◆劉 芬 張 科 王逸兮

（國網(wǎng)湖北省電力公司信息通信公司 湖北 430077）

面向中間件的智能化運維平臺設計與實現(xiàn)

◆劉 芬 張 科 王逸兮

（國網(wǎng)湖北省電力公司信息通信公司 湖北 430077）

中間件為應用軟件提供高效、靈活的開發(fā)運行環(huán)境，目前已在信息系統(tǒng)中被大量使用，因此中間件的健康與否對于系統(tǒng)的可靠穩(wěn)定運行至關重要?；诖?，本文給出了一種基于大數(shù)據(jù)的中間件智能化運維平臺，介紹了系統(tǒng)功能與關鍵功能的實現(xiàn)技術，對提升信息運維管理提供了一種經(jīng)驗和思路。

中間件；智能化；系統(tǒng)運維

0 引言

國網(wǎng)公司SG186和SG-ERP兩大信息化工程的實施基本完成了公司信息系統(tǒng)支撐各大業(yè)務應用的布局，高效支撐著公司經(jīng)營管理業(yè)務的有序開展，進而對信息系統(tǒng)的運行可靠性要求達到了前所未有的高度，亦對信息系統(tǒng)運維管理工作提出了更高的要求。另一方面，隨著信息系統(tǒng)的大規(guī)模建設告一段落，現(xiàn)有信息系統(tǒng)的運行保障和消缺調(diào)優(yōu)等運維管理工作將逐步成為公司信息化部門（單位）的工作重點。

中間件目前被國網(wǎng)大量信息系統(tǒng)所使用，中間件問題是信息系統(tǒng)故障的高發(fā)地帶，因此中間件的健康與否對于系統(tǒng)的可靠穩(wěn)定運行至關重要。當前信息系統(tǒng)運維人員尚未有針對中間件的巡檢模板、規(guī)范及其相關工具，往往當系統(tǒng)出現(xiàn)故障后才能引起一線運維人員的重視?；谶@種被動救火的運維模式，迫切需要構建針對中間件的運維規(guī)范，同時引入相應的自動化監(jiān)控工具，深入系統(tǒng)內(nèi)部運行結構進行監(jiān)控預警，進行事故統(tǒng)計分析與數(shù)據(jù)挖掘?；诖吮疚脑O計了一套面向中間件的智能化運維管理平臺，實現(xiàn)了系統(tǒng)運維工作的標準化、規(guī)范化和自動化，進一步提升信息系統(tǒng)的運行穩(wěn)定。

1 系統(tǒng)功能設計

面向中間件的智能化運維管理平臺包括八大模塊，分別是：運維首頁、實時監(jiān)測、智能分析、預警中心、歷史分析、數(shù)據(jù)抓取、系統(tǒng)配置和后臺管理，結構如下：

圖1 結構圖

2 功能介紹

八大模塊充分考慮到生產(chǎn)實際，其功能設計如下：

2.1 運維首頁

運維管理平臺的入口是運維首頁，通過登錄頁面輸入正確的用戶名和密碼即可登錄到運維平臺。運維管理平臺的首頁按照用戶角色分為三大部分：領導儀表盤、運維儀表盤和第三方儀表盤。儀表盤是項目的主頁和信息中心。

2.2 實時監(jiān)測

運維人員經(jīng)常會需要知道業(yè)務系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫或是中間件的運行狀況，例如中間件節(jié)點數(shù)或是中間件集群情況等一些信息，面對這些問題，雖然可以通過一些其他渠道觀察到，但是卻不方便讓運維人員實時統(tǒng)計，也不能給運維人員直觀的統(tǒng)計數(shù)據(jù)。

運維管理平臺的實時監(jiān)測功能則是解決這一問題，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的實時監(jiān)測。實時監(jiān)測功能又包括三部分：中間件集群監(jiān)測、中間件節(jié)點指標監(jiān)測和自動化巡檢。

2.3 智能分析

基于大數(shù)據(jù)的智能分析模塊，主要是根據(jù)對歷史樣本數(shù)據(jù)的機器學習、數(shù)據(jù)挖掘，結合專家經(jīng)驗固化的規(guī)則，形成中間件的健康模型，并最終利用中間件健康模型合并實時監(jiān)測數(shù)據(jù)，形成對中間件未來運行狀態(tài)的趨勢預測。

2.4 預警中心

指標特征都有一個標準，超過此標準就會有可能對信息系統(tǒng)的正常使用造成一些嚴重的影響，基于這些特性，平臺設計了預警中心模塊，將超出一些指標標準的特性展現(xiàn)出來，提醒運維人員關注，同時也起到了預防的作用。預警中心的接口也有三部分：

（1）消息預警：平臺中的預警信息消息提示。

（2）郵件預警接口：提供預警信息的郵件提醒。

（3）短信預警接口：短信提醒預警信息。

2.5 歷史分析

平臺實現(xiàn)了實時性能監(jiān)測功能，監(jiān)測到的數(shù)據(jù)積累之后形成歷史數(shù)據(jù)，該功能是根據(jù)歷史數(shù)據(jù)進行科學分析或是經(jīng)驗分析。

歷史數(shù)據(jù)對比分析：將產(chǎn)生的歷史數(shù)據(jù)進行科學的、多周期、多維度的對比分析，把分析結果展現(xiàn)出來，使運維人員一目了然的觀察到數(shù)據(jù)差異或是發(fā)現(xiàn)異常，同時也可以幫助運維人員回溯異常發(fā)生之前的系統(tǒng)變化，形成經(jīng)驗積累。

2.6 數(shù)據(jù)抓取

本系統(tǒng)的又一大功能模塊數(shù)據(jù)抓取，實現(xiàn)了無插件形式的中間件數(shù)據(jù)抓取、統(tǒng)一數(shù)據(jù)模型和調(diào)度任務。

中間件數(shù)據(jù)抓?。罕竟δ軐崿F(xiàn)了中間件數(shù)據(jù)抓取，通過對業(yè)務系統(tǒng)、主機和中間件進行要抓取中間件的必要配置，即可實現(xiàn)智能數(shù)據(jù)抓取。

統(tǒng)一數(shù)據(jù)模型：針對異構中間件歸納總結的統(tǒng)一數(shù)據(jù)模型，用于抓取到的性能數(shù)據(jù)的清洗、轉換等（ETL）。

調(diào)度任務監(jiān)控：實現(xiàn)對抓取調(diào)度任務的配置，調(diào)度任務配置主要包括調(diào)度任務IP配置、調(diào)度指標配置和調(diào)度頻率配置，數(shù)據(jù)抓取功能由調(diào)度任務進行發(fā)起。

2.7 系統(tǒng)配置

平臺基礎功能模塊，包括了平臺中基礎信息的配置，包括：信息系統(tǒng)管理、服務器管理、中間件管理等。

2.8 后臺管理

平臺基礎功能模塊,包括了平臺后臺自身的管理，用于控制平臺自身的健康運行,包括：調(diào)度任務管理、閥值管理、權限管