如何將上億人持續使用的電信IT平臺架構，從單套式架構轉移到微服務(wù)架構，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)現平移搬遷策略
Verizon采取工作負載平移（Lift and Shift）策略，來(lái)進(jìn)行IT架構大翻新。先將系統元件利用容器打包，部署在PaaS平臺上執行，讓檔案及外部整合介面繼續在舊有平臺上執行。圖片來(lái)源／Verizon
早在15年前，Verizon就已經(jīng)開(kāi)始著(zhù)手數位轉型，瞄準改善通話(huà)品質(zhì)以及語(yǔ)音服務(wù)。這家在2016年營(yíng)收1，260億美元、全美國使用人數1.14億人的美國電信巨頭Verizon，很早就開(kāi)始翻新IT架構，采用現代化IT技術(shù)，來(lái)取代舊有的大型主機架構。
對Verizon，現代化IT架構有4大優(yōu)點(diǎn)。第一是應用程式部署頻率增加，更能順應市場(chǎng)變化。再者，當系統停擺之時(shí)，恢復正常運作的速度也更快。第三是更新、翻修系統時(shí)，可減少失敗的次數，最后一項好處是縮短應用程式交付時(shí)間。IT架構能更有彈性，開(kāi)發(fā)人員可以實(shí)驗新功能，也為轉型奠定基礎。
不過(guò)，要撐起超過(guò)1億人電信服務(wù)的IT架構，改變何嘗簡(jiǎn)單，可預期的是投入大筆時(shí)間及金錢(qián)，卻無(wú)法預料隨之而來(lái)的風(fēng)險及實(shí)際效益。即使如此，Verizon仍決定再一次翻新資訊架構，將這個(gè)花了十多年打造的單套式（Monolithic）應用程式IT架構，轉移至微服務(wù)架構。
Verizon數位基礎架構資深經(jīng)理Malik Sayed解釋?zhuān)琕erizon決定從入口服務(wù)搜尋服務(wù)VZSearch開(kāi)始，作為導入微服務(wù)的切入點(diǎn)。雖然VZSearch只是一個(gè)基礎搜尋服務(wù)，但是對旗下用戶(hù)體驗卻有相當重要影響，「不希望用戶(hù)因為搜尋功能無(wú)法滿(mǎn)足其需求而聯(lián)絡(luò )客服人員。」
這個(gè)搜尋應用程式就像許多傳統應用程式，不僅是單套式架構，也建置在封閉商用軟體平臺上運作。Malik Sayed表示，既有平臺為營(yíng)運帶來(lái)了三大挑戰。第一挑戰是應用程式環(huán)境被綁死，即使現在已經(jīng)許多企業(yè)開(kāi)始使用DevOps、敏捷開(kāi)發(fā)，該功能的開(kāi)發(fā)人員還是得靠瀑布式開(kāi)發(fā)流程，「這也讓Verizon的開(kāi)發(fā)流程很難導入自動(dòng)化。」他表示。
再者是難以利用云端帶來(lái)的便利，Malik Sayed表示，許多老舊應用程式都有各自的固定IP位址，不能享受隨需水平擴充功能外，想要更新應用程式也很困難，「開(kāi)發(fā)者必須將所有環(huán)境組態(tài)都調整為一致。」最后是應用程式架構在封閉平臺所帶來(lái)的封閉性，讓架構轉型成云端原生應用的任務(wù)經(jīng)常碰壁。
Verizon決定從入口服務(wù)搜尋服務(wù)VZSearch開(kāi)始，作為導入微服務(wù)的切入點(diǎn)，肩負將這個(gè)應用程式現代化任務(wù)的Verizon數位基礎架構資深經(jīng)理Malik Sayed表示，在系統架構翻修上，考慮成本及時(shí)間權衡，Verzion決定導入工作負載平移的革新策略，將此應用程式劃分成各個(gè)微服務(wù)，打包成容器后在OpenShift上執行。
靠容器解決軟體相依性，并改善硬體使用效率
也因此，肩負這個(gè)應用程式現代化任務(wù)的Malik Sayed，有許多重要目標得完成。首先是減輕各軟體相依性，靠容器技術(shù)將各應用程式可獨自運作，「在搬遷到云端時(shí)，不要花費過(guò)多時(shí)間重新撰寫(xiě)程式碼。」再者是加速開(kāi)發(fā)流程的進(jìn)行。除了快速建立開(kāi)發(fā)、正式環(huán)境，導入CI/CD工作流程，還要讓打造自助式IT服務(wù)，增加開(kāi)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，浪費許多硬體資源，這是個(gè)嚴重的問(wèn)題。」
