自動化運維提升民航信息系統(tǒng)的可靠性與穩(wěn)定性

周祥偉 計葉

摘要：計算機在現(xiàn)代民航信息系統(tǒng)中扮演著重要角色，提升其可靠性和穩(wěn)定性至關重要。本文主要探討利用計算機軟硬件自動化運維來提升民航信息系統(tǒng)的可靠性與穩(wěn)定性，首先介紹計算機軟硬件自動化運維的概念，然后討論提升系統(tǒng)可靠性的具體方法和技術，最后探討安全性和隱私保護在民航信息系統(tǒng)中的重要性及其強化措施。

關鍵詞：民航；信息系統(tǒng)；自動化運維；可靠性；穩(wěn)定性

DOI：10.12433/zgkjtz.20240608

隨著民航業(yè)務的不斷發(fā)展，民航信息系統(tǒng)的規(guī)模和復雜性也在不斷增加，涉及航班調(diào)度、乘客信息管理、機場運營等重要環(huán)節(jié)，其可靠性和穩(wěn)定性對保障航空安全和提升乘客體驗至關重要。然而，由于信息系統(tǒng)規(guī)模龐大、運行環(huán)境復雜以及人為因素的干擾，系統(tǒng)故障和服務中斷仍然時有發(fā)生。因此，如何提升民航信息系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性成為一個亟待解決的問題。

一、計算機軟硬件自動化運維概述

計算機軟硬件自動化運維是現(xiàn)代信息技術發(fā)展的產(chǎn)物，是利用自動化技術和工具管理和維護計算機軟硬件系統(tǒng)的過程。隨著計算機網(wǎng)絡規(guī)模的不斷擴大和復雜性的增加，傳統(tǒng)的手動運維方式已經(jīng)不能滿足快速、高效和準確的需求。因此，自動化運維成為提高運維效率和降低運維成本的重要手段。

自動化運維的核心目標是通過減少人工干預，提高運維的效率和質(zhì)量，對信息系統(tǒng)進行實時監(jiān)控、自動化配置、故障診斷和性能優(yōu)化等操作。通過自動化運維，快速發(fā)現(xiàn)和解決問題，減少人為錯誤和停機時間，提高信息系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。

在計算機軟硬件自動化運維中，常用的工具和技術包括監(jiān)控系統(tǒng)、自動化部署工具、配置管理工具、故障診斷工具和性能優(yōu)化工具等。這些工具和技術實現(xiàn)了計算機自動化運維操作，加快了系統(tǒng)的響應速度，提高了系統(tǒng)的可用性和可管理性。

監(jiān)控系統(tǒng)是自動化運維的基礎，實時監(jiān)測計算機系統(tǒng)的各項指標，如CPU利用率、內(nèi)存使用率、磁盤空間等，通過對這些指標的分析和預警，可以提前發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)的異常和故障，并及時采取措施進行修復。

自動化部署工具是自動化運維的重要組成部分，實現(xiàn)軟件和配置的自動化部署，降低手工操作的復雜性和發(fā)生錯誤的概率。通過自動化部署工具，民航可以快速部署和更新軟件，提高系統(tǒng)的響應速度和可用性。

故障診斷工具是自動化運維的重要保障，可以快速定位和解決系統(tǒng)的故障，通過故障診斷工具，實時監(jiān)測系統(tǒng)的運行狀態(tài)，分析和診斷故障原因，并提供相應的修復方案，減輕故障對系統(tǒng)造成的影響和損失。

二、利用軟件自動化運維提升可靠性

（一）自動化故障檢測和修復

1.異常檢測技術

異常檢測技術是自動化故障檢測的關鍵，通過監(jiān)控和分析系統(tǒng)的各項指標和運行狀態(tài)，及時發(fā)現(xiàn)并識別異常情況。常見的異常檢測技術包括基于規(guī)則的檢測、基于模型的檢測和基于機器學習的檢測。

基于規(guī)則的檢測是最簡單和常用的方法，通過定義一系列規(guī)則判斷系統(tǒng)是否出現(xiàn)異常。這種方法適用于已知故障模式的情況，但對于未知故障模式的檢測效果較差。

