基于Ansible自動化運維的信息系統(tǒng)故障預(yù)測技術(shù)分析

甘金來 丁睿 陳浩

【摘? ? 要】本文通過管理不合理、系統(tǒng)不標(biāo)準(zhǔn)以及運維模式不統(tǒng)一等相關(guān)方面總結(jié)出傳統(tǒng)運維系統(tǒng)存在的問題，結(jié)合Ansible自動化運維系統(tǒng)的特點以及Ansible自動化運維系統(tǒng)結(jié)構(gòu)等相關(guān)功能，進一步總結(jié)出Ansible自動化運維故障技術(shù)體系。

【關(guān)鍵詞】Ansible自動化? 信息系統(tǒng)? 故障預(yù)測技術(shù)? 運維模式

中圖分類號：P31? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A DOI：10.3969/j.issn.1672-0407.2021.18.065

改革開放以來，我國經(jīng)濟飛速發(fā)展，各行各業(yè)的信息化建設(shè)水平不斷提升。各類服務(wù)器集群業(yè)已成為工業(yè)企業(yè)主流發(fā)展趨勢。傳統(tǒng)的服務(wù)器依靠運維工程師手工或者腳本的方式進行運維，難以適應(yīng)當(dāng)前階段我國大規(guī)模服務(wù)器集群的各項需求。

一、傳統(tǒng)運維系統(tǒng)問題

隨著企業(yè)運維系統(tǒng)不斷增加和完善，大多數(shù)企業(yè)在運維管理模式以及思維意識上已經(jīng)完全脫離了傳統(tǒng)意義上的管理模式，不同部門和崗位員工同樣將處理模式應(yīng)用在計算機應(yīng)用程序上。但是在系統(tǒng)運轉(zhuǎn)過程中，主要運維模式仍然需要利用大量傳統(tǒng)人工方式介入，長此以往，一旦產(chǎn)生問題和不足，則無法有效完成自動化運維基礎(chǔ)需求。

（一）管理不合理

傳統(tǒng)系統(tǒng)內(nèi)部結(jié)構(gòu)中的運維管理主要側(cè)重于系統(tǒng)驅(qū)動制度，所以當(dāng)系統(tǒng)產(chǎn)生問題和故障之后才能與運維技術(shù)人員相互溝通，讓技術(shù)人員能夠穩(wěn)定處理。但是此種運維技術(shù)模式從本質(zhì)上來看屬于一種被動的解決模式，而系統(tǒng)運維技術(shù)人員在日常維護工作方面需要不斷重復(fù)相同問題解決方案。

加上傳統(tǒng)運維管理方式以及故障預(yù)警管理制度不夠完善，使得系統(tǒng)運維技術(shù)人員在長期解決突發(fā)或者緊急問題和情況時無法避免產(chǎn)生疏漏，最終造成整體系統(tǒng)運維效率和質(zhì)量水平不斷降低，基礎(chǔ)運維質(zhì)量明顯不高，業(yè)務(wù)部門對運維部門的管理效果和質(zhì)量不能達(dá)到滿意狀態(tài)。[1]

（二）系統(tǒng)不標(biāo)準(zhǔn)

大多數(shù)企業(yè)在日常運維管理過程中不能嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)管理模式進行，并且對崗位角色的定義以及崗位工作內(nèi)容劃分不夠清晰，導(dǎo)致系統(tǒng)產(chǎn)生問題和不足之后不能精準(zhǔn)且快速地明確問題的關(guān)鍵點，無法及時有效尋找出問題相關(guān)的崗位負(fù)責(zé)部門。解決問題缺乏標(biāo)準(zhǔn)化的流程處理機制，沒有標(biāo)準(zhǔn)化的解決方案。

（三）運維模式不統(tǒng)一

我國城市化建設(shè)水平不斷發(fā)展和推進，各個行業(yè)信息化建設(shè)水平同樣得到了有效提高，而此種建設(shè)現(xiàn)狀使信息管理系統(tǒng)的數(shù)量不斷增加，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)同樣趨于復(fù)雜化。隨著不同設(shè)備和系統(tǒng)的區(qū)別逐漸增加，系統(tǒng)運維以及日常管理也越來越復(fù)雜，特別是針對系統(tǒng)所展現(xiàn)出的突發(fā)事件來說，由于系統(tǒng)基礎(chǔ)運維技術(shù)方式十分混亂，不能有效解決相關(guān)問題，最終導(dǎo)致終端業(yè)務(wù)不能正常開展。由此可見，系統(tǒng)運維模式不統(tǒng)一是造成系統(tǒng)處理效率降低的主要原因之一。

二、Ansible自動化運維系統(tǒng)特點

Ansible自動化運維系統(tǒng)是現(xiàn)階段全新的系統(tǒng)維護工具，為此需要在Python技術(shù)上全面開發(fā)，進一步集合大多數(shù)系統(tǒng)運維工具的操作特點，有效完成與實現(xiàn)批量系統(tǒng)操作配置、數(shù)據(jù)批量部署以及系統(tǒng)執(zhí)行等相關(guān)功能。由于Ansible自動化運維系統(tǒng)需要在現(xiàn)有系統(tǒng)基礎(chǔ)上開發(fā)，所以運行模式上需要進行模塊化工作，自身并沒有批量結(jié)構(gòu)部署和運轉(zhuǎn)能力[2]。從本質(zhì)上來看，Ansible自動化運維系統(tǒng)僅僅能夠提供外部運轉(zhuǎn)框架，所以該系統(tǒng)無需在系統(tǒng)結(jié)構(gòu)上安裝相應(yīng)的操作程序。由于Ansible自動化運維系統(tǒng)具有明顯的優(yōu)勢和長處，并且在日常維護和系統(tǒng)操作環(huán)節(jié)上十分簡單，所以成為吸納階段系統(tǒng)維護技術(shù)人員必須掌握的專業(yè)技能之一。

第一，系統(tǒng)運轉(zhuǎn)過程中，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)部署十分簡單便捷，只需要在主要控制系統(tǒng)環(huán)境中安裝相關(guān)程序和軟件系統(tǒng)，就可以無需任何技術(shù)操作實現(xiàn)系統(tǒng)運轉(zhuǎn)水平和效果。第二，在系統(tǒng)運轉(zhuǎn)環(huán)節(jié)上，該系統(tǒng)默認(rèn)使用SSH文件協(xié)議，進而針對硬件設(shè)備進行全面管理。第三，由于該系統(tǒng)跟自身具有大量系統(tǒng)運維模塊，進而實現(xiàn)和完成日常絕大部分系統(tǒng)操作，加上系統(tǒng)基礎(chǔ)配置十分簡單，并且程序應(yīng)用功能強大，能夠利用Python基礎(chǔ)系統(tǒng)進行系統(tǒng)拓展，所以該系統(tǒng)可以利用Playbooks進一步制定科學(xué)合理且強大的系統(tǒng)配置，以此保證后續(xù)維護可以順利開展。[3]

三、Ansible自動化運維系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

（一）系統(tǒng)框架

Ansible在運轉(zhuǎn)過程中，是一種由各種系統(tǒng)模塊構(gòu)成的外部框架，所以該系統(tǒng)本身并沒有基礎(chǔ)的執(zhí)行能力和結(jié)構(gòu)部署能力。該系統(tǒng)的各個運轉(zhuǎn)模塊基礎(chǔ)執(zhí)行能力和結(jié)構(gòu)部署能力進一步成就了針對服務(wù)器集群的Ansible自動化運維系統(tǒng)批量配置、程序部署以及批量執(zhí)行命令等相關(guān)技術(shù)操作。加上現(xiàn)階段Ansible自動化運維系統(tǒng)自身屬于一種方案設(shè)計相對簡單的自動化系統(tǒng)運維工具，所以該系統(tǒng)的基礎(chǔ)開源性不能被替代，并且系統(tǒng)支持多節(jié)點在發(fā)布任務(wù)時還可以進行遠(yuǎn)程系統(tǒng)執(zhí)行。

Ansible自動化運維系統(tǒng)在運轉(zhuǎn)過程中普遍具有跨平臺的自動化系統(tǒng)運維模式，其中包含系統(tǒng)軟件自動化結(jié)構(gòu)部署、自動化程序部署、自動化系統(tǒng)管理以及系統(tǒng)升級等方面。其中Ansible自動化系統(tǒng)常見模塊主要包含shell、cron、yum、serviceo等功能，而以上系統(tǒng)運轉(zhuǎn)模塊僅僅為Ansible自動化運維系統(tǒng)的常見運轉(zhuǎn)模塊，所以該系統(tǒng)在運轉(zhuǎn)環(huán)節(jié)上還需要根據(jù)系統(tǒng)應(yīng)用實際需求不斷增加系統(tǒng)運轉(zhuǎn)模塊。

隨著Ansible自動化運維系統(tǒng)不斷升級和完善，系統(tǒng)部分運轉(zhuǎn)模塊已經(jīng)成為系統(tǒng)常見應(yīng)用模塊，但是由于系統(tǒng)全面提升，致使常用模塊被不斷整合，所以該系統(tǒng)主要結(jié)構(gòu)框架包含幾個方面。[4]第一，系統(tǒng)插件連接需要包含connection plugins等基礎(chǔ)功能，有效實現(xiàn)系統(tǒng)監(jiān)控端口的信息通信基礎(chǔ)功能。第二，在系統(tǒng)運轉(zhuǎn)過程中，其主機文件目錄主要指的是系統(tǒng)運轉(zhuǎn)環(huán)節(jié)上制定操作的主機系統(tǒng)在基礎(chǔ)配置文件內(nèi)將需要監(jiān)控的主機有效控制，并且根據(jù)各個系統(tǒng)運轉(zhuǎn)功能模塊運轉(zhuǎn)特點，比如service模塊、cron模塊等功能模塊，有效實現(xiàn)系統(tǒng)運轉(zhuǎn)日志等相關(guān)功能。

（二）運轉(zhuǎn)流程

想要保證Ansible自動化運維的信息系統(tǒng)運轉(zhuǎn)質(zhì)量和水平，用戶啟動或者系統(tǒng)執(zhí)行相關(guān)操作命令時，可以在基礎(chǔ)服務(wù)器的顯示終端設(shè)備輸入Ad-Hoc命令集。比如系統(tǒng)在運轉(zhuǎn)過程中，系統(tǒng)verbose表示需要需要輸出更加詳細(xì)且全面的系統(tǒng)執(zhí)行信息和流程，而NAME，module-name=NAME則代表系統(tǒng)執(zhí)行所使用的信息模塊，private-key=PRIVATE_KEY_FILE主要指的是系統(tǒng)密鑰文件。

由于在系統(tǒng)運轉(zhuǎn)過程中常見的操作命令相對較多，為此需要技術(shù)人員靈活掌握。Ansible自動化運維系統(tǒng)在運轉(zhuǎn)過程中需要根據(jù)預(yù)先安排好的系統(tǒng)操作規(guī)則將Playbooks進行分別拆解，隨后根據(jù)系統(tǒng)操作命令將paly系統(tǒng)組成Ansible系統(tǒng)可以識別的操作任務(wù)，由于此種操作任務(wù)在運轉(zhuǎn)過程中需要依靠Ansible自動化運維的信息系統(tǒng)模塊和軟件插件，并且不同操作模塊和系統(tǒng)插件在任務(wù)完成過程中更充分發(fā)揮出不同的實際作用。為此技術(shù)人員根據(jù)Inventory系統(tǒng)結(jié)構(gòu)中將已經(jīng)定義的主要設(shè)備控制列表通過SSH文件，將系統(tǒng)任務(wù)以臨時文件或者系統(tǒng)命令的管理模式傳輸至系統(tǒng)遠(yuǎn)程管理端口并且返回系統(tǒng)執(zhí)行結(jié)果。系統(tǒng)運轉(zhuǎn)結(jié)果被永久儲存時，所產(chǎn)生的結(jié)果需要自動保存，如果系統(tǒng)屬于臨時性文件模式，系統(tǒng)會在任務(wù)完成之后針對臨時文件進行刪除操作[5]。

四、Ansible自動化運維故障技術(shù)分析

（一）基礎(chǔ)數(shù)據(jù)

電力企業(yè)發(fā)展過程中涉及的設(shè)備有：電力企業(yè)變壓設(shè)備、發(fā)動機以及壓縮機等。其設(shè)備品牌、設(shè)備參數(shù)、使用年限、使用時間以及系統(tǒng)參數(shù)等相關(guān)信息被稱為系統(tǒng)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。以上信息和數(shù)據(jù)需要電力企業(yè)根據(jù)自身信息數(shù)據(jù)方案規(guī)劃管理和運轉(zhuǎn)，還需要充分利用信息數(shù)據(jù)服務(wù)器中所有的信息和數(shù)據(jù)同步操作，將信息和數(shù)據(jù)統(tǒng)一安排在系統(tǒng)調(diào)度控制中心，隨后根據(jù)相關(guān)參數(shù)進行整理、收集以及相關(guān)計算。

由于電力設(shè)備在運轉(zhuǎn)過程中會產(chǎn)生大量信息和數(shù)據(jù)，以上信息數(shù)據(jù)無論是種類還是應(yīng)用范圍都十分復(fù)雜，需要不斷進行系統(tǒng)的全面優(yōu)化和更新，此種設(shè)備使用情況對于信息儲存空間的要求相對較高。同時在Ansible自動化運維信息系統(tǒng)運轉(zhuǎn)的基礎(chǔ)上所產(chǎn)生的信息數(shù)據(jù)也成為流程數(shù)據(jù)的核心環(huán)節(jié)，能夠進一步展現(xiàn)出系統(tǒng)批量操作所消耗的時間、頻率、種類以及最終效果。以上信息數(shù)據(jù)所產(chǎn)生的實際價值相對較高，能夠為電力系統(tǒng)的故障系統(tǒng)信息預(yù)測提供應(yīng)對策略支撐。

現(xiàn)階段，我國電力系統(tǒng)的實施參考數(shù)據(jù)方面相對比較成熟且全面，只需要針對所收集到的信息數(shù)據(jù)構(gòu)建出相對穩(wěn)定的連接端口就可以有效提升系統(tǒng)運轉(zhuǎn)基礎(chǔ)準(zhǔn)確性，使電力網(wǎng)路企業(yè)各個部門日常管理所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)和信息在特殊范圍內(nèi)開展全面共享和信息同步。在日常管理實施過程中，信息分布以及共享需要構(gòu)建出相互同步的信息平臺，以便于各個部門員工可以交流，系統(tǒng)運轉(zhuǎn)所需要的信息數(shù)據(jù)主要指的是局限于電網(wǎng)企業(yè)所產(chǎn)生的運轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)。然而從本質(zhì)上看，電力系統(tǒng)在運轉(zhuǎn)過程中所得到的信息數(shù)據(jù)對于企業(yè)的發(fā)展和穩(wěn)定具有十分重要的作用，市場經(jīng)濟類數(shù)據(jù)也可以為城市建設(shè)中電力行業(yè)的整體規(guī)劃制定提供比較完整全面的參考依據(jù)。

（二）信息預(yù)測流程

想要保證Ansible自動化運維的信息系統(tǒng)故障預(yù)測準(zhǔn)確性，電力系統(tǒng)在站臺設(shè)置上就需要一個主要站臺和多個子站臺。其中子站臺施工現(xiàn)場需要針對數(shù)據(jù)和信息進行全面收集并且進行詳細(xì)分析，通過信息查詢以及參數(shù)流通等管理制度將已經(jīng)分析之后的信息傳輸至主站結(jié)構(gòu)。除此之外，主站以及子站之間想要保證基礎(chǔ)的信息通信，則需要使用TCP/IP文字協(xié)議，并且結(jié)合電話撥號等技術(shù)方式針對已經(jīng)接收的信息進行全面分析和探索，以此作為基礎(chǔ)系統(tǒng)平臺針對信息數(shù)據(jù)開展二次技術(shù)處理，進一步清除無用數(shù)據(jù)。

要實現(xiàn)以上相關(guān)目標(biāo)，則需要針對傳輸?shù)男畔⒑蛿?shù)據(jù)進行預(yù)先處理，并且將重復(fù)且無用的垃圾數(shù)據(jù)有效清理干凈。其中信息數(shù)據(jù)在預(yù)處理過程中，還需要利用信息抽取、系統(tǒng)轉(zhuǎn)化、參數(shù)過濾以及系統(tǒng)監(jiān)控等功能完成對數(shù)據(jù)進行有效處理。數(shù)據(jù)過濾完成之后，就可以在Ansible自動化運維的信息系統(tǒng)故障預(yù)測的基礎(chǔ)條件上，有效處理運維系統(tǒng)的故障檢測。發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)發(fā)送異常后，技術(shù)人員需要及時檢查導(dǎo)致異常變化的原因，并且制定出適合的處理策略和計劃方案。

除此之外，技術(shù)人員還需要發(fā)揮系統(tǒng)對于數(shù)據(jù)和信息的監(jiān)督功能，積極開展全新的數(shù)據(jù)預(yù)處理相關(guān)工作。針對極易產(chǎn)生故障問題的運行區(qū)域和管理模塊，企業(yè)應(yīng)該在故障發(fā)生后將故障問題以及原因進行記錄，并且構(gòu)成相對穩(wěn)定的運轉(zhuǎn)模式，最終有效轉(zhuǎn)化為作業(yè)腳本系統(tǒng)。[6]

當(dāng)電網(wǎng)企業(yè)將不同腳本增加至Ansible自動化運維信息系統(tǒng)內(nèi)部結(jié)構(gòu)中，其操作模式需要不斷被完善和優(yōu)化，才能有效減少和降低系統(tǒng)故障出錯率。針對此種系統(tǒng)現(xiàn)狀，技術(shù)人員需要進行預(yù)判，通過故障問題詳細(xì)分析和判斷，最大限度減少故障處理時效，讓系統(tǒng)運維技術(shù)人員深入了解企業(yè)設(shè)備運維過程中的常見問題，不斷積累維護經(jīng)驗。我們通過腳本不斷優(yōu)化Ansible自動化運維的信息系統(tǒng)，為以后的應(yīng)急處置提供更加全面的工具手段。

五、結(jié)束語

為了進一步滿足企業(yè)針對海量信息服務(wù)設(shè)備以及內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜的運維基礎(chǔ)需求，本次研究主要在Ansible系統(tǒng)基礎(chǔ)上進行方案設(shè)計和系統(tǒng)開發(fā)，最終實現(xiàn)自動化運維信息系統(tǒng)管理模式，經(jīng)過一系列技術(shù)優(yōu)化，系統(tǒng)自身具有Hosts管理與業(yè)務(wù)管理等多項功能和能夠滿足企業(yè)對信息處理業(yè)務(wù)的核心要求，降低預(yù)測成本。

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