數(shù)據(jù)可視化在校園網(wǎng)中的應(yīng)用

■南京農(nóng)業(yè)大學(xué)圖書與信息中心 王露陽

當(dāng)下，高校的信息化建設(shè)已經(jīng)從數(shù)字校園過渡到了智慧校園，隨著高校招生規(guī)模的逐年上升，數(shù)據(jù)資產(chǎn)的規(guī)模也隨之增加，在管理人員的數(shù)量無法同比投入的情況下，傳統(tǒng)的信息化業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)管理模式已經(jīng)無法滿足高校場景的需要。

因此，在大數(shù)據(jù)所帶來的新形勢和新環(huán)境下，建立高校統(tǒng)一大數(shù)據(jù)可視化分析平臺，運用可視化分析、挖掘等手段將“無聲的”數(shù)據(jù)變成“會說話”的有用信息，是提升高校信息化建設(shè)水平的新的著眼點。

高校校園網(wǎng)運維管理現(xiàn)狀

1.目前大部分高校都存在“數(shù)據(jù)孤島”現(xiàn)象。業(yè)務(wù)系統(tǒng)“各自為政”、相互獨立，每天產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)復(fù)雜且增長迅速的數(shù)據(jù)無法共享，隨著數(shù)據(jù)的堆積，致使系統(tǒng)越來越臃腫，而且每套系統(tǒng)要維護(hù)不同的管理賬號，需協(xié)同合作時效率低下。

2.統(tǒng)一數(shù)據(jù)認(rèn)證業(yè)務(wù)平臺建設(shè)面臨的問題。由于建立統(tǒng)一的數(shù)據(jù)認(rèn)證平臺，所有業(yè)務(wù)系統(tǒng)數(shù)據(jù)需統(tǒng)一接入，在實施過程中往往有協(xié)調(diào)困難、需求復(fù)雜多樣等問題。

相對于各個業(yè)務(wù)系統(tǒng)成熟度，做統(tǒng)一認(rèn)證平臺涵蓋所有業(yè)務(wù)系統(tǒng)的平臺技術(shù)尚不成熟，而且涉及多個業(yè)務(wù)系統(tǒng)，如果出現(xiàn)全部顛覆或有失誤，帶來的風(fēng)險較大。

3.數(shù)據(jù)利用率低。未經(jīng)過梳理的無結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)無法進(jìn)行直觀的查詢、瀏覽，隱含在其中的知識和價值很難被利用，縱使各業(yè)務(wù)系統(tǒng)本身具備一定的數(shù)據(jù)可視化功能，但未經(jīng)整合且未面向主題進(jìn)行收集、預(yù)處理、分析計算的數(shù)據(jù)，不能得到有效利用。

綜合上述幾點，本文從運維管理的角度出發(fā)，討論了構(gòu)建統(tǒng)一可視化運維平臺的可能性和具體思路。

校園網(wǎng)運維可視化平臺的構(gòu)建

1.數(shù)據(jù)可視化技術(shù)概念與優(yōu)勢

可視化技術(shù)是以計算機(jī)圖形學(xué)、圖像處理和數(shù)據(jù)分析等基礎(chǔ)學(xué)科為基礎(chǔ)，將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成圖形或圖像，并通過顯示媒體呈現(xiàn)給用戶，同時允許進(jìn)行人機(jī)交互、并行處理等高級操作。數(shù)據(jù)可視化的優(yōu)勢可總結(jié)為以下幾點：

（1）高效

圖1 可視化通用流程

由于人腦對視覺信息的處理要比書面信息容易得多，數(shù)據(jù)可視化技術(shù)使用圖表來總結(jié)復(fù)雜的數(shù)據(jù)，使管理者能夠更快地理解和處理數(shù)據(jù)信息，還可以提供實時信息，便于管理者更快的對業(yè)務(wù)運行情況的變化進(jìn)行評估并響應(yīng)。

（2）可讀性強(qiáng)

大數(shù)據(jù)可視化工具用一些簡單易讀的圖形來體現(xiàn)復(fù)雜、非結(jié)構(gòu)化的數(shù)據(jù)，不同的數(shù)據(jù)源可以通過交互手段以及類似于熱圖、fever charts 等新的可視化表達(dá)方式輕松地被解釋，有助于管理者迅速了解問題并為用戶提供尋找運營和整體業(yè)務(wù)性能之間相關(guān)性的途徑。

（3）可交互性

與靜態(tài)圖表方式相比，數(shù)據(jù)可視化能及時提示風(fēng)險變化。交互式數(shù)據(jù)可視化鼓勵用戶探索甚至操縱數(shù)據(jù)，以發(fā)現(xiàn)其他因素，并讓管理者深入了解細(xì)節(jié)層次，更有效地支撐決策。

