云計算環境下的信息系統運維模式分析

趙有貴，任三朋，李 浩

（中國石油天然氣股份有限公司長慶油田分公司數字化與信息中心，西安 710021）

0 引言

在各行業信息系統進一步建設的進程中，與信息系統相關的網絡基礎設施、計算機機房設備以及主機、存儲、中間件、數據庫等軟硬件日趨復雜，怎樣高效率地維護上述軟硬件，成為關乎整個信息系統運行順暢性、安全性的關鍵問題。因此，立足云計算環境，分析信息系統的運行維護模式就具有非常突出的現實意義。

1 信息系統云運維模式的應用需求

1.1 革新理念

當前信息系統運維領導層仍然聚焦于系統建設，對于信息系統運行維護的重要功效認知缺失。基于此，云計算環境下的信息系統運行維護就需要將系統領導層的視線從建設轉移到運行管理上，深化其對運行維護工作框架的認識，精準把控運行維護逐項工作內容，保證系統高效率運作。

1.2 完善流程

當前信息系統運維管理流程存在短缺問題，嚴重沖擊運行維護管理的有序性、有效性。基于此，云計算環境下的信息系統運行維護就需要立足現有運行管理制度，梳理流程，進行系統運行維護工作執行憑據的逐一明確，保障逐項運行維護工作有序開展。

1.3 主動預防

在現有信息系統數量日趨增加的背景下，每一系統均聯系著若干臺服務器。基于此，云計算環境下的系統運行維護就需要統一搭建監管平臺，集成網絡、服務器、數據庫、存儲、中間件。主動預防互聯網技術（Internet Technology，IT）故障，縮短運行維護響應時間。

2 信息系統云運維模式的實施方案

2.1 組織框架

信息系統云運維架構可以依托現有信息系統維護制度，從維護實操、維護方式等幾個方面，將行政管理部門、運維責任部門、技術支撐組織納入相同的空間體系中。

職能管理部門主要指信息中心，業務應用系統使用管理為各業務部門提供服務；維護部門需要根據云虛擬化特征，從云計算技術、硬件設備、虛擬集群幾個方面，指派分屬維護崗位，若干個崗位可以組成維護團隊，為虛擬化層、虛擬化硬件以及平臺虛擬機維護提供充足的人力資源支撐。

2.2 崗位組成

在基于云計算技術的信息系統組織框架搭建完畢后，根據虛擬集群運行維護需求，可以從虛擬集群、云計算平臺承載業務系統維護間聯系，進行崗位的恰當配置，并細化崗位職責。從系統虛擬集群運行維護管理功能入手，主要工作內容為虛擬服務管理、虛擬資源管理、安全服務、統計分析等［1］。據此，可以設定系統運行維護崗位為虛擬集群操作維護員、虛擬集群資源管理員、虛擬化集群安全管理員、虛擬集群匯總剖析員幾個崗位，上述崗位由專職虛擬集群運行維護管理員指揮。在運行系統內部，根據傳統維護情況以及新增維護需求，可以從業務平臺維護、虛擬集群維護、虛擬集群硬件維護3 個方面進行崗位內容的規劃。

3 信息系統云運維模式的應用部署及成效

3.1 應用背景

某企業響應國家關于云計算的號召，積極領導技術人員研究云計算及相關技術，探索出了傳統企業的云計算數據中心、云計算系統運行維護體系的最佳實踐方案，并于2018 年末將新一代核心業務系統運用到云平臺中。項目從2018 年開始實施，2020 年開發完畢，2021 年開始進行部分業務遷移并試運行部分前端業務。在系統實施過程中，合作企業還負責平臺系統的運行維護，維護內容包括配置管理、服務啟動/停止、日常檢查、軟件開發等諸多內容。維護對象是基于開源項目OpenStack 架構設計的平臺，包括基礎設施服務目錄層（中間件云、基礎設施云、應用環境提供）、通用服務層（輸入/輸出組件、時間服務、交互組件）、基礎設施服務層（桌面云、生產云、開發云）、統一管理層（基礎設施云管理、IT 服務管理）、基礎設施資源層（存儲資源、數據庫資源、網絡資源等）、核心骨干網絡（廣域網、光傳輸、差異化質量服務）以及前端層（客戶中心、線上/線下平臺）等幾個部分。

3.2 應用部署

為了實現一體化智能系統運行維護，可以綜合考慮中心機房操作系統、應用系統、網絡設備設施集中監控需求，集成網絡監控系統、可視化運行維護系統，嵌入高效率運行維護服務制度［2］。同時以系統私有云計算為導向，圍繞虛擬集成技術，立足現有機房條件，篩選個別硬件設備、應用系統，開展虛擬化IT管理改造，為系統規劃部門、使用人員、運行維護人員提供更加優質的服務。

