智慧校園統(tǒng)一運維管理平臺設計

關鍵詞：運維管理；智慧校園；ITIL；管理流程

0 引言

隨著智慧校園規(guī)模的擴大，各類軟硬件系統(tǒng)及業(yè)務復雜程度不斷提高，基礎設施和應用系統(tǒng)的維護工作量增加，技術維護難度和管理復雜度也不斷提升，與之相配套的運維管理[1]面臨著新的挑戰(zhàn)。

1 需求分析

智慧校園規(guī)模的擴大、運維組織架構及分工的細化，以及IT對業(yè)務的快速響應和支持要求的增加，使得運維管理流程需要在更大范圍內(nèi)使用并實現(xiàn)更多部門的高效協(xié)作。如果僅依靠現(xiàn)有的粗放式管理和手工管理方式，很難滿足運維的效率和規(guī)范性要求。智慧校園運維管理需要從“單業(yè)務、單數(shù)據(jù)中心”運維模式向“多數(shù)據(jù)中心”運維模式轉變，同時滿足服務響應和故障解決的效率要求。

在復雜的基礎設施環(huán)境和應用架構下，智慧校園需要實現(xiàn)快速故障定位及變更影響分析等深入應用。隨著應用系統(tǒng)數(shù)量的持續(xù)增加，支撐各類業(yè)務系統(tǒng)的軟硬件組件之間的關系越來越復雜，客觀上對運維管理提出了更高的要求。管理上須隨時監(jiān)控環(huán)境中組件運行情況，并實現(xiàn)面向業(yè)務服務的配置管理功能，同時具備分析業(yè)務應用與其IT組件之間關系的能力。當某個業(yè)務出現(xiàn)中斷或異常時，可以快速定位引發(fā)此故障的IT組件，從而可以快速進行故障分析與處理，最大程度降低對業(yè)務的影響。

智慧校園資產(chǎn)數(shù)據(jù)量龐大，配置信息始終處于動態(tài)變化之中。如何有效記錄配置信息及資產(chǎn)間相互關系，實現(xiàn)對運維工作的有效支撐至關重要。在復雜和龐大的基礎環(huán)境中，必須時刻關注和掌握各類資產(chǎn)的實時狀態(tài)、配置項信息及其變動情況，才能夠保證事件、問題、變更、服務請求與其他運維工作得到有效支持和規(guī)范化管理，切實保證業(yè)務系統(tǒng)的持續(xù)、穩(wěn)定運行。

可以通過統(tǒng)一運維管理平臺幫助高校智慧校園更好地管理和監(jiān)督其IT基礎設施的運營和維護，提高管理效率和質(zhì)量，降低運維成本，為高校的發(fā)展提供有力的支持。

2 平臺流程體系設計

根據(jù)智慧校園運維管理需求，結合ITIL制定開發(fā)日常運維制度，包括事件管理流程、問題管理流程、應急管理流程、變更管理流程等運維流程。統(tǒng)一運維流程體系[2]如圖1所示。

2.1 事件管理

事件管理在統(tǒng)一運維流程體系中主要承擔對用戶故障恢復和管理工作，接收由服務臺分派的事件工單或處理由變更等導致的事件工單，保障相應的事件得到快速處理。事件管理是在統(tǒng)一運維流程體系中發(fā)生的、可能影響或已經(jīng)影響服務的任何可識別狀態(tài)的變化進行管理的流程。這些事件可能包括服務器軟硬件故障、網(wǎng)絡故障、應用系統(tǒng)崩潰等。事件管理能迅速識別、記錄、分類、優(yōu)先級排序、響應和恢復運行服務中的事件，以最小化處理時間，減少對業(yè)務的影響。

2.2 問題管理

問題管理在統(tǒng)一運維流程體系中用于識別、調(diào)查、診斷和解決導致事件發(fā)生的主要原因和存在問題，從而預防類似事件再次發(fā)生。為減少事件的數(shù)gs2eItv5N/Bga4tyD0bnDQ==量和嚴重性，通過消除根本原因來預防問題事件再次發(fā)生，以提高服務的可用性和可靠性。事件管理關注的是當前發(fā)生的事件的解決，而問題管理則側重找出導致事件的根本原因，并消除這些原因以防止未來的事件。