目前應(yīng)用較廣的主流可視化手段主要有基于專業(yè)分析軟件的可視化、基于Web 技術(shù)的可視化。專業(yè)軟件根據(jù)用途不同有Weaver、Palantir 和Tableau 等，網(wǎng)絡(luò)組件技術(shù)主要采用Java、C#、python 等開發(fā)語言,結(jié)合 Echarts 插件讀取后臺數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)信息用可視化的圖面形式展示。

2.校園網(wǎng)運維可視化平臺構(gòu)建設(shè)想

可視化流程一般可分為三個階段：采集、處理、呈現(xiàn)，如圖1 所示。

具體到高校網(wǎng)絡(luò)運維場景中，主要思路是依托于業(yè)務(wù)系統(tǒng)產(chǎn)生的日志及原始數(shù)據(jù)，構(gòu)建具有基礎(chǔ)數(shù)據(jù)錄入、數(shù)據(jù)獲取、數(shù)據(jù)存儲等多項功能的大數(shù)據(jù)可視化分析決策管理平臺。具體可包含如下幾個內(nèi)容：

（1）網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施管理可視化

基礎(chǔ)設(shè)施管理包括IP 地址分配、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、接入情況、主干線路監(jiān)測和機(jī)房設(shè)備管理等。數(shù)據(jù)可結(jié)合樓宇位置信息，應(yīng)用三維仿真技術(shù)，在可視化數(shù)據(jù)大屏上對校園內(nèi)各個樓宇當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)運行狀態(tài)進(jìn)行三維實景展現(xiàn)，同時支持縮放、平移、旋轉(zhuǎn)等操作進(jìn)行瀏覽及對任一設(shè)施詳情的查看，可以實時反應(yīng)網(wǎng)絡(luò)運行態(tài)勢，并在資源調(diào)配、節(jié)能優(yōu)化、后期網(wǎng)絡(luò)升級改造、服務(wù)拓展、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)選型等方面都能提供全面的決策支持。

（2）校園網(wǎng)絡(luò)安全監(jiān)測數(shù)據(jù)可視化

校園網(wǎng)絡(luò)安全管理包含安全漏洞監(jiān)測、應(yīng)用軟件檢測和網(wǎng)絡(luò)安全事件應(yīng)急響應(yīng)等。數(shù)據(jù)可視化平臺可針對各類防御系統(tǒng)產(chǎn)生的告警日志等數(shù)據(jù)選取合適的圖表形式進(jìn)行呈現(xiàn)，為網(wǎng)絡(luò)安全事件應(yīng)急響應(yīng)提供決策依據(jù)。此外，基于歷史數(shù)據(jù)的可視化分析，可用于指導(dǎo)重要時期安全值守人力和技術(shù)支持的安排。

（3）電子郵件系統(tǒng)運維可視化

可視化可針對垃圾郵件和正常郵件的收發(fā)量、釣魚郵件、域內(nèi)賬戶異常行為（如發(fā)送垃圾郵件、賬戶被盜）監(jiān)測，RBL 監(jiān)測等數(shù)據(jù)進(jìn)行自定義時間表達(dá)，并支持按不同時間粒度進(jìn)行對比。

此外，還可提供不同維度的用戶數(shù)據(jù)排名，用戶活躍度統(tǒng)計等。可視化結(jié)果可用于指導(dǎo)反垃圾、防病毒防釣魚策略的調(diào)整，便于管理者掌握用戶使用習(xí)慣，適時調(diào)整容量、附件等資源分配，異常情況的監(jiān)測告警則利于提升事件響應(yīng)速度。

（4）計費網(wǎng)關(guān)數(shù)據(jù)可視化

計費網(wǎng)關(guān)系統(tǒng)集認(rèn)證、授權(quán)、管理、計費服務(wù)于一體，系統(tǒng)數(shù)據(jù)背后蘊(yùn)含的不同用戶群的上網(wǎng)行為和習(xí)慣具有較高的可挖掘價值。目前大部分系統(tǒng)都只支持簡單數(shù)得據(jù)查詢和導(dǎo)出，因此可視化可關(guān)注賬號活躍度、在線時長、分檔流量統(tǒng)計、網(wǎng)絡(luò)服務(wù)類型、終端類型等數(shù)據(jù),以時間、用戶角色等不同維度來展示，同時支持?jǐn)?shù)據(jù)拖拽對比。還可將數(shù)據(jù)綜合分析后形成用戶畫像，加深管理者對用戶的了解，指導(dǎo)運營方案的調(diào)整和輿情分析。

總體而言，這應(yīng)是一個集運行監(jiān)測、輔助決策、指揮調(diào)度、信息發(fā)布等多功能為一體的智能運營管理平臺，既能對上述關(guān)鍵運維數(shù)據(jù)進(jìn)行分類展現(xiàn)，支持多維度的分析監(jiān)測與管理，以及突發(fā)事件下的應(yīng)急調(diào)度管理；同時也支持可交互聯(lián)動分析，即將多個視圖整合，展示同一數(shù)據(jù)在不同維度下呈現(xiàn)的規(guī)律和影響，幫助管理者從不同角度分析數(shù)據(jù)，并為其提供決策支撐。