如何將上億人持續(xù)使用的電信IT平臺(tái)架構(gòu)，從單套式架構(gòu)轉(zhuǎn)移到微服務(wù)架構(gòu)，美國電信巨頭Verizon只花了60天，關(guān)鍵就是靠容器技術(shù)實(shí)現(xiàn)平移搬遷策略
Verizon采取工作負(fù)載平移（Lift and Shift）策略，來進(jìn)行IT架構(gòu)大翻新。先將系統(tǒng)元件利用容器打包，部署在PaaS平臺(tái)上執(zhí)行，讓檔案及外部整合介面繼續(xù)在舊有平臺(tái)上執(zhí)行。圖片來源／Verizon
早在15年前，Verizon就已經(jīng)開始著手?jǐn)?shù)位轉(zhuǎn)型，瞄準(zhǔn)改善通話品質(zhì)以及語音服務(wù)。這家在2016年?duì)I收1，260億美元、全美國使用人數(shù)1.14億人的美國電信巨頭Verizon，很早就開始翻新IT架構(gòu)，采用現(xiàn)代化IT技術(shù)，來取代舊有的大型主機(jī)架構(gòu)。
對(duì)Verizon，現(xiàn)代化IT架構(gòu)有4大優(yōu)點(diǎn)。第一是應(yīng)用程式部署頻率增加，更能順應(yīng)市場(chǎng)變化。再者，當(dāng)系統(tǒng)停擺之時(shí)，恢復(fù)正常運(yùn)作的速度也更快。第三是更新、翻修系統(tǒng)時(shí)，可減少失敗的次數(shù)，最后一項(xiàng)好處是縮短應(yīng)用程式交付時(shí)間。IT架構(gòu)能更有彈性，開發(fā)人員可以實(shí)驗(yàn)新功能，也為轉(zhuǎn)型奠定基礎(chǔ)。
不過，要撐起超過1億人電信服務(wù)的IT架構(gòu)，改變何嘗簡單，可預(yù)期的是投入大筆時(shí)間及金錢，卻無法預(yù)料隨之而來的風(fēng)險(xiǎn)及實(shí)際效益。即使如此，Verizon仍決定再一次翻新資訊架構(gòu)，將這個(gè)花了十多年打造的單套式（Monolithic）應(yīng)用程式IT架構(gòu)，轉(zhuǎn)移至微服務(wù)架構(gòu)。
Verizon數(shù)位基礎(chǔ)架構(gòu)資深經(jīng)理Malik Sayed解釋，Verizon決定從入口服務(wù)搜尋服務(wù)VZSearch開始，作為導(dǎo)入微服務(wù)的切入點(diǎn)。雖然VZSearch只是一個(gè)基礎(chǔ)搜尋服務(wù)，但是對(duì)旗下用戶體驗(yàn)卻有相當(dāng)重要影響，「不希望用戶因?yàn)樗褜すδ軣o法滿足其需求而聯(lián)絡(luò)客服人員�！�
這個(gè)搜尋應(yīng)用程式就像許多傳統(tǒng)應(yīng)用程式，不僅是單套式架構(gòu)，也建置在封閉商用軟體平臺(tái)上運(yùn)作。Malik Sayed表示，既有平臺(tái)為營運(yùn)帶來了三大挑戰(zhàn)。第一挑戰(zhàn)是應(yīng)用程式環(huán)境被綁死，即使現(xiàn)在已經(jīng)許多企業(yè)開始使用DevOps、敏捷開發(fā)，該功能的開發(fā)人員還是得靠瀑布式開發(fā)流程，「這也讓Verizon的開發(fā)流程很難導(dǎo)入自動(dòng)化�！顾硎�。
