面向業務的自動化運維管理探究

李威 顧海林

(國網遼寧省電力公司信息通信分公司,遼寧沈陽 110032)

面向業務的自動化運維管理探究

李威 顧海林

(國網遼寧省電力公司信息通信分公司,遼寧沈陽 110032)

管理云計算、大數據等互聯網新技術為企業的IT運維管理帶來了新的機遇和挑戰,而隨著管理的上收,電力信息化系統需要實現資源的自動化運維。

自動化運維

1 變革中的國家電網信息化系統

隨著國家電網公司信息通信融合、信息化SG-ERP工程建設、應用的不斷深入,信息系統已經融入到了電網企業生產經營的各個部分,信息化工作不再僅僅是生產經營的支撐活動,而已經成為生產經營環節不可缺少的組成部分。成為保障企業安全生產的重要因素。信息系統運維工作作為企業信息化工作的主要組成部分,肩負著保障信息系統安全、可靠運行,確保信息系統在企業生產經營發揮重要作用的重大使命。建設安全穩定、架構合理、功能完備,標準規范”的信息系統運維綜合監管平臺,將有力地提高運維服務的工作效率和質量。

2 運維管理現狀與焦點

狹義上的IT運維管理也就是我們通常說的網絡管理,它是監督、組織和控制網絡通信以及信息處理所必需的各種活動,包括設備監控、應用與業務監控、網絡接入安全、信息安全、人員監控、業務優化、大數據分析等多個層面。隨著云計算、SDN、Web 3.0等技術及潮流的成熟落地,企業系統規模的不斷擴大,業務應用的持續增加,其IT基礎設施的架構越來越復雜。越來越多的企業CIO已經意識到,從業務的角度對技術進行整合或者像業務一樣運營管理IT變得越來越重要。否則將難以勝任新形勢的業務需求,并且極有可能陷入不斷投入黑洞。

國家電網公司數據通信網絡及信息業務系統以往主要采用各省分散建設、分級管理的管理模式,各級單位技術體制、層次結構、配置標準、運行策略、維護模式等存在明顯差異。

流程體系建設是信息系統運維工作的核心。通過流程體系的規范化標準化建設,明確各層級、各部門在數據通信網及信息系統的角色等為、程序步驟、職責內容、工作標準、輸出成果等,一方面,理順業務協作關系,推進數據通信網及信息系統的穩定、安全、高效運轉,另一方面,也為后續信息系統運維建設和考核體系建設提供基礎和依據。

目前,公司數據通信網及信息系統難以實現全網監控、調度與資源管理的最大技術性障礙在于IT系統的缺失,而相關的組織職責落實、流程運轉協同、工作考核評價等工作,也受制于IT系統的全面支撐。因此,在國家電網數據通信網改造工作將近完成之時,有必要盡快啟動面向全網及信息系統業務的綜合運維管理平臺的建設工作。

綜合運維管理平臺建設的目標是:建立一個集中的,適應國網公司實際業務需求的支撐系統,對各類、各層級運維管理系統實現信息集成交互和功能整合重構,實現全網性業務監控、全網性配置調度和全網性資源管理,提升運維管理的標準化和科學化水平,提高網絡運維效率和運維質量,為實現網絡運維管理從分散管理演變為集中管理,實現事件及時發現、業務快速部署、故障快速處理、資源透明可控、業務綜合保障提供技術手段的基礎。

3 新技術趨勢

IT正從輔助工具向業務引擎演進, IT管理也出現了新的趨勢。

3.1 趨勢一:IT管理的負責人級別不斷提升

隨著IT業務的重要性不斷提升,IT管理的重點也不斷向業務傾斜。出現了針對主機的管理,針對服務器的管理,針對數據庫和中間件的管理,這也就是人們常說的業務管理系統BSM。IT管理的負責人由網絡維護責任人提升為企業管理層領導。IT管理作為企業的核心業務,已經成為了一個系統工程。IT管理責任直接由企業的CIO承擔。為了提升IT管理效率,減少IT管理的隨意性和不可控環節,減少IT管理者個人技能水平的差異對IT管理的影響,實現對IT管理進行量化評估,業內先進的過程管理方法論被直接運用到了IT管理里。從設定IT目標到IT的關鍵流程設計與KPI制定, 從IT關鍵信息采集到IT信息及IT管理員信息的大數據挖掘和智能分析,形成IT和企業業務的決策指導,并對參與IT管理的人員進行績效評分,從而達成IT管理過程的持續改進。