基于模型的檢測是指利用系統(tǒng)的模型判斷是否出現(xiàn)異常。通過建立系統(tǒng)的正常模型，比較實際運行狀態(tài)與模型的差異，從而判斷是否存在異常。這種方法適用于已知模型的情況，但對于復雜系統(tǒng)或者頻繁變化的系統(tǒng)，模型的建立和維護成本較高。

基于機器學習的檢測是指利用機器學習算法來訓練模型，從而實現(xiàn)故障檢測。通過對系統(tǒng)歷史數(shù)據(jù)的分析和學習，建立能夠自動識別異常的模型。這種方法適用于復雜系統(tǒng)和未知模式的情況，但需要大量的訓練數(shù)據(jù)和計算資源。

2.自動故障修復技術

故障修復是自動化運維的另一個關鍵環(huán)節(jié)，一旦發(fā)現(xiàn)故障，應及時采取修復措施，這也是保證系統(tǒng)可靠性的重要手段。傳統(tǒng)的故障修復方式需要人工干預，而自動化故障修復技術可以實現(xiàn)快速、準確的故障修復。

自動故障修復技術可以分為預定義規(guī)則的自動修復和自主學習的自動修復兩類。預定義規(guī)則的自動修復是基于事先定義的修復規(guī)則來進行故障修復。當檢測到故障時，系統(tǒng)會自動根據(jù)預定義的規(guī)則執(zhí)行相應的修復操作。這種方法適用于已知故障模式和固定的修復操作，但對于復雜的故障模式和多樣化的修復操作效果較差。

自主學習的自動修復是利用機器學習算法和歷史數(shù)據(jù)來學習和推斷良好的修復策略。通過對歷史故障數(shù)據(jù)的分析和學習，系統(tǒng)可以自動學習并給出一套適應性強的修復策略。這種方法適用于復雜的故障模式和多樣化的修復操作，但需要大量的訓練數(shù)據(jù)和計算資源。

（二）自動化備份和恢復

1.數(shù)據(jù)備份策略

數(shù)據(jù)備份策略是自動化備份的基礎，不同的數(shù)據(jù)備份策略根據(jù)系統(tǒng)的需求和特點進行選擇。常見的數(shù)據(jù)備份策略包括完全備份、增量備份和差異備份。

完全備份是將整個數(shù)據(jù)集備份到備份介質(zhì)中，這種備份方式保證數(shù)據(jù)的完整性和一致性，但需要較大的存儲空間和時間。

增量備份是指備份自上次備份以來發(fā)生變化的數(shù)據(jù)，這種備份方式減少備份時間和存儲空間，但恢復時需要先恢復完全備份，再恢復增量備份。

差異備份是指備份自上次完全備份以來發(fā)生變化的數(shù)據(jù)，這種備份方式減少備份時間和存儲空間，恢復時只需要恢復差異備份即可。

選擇合適的數(shù)據(jù)備份策略需要考慮系統(tǒng)的數(shù)據(jù)量、數(shù)據(jù)變化情況和恢復時間等因素，以達到數(shù)據(jù)可靠性和恢復效率的平衡。

2.自動化恢復技術

自動化恢復技術是自動化備份和恢復的關鍵，對備份數(shù)據(jù)的自動恢復和重建，實現(xiàn)系統(tǒng)在出現(xiàn)故障時的自動恢復。常見的自動化恢復技術包括數(shù)據(jù)恢復、配置恢復和環(huán)境恢復等。

數(shù)據(jù)恢復是一種將備份數(shù)據(jù)恢復到原始狀態(tài)的方法，將備份數(shù)據(jù)還原到系統(tǒng)中，使系統(tǒng)回到故障發(fā)生之前的狀態(tài)。這種方法的優(yōu)點是恢復簡單快速，缺點是可能會丟失一部分最新的數(shù)據(jù)。

配置恢復是一種將備份的系統(tǒng)配置恢復到原始狀態(tài)的方法，將備份的配置文件和參數(shù)恢復到系統(tǒng)中，使系統(tǒng)回到故障發(fā)生之前的配置狀態(tài)，這種方法的優(yōu)點是保留最新的數(shù)據(jù)，缺點是可能會丟失一部分系統(tǒng)狀態(tài)。

環(huán)境恢復是一種將備份的系統(tǒng)環(huán)境恢復到原始狀態(tài)的方法，將備份的操作系統(tǒng)、應用程序和依賴庫等恢復到系統(tǒng)中，使系統(tǒng)回到故障發(fā)生之前的環(huán)境狀態(tài)。這種方法的優(yōu)點是恢復全面徹底，缺點是恢復時間較長。

三、利用硬件自動化運維提升可靠性

（一）自動化設備監(jiān)控和管理

1.遠程監(jiān)控技術

實時監(jiān)測：遠程監(jiān)控技術實時監(jiān)測系統(tǒng)設備的運行狀態(tài)和性能指標，如CPU利用率、內(nèi)存使用情況、網(wǎng)絡流量等，及時發(fā)現(xiàn)設備故障或異常情況。

預警機制：遠程監(jiān)控技術設置預警機制，當系統(tǒng)設備出現(xiàn)異常時，及時發(fā)送警報信息，通知運維人員處理，避免故障擴大化。

遠程管理：遠程監(jiān)控技術實現(xiàn)對系統(tǒng)設備的遠程管理，包括遠程重啟、配置修改、升級補丁等操作，提高運維效率和響應速度。

數(shù)據(jù)分析：遠程監(jiān)控技術對系統(tǒng)設備的監(jiān)測數(shù)據(jù)進行分析和統(tǒng)計，發(fā)現(xiàn)設備的潛在問題和瓶頸，提出優(yōu)化建議，提高系統(tǒng)的性能和可靠性。

通過遠程監(jiān)控技術，民航信息系統(tǒng)可實現(xiàn)對關鍵設備的全面監(jiān)控和管理，及時發(fā)現(xiàn)并解決問題，從而提高系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性。

2.自動化設備管理技術

自動化設備管理技術通過使用軟件和硬件工具來管理和配置設備，從而提高運維效率和準確性。

配置管理：自動化設備管理技術實現(xiàn)設備配置的自動化和標準化，可以記錄設備的配置信息，并在需要時自動進行配置，避免人為錯誤和配置不一致導致的問題。

批量操作：自動化設備管理技術實現(xiàn)對多個設備進行批量操作，如批量升級軟件、批量修改配置等。這樣可以大大提高運維效率，減少人工操作的時間和錯誤率。

自動化腳本：自動化設備管理技術使用腳本來編寫和執(zhí)行常見的運維任務。這樣可以有效簡化運維流程，減少人工干預，提高運維的準確性和一致性。

（二）自動化硬件故障預防

故障預防技術是指通過采取一系列措施來防止硬件故障，這些措施包括定期維護保養(yǎng)、設備更換升級、環(huán)境優(yōu)化等，旨在提高硬件設備的可靠性和穩(wěn)定性。

在民航信息系統(tǒng)的運維中，故障預防技術是非常重要的一環(huán)，定期對硬件設備維護保養(yǎng)，及時發(fā)現(xiàn)并消除設備中的隱患，避免故障發(fā)生。同時，定期檢查和更換老化或故障的設備，提高系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性。此外，優(yōu)化設備的工作環(huán)境，如控制溫度、濕度等因素，減少硬件故障發(fā)生。

故障預防技術的應用可以有效提高民航信息系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性，降低系統(tǒng)故障發(fā)生率，減少故障對系統(tǒng)運行的影響。同時，故障預防技術還可以延長硬件設備的使用壽命，降低設備更換的成本。

四、安全性和隱私保護的措施

（一）安全性挑戰(zhàn)和需求

首先，在網(wǎng)絡攻擊方面，黑客各種手段入侵民航信息系統(tǒng)，從而獲取敏感信息或者對系統(tǒng)進行破壞。黑客還利用漏洞和弱點對系統(tǒng)進行攻擊。