2.3 變更管理

變更管理在統(tǒng)一運維流程體系中用于記錄、批準、控制、實施和監(jiān)控運行環(huán)境中發(fā)生的所有變更，以確保這些變更不會對應用服務的可用性、性能和安全性產(chǎn)生負面影響。通過標準化和受控的方法，降低變更引入的風險，確保各項服務的穩(wěn)定性和可靠性[3]。

2.4 配置管理

配置管理在統(tǒng)一運維流程體系中用于記錄、識別、維護和控制應用運行環(huán)境中的所有配置項（如硬件、軟件、文檔等）的信息和關系。它提供關于IT基礎設施和服務的準確、最新和完整的信息，以支持其他流程（如事件管理、問題管理、變更管理等）。通過統(tǒng)計分析，能夠定位和預防運行風險、了解資產(chǎn)利用情況和相關費用支出情況，從而提升運行管理、優(yōu)化資產(chǎn)利用。平臺構建了靈活的資產(chǎn)配置數(shù)據(jù)庫，提供配置項的登記、分類、統(tǒng)計、快照、審計、變更等功能，并在CMDB[4]的支撐下，提供對資產(chǎn)配置模型的管理，以及業(yè)務需要的各種設備、文檔、合同、軟件、應用等的全面管理。

2.5 發(fā)布管理

發(fā)布管理負責規(guī)劃、安排和控制版本從測試到生產(chǎn)環(huán)境的流程。ITIL特指變更管理的首要目標是“保護生產(chǎn)環(huán)境的集成和發(fā)布正確的組件”。版本是一個相關的授權更改的集合，它經(jīng)過測試并被引入現(xiàn)場環(huán)境中。版本管理與配置管理和變更管理密切合作，以確保對信息基礎架構的更改能夠?qū)崿F(xiàn)，從而保持與客戶不斷變化的業(yè)務需求一致的服務功能和服務水平。發(fā)布管理包含ITIL V3內(nèi)所嵌入的最佳實踐活動，用于跟蹤和管理變更及實施。變更管理的目的是提供更好的支持來管理標準版本，從需求到規(guī)劃設計、建立、測試、部署和驗收。

2.6 資產(chǎn)管理

對智慧校園軟件與硬件產(chǎn)品進行生命周期內(nèi)的管理，保證資產(chǎn)與業(yè)務的安全與健康運行。硬件資產(chǎn)管理對硬件資產(chǎn)的狀態(tài)、位置、變更信息等進行管理，保證資產(chǎn)在生命周期內(nèi)的安全使用。軟件資產(chǎn)管理對軟件型號與數(shù)量、使用周期與狀態(tài)進行管理，如li?cense應用周期管理，確保軟件得到及時更新與權限獲取，保證業(yè)務健康安全運行。

2.7 服務級別管理

服務級別管理對服務級別與服務目標進行管理，對服務級別目標進行設定及量化考核。通過建立與約定的服務級別考核協(xié)議，監(jiān)視約定的服務級別執(zhí)行情況，最終統(tǒng)計出相應的服務指標，并形成改善計劃和服務水平報告。在對服務級別進行準確分析評估的基礎上實現(xiàn)服務優(yōu)化，來確保服務質(zhì)量得以維持并逐漸提高。

2.8 服務目錄管理

服務目錄提供一個管理所有交付服務的集中信息源，維護已經(jīng)或?qū)⒁D換到生產(chǎn)環(huán)境的服務清單，用以表述交付給使用者的所有IT服務，以及這些IT 服務與支持服務之間的關系。服務目錄作為對外服務的窗口，提供清晰和明確的服務指導，同時為運維支持團隊作為溝通和協(xié)調(diào)的依據(jù)[5]。

3 平臺方案設計

3.1 總體架構

智慧校園統(tǒng)一運維管理平臺的總體架構如圖2所示，主要包括統(tǒng)一展示層、服務管理層、配置管理層和數(shù)據(jù)采集層。

1） 統(tǒng)一展示層：針對各個功能模塊、組件的數(shù)據(jù)，進行集中展示、統(tǒng)計、分析。

2） 服務管理層：提供流程引擎，覆蓋服務臺、事件、問題、變更、發(fā)布等運維流程；對運維服務交付過程進行全方位管理；以應用業(yè)務的視角，將分散的IT 資源以業(yè)務系統(tǒng)為單位進行整合建模，為故障定位和業(yè)務影響分析提供支撐。

3） 配置管理層：對資產(chǎn)信息、配置信息、監(jiān)控告警信息、性能數(shù)據(jù)、流程信息、業(yè)務信息進行關聯(lián)整合，構建層次化的數(shù)據(jù)倉庫。

