為落實(shí)公司“十三五”戰略，建立“架構先進(jìn)、運營(yíng)高效、內外兼顧”的IT體系， 浙江移動(dòng)近日受總部信息技術(shù)中心委托和指導，探索傳統企業(yè)與互聯(lián)網(wǎng)公司新型合作模式，跟蹤行業(yè)發(fā)展態(tài)勢，開(kāi)展新技術(shù)、新產(chǎn)品研究和創(chuàng )新，在集團內首次攜手亞洲最大的云計算公司——阿里云，在“可監可管可運維”基礎上，開(kāi)展第三方基礎組件引入試點(diǎn)驗證。
二、實(shí)施策略
浙江公司經(jīng)過(guò)與阿里云工程師多次討論后決定，采用分階段實(shí)施與快速試點(diǎn)，在降低對應用侵入的同時(shí)又要兼顧實(shí)際效應，考慮輕量級系統驗證和關(guān)鍵業(yè)務(wù)引入。試點(diǎn)具體分為多個(gè)階段執行，其中一階段以快速落地驗證技術(shù)組件為目標。
一階段總體原則以經(jīng)歷天貓雙11核心交易業(yè)務(wù)和各類(lèi)型業(yè)務(wù)考驗的阿里云DRDS分布式關(guān)系型數據庫服務(wù)（Distributed Relational Database Service）組件在M域試點(diǎn)應用的快速驗證為訴求，完成“統一用戶(hù)管理”應用遷移DRDS的“短平快”功能驗證，開(kāi)發(fā)上盡量以最小化改造實(shí)現DRDS的“分庫分表”、“平滑擴容”以及“無(wú)差別運維”。一階段完成后出具改造的評估報告，為二階段實(shí)施提供參考。
三、一階段總結
一階段選取了“統一用戶(hù)管理”系統作為試點(diǎn)，該應用原來(lái)采用了傳統中小型應用常見(jiàn)的前后端一體化架構，原有的數據庫為PostgreSQL。隨著(zhù)業(yè)務(wù)的不斷發(fā)展，“統一用戶(hù)管理”系統的傳統基礎架構正不斷接受挑戰，其中數據庫單點(diǎn)瓶頸問(wèn)題尤其突出，存在單庫容量平瓶頸、擴展困難、二次開(kāi)發(fā)難度高、性能問(wèn)題難以?xún)?yōu)化等諸多問(wèn)題。
1、改造前后系統部署架構對比如下：
圖1——原“統一用戶(hù)管理”系統部署架構
圖2——“統一用戶(hù)管理”接入DRDS后的系統部署架構
2、一階段實(shí)施后的收益：
應用本身只需進(jìn)行少量的接口適配工作即可接入DRDS，收益則是分布式數據庫所帶來(lái)一系列優(yōu)秀特性：
1）分庫分表
支持數據庫分庫分表，在創(chuàng )建分布式數據庫后，可以按照業(yè)務(wù)特性設定拆分規則，實(shí)現數據水平拆分。
2）透明讀寫(xiě)分離
通過(guò)使用只讀實(shí)例實(shí)現讀寫(xiě)分離，可低成本增加集群讀負載能力，釋放主庫壓力，且對業(yè)務(wù)代碼透明，無(wú)需改造；同時(shí)具備一致性讀能力。
3）數據存儲平滑擴容
當出現數據存儲容量和訪(fǎng)問(wèn)量瓶頸時(shí)，支持在線(xiàn)存儲容量擴展，擴容無(wú)需應用改造，擴容進(jìn)度支持可視化跟蹤。
3、一階段實(shí)施過(guò)程中的挑戰：
“統一用戶(hù)管理”作為首個(gè)接入試點(diǎn)的應用，在一階段實(shí)施過(guò)程中先后遇到數據庫語(yǔ)法不兼容如何解決、如何制定拆分方案、分布式事務(wù)如何解決等問(wèn)題，并一一攻克。
1）從PostgreSql到DRDS
應用原有數據庫選型為PostgreSQL，而DRDS目前僅可以無(wú)縫對接Mysql。因此，應用首先要完成數據庫切換并解決數據庫間Sql方言或特性差異的問(wèn)題。
開(kāi)發(fā)團隊從代碼邏輯入手，全面替換了不兼容的數據類(lèi)型，并在功能測試中不斷分析SQL執行效率并進(jìn)行細致優(yōu)化，為應用后續接入DRDS做好充分準備。
2）分庫分表拆分規則
應用存在若干千萬(wàn)級的核心大表，在遷移到DRDS時(shí)應根據“確定業(yè)務(wù)主體——尋找關(guān)鍵字段——計算分庫分表數”三步原則處理。
以工單操作屬性表為例，該表所有操作圍繞“工單操作”進(jìn)行，因此選定applyopid（工單單號）為拆分鍵。未來(lái)預估此表1-2年的數據總量為六千萬(wàn)行，根據以下公式可得此表需按照分庫且每個(gè)分庫兩個(gè)分表執行：
單庫物理分表數 = CEILING（60,000,000 / （ 1 * 8 ） / 5,000,000） = 2
圖3——分庫分表規則說(shuō)明
3）分布式事務(wù)實(shí)踐—全局事務(wù)服務(wù)（Global Transaction Service，簡(jiǎn)稱(chēng) GTS）
在對應用的幾張核心大表進(jìn)行拆分后，原本存儲在單庫單表里面的數據分散到了多庫多表里，因而應用在對相關(guān)數據進(jìn)行寫(xiě)操作時(shí)會(huì )涉及到分布式事務(wù)的問(wèn)題。
分布式事務(wù)管理的傳統解決方案是基于XA協(xié)議的兩段提交方式，需要進(jìn)行針對性的開(kāi)發(fā)，對已有業(yè)務(wù)邏輯有較大侵入，且性能較差。
經(jīng)過(guò)綜合評估后，決定引入阿里云的全局事務(wù)服務(wù)GTS。GTS具有接入簡(jiǎn)單、與DRDS無(wú)縫銜接、對業(yè)務(wù)邏輯無(wú)侵入的特性，有效地解決了由數據庫拆分引發(fā)的一系列事務(wù)控制問(wèn)題。
圖4——“統一用戶(hù)管理”系統接入GTS部署示意圖
四、建設歷程
一階段于今年2月上旬立項，春節后正式開(kāi)始實(shí)施，在浙江移動(dòng)和阿里云雙方精誠合作下，前后僅用了1個(gè)多月的時(shí)間就將試點(diǎn)應用成功發(fā)布上線(xiàn)。期間重大工程里程碑如下：
- 2018年2月上旬，在春節前完成立項，春節后項目正式啟動(dòng)。
- 2018年3月底，系統成功將數據庫遷移至MySQL。
- 2018年4月底，系統完成生產(chǎn)數據割接并正式接入DRDS。
五、延展思考
本次合作是中國移動(dòng)集團內部首次與業(yè)界先進(jìn)互聯(lián)網(wǎng)公司的深度技術(shù)合作，在踐行集團“可監可管可運維”理念的基礎上，通過(guò)一階段試點(diǎn)業(yè)務(wù)的改造實(shí)踐，在組件能力、運維模式、運維工具、集成方案等方面磨合、積累、沉淀了寶貴的經(jīng)驗，也在項目協(xié)作、架構匹配上，初步驗證了浙江移動(dòng)與互聯(lián)網(wǎng)公司先進(jìn)技術(shù)、理念相結合的可行性，為后續二、三階段在浙江移動(dòng)的核心系統上開(kāi)展更加深入的試點(diǎn)工作奠定了堅實(shí)基礎。
