基于Neo4j的高校信息化資產盤點功能設計與實現

作者簡介：李帥（1990— ），男，助理實驗師，碩士；研究方向：運維自動化。

*通信作者：李健（1985— ），男，實驗師，碩士；研究方向：網絡相關。

摘要：針對信息化資產數據準確性差和利用率低問題，文章引入Neo4j數據庫構建高校信息化資產模型，通過對接云平臺、堡壘機、OA等平臺的接口，自動獲取數據；利用資產盤點機制推動數據更新和資源降配，利用自動化工具聚合分析資產數據、生成圖表報告、發起OA流程，簡化了資產盤點流程，減少了工作量。該模型實現了細粒度、高精確、易操作的信息化資產盤點，既提高了教師的接受度與滿意度，又保證了高校信息化資產的充分利用。

關鍵詞：Neo4j圖數據；信息化資產；資產盤點

中圖分類號：TP315" 文獻標志碼：A

0" 引言

信息化建設是教育現代化的關鍵所在，各高校通過加大經費投入、升級網絡硬件設施、擴建信息系統，信息化建設水平得到顯著提高。但信息化建設仍面臨諸多困難，林燕芬［1］、吳英娟［2］等指出，信息化建設缺乏頂層設計與規劃、缺乏統一標準和規范，造成重復建設、資源浪費、權責歸屬不清、數據共享難、信息孤島等問題。信息化建設是一個龐大且復雜的系統工程，需要全盤考慮、系統規劃。本文著眼于信息化資產數據準確性差與利用率低的問題，設計并實現基于Neo4j的信息化資產盤點功能。

1" 高校信息化資產管理存在的問題

1.1" 人員頻繁變更，權限管控不嚴

信息化資產用戶是一個由管理員、教師、工程師構成的三元組，教師、工程師由于分工調整、企業外派機制、人員流動等原因，經常變動。在發生安全漏洞、服務宕機、資源負載異常時，管理員無法及時聯系教師、工程師，導致處置時間過長，影響信息化服務質量。工程師的頻繁變更，出現權限回收不及時、授權范圍過大等問題，存在信息泄露、惡意破壞等風險。

1.2" 資源種類繁多，拓撲關系復雜

信息化資產包含主機、業務系統、網絡、端口、安全組、防火墻、負載均衡、域名等一系列資源，資源之間彼此關聯，如主機歸屬某一網絡，主機訪問規則依賴于安全組、防火墻，訪問路徑則配置在負載均衡器上。復雜的拓撲關系造成管理困難，對排查故障、識別變更風險等造成一定阻礙。

1.3" 資源利用率低，缺乏回收手段

資源利用率普遍不高，極少數的校級系統資源利用率在30%以上，多數系統資源利用率常年在10%以下。資源回收手段單一，被動接收用戶回收申請，而不是基于資源使用狀況主動回收。

1.4" 資產盤點工作繁重，教師配合度不高

為梳理信息化資產數據，管理員根據申請表單與申請人溝通資源狀況，由于部門調動、分工調整等原因，申請人并非真正使用人，需多方聯系尋找實際使用人；由于部分教師信息化素養不足，溝通效果不佳，答非所問的事情時有發生；部分資源長期空置，甚至出現無法登錄、無人認領等情況。資產盤點工作量繁重，教師參與度與配合度不高。

2" 基于Neo4j的信息化資產盤點功能設計思路

為解決上述問題，本文引入Neo4j數據庫存儲信息化資產數據及其關聯關系，對接云平臺、堡壘機、OA等平臺接口動態抓取數據，通過聚合分析、生成報表、主動觸發OA流程，簡化信息化資產盤點流程。

2.1" 信息化資產盤點架構

信息化資產盤點的系統架構如圖1所示，自頂向下分為4層：第一層為數據源，為信息化資產權威數據的管理平臺，包括Excel文檔、云平臺、OA辦公平臺、堡壘機等；第二層為采集任務層，同步任務（Synchronize Task，SyncTask）定時從數據源采集數據，寫入數據層；第三層為數據存儲層，Ruleamp;Spec（Rule and Specification DB）為規則規范庫，存儲采集盤點規則和統一術語規范，Neo4j DB是信息資產數據庫，以圖形結構存儲信息化資產數據及其之間關系；第四層為盤點任務層，包含盤點報告任務（Inventory Report Task）和盤點結果處置任務（Inventory Resolve Task），生成盤點報告，觸發盤點流程，根據盤點結果進行善后處置。