再者是難以利用云端帶來的便利，Malik Sayed表示，許多老舊應(yīng)用程式都有各自的固定IP位址，不能享受隨需水平擴(kuò)充功能外，想要更新應(yīng)用程式也很困難，「開發(fā)者必須將所有環(huán)境組態(tài)都調(diào)整為一致。」最后是應(yīng)用程式架構(gòu)在封閉平臺(tái)所帶來的封閉性，讓架構(gòu)轉(zhuǎn)型成云端原生應(yīng)用的任務(wù)經(jīng)常碰壁。
Verizon決定從入口服務(wù)搜尋服務(wù)VZSearch開始，作為導(dǎo)入微服務(wù)的切入點(diǎn)，肩負(fù)將這個(gè)應(yīng)用程式現(xiàn)代化任務(wù)的Verizon數(shù)位基礎(chǔ)架構(gòu)資深經(jīng)理Malik Sayed表示，在系統(tǒng)架構(gòu)翻修上，考慮成本及時(shí)間權(quán)衡，Verzion決定導(dǎo)入工作負(fù)載平移的革新策略，將此應(yīng)用程式劃分成各個(gè)微服務(wù)，打包成容器后在OpenShift上執(zhí)行。
靠容器解決軟體相依性，并改善硬體使用效率
也因此，肩負(fù)這個(gè)應(yīng)用程式現(xiàn)代化任務(wù)的Malik Sayed，有許多重要目標(biāo)得完成。首先是減輕各軟體相依性，靠容器技術(shù)將各應(yīng)用程式可獨(dú)自運(yùn)作，「在搬遷到云端時(shí)，不要花費(fèi)過多時(shí)間重新撰寫程式碼。」再者是加速開發(fā)流程的進(jìn)行。除了快速建立開發(fā)、正式環(huán)境，導(dǎo)入CI/CD工作流程，還要讓打造自助式IT服務(wù)，增加開發(fā)人員的工作效率。
同時(shí)還要改善資源使用效率，「正式環(huán)境80％時(shí)間都處于最小使用量，浪費(fèi)許多硬體資源，這是個(gè)嚴(yán)重的問題。」
最后則是大幅度引入開源技術(shù)，避免Verizon被特定廠商所綁死，降低應(yīng)用程式與基礎(chǔ)架構(gòu)相依性，加速應(yīng)用程式在公有云、私有云間的搬遷作業(yè)。
3種架構(gòu)轉(zhuǎn)換方式，Verizon選擇平移策略
在系統(tǒng)架構(gòu)翻修上，Verizon總共考慮過3種策略。第一種是將工作負(fù)載平移（Lift and Shift）到新平臺(tái)運(yùn)作，將系統(tǒng)元件利用容器打包，部署在PaaS平臺(tái)上執(zhí)行，讓檔案及外部整合介面繼續(xù)在舊有平臺(tái)上執(zhí)行。第一種策略的優(yōu)點(diǎn)在于，以不大型變動(dòng)為前提下，讓各個(gè)系統(tǒng)也能獨(dú)立進(jìn)行部署。
第二個(gè)策略則是將現(xiàn)有系統(tǒng)重構(gòu)（Refactoring），不更動(dòng)舊有系統(tǒng)，而是靠額外實(shí)作的應(yīng)用程式層補(bǔ)足新功能。但Verizon分析，老舊系統(tǒng)很難進(jìn)行些微更動(dòng)，部分元件修改就會(huì)影響到系統(tǒng)整體架構(gòu)。最后則是整套系統(tǒng)重新開發(fā)，舍棄掉舊功能，所有系統(tǒng)介面都得重寫。但此做法最大的問題在于，新平臺(tái)將不再獲得任何技術(shù)支援，而開發(fā)人員過去累積的能力等同歸零。同時(shí)這個(gè)策略，也會(huì)耗費(fèi)最多金錢及時(shí)間。
考慮成本及時(shí)間權(quán)衡下，Verzion決定導(dǎo)入工作負(fù)載平移的革新策略，將此應(yīng)用程式劃分成各個(gè)微服務(wù)，打包成容器后在OpenShift上執(zhí)行。