在這個演進過程,IT管理的負責人級別越來越高,管理維度從開始的網絡管理到業務管理,再進一步提升為針對人的管理。傳統網管、BSM、ITSM三者間相互依存,統一協調成為IT管理團隊上下拉通的有效手段。

3.2 趨勢二:移動辦公成為IT管理的新關注點

當前針對終端的管理日益重要,為了保障企業IT系統的穩定,保障企業核心信息的安全,,身份認證、病毒檢查、補丁檢查、黑白軟件管理、用戶行為審計成為了企業IT管理的必要需求,并在金融、能源電力、企業、政府等機構獲得了廣泛的應用。

BYOD需求在未來幾年會日益高漲,企業員工希望在家里或出差期間也能及時處理企業的緊急業務。不再拘泥于PC或筆記本電腦,實現隨時隨地接入、辦公、視頻通訊、文件共享等等,這種“酷”的工作方式已經成為現實。

然而對IT管理者而言,讓終端接入更加方便、安全、可控成為新IT管理的又一主要任務。他們要關注網絡的接入安全,企業信息安全,避免外來人員竊取企業核心機密信息或帶來網絡安全風險。

3.3 趨勢三:IT運維管理向自動化方向發展

目前IT涉及的資源包含網絡、計算、存儲、軟件及中間件等多種資源,如何構建面向應用的網絡,如何實現IT業務的快速開通、快速調整、資源快速回收成為當前IT管理的焦點。然而面對數量眾多的網絡設備、服務器、網絡業務,通過人工實現IT業務的按需調配困難重重。

同時,企業越來越多的應用到虛擬化技術。虛擬化技術實現了軟件與硬件資源的解耦。但如何將這些分散而又相互關聯的資源統和起來為業務服務？如何管理這些繁雜的對象？只有一條路,實現“IT自動化管理”。只有“IT自動化管理”才能夠將眾多繁雜的資源統一監控、統一調度、快速部署、快速調整統一回收。未來的IT管理一定是自動化智能管理的天下。

4 自動化運維架構分析

云計算、大數據等互聯網新技術為企業級IT管理帶來了更多的機遇與挑戰,同時對IT運維管理系統在管理策略、技術架構、產品性能和操作體驗等方面提出新的能力要求。如何通過這些能力切實地為客戶解決信息共享、資源整合、業務快速部署和業務有效保障等IT管理需求,我們來看新技術架構如何引領IT運維管理革新。

4.1 面向云端的體系架構

云計算時代的IT運維管理系統和平臺應以全面開放作為自己的體系架構目標。IT運維管理系統應可視為一個基礎信息和服務提供平臺,提供和開放文件存儲管理、關系型數據管理(RDBMS)、非關系型數據管理(NoSQL)、倒排索引管理(Inverted Index)、通用消息隊列管理等一系列平臺服務,及資源管理、用戶管理、故障管理、連接管理等各層次的業務功能服務。用戶可以通過IT運維管理系統提供的豐富接口,提取有價值的信息和功能整合到自己的系統中,形成自己的業務管理與監控平臺。

新一代的IT運維管理系統應基于面向服務和擴展的體系架構,通過精簡、優化和重構原有各類平臺服務和業務功能服務,并將其封裝為不同粒度的REST(REpresentational State Transfer,表征性狀態遷移)Web服務并對外開放。對主流網絡設備廠商的各類型網絡設備命令行、SNMP、NETCONF提供一致的配置與協議處理,在異構應用系統間提供序列化對象、XML、JSON、ASN.1等各類消息的通信與轉換。使用戶能夠充分利用這些服務接口,提取有價值的信息或業務流程整合到自己的應用系統中,將IT系統的價值深入融合到企業的管理中。

4.2 資源自動管理與編排

云計算的部署與應用使網絡規模變大的同時也給IT系統的運維管理和控制帶來新的要求。運維管理系統需要能夠將云計算基礎設施的各種資源進行虛擬化,為數據、計算能力、存儲以及其他資源提供一致的邏輯視圖來實現資源的池化,并能依靠自動化的手段來對各項資源進行高效地調度、管理和分配。

IT及網絡管理系統需要通過對VMware、Hyper-V、KVM、Xen等多種虛擬化技術的抽象進行統一管理,并配合支持M D C (Multitenant Device Context,多租戶設備環境)、VCF(Vertical Converged Framework,縱向虛擬化技術架構)的網絡設備,提供資源管理、拓撲計算、故障檢測和性能監控方案,滿足不同架構的虛擬化應用和管理要求。