在硬件層面，基于高安全性、高性能方針，選擇4 臺浪潮英信NF580D2（SNF58D2P0002）個人計算機（Personal Computer，PC），配置四核、六核英特爾至強處理器，為多業務系統數據高效率計算提供依據。為滿足多業務系統大容量、高速率存儲需求，選擇Sun 模式的存儲結構，搭配浪潮AS1000G2 光纖存儲主機以及8 個4 Gb 光纖主機通道、Raid、雙冗余硬盤、4 Gb 光纖HBA 卡（4 塊）、4 Gb FC 硬盤驅動器（6 個）、600 G光纖硬盤（6 個）。同時在存儲I/O（輸入/輸出）設備選擇時，應用具有8 個8 Gb SFP 端口的浪潮FS5900 光纖交換機，通過提升輸入/輸出速度突破大容量存儲瓶頸。

在資源配置方面，依托服務器操作系統，搭載Workstation、VMware 等虛擬化軟件。在虛擬化軟件搭載完畢后，建立位于服務器上的虛擬機，通過服務器中自有操作系統完成虛擬機資源的調取、整理、分析、應用［3］。同時，為避免操作系統上虛擬機創建引發資源占用率過高，可以直接將虛擬化層安裝在硬件服務器上，經虛擬化層創建若干個與服務器操作系統相對獨立的虛擬機。

在一臺服務器上進行若干虛擬機操作時，各操作系統以及相關的計算資源、存儲資源分區運行，可以實現服務器資源的充足應用。部分情況下，也可以組建類似雙機容錯、負載均衡的分區集群，為服務器資源高可用提供支持［4］。而硬件與虛擬機、虛擬機與虛擬機之間則處于完全隔離狀態，可以避免某一臺虛擬機中病毒、宕機對其他虛擬機造成干擾。同時，實現磁盤、內存、中央處理器（Central Processing Unit，CPU）資源的動態分配，展現完整的操作過程，實現簡單拷貝、高效遷徙。

3.3 應用成效

3.3.1 降低能耗

在以往信息系統運行維護時，維護人員多以物理主機為對象，進行安裝操作系統、系統補丁、硬件上架、配置網絡與存儲、安裝配置必要軟件等模塊的逐一維護，損耗時間較長，能源利用率較低。而在云計算環境下，可以直接利用單臺物理主機虛擬化后勝任若干主機的優勢，將硬件利用效率提升到較高的水平，降低資本投入水平及設備運行能耗。

3.3.2 提高資源利用率

信息系統組成元件的動態變化對服務管理資源利用提出了更高的要求。在云計算環境下，基于平臺建設與池化共享的資源利用模式代替了“煙囪式”單獨建立、單獨使用模式，集中針對資源發布—刪除—申請的服務管理步驟也代替了以往單一事件管理。此時，利用一臺主機可以運行多個虛擬機，每一個虛擬機則可以滿足若干業務系統運行需求。根據各業務系統需求進行資源的差異化分配，可以從根本上提升硬件資源利用率［5］。與此同時，在云計算環境下開展資源池化操作，可以促使虛擬機彈性承載全部應用，滿足云主機上服務正常運作、服務可用性多的業務場景需求，并通過遷移階段超高速物理服務器動態切換，滿足遷移過程對資源使用者透明可視的要求。

3.3.3 降低風險

傳統信息系統存在IT 風險管理關鍵崗位設置、團隊建設及考核、維護人員技術能力及變更、系統數據機密完整性等諸多方面的風險因素，而立足云計算環境進行矩陣型組織結構搭建，可以在信息技術中心指揮下發掘云平臺支持組、云前端業務組、基礎設施組、云平臺網絡組以及統一管理平臺組的潛力。由各風險管理小組對照系統運行維護風險因素變化規律密切跟蹤項目每一環節各種風險不確定因素，并第一時間向對口領導匯報。在領導的指揮下，各風險管理小組可以在對應的權限內進行風險處理，降低系統運行風險危害，保障信息系統安全運行。比如，對于人員頻繁流動導致的信息系統運行維護質量不佳問題，可以增設主備角機制，配套運行團隊激勵機制，降低人員流動性導致的系統管理風險。與此同時，在云計算環境下，可以集成利用現代化動態資源調配技術、可量化的資源負載匹配機制、端到端的資源監視控制技術，實現7×24 h無人遠程管理。在滿足集群落地剛性要求的同時，依據大規模集群可管理性、可運維性特征，全局統籌規范集群的遷移、部署、擴容管理，以遠程變更配置的形式實現集群之間的服務器遷移，最終形成持續、安全、穩定、高度可信連接的安全防范體系，將系統運行風險控制在較低水平。

4 結語

云計算環境下的信息系統運行維護應以革新理念、完善流程、主動預防為目標，搭建一套完備的監控管理平臺。集成軟硬件以及制度、流程、組織信息，推動系統由粗放式管理向規范化、精細化管理過渡。同時，以主動預防代替被動服務，切實提升信息系統運行維護管理水平，為系統高效率、平穩運轉提供保障。