2.2" 信息化資產數據模型

基于徐州醫科大學信息化資產管理現狀建立的信息化資產數據模型如圖2所示。該模型以主機為中心，以人員關系、主機配置、網絡拓撲為延伸。資產實體之間關系如下。

（1）關系1：主機歸屬于私有網絡（Vxnet），私有網絡是云服務的專屬網絡空間，主機創建時需指定其歸屬私有網絡；

（2）關系2：主機歸屬部門；

（3）關系3：主機歸屬教師；

（4）關系4：主機配置的密碼，多臺主機可共享一套密碼；

（5）關系5：主機關聯業務系統，業務系統配置開發單位屬性字段；

（6）關系6：主機與工程師的授權關系；

（7）關系7：域名關聯主機，域名映射到主機的具體端口；

（8）關系8：主機歸屬負載監聽器，負載監聽器是負載均衡的監聽模塊；

（9）關系9：負載監聽器歸屬負載均衡器，監聽器是負載均衡器的一個工作模塊；

（10）關系10：負載均衡器歸屬私有網絡；

（11）關系11：私有網絡歸屬虛擬專有網絡（VPC）；

（12）關系12：虛擬專用網與部門的關系，學校的網絡規劃標準，一部門配置一個VPC，特殊部門可分配多個VPC，如信息化處、科技處等；基于關系1、關系11，可以遞歸推導出主機與部門的歸屬關系，但其優先級低于關系2；

（13）關系13：業務系統歸屬部門；

（14）關系14：業務系統與域名關系，域名是業務系統的實際載體；

（15）關系15：工程師維護業務系統的關系；

（16）關系16：域名與負載監聽器的關系，負載監聽器為域名與主機搭建通信橋梁，實際生效依賴于關系8與關系16，但在申請管理時，則是依賴于關系7；

（17）關系17：域名與虛擬專用網的關系，域名實際解析地址為虛擬專用網的IP，主機IP并不暴露。

2.3" 數據庫選型分析

Neo4j數據庫是一種NoSQL數據庫，利用圖形結構存儲和查詢數據。與SQL數據庫相比，Neo4j基于實體與關系的圖形結構建模方式更為直接易懂，SQL數據庫將關系抽象為關系實體，抽象層次更高，也更復雜。Neo4j基于Cypher查詢語言，支持復雜關系查詢，查詢速度更快，而SQL數據庫在復雜查詢方面不堪重負，尤其是涉及多表關聯或遞歸查詢。除此之外，Neo4j解決了SQL數據庫存儲圖結構數據時出現的空間浪費問題［3］。

以高校信息化資產數據模型為例，查詢某一部門下的所有主機、VPC、業務系統信息時，SQL與Neo4j的查詢語句如下所示，Neo4j一條語句即可實現，而SQL需要嵌套查詢與多條SQL語句配合才能實現。

// Neo4J Cypher查詢語句

MATCH （d：Depart{name：'xxx'}）lt;-［Vpc2Depart］- （v：Vpc）lt;-［Vxnet2Vpc］- （Vxnet）lt;-［Host2Vxnet］- （h：Host）-［Host2BizSystem］-gt; （b：BizSystem）RETURN v，h，b

// SQL查詢語句

select * from host ，host2vxnet as h2v，vxnet where host.id = h2v.vxnet_id and h2v.vxnet_id in

（select vxnet_id from vxnet2vpc as v2v where v2v.vpc_id in

（select vpc_id from vpc2depart as v2d where v2d.depart_id =

（select id from depart where depart.name = 'xxx'）））

select * from biz_system as bs where bs.id in （select bs_id from host2bs where host_id in ［Host ID 列表］）

3" 基于Neo4j的信息化資產盤點功能實現

3.1" 數據采集

3.1.1" 數據源

（1）Excel數據源。

目前，仍有部分資產數據以Excel方式管理，為采集這部分數據，本文基于excelize工具包［4］對Excel進行解析，將數據存入Neo4j數據庫。

（2）云平臺。

云平臺是主機、網絡、負載均衡器等數據的權威來源，學校目前使用青云私有云平臺，SyncTask基于青云API接口采集數據。

（3）OA。

OA是校內教師、資源工單的權威數據來源，本文基于胡楊等［5］的高校跨平臺數據申請流程，采集教師、資源單等信息。

（4）堡壘機。

堡壘機的主機、部門、教師等信息是依賴于其他平臺數據，存在數據不準確問題，如主機已在云平臺釋放，但堡壘機仍有主機信息。同時，堡壘機又是授權信息的權威來源，工程師授予的權限以堡壘機數據為準。

3.1.2" 采集任務

SyncTask從云平臺、堡壘機、OA等平臺獲取實時數據，按照圖2的資產模型創建或更新資產實體、資產之間關系，通過與Neo4j數據庫已有數據的比對，篩選出失效資產實體并刪除。Neo4j Cypher的Detach Delete在刪除實體時，會將與之關聯的關系一并刪除。

信息化處的相關節點關系圖譜如圖3所示，節點類型見圖左下角，通過部門“信息化處”，可以很容易查詢到其負責的業務系統、網絡VPC、人員信息、主機等信息。

3.2" 資產盤點

3.2.1" 盤點報告

資產盤點任務從Neo4j讀取主機、人員、網絡等數據，以部門為單位生成盤點報告。資產盤點是數據矯正、查漏補缺的契機。由于工作失誤，管理員遺失192.168.1.2主機的密碼，資產盤點報告標注該主機需補充密碼，關聯人將密碼重新補充進來。

對于資源降配，很多教師持抵觸態度，本文基于Go-Charts工具包［6］生成主機的CPU、MEM使用率的折線圖，為資源降配提供數據和可視化支撐，更直觀" 更具說服力，更能得到教師的理解與支持。

3.2.2" 盤點流程

資產盤點流程如圖4所示，盤點流程是自上而下的工作模式，盤點報告經信息化部門領導審核確認后，推送至各部門負責人，由部門負責人根據部門分工選擇維持或變更資源聯系人。確認聯系人后，流程自動流轉至各聯系人處，如圖4中將不同資源劃分給A、B、C教師處理，后續流程將分別推送至A、B、C處，待所有教師確認完畢后，流程回到發起人處。

3.2.3" 盤點處置

盤點流程結束后，盤點處置任務（Inventory Resolve Task）從OA平臺收集更新后的數據，將對數據進行如下處理：

（1）信息更新，將教師、工程師、密碼等信息更新到Neo4j數據庫；

（2）授權變更，如有工程師變動，基于堡壘機接口回收原工程師權限，重新分配新工程師權限；

（3）資源降配，對于一般性資源，定時任務夜間進行“關機、降配、開機”操作。對于重要性資源，如站群、財務系統等，由管理員與教師、工程師溝通后，擇期處理。

（4）資源回收，定時任務先“關機”，然后進入資源留置期（默認30天），留置期滿后，進行資源回收，同時刪除網絡端口映射、堡壘機資源等關聯配置。

4" 結語

本文引入Neo4j數據庫存儲與管理信息化資產數據，簡化數據查詢，實現拓撲關系可視化。本文設計實現的資產盤點模塊，通過對接云平臺、堡壘機、OA等平臺，準確獲取資產數據，動態生成盤點報告，自動觸發OA流程，推動教師更新數據和資源降配，改善教師盤點體驗，提高資源使用率。

參考文獻

［1］林燕芬.高校信息化建設普遍性問題分析［J］.中國管理信息化，2019（22）：78-79.

［2］吳英娟.我國高校信息化建設問題探討［J］.東北師大學報，2018（4）：195-200.

［3］趙雪芹，楊一凡，于文靜.基于Neo4j圖數據庫的工程檔案知識圖譜構建及應用［J］.檔案與建設，2022（5）：48-51.

［4］XU R. Go library for reading and writing XLSX files ［EB/OL］.（2021-08-01） ［2023-09-28］.https：//xuri.me/excelize/zh-hans/.

［5］胡楊，陳琦，姜瑩瑩.高校跨平臺數據申請流程的設計與實現［J］.中國新通信，2022（22）：35-38.

［6］Vicanso. A charts library for Golang［EB/OL］.（2021-12-25） ［2023-05-12］. https：//github.com/vicanso/go-charts.

（編輯" 王雪芬）

Design and implementation of university information asset inventory function based on Neo4j

Li" Shuai， Li" Jian*

（Department of Information Technology， Xuzhou Medical University， Xuzhou 221000， China）

Abstract： Aiming at the problems of poor accuracy and low utilization rate of information asset data， this paper introduces the Neo4j database to build a university information asset model， and automatically obtains data by SyncTask which works with apis of cloud， jumper， OA and other platforms. Using the asset inventory mechanism to promote data update and resource allocation， the PandianTask automatically analyzes asset data， produces chart reports， and triggers the OA process， simplifying the asset inventory process and workload. We have achieved a fine-grained， high-precision， and easy to operate inventory of information asset， which not only improves the acceptance and satisfaction of teachers， but also ensures the full use of information assets in colleges and universities.

Key words： Neo4j graph database; information asset; asset inventory