其次，病毒和惡意軟件也是民航信息系統(tǒng)面臨的安全威脅。病毒和惡意軟件各種途徑進入系統(tǒng)，然后破壞系統(tǒng)正常運行。

此外，數(shù)據(jù)泄露是民航信息系統(tǒng)面臨的安全威脅之一。民航信息系統(tǒng)中包含大量的敏感信息和關鍵數(shù)據(jù)，如乘客的個人信息、航班信息、機票信息等。如果這些信息泄露給未經(jīng)授權的人員或者遭到黑客攻擊，不僅會對乘客的隱私造成嚴重侵犯，還會對民航業(yè)務產(chǎn)生嚴重影響。

因此，保護民航信息系統(tǒng)的安全性成為計算機軟硬件自動化運維的一項重要工作。相關民航部門應采取一系列安全措施，有效地應對各種安全威脅，確保系統(tǒng)安全運行。

（二）安全性保障措施

加密和身份認證：通過采用加密技術，對敏感數(shù)據(jù)進行加密處理，從而保護數(shù)據(jù)的安全性。同時，通過身份認證技術，確保只有經(jīng)過授權的用戶才能訪問系統(tǒng)。

訪問控制和權限管理：通過訪問控制和權限管理技術，限制用戶對系統(tǒng)資源的訪問權限，從而防止未經(jīng)授權的訪問和惡意操作。

安全審計和監(jiān)控：安全審計和監(jiān)控技術，對系統(tǒng)的操作進行監(jiān)控和記錄，及時發(fā)現(xiàn)異常行為并采取相應的措施。

漏洞管理和補丁更新：及時修復系統(tǒng)中的漏洞，是保障系統(tǒng)安全的重要措施之一。系統(tǒng)中的漏洞可能被黑客利用，從而對系統(tǒng)進行攻擊。因此，需要定期進行漏洞掃描和漏洞修復，及時安裝系統(tǒng)的補丁更新，以保證系統(tǒng)的安全性。

（三）隱私保護技術

民航信息系統(tǒng)中包含大量的個人隱私信息和敏感數(shù)據(jù)，如乘客的個人信息、機票信息等。為了保護這些隱私信息的安全，民航需要采取一系列的隱私保護技術。

數(shù)據(jù)加密：通過對敏感數(shù)據(jù)進行加密處理，保證數(shù)據(jù)在傳輸和存儲過程中的安全性。例如，使用對稱加密算法或者非對稱加密算法對數(shù)據(jù)進行加密，確保只有授權的用戶才能解密和訪問數(shù)據(jù)。

數(shù)據(jù)脫敏和匿名化：對于一些不需要直接訪問的敏感數(shù)據(jù)，采用數(shù)據(jù)脫敏和匿名化技術進行處理。數(shù)據(jù)脫敏是指將敏感數(shù)據(jù)進行部分或完全的去標識化處理，從而保護用戶隱私。匿名化是指將個人信息與身份分離，使得個人信息無法與具體的個人身份進行關聯(lián)。

隱私保護政策和合規(guī)性：制定和執(zhí)行隱私保護政策是保護用戶隱私的重要措施之一，通過明確規(guī)定數(shù)據(jù)收集、使用、存儲和共享的準則，保證用戶的隱私得到合理的保護。同時，需要確保系統(tǒng)的合規(guī)性，遵守相關的隱私保護法規(guī)和政策要求。

數(shù)據(jù)訪問控制和審計：通過數(shù)據(jù)訪問控制和審計技術，限制對敏感數(shù)據(jù)的訪問權限，并對數(shù)據(jù)的訪問進行監(jiān)控和審計。例如，對敏感數(shù)據(jù)進行權限控制，只允許經(jīng)過授權的用戶訪問和操作數(shù)據(jù)，通過審計技術對數(shù)據(jù)的訪問進行記錄和跟蹤，及時發(fā)現(xiàn)和應對異常訪問行為。

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作者簡介：周祥偉（1974），男，安徽省亳州市人，碩士，高級工程師，研究方向為軟件測試。

計葉（1983），女，遼寧省沈陽市人，碩士，高級工程師，研究方向為計算機科學與技術。