的輕量化微服務應用；

? 業務分類：在業務中心化解耦的基礎上對功能進行分類，梳理業務間的互斥引用關系，規劃應用拓撲，進行親和性管理；

? 應用服務化：本地配置文件、環境變量等參數單獨剝離，在新建容器應用時動態刷新和裝載，形成無狀態對等服務；

? 彈性調度：業務彈性調度上，基于業務運行的負載情況，根據不同優先級算法和任務執行策略進行動態調整，實現高效的業務調度。

2、PaaS平臺提供新的基礎支撐

? 應用與技術解耦：提供應用開發框架與工具，支撐快速開發和上線，降低開發門檻；

? 業務能力服務化：通過對核心業務對象和處理邏輯的聚合和解耦，構建通用的業務服務能力，實現業務能力服務化，并逐步沉淀為全局共享的業務能力；

? 智能化運維：通過監控系統鏈路上的每個環節和關鍵設備節點，提供多維度、自動化的實時監控手段，提升系統智能化運維能力；

? 彈性計算：向上層應用提供彈性可擴展的基礎技術能力，實現平臺服務資源共享。

系統架構設計原則

物聯網支撐系統框架借鑒互聯網的分布式架構，采用微服務的設計理念，遵循“大系統小做，前端橫向整合，后端縱向解耦，服務提供與應用分離”的原則進行設計。

? 前后臺分離原則：依據職能專一的原則，分為關注客戶體驗的前臺渠道交互和關注高性能、高擴展的后臺業務能力中心兩部分，提升系統的數字化運營的支撐能力。

? 彈性伸縮原則：通過分布式服務/分布數據訪問框架/分布式緩存，實現對海量并發處理能力的支撐。

? 中心化、組件化原則：應用徹底化大為小，應用可獨立部署，同步開發，提升開發效率。

? 微服務化原則：任何一個業務設計時首先確定其對外提供服務或API，遵循微服務標準開發服務。

? 可配置性原則：通過業務落地和模型抽象，提升端到端可配置能力，逐步實現以配置滿足定制需求的目標。

? 平臺化原則：技術部件平臺化，應用的設計和開發對技術實現方式不感知，由框架適配。

物聯網支撐系統支持業務應用、服務構件深度解耦，前端面向客戶提供統一的服務渠道接入，后端解耦成多個業務中心，中心具備高內聚、低耦合、操作數據對象獨立的特征，支持多中心獨立部署，支持系統低成本線性擴展。

物聯網支撐系統實現應用線性擴展、彈性伸縮，為海量用戶迅猛發展和批量交易高效運營奠定堅實的基礎，具體系統改造成果如下：

1、資源利用率提升30%

通過集群片區內主機共享資源、均衡調度、容器隔離實現一個主機可部署多個應用POD，并劃分為更小單元，實現資源利用率提升30%。

2、應用快速發布，新需求上線TTM縮短15%

應用開發利用鏡像技術實現運行環境的標準化，通過提高應用遷移靈活性和簡化維護升級流程，縮短系統迭代、上線、發布時間。

3、減少版本升級時間

通過PaaS平臺容器編排能力，版本滾動升級耗時從4小時降為2.5小時。為后續的業務驗證、問題處理預留了更多的時間，保障升級的順利完成。

4、業務擴容靈活快速

隨著物聯網業務數浪涌式變化，系統服務通過彈性調整應對業務訪問，容器化上線后整體擴容時間縮短了40%。

5、故障快速修復

物聯網支撐系統通過容器化機制和服務的發現、調度機制實現故障自動隔離。通過業務鏡像重新部署替代故障節點，實現故障快速修復。故障恢復時間縮短為原來的5%，極大提升應用高可用性。

物聯網支撐系統基于容器云實現了應用快速部署及便捷管理，促進DevOps體系實施，聚合專業公司及業務平臺能力，更好的服務中國移動31省公司物聯網業務發展。物聯網支撐系統將在容器化技術基礎上不斷演進，以更優的架構，提供更好的服務，聚焦系統全云化、體驗極致化、能力中心化、運維智慧化、生態開放化，支撐業務發展和創新，助力物聯網產業持續發展。

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