最后則是大幅度引入開(kāi)源技術(shù)，避免Verizon被特定廠(chǎng)商所綁死，降低應用程式與基礎架構相依性，加速應用程式在公有云、私有云間的搬遷作業(yè)。
3種架構轉換方式，Verizon選擇平移策略
在系統架構翻修上，Verizon總共考慮過(guò)3種策略。第一種是將工作負載平移（Lift and Shift）到新平臺運作，將系統元件利用容器打包，部署在PaaS平臺上執行，讓檔案及外部整合介面繼續在舊有平臺上執行。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)系統也能獨立進(jìn)行部署。
第二個(gè)策略則是將現有系統重構（Refactoring），不更動(dòng)舊有系統，而是靠額外實(shí)作的應用程式層補足新功能。但Verizon分析，老舊系統很難進(jìn)行些微更動(dòng)，部分元件修改就會(huì )影響到系統整體架構。最后則是整套系統重新開(kāi)發(fā)，舍棄掉舊功能，所有系統介面都得重寫(xiě)。但此做法最大的問(wèn)題在于，新平臺將不再獲得任何技術(shù)支援，而開(kāi)發(fā)人員過(guò)去累積的能力等同歸零。同時(shí)這個(gè)策略，也會(huì )耗費最多金錢(qián)及時(shí)間。
考慮成本及時(shí)間權衡下，Verzion決定導入工作負載平移的革新策略，將此應用程式劃分成各個(gè)微服務(wù)，打包成容器后在OpenShift上執行。
而此搜尋應用程式VZSearch重新架構成微服務(wù)的過(guò)程，可以細分成3個(gè)關(guān)鍵步驟。首先，開(kāi)發(fā)團隊要將既有的應用程式分別拆開(kāi)，將其轉換成Docker容器以及Dockerfile。Verizon認為，這個(gè)步驟耗費最多功夫，必須大量花費時(shí)間，重新定義容器映像檔每層的內容，重頭開(kāi)始替每個(gè)系統元件開(kāi)發(fā)專(zhuān)屬的Dockerfile。
將應用程式劃分之后，就是一一部署至OpenShift平臺之上。值得注意的是，每一個(gè)應用程式節點(diǎn)都部署了一個(gè)專(zhuān)屬容器。Verizon解釋?zhuān)辉趯胄录夹g(shù)的初期，必須讓內部人員了解運行容器的優(yōu)點(diǎn)，「藉此加速業(yè)務(wù)的交付速度。」最后一個(gè)步驟，就是讓Docker映像檔，轉換成相容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(xiě)，「讓模板在專(zhuān)案開(kāi)發(fā)中可被重復利用。」
靠容器實(shí)現自助式IT，部署時(shí)間從周縮短到秒
雖然Verizon的微服務(wù)架構從這個(gè)基本的搜尋功能起頭，總共花費了2個(gè)月時(shí)間重新架構，不過(guò)Malik Sayed認為，它的確達到最初所規畫(huà)的目標。他表示，劃分各個(gè)系統元件部署在Docker容器中執行，「帶來(lái)最大的好處是可以隨需建置系統環(huán)境。」另外，開(kāi)發(fā)者也可以使用自助服務(wù)，大幅降低基礎架構的建立時(shí)間。Malik Sayed表示，在傳統應用程式環(huán)境中，光是申請基礎架構，到最后完成建置，就必須花上1個(gè)禮拜至1個(gè)月，「現在只需要輕松點(diǎn)幾個(gè)按鍵，就能完成容器基礎架構建置，這才是真正的隨需擴充。」
同時(shí)，將系統切割成各獨立運作的微服務(wù)后，也直接減低Verizon維持基礎架構運作的成本。在白天時(shí)，基礎架構需要調配更多資源應付系統請求，反之，夜晚時(shí)只需要部分伺服器就足夠，「水平擴充功能直接對營(yíng)運成本產(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(chǎng)商綁定的風(fēng)險，「容器讓我們可以跨云運作。」
在Verizon踏入微服務(wù)架構的過(guò)程中，其中兩個(gè)關(guān)鍵是將系統劃分成各子系統，并且利用容器打包，再者是利用外部廠(chǎng)商PaaS解決方案執行容器，達到跨云運作。Verizon表示，面對相異環(huán)境及應用程式，導入容器化都不是件容易的事，「它有很多好處，但最初導入仍相當是困難。」