而此搜尋應(yīng)用程式VZSearch重新架構(gòu)成微服務(wù)的過程，可以細(xì)分成3個(gè)關(guān)鍵步驟。首先，開發(fā)團(tuán)隊(duì)要將既有的應(yīng)用程式分別拆開，將其轉(zhuǎn)換成Docker容器以及Dockerfile。Verizon認(rèn)為，這個(gè)步驟耗費(fèi)最多功夫，必須大量花費(fèi)時(shí)間，重新定義容器映像檔每層的內(nèi)容，重頭開始替每個(gè)系統(tǒng)元件開發(fā)專屬的Dockerfile。
將應(yīng)用程式劃分之后，就是一一部署至OpenShift平臺(tái)之上。值得注意的是，每一個(gè)應(yīng)用程式節(jié)點(diǎn)都部署了一個(gè)專屬容器。Verizon解釋，位在導(dǎo)入新技術(shù)的初期，必須讓內(nèi)部人員了解運(yùn)行容器的優(yōu)點(diǎn)，「藉此加速業(yè)務(wù)的交付速度�！棺詈笠粋�(gè)步驟，就是讓Docker映像檔，轉(zhuǎn)換成相容OpenShift Pod的格式。在此，Verizon的作法是使用OpenShift提供的通用模板進(jìn)行編寫，「讓模板在專案開發(fā)中可被重復(fù)利用�！�
靠容器實(shí)現(xiàn)自助式IT，部署時(shí)間從周縮短到秒
雖然Verizon的微服務(wù)架構(gòu)從這個(gè)基本的搜尋功能起頭，總共花費(fèi)了2個(gè)月時(shí)間重新架構(gòu)，不過Malik Sayed認(rèn)為，它的確達(dá)到最初所規(guī)畫的目標(biāo)。他表示，劃分各個(gè)系統(tǒng)元件部署在Docker容器中執(zhí)行，「帶來最大的好處是可以隨需建置系統(tǒng)環(huán)境�！沽硗猓_發(fā)者也可以使用自助服務(wù)，大幅降低基礎(chǔ)架構(gòu)的建立時(shí)間。Malik Sayed表示，在傳統(tǒng)應(yīng)用程式環(huán)境中，光是申請(qǐng)基礎(chǔ)架構(gòu)，到最后完成建置，就必須花上1個(gè)禮拜至1個(gè)月，「現(xiàn)在只需要輕松點(diǎn)幾個(gè)按鍵，就能完成容器基礎(chǔ)架構(gòu)建置，這才是真正的隨需擴(kuò)充。」
同時(shí)，將系統(tǒng)切割成各獨(dú)立運(yùn)作的微服務(wù)后，也直接減低Verizon維持基礎(chǔ)架構(gòu)運(yùn)作的成本。在白天時(shí)，基礎(chǔ)架構(gòu)需要調(diào)配更多資源應(yīng)付系統(tǒng)請(qǐng)求，反之，夜晚時(shí)只需要部分伺服器就足夠，「水平擴(kuò)充功能直接對(duì)營運(yùn)成本產(chǎn)生影響。」Malik Sayed表示。最后則是利用容器技術(shù)，讓Verizon可以免除被特定廠商綁定的風(fēng)險(xiǎn)，「容器讓我們可以跨云運(yùn)作。」
在Verizon踏入微服務(wù)架構(gòu)的過程中，其中兩個(gè)關(guān)鍵是將系統(tǒng)劃分成各子系統(tǒng)，并且利用容器打包，再者是利用外部廠商PaaS解決方案執(zhí)行容器，達(dá)到跨云運(yùn)作。Verizon表示，面對(duì)相異環(huán)境及應(yīng)用程式，導(dǎo)入容器化都不是件容易的事，「它有很多好處，但最初導(dǎo)入仍相當(dāng)是困難�！�
