鐵路企業信息系統軟件運維檢修作業技術規范研究

李晨悅，盧榮平，趙秀琴，郭 朋，普波濤

（中國鐵路西安局集團有限公司 信息技術所，西安 710000）

隨著鐵路運輸信息化水平的快速提升，一些重要的信息系統的規模不斷擴大，系統架構日益復雜，所產生的數據呈海量增長，對業務連續性要求和運行維護（簡稱：運維）質量的要求不斷提高。與此同時，系統運維變得越來越復雜，管理難度越來越大[1]，這使運維工作的難度加大，也對運維工程師提出了更高的技術要求[2]。目前，中國鐵路西安局集團有限公司（簡稱：西安局集團公司）的信息系統運維工程師在運維檢修作業過程中，由于缺少統一的技術標準和作業規范，信息系統軟件運維檢修質量參差不齊的問題逐步凸顯[3]。

本文以西安局集團公司信息系統運維管理的短板為切入點，結合中國國家鐵路集團有限公司下發的《系統平臺安全配置基線規范》[4]和《鐵路信息系統運行維護計劃管理規定》[5]，圍繞信息系統軟件運維檢修作業所涉及的軟件系統、操作系統、中間件、數據庫等4個方面，對運維檢修作業項點、作業周期、作業標準、作業知識庫和巡檢報告機制進行了研究，對運維寫實進行了規范，并建立系統應用軟件檢修知識庫和專項巡檢技術報告機制，從而達到統一、規范系統應用軟件運維檢修作業標準的目的，從根本上抓實、抓牢、抓好日常運維檢修工作，真正實現應用軟件從“故障修”向“計劃修”的轉變。

1 研究內容

1.1 運維檢修計劃寫實規范

根據文獻[5]中關于應用軟件、中間件、操作系統和數據庫的運維檢修要求，重新梳理并確定應用軟件運維檢修作業項點、作業周期和作業內容，制定信息系統軟件運維檢修作業技術規范，明確檢修項點和周期，定義作業規范，建立檢修知識庫，并給出檢修報告標準。將信息系統軟件運維檢修作業項點修訂為應用軟件、中間件、操作系統、數據安全等4個方面共計13個作業項點。

1.1.1 檢修項點及周期

（1）信息系統軟件檢修項點及周期

信息系統軟件的健康檢查維護周期不超過3天；安全加固維護周期不超過1月；主備系統一致性、可用性檢查維護周期不超過1月；技術文檔整理與更新維護周期不超過1月。

（2）中間件檢修項點及周期

中間件的健康檢查維護周期不超過1周；性能調優與安全加固維護周期不超過1月；日志備份清理維護周期不超過1月。

（3）操作系統檢修項點及周期

操作系統的健康檢查維護周期不超過1周；性能調優與安全加固維護周期不超過1月；日志備份清理維護周期不超過1月。

（4）數據庫軟件及數據安全檢修項點及周期

數據庫軟件的表空間檢查與數據備份清理維護周期不超過1月；附件等非結構化數據備份維護周期不超過1月；健康分析與口令加固維護周期不超過1個季度。

1.1.2 作業項點

本文圍繞信息系統軟件、中間件、操作系統、數據安全等4個方面，共制定了13個作業項點，明確了作業內容和運維計劃寫實規范。13個作業項點，如表1所示。

表1 13個作業項點

1.2 運維檢修作業知識庫

在日常項目運維中，由于運維工程師的業務水平參次不齊，使最終的巡檢效果不盡相同。為了全面提升局運維管理水平，本文對運維檢修作業方法和步驟進行了細化。參照文獻[4]，并依據信息系統軟件運維檢修作業項點，建立信息系統軟件運維檢修作業知識庫（簡稱：知識庫），從而達到規范和統一應用軟件運維檢修作業標準的目的。知識庫的體系如圖1所示。

圖1 知識庫體系

知識庫主要包含中間件平臺軟件（WebLogic、Tomcat）、服務器、數據庫等軟件和設備的健康檢查、性能監控與調優、日志清理、資源占用情況、數據備份、表空間、數據表、索引等對象的空間占用情況，以及數據庫空間碎片回收、主備服務器之間高效同步應用軟件程序包和附件等非結構化數據的檢查方法和執行腳本，包括14個大類、34個作業項點的指導說明，以及11個可執行腳本和操作系統資源監控程序。

1.2.1 中間件巡檢知識庫

中間件巡檢知識庫針對WebLogic、Tomcat 等中間件平臺軟件的日常維護、監控和巡檢工作的技術指導，可以有效地提高運維工程師對中間件事件的分析和解決能力，確保中間件持續穩定運行。

中間件巡檢知識庫描述了如何對WebLogic的性能調優，以及如何使用Probe對Tomcat進行監控和健康檢查。具體內容如下。

在對WebLogic進行性能調優的過程中，運維工程師要注意備份“config.xml”“startManaged WebLogic.cmd”等文件（Unix 和Linux 操作系統），以及“startManagedWebLogic.sh”文件（Windows操作系統）。

Lambda Probe（曾用名為Tomcat Probe）是一款實時監控和管理Apache Tomcat 實例的基本工具，幾乎擁有Tomcat Manager 的所有功能，使應用程序、數據源、發布、日志、線程、集群、系統信息、狀態、連接器狀態等Tomcat 功能對開發者和管理者更加透明。

在如圖2所示的LambdaProbe應用程序卡片中，可以從不同角度查看項目的健康情況。例如，對于服務器的健康狀況，LambdaProbe可以從“應用程序”“數據源”“發布”“日志”“線程”“集群”“系統信息”“連接器”“證書”“快速檢查”等選項進行查看。運維工程師在“日志”選項中可以查看具體的日志信息；在“線程”選項中可以監控所有線程的狀態；在“系統信息”選項中可以查看概況、內存使用、操作系統等信息；在“連接器”選項中可以監控并統計Tomcat 連接情況；在“快速檢查”選項中可快速查看數據源、內存等。

圖2 LambdaProbe應用程序卡片

Tomcat 內存優化是對 Java 虛擬機（JVM，Java Virtual Machine）進行調優。運維工程師在修改文件之前，需要先備份文件（Linux 操作系統的文件路徑為CATALINAHOME/bin/catalina.sh，Windows操 作系統的文件路徑為CATALINAHOME/bin/catalina.sh，Windows操作系統文件路徑為CATALINA_HOME/bin/catalina.bat）；修改后，需要重啟設備，以使文件生效。以Windows操作 系統為例，當修改“TOMCAT_HOME/bin/catalina.bat”時，可以在其前面加入“set JAVA_OPTS=-XX:PermSize=64M-XX:MaxPermSize=128M-Xms512M-Xmx1024M”，其中，Xms表示JVM 初始化的最小內存；Xmx 表示JVM可使用的最大內存；XX:PermSize表示內存的永久保留區域；XX:MaxPermSize 表示內存的最大永久保留區域。

1.2.2 服務器巡檢知識庫

Windows、Linux 和Unix 操作系統是Web服務器比較常用的操作系統，其中，Linux 操作系統的安全性能最高，對運維工程師的要求也最高，因此該部分運維內容也納入知識庫的范疇。服務器巡檢知識庫涵蓋如何檢查服務器的資源占用情況（包括CPU、內存、分區空間、分區節點），如 何 在Linux主、備服務器間高效同步應用軟件程序包和附件等非結構化數據。

在實際應用中，有的應用項目部署在多臺服務器。為了減輕運維工程師日常監控的工作量，搭載Linux 操作系統的主備服務器需要對應用軟件程序包和附件等非結構化數據進行同步。因此，本文設計了Windows、Linux、AIX、HP-UNIX、Solaris等操作系統的自動化運行腳本，將采集的監控日志通過文件傳輸協議（FTP，File Transfer Protocol）上傳至專用的日志文件服務器。運維工程師只需要查看相應服務器的監控日志文件，即可判斷服務器的運行狀況，進而做出處置方案[6-8]。集中監控方案如圖3所示。

圖3 集中監控方案

1.2.3 數據庫巡檢知識庫

作為信息系統的運維工程師，需要在日常運維工作中定期進行數據備份，監測與分析數據大表、大對象、數據庫空間碎片回收等工作。本文在數據庫巡檢知識庫中對這些工作進行歸納，對操作步驟中的重點和難點進行詳細描述。比如，在對數據大表、大對象的監測與分析中，建立了檢查數據庫用戶數據表、索引等對象的空間占用情況的運行腳本。

例如，將數據庫用戶下的數據表根據其占用空間情況由大到小排序，取前15個表信息的運行腳本：“select*from(selectsegment_type,segment_name,bytes/1 024/1024mbfromuser_segmentswheresegment_type='TA BLE'orderby mbdesc)whererownum＜16”。通過對腳本的打包運行，運維工程師可以快速掌握數據庫當前的運行情況，及時處理數據庫的報警和異常信息，以保障數據庫的安全穩定運行。

1.3 形成專項巡檢技術報告機制

為落實西安局集團公司信息系統春季和秋季檢查等專項工作，嚴格對照信息系統軟件運維檢修作業項點，建立涵蓋運維檢修作業全要素的《信息系統軟件專項巡檢技術報告》，形成信息系統軟件專項巡檢技術報告機制[9]。

《信息系統軟件專項巡檢技術報告》給出了巡檢的統一標準，包含信息系統軟件、中間件、服務器、數據庫等4個方面的檢查和處理結果。

2 運用情況

2.1 巡檢效率顯著提高

運維工程師可以使用編寫好的可執行程序，隨時檢查系統狀態、數據庫使用情況等相關信息。

2.2 巡檢實現規范化管理

當運維工程師每次按照運維檢修技術規范完成信息系統巡檢時，按統一格式填寫《信息系統軟件專項巡檢技術報告》，實現巡檢規范化。

3 結束語

本文結合鐵路企業信息系統運維管理現狀，詳細介紹了信息系統軟件運維檢修作業的技術規范、知識庫、巡檢技術報告這3項研究成果。目前，該研究成果已經正式在西安局集團公司推廣應用，顯著提升了信息系統的運維質量。