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随着5G、云原生、大数据、人工智能等技术的飞速发展，深度融合的信息通信技术（information and communication technologies， ICT）为全球电信业带来重大的发展机遇，成为推动电信运营商数字化转型的重要驱动力。然而，针对灵活多变的业务需求，基于传统IT架构的电信业务支撑系统（business support system，BSS）面临诸多挑战。 5G的高速率、低时延、广连接、网络切片等先进网络特征带来了丰富的新型业务场景和商业模式，同时对BSS的敏捷业务开发和流程设计能力提出了更高的要求。现有BSS在支撑个人、家庭、集团等业务中涉及的订购、开通、定价等业务环节，没有抽象出基础业务单元，模块间交织调用、互相依赖严重。在应用场景化流程设计能力上，核心IT单元模块处于“紧耦合”状态，未形成面向业务场景可重用的单元化设计能力。因此，传统BSS的IT架构缺乏场景化的流程设计能力，难以快速、灵活地响应5G新技术带来的个性化需求，影响用户体验。 垂直行业的业务支撑需要BSS对IT服务进行服务治理和标准化，不同垂直行业的业务场景经常需要 BSS 提供新应用程序接口（application programming interface，API），并且业务类型和数量的增长，往往导致IT服务重复和服务边界模糊等问题。现有IT架构缺乏自顶向下的IT服务标准设计以及全生命周期的统一视图，在服务颗粒度、服务标准化上，IT架构需要进行不同支撑对象、不同对象属性API能力的共性抽取，以形成标准的数字化服务接口以及标准业务流程。 在生产系统中，传统BSS的API管理模块缺乏组件级的集成开发框架，扩展能力受限。一旦API网关、企业服务总线（enterprise service bus， ESB）等服务调度发生故障或异常，会导致整个微服务架构体系不可用。尽管基于服务注册方式可以实现服务注册和发现、负载均衡等功能，但限流熔断、日志管理、安全等能力还需要结合其他技术组件完成，这种按需引入组件的方式使BSS 对 IT 架构的新技术兼容性或适配性要求更高。因此，在技术组件化易扩展能力上，现有BSS的IT服务架构需要进一步增强，以形成组件化框架承载能力。 在BSS资源管控方面，应用系统的IT资源利用率需要进一步提升，并具备更强的容灾迁移和资源共享能力。各通信运营商在集约化运营下，对现有BSS的IT架构的资源调度和应用部署的能力需求包含：跨地域容灾迁移、多资源池迁移、峰值资源迁移以及故障恢复后快速回切等。在资源共享化方面，IT架构需要在基础设施层面将多方、异构的资源有机整合成统一的资源平面，形成运行面和控制面分离、资源多平面的管控能力。 针对传统 BSS 面临的挑战，具备应用场景化、服务标准化、技术组件化、资源共享化特征的可演进BSS正在成为电信运营商的共识。本文提出了一种电信业务功能虚拟化架构，以云原生、微服务、容器、DevOps技术为基础，引入标准化的IT虚拟网元、单元化的设计编排器、微服务管理框架和多平面弹性计算控制器，使IT系统具备单元化部署和分布式云部署能力，满足系统稳定扩展与平滑演进的要求，实现IT系统轻量交付和业务敏捷支撑，可作为下一代电信业务支撑系统的参考架构。 相关研究 通信网络BSS的架构演进和研究一直受到工业界和学术界的关注。通信网络BSS的IT架构演进历程如图1 所示，在业务灵活性和系统易扩展的“双重”驱使下，BSS的IT架构发展先后经历了基于客户机/服务器（client/server，C/S）和浏览器/服务器（browser/server，B/S）架构、基于 x86 分布式计算架构和基于面向服务的架构（service oriented architecture，SOA）微服务架构等阶段的演进。 2012年3月，Fred George在Agile India 会议上分享了一篇题为Micro(u)services architecture- small, short lived services rather than SOA的主题演讲，首次引入了“微服务”的概念。Martin Fowler于2014年3月在文章Micro-services定义了微服务 IT 架构。“微服务”技术的出现极大丰富了BSS的IT架构可扩展性，有效实现了IT系统的灵活服务调度和资源隔离的能力。随后，研究者们尝试把SOA架构与“微服务”技术相结合，实现了IT服务间的解耦，很好地满足了多技术、多应用、多系统间的互相“融合与隔离”的需求，提高了企业效率，减少了IT运营成本。尽管如此，该架构引发了很多“非业务”问题，如服务监控、服务权限控制、服务版本控制等。为了解决这些“非业务”问题，2017年，Twitter的基础设施工程师 William Morgan 提出了一种处理网络问题的ServiceMesh技术，并基于该技术设计了一种专注于处理服务间通信的基础设施层，将“非业务”功能从代码中剥离，通过注入Sidecar方式实现微服务治理管控、数据流和控制流的分离，以形成“去中心化”的IT架构帮助处理“非业务”问题。此后，随着服务链路的不断变长，微服务与微服务之间的横向交互关系变得越来越脆弱，不能很好地与动态业务匹配。为了增强服务韧性，一种结合SOA和事件驱动架构（event-driven architecture，EDA）的混合架构事件驱动的面向服务架构（event-driven SOA）被提出，通过引入事件处理的能力，一个事件的产生可以触发一个或多个服务的调用，从而静态服务被串联在一起实现数据流的动态实时处理，当自动化业务流程或事件发生时，系统和组件能够实时动态做出响应，有效地实现了业务敏捷和能力复用。
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发表于 2022-9-3 21:13:30
