《管理信息系统应用自动化部署及容量自适应技术架构设计与研究》开题报告.doc

中国移动集团级重点研发项目（含联合项目） 开题报告 一、项目编号及名称： 管理信息系统应用自动化部署及容量自适应技术架构设计与研究 二、项目组： （注，如该项目为联合项目，需区分牵头单位和协助单位；如为集团重点项目，仅填写该项目承担单位即可，无须区分牵头和协助单位） 三、课题背景和意义 目前，中国移动管理信息系统正着力推进“一网多包”式IT集中化改造提升，具体通过构建一张新型的IP/IT信息化服务网、创新两类灵活的IT服务包、打造一个全面的运营体系，同时加强研发体系的建设与完善，最终实现“一网多包”模式的集中化目标，推动管理信息系统整体向云计算的演进。 “一网多包”中的IP/IT支撑网为上层服务包提供应用开发、测试、部署、运行等阶段需要的共有基础能力，包括基础资源、基础应用、统一保障及开发测试平台等。随着集中化建设进程的逐步推进，支撑网中沉淀的模块将不断丰富，服务包接入数量将不断增长，应用系统的部署复杂程度、部署频度及运维复杂度都会大幅提升。传统的应用部署过程及静态的容量设置方式无法满足高效、动态、智能化的集中化管理需求： 目前的生产及测试环境的应用部署过程基本依靠系统集成商、测试人员或运维管理人员手工操作，往往会出现效率低下、可控性差、出现人为失误等问题。上述问题在应用部署频繁的集中化平台中尤为突出和明显。 目前，应用的容量规划及扩展方式基本依靠系统建设与运维人员的静态计算与经验总结，具体操作基于人工步骤完成。在集中化平台上，由于访问用户数量激增，传统方式存在资源利用率低、响应不够及时、运维效率低下等问题。 自动化部署（auto-deployment）及容量自适应（auto-scaling）是云计算技术体系中的重要组成部分。Amazon、Google等云服务提供商，均提供高度自动化的应用部署以及面向服务水平协议（SLA）的弹性容量能力，一方面降低云服务提供商的运营成本，一方面提高面向客户的服务效率与质量。在“一网多包”的集中化云计算平台中，同样可以通过引入相关技术提高IP/IT支撑网的能力与价值。本课题将对上述技术进行重点研究：一方面针对自动化部署，研究基于虚拟机的基础设施资源池环境下，如何利用自动化部署技术实现模板化、用户可定制的应用系统快速部署能力，实现测试、生产环境部署过程的自动化和标准化；另一方面，本课题研究容量自适应的技术架构体系，即如何通过系统负载预测、SLA监控、动态扩容策略、各层资源弹性管理等实现应用系统的按需容量调整，满足服务质量要求，提高资源利用率。 通过在IP/IT支撑网中逐步引入和扩展应用的自动化部署及容量自适应能力，可以加快交付效率、提高专业化服务水平，实现对一网多包应用环境的高效交付和可管可控，从而提升运维效率与质量。 四、课题研究目标 为提升“一网多包”集中化架构的应用交付效率及专业化服务水平，本课题将对云计算技术体系中的自动化部署（auto-deployment）及容量自适应（auto-scaling）技术进行重点研究。本课题将开展关键技术和主流产品的调研分析，进行自动部署的功能架构和关键流程设计，及容量自适应的技术体系设计和关键算法研究，并构建原型平台完成原型验证。 五、课题研究内容（包括研究总体框架、难点及解决方案、主要技术方案和关键技术等） 5.1 研究总体框架 本课题的研究内容主要包括如下四方面： 1) 应用自动化部署及容量自适应的关键技术调研和分析 - 分析和比较自动化部署的关键技术和产品：对相关的核心技术进行调研和分析，如数据库、中间件等基础应用组件的部署自动化、组件间连接的模板定义及实现、基于镜像的环境基线的实现和维护等。对业界相关的主流产品进行研究和分析，分析的角度包括功能完备性、技术先进性等方面。 - 分析和比较应用容量自适应的关键技术和产品：对相关的核心技术进行文献调研和分析，如系统负载预测、应用模式建模、资源弹性管理、容量伸缩调度策略等。对相关的业界主流产品进行研究和分析。 2) IP/IT支撑网应用系统自动化部署的功能架构和业务流程设计 - 功能架构设计：研究生产及测试环境自动化部署的功能架构与能力需求，如自动化介质安装、自动化脚本（包括安装脚本、配置脚本等）管理、配置模板设计等； - 业务流程设计：规划从开发环境申请、开发环境配置供应、测试环境申请、测试环境部署配置提交到上线申请、生产环境部署配置的业务流程，涵盖流程各环节涉及的主要内容和活动。 3) IP/IT支撑网应用容量自适应的体系架构设计和关键算法研究 - 体系架构设计：研究实现容量自适应能力的整体系统架构与方案； - 关键技术研究：参考现有研究成果及主流产品的技术特性，针对管理信息系统的实际应用特点，对应用容量自适应的关键算法（如应用负载预测、应用系统建模、容量调度策略等）进行