在完善虛擬化管理能力的同時,IT及網絡管理系統更應著重加強自動化管理與配置功能。以全新的自動化編排方案,協助用戶進行應用資源的合理分配,自動發現各種物理和虛擬資源,將其納入網絡和計算資源池,同時還可以將網絡資源、計算資源進行切片,基于業務需求進行資源的分配和組合。

4.3 隨需而變

國家電網公司IT及網絡管理系統的用戶往往已經在使用著自己已有的ERP、CRM、員工自助等各類型IT系統。基于員工使用成本及學習曲線方面的考慮,企業級用戶往往希望新的IT及網絡管理應用系統與已有系統的界面外觀、功能描述、操作體驗保持一致。

“唯一不變的就是變化本身”,在IT網絡系統的管理與應用中,同樣適用。因而IT運維管理系統應該能夠做到便捷地按需定制,即能夠根據用戶的要求量身剪裁,使系統的界面外觀、功能描述、操作體驗更加貼近和符合用戶的既有使用習慣。

靈巧的IT運維管理系統中應提供可定制的界面主題框架、內容展示配置框架和服務運維管理框架,從而實現對界面風格、背景圖、配色、圖標、功能導航欄、窗口視圖、內容組織、業務流程及實現方式進行自由地定制和調整,滿足國家電網公司用戶對于管理界面的功能、風格,實現更個性化的管理需求,達到隨需而變的目標。真正地踐行著“您無需改變習慣,我們為您的習慣而改變”的設計和服務理念。

5 實踐

像業務一樣運營IT是CIO共同目標,它的目的是保障業務服務質量,提高IT對業務的貢獻,最終實現從單純的支撐部門轉變為業務增長的引擎。這項工作對于很多企業的IT部門來說,這都是極富挑戰性的。因為IT部門受到很多既有的應用、技術、技能和習慣的限制。在IT與業務的整合程度上來說,理想與現實尚存在差距,情況并不盡人意。不少企業已經實施或正在計劃部署云計算相關系統,但通常只是提高了IT部門的工作效率,并未產生效益,這與“重工具、輕管理”的思想殘存不無關系。

從技術上來說,要實現上述目標,可以按照以下三個步驟來完成(如圖1所示)。

5.1 融合

這是構建貼合業務的IT系統的第一步。融合管理的理念不是在云計算之后才有的,但云計算使融合管理成為必然。早在幾年前,IT管理員們就發現,當IT越來越成熟,其承載的企業業務系統日趨復雜,單一、面向功能的管理系統由于標準不一、各自為政,一旦企業IT設施發生變化或用戶核心業務進行調整,往往很難適應。一般而言,在底層的IT基礎設施一般包括網絡、存儲、服務器(物理/虛擬)、動力環境等,深層次的配置、故障處理可以由各自的管理系統完成,但需要有一個統一的界面完成監視、告警等數據的呈現(如圖2所示)。很難想象,一旦某項業務出現問題,管理員需要手動或依次在各個環節進行定位、排錯,這樣的管理模式只能說達到資源的整合,但未達到資源管理的“水乳交融”。

融合的IT基礎架構管理顯得越來越重要,IT管理員不僅可以在一個平臺上了解各種IT資源的狀態和利用情況,還可以進行資源的按需調配。

5.2 虛擬化

虛擬化就是把物理資源轉變為邏輯上可以管理的資源,以打破物理結構之間的壁壘,該技術將存儲、網絡連接和計算等資源有機地結合到一起,創建了一個數據中心的更加融合的基礎架構。虛擬化技術在數據中心里不斷增長的應用已成為不爭的事實,通過虛擬化能夠減少物理設備的數量,降低能耗,并且增加數據中心的靈活性,從而減少數據中心的整體擁有成本。

但虛擬化在簡化數據中心結構的同時也給管理帶來了新的難題。由于虛擬化用多個物理實體創建一個邏輯實體,或者用一個物理實體創建多個邏輯實體,真實的物理實體對外具有不可見的特點,對日常的運維管理提出了挑戰。如今,在存儲、網絡、服務器、應用系統等各領域的虛擬化技術已經相對成熟、標準(如圖3所示)。