4） 數(shù)據(jù)采集層：對服務器、網(wǎng)絡、操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫、中間件、應用提供全面監(jiān)測手段，具備良好的兼容性和可擴展性；具備對告警信息進行壓縮、豐富、關聯(lián)等處理能力。

3.2 功能設計

統(tǒng)一運維管理平臺由相互獨立且密切協(xié)作的模塊組成，包含業(yè)務資源監(jiān)控、資產(chǎn)配置數(shù)據(jù)庫、流程引擎、門戶、數(shù)據(jù)管理和統(tǒng)計報表等核心支撐模塊，同時實現(xiàn)應用集成和二次開發(fā)支持。

運維門戶模塊支持工作的統(tǒng)一信息平臺，是所有系統(tǒng)的統(tǒng)一入口，是集中展示、統(tǒng)計、分析的綜合模塊。

運維流程模塊提供以ITIL最佳實踐為指導的運維流程，覆蓋服務臺、事件、問題、變更、發(fā)布等運維流程；對服務目錄、服務水平、服務報告等服務交付過程進行全方位管理。

業(yè)務服務管理模塊以應用業(yè)務的視角來運營維護智慧校園的IT系統(tǒng)，從業(yè)務角度對分布在智慧校園不同地方、不同系統(tǒng)中的IT設備進行有效管理，為故障定位及業(yè)務影響分析提供支撐。

配置管理模塊采集信息全面覆蓋技術類信息、流程管理生成的管理類信息、外部信息等，將各類信息全面關聯(lián)，構造層次化的數(shù)據(jù)倉庫。

信息采集模塊實現(xiàn)全面的信息自動采集，包括性能信息、配置信息、容量信息、告警信息等。通過兩段式的信息管理手段，利用預置及掛接的信息格式化程序，對信息進行清洗、格式化、存儲，同時對信息進行關系分析以及拓撲展示。

監(jiān)控關聯(lián)模塊對各種服務器、網(wǎng)絡、操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫、中間件、應用提供全面監(jiān)測手段。

自動化管理模塊對IT資源如網(wǎng)絡設備、操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫、中間件等實現(xiàn)自動化巡檢和自動化安裝部署、參數(shù)調(diào)整等功能。

3.3 平臺數(shù)據(jù)采集

平臺基于Java的MVC多層體系架構[6]，數(shù)據(jù)采集使用多樣化的采集手段，采集方式包括SNMP、TELNET/SSH、XML、日志、文件等，其中對于數(shù)據(jù)庫、中間件、操作系統(tǒng)的監(jiān)控采用Agent方式。對于配置數(shù)據(jù)的采集可采用手工錄入、批量文件導入等方式。采集的具體架構分為三層：

1） 發(fā)現(xiàn)引擎及傳感層。平臺通過SNMP、Telnet、Agent、JMX、XML、JDBC等多種接口，采集各設備、系統(tǒng)和應用的配置信息。

2） 設備建模層。針對不同設備進行默認配置信息發(fā)現(xiàn)的定義，尤其是針對無法識別的設備，可定義界面，包括如何通過Sensor實現(xiàn)對應配置項的采集定義，覆蓋智慧校園中的服務器、操作系統(tǒng)、中間件、數(shù)據(jù)庫對象。

3） 應用映射層。將最終發(fā)現(xiàn)的設備配置信息進行應用模型映射，確保所發(fā)現(xiàn)的設備與設備配置建模信息一致，并實現(xiàn)相關配置關聯(lián)及依賴信息。

3.4 平臺流程管理

平臺為智慧校園一體化運維服務管理功能需求，實現(xiàn)總分一體化管理。主要包括流程引擎、服務臺、運維流程等。

3.4.1 流程引擎

平臺流程設計完全支持B/S的可視化設計，流程引擎[7]內(nèi)核為完全自主開發(fā)的流程引擎，建模明了、穩(wěn)定方便。可以在Web上靈活建立活動，并且在活動上建立各式表單組件[8]，能夠建立分支、合并操作，能夠連接活動繪出流程圖、線條，以支持直線和折線，從而建立復雜的所見即所得流程。

流程引擎通過圖形化和頁面操作對流程進行自定義配置、測試和發(fā)布。對于有關的復雜業(yè)務邏輯和個性化操作，通過便捷而強大的擴展開發(fā)機制提供完善支撐。在流程引擎的支撐下，通過圖形化的流程定義機制，可以快速配置實現(xiàn)各方運維工作方面的相關流程。

3.4.2 服務臺

服務臺作為一個服務職能，其主要是為用戶和服務組織提供一個統(tǒng)一的聯(lián)系點，負責接受用戶服務請求與事件上報。用戶可以通過服務臺提交請求、查詢狀態(tài)或報告問題。一旦服務臺接收到用戶請求，它可以根據(jù)預設的規(guī)則或策略，將請求分配給相應的流程引擎或運維流程進行處理。如果流程執(zhí)行過程中需要額外的資源或支持，服務臺可以協(xié)調(diào)相關資源，確保流程能夠順利執(zhí)行。

3.4.3 運維流程

1） 事件管理：實現(xiàn)自動化流程，提高IT支持效率。可以手工創(chuàng)建或者自動接收IT資源、動力環(huán)境、應用級監(jiān)控等多系統(tǒng)的事件告警，根據(jù)預定義規(guī)則過濾、合并并自動轉化為事件工單，進入事件管理流程響應、解決與恢復。

2） 問題管理：通過分析事件背后隱藏的深層次問題，找到事件發(fā)生的根本原因，通過預防性行為從根本上解決某類事件。問題流程的生命周期包含新建、分派、處理、審核、關閉等狀態(tài)。

3） 日常工作管理：為管理人員處理日常工作提供統(tǒng)一管理入口，方便進行日常工作記錄、查看，并可由管理角色進行管理。通過設定策略，定期發(fā)起工作提示，并跟蹤工作整體進度與具體處理情況。

4） 計劃任務管理：制定統(tǒng)一管理入口，方便進行日常工作任務安排。通過設定策略，定期發(fā)起工作任務，實現(xiàn)計劃任務查詢、制定、分類維護和工作查詢。

5） 知識庫管理：實現(xiàn)知識新建、知識審核、知識發(fā)布、知識過期等內(nèi)容。知識庫管理使運維人員可以方便、快捷地獲得問題的解決方案，以快速解決問題，提高IT服務效率和質(zhì)量。

3.5 平臺系統(tǒng)集成

3.5.1 集成原則

智慧校園統(tǒng)一運維管理平臺有大量的系統(tǒng)集成和開發(fā)工作。根據(jù)實際的系統(tǒng)和應用情況，制定了統(tǒng)一的接口和標準，在行業(yè)通用標準下，采用三層體系結構，使用XML規(guī)范作為信息交互的標準。

3.5.2 網(wǎng)管系統(tǒng)對接

與已部署的網(wǎng)絡管理系統(tǒng)對接，接收網(wǎng)絡管理系統(tǒng)推送的設備告警和性能信息，實現(xiàn)對數(shù)據(jù)中心硬件設備的統(tǒng)一管理。

3.5.3 綜合安防集成

根據(jù)綜合安防管理系統(tǒng)標準接口格式及協(xié)議進行對應的接口開發(fā)，將接收的視頻系統(tǒng)設備信息和告警信息進行保存和展示。實現(xiàn)“一機一檔”設備信息的管理功能，包括信息錄入、修改、查詢、導入/導出；“一機一檔”與視頻診斷檢測有機融合，實現(xiàn)基于“一機一檔”各類屬性進行檢查服務，并將狀態(tài)結果與“一機一檔”共享數(shù)據(jù)[9]。

3.5.4 后勤資產(chǎn)集成

根據(jù)后勤資產(chǎn)管理系統(tǒng)的標準接口格式及協(xié)議進行對應的接口開發(fā)，將后勤資產(chǎn)系統(tǒng)所管理的水、電、暖等能源管理信息和告警信息進行保存和展示。

3.5.5 管理服務集成

根據(jù)應用管理系統(tǒng)的標準接口格式及協(xié)議進行對應的接口開發(fā)，將智慧校園所包含的各種管理服務應用系統(tǒng)信息進行保存和展示。

4 結束語

智慧校園統(tǒng)一運維管理平臺通過大數(shù)據(jù)、云計算和物聯(lián)網(wǎng)等信息技術手段，為校園的日常運維管理提供了高效、便捷、智能的手段。該平臺對于提升校園管理效率、保障校園安全、優(yōu)化資源配置、提高教學質(zhì)量、促進數(shù)據(jù)共享、降低運維成本、支持決策分析等方面都具有重要意義。