困擾之處在于如何將這些不同類型的虛擬化技術貫穿起來。值得慶幸的是,已經有一些標準、方案在致力于改進它們之間的聯系,如物理交換網絡和服務器內的虛擬交換網絡之間的協同。隨著服務器虛擬化技術的大規模應用,網絡和服務器的邊界變得模糊,還引發了新的問題——網絡及計算資源的調度問題。在創建虛擬機或虛擬機遷移時,VM主機能否正常運行,不僅需要在服務器上的資源合理調度,還需要網絡連接的合理調度。網絡管理者必須確認當物理服務器運行虛擬機時,同樣的交換機端口也被分配給了虛擬機使用的虛擬局域網,同樣的配置包括ACL和QoS等網絡配置。管理人員可以實時輪詢相關的遷移建議在管理系統中手工執行遷移建議或設置參數自動觸發遷移建議,以保障網絡配置能夠正確及時遷移。上述流程如圖4所示。打通網絡、計算之間的隔閡,實現資源的融合管理和智能調度,將是實現數據中心基于業務調度,并最終實現自動化的關鍵。

5.3 自動化

在上述兩個階段之后,還有最重要的一個步驟——自動化。自動化是一個比較大的概念,要一一說清可能會大費周章,但我們的目的是明確的,歸根到底,就是要“向管理要效益”,要轉變大多數企業中IT部門的從屬、“工具性”角色,和企業業務緊密的結合起來。從這個角度說,自動化就是通過IT管理使得IT更加智能,保障業務安全順利地開展,平衡 IT資源與 IT 需求,提高敏捷性以快速應對新的業務要求。

舉個例子,企業組織就像生物有機體一樣,各業務部門就像心臟、大腦、胃、四肢等器官,它們都有固定的隔膜、外形。自動化階段的IT,就像食物、水、氧氣、化學物質等基本養分。雖然器官的隔膜有足夠的結構和強度,但是并不妨礙基本養分暢通無阻地穿過,使整個IT與業務真正融為一體。

當前,自動化不像融合、虛擬化相對成熟,該領域正在進行深刻的變革,Openflow、SDN等技術實際上都是為了解決這個問題。為了屏蔽不同廠商、不同型號設備的差異,使IT管理員聚焦在服務本身,必須要作到對資源及業務的快速開通,如圖5示意。在云時代的數據中心環境中,以開通一項Web應用為例,從客戶接入設備(用戶認證信息、VPN資源)、承載網設備(ACL、QoS資源)、數據中心設備(VLAN資源)上分別進行配置,打通管道,最后在服務器上建立虛擬機,分配存儲資源并搭建應用,這就要求管理系統建立一種機制,將各種資源提供的能力抽象出來,從業務的角度部署、監控和評估,幫助用戶擺脫業務規劃、實施、變更和監控的管理復雜性,提高服務提供者響應云服務需求的業務快速部署能力,最大限度地提高服務提供者的在基礎設施建設中的投資價值。

H3C iMC智能管理中心從2007年發布第一個版本到最新發布的V7版本,剛好契合了上述的三個步驟(如圖6所示)。

在繼承iMC V5的虛擬化管理能力上,iMC V7基于HTML5架構,提供了全新的自動化編排方案,可以自動發現各種物理和虛擬資源,將其納入網絡、計算資源池,合理進行資源分配。同時iMC V7可以將網絡資源、計算資源進行切片,基于業務要求進行資源的分配和組合,如圖7所示,具體包括:

提供設備能力模型集,屏蔽配置復雜性;

將設備能力提取、抽象、封裝為可編排調度的服務接口;

自動化編排,實現IT業務快速交付與變更,并提供第三方接口。

6 結語

新一代的IT運維管理系統應以云計算環境下的服務體系架構設計,最大化系統的可伸縮性和可擴展性,并提供資源的統一管理與服務編排、操作體驗與業務流程定制、各種主流訪問客戶端中適宜及一致的使用效果、便捷的內容發現與檢索、業務數據的挖掘與應用等各項能力。

IT發展到云時代,已經沒有人否定其重要性,但企業IT部門尚不能沾沾自喜。統一融合、虛擬化等絕大多數的新技術、新方法只能為企業提高效率,而真正提高效益的工作,仍集中在業務部門中,IT仍只是支撐的手段。唯有構建高度自動化的IT運營管理系統,才能使得企業的IT站在決策指導的高度,為企業效益的提高貢獻力量。

[1]《基于ITIL的IT服務管理基礎篇》.清華大學出版社.

[2]《H3C智能管理中心技術白皮書》.

[3]《網絡管理維護大師》.四川電子音像出版中心出版.

李威(1980—),男,碩士,高級工程師;顧海林(1971—),男,碩士,高級高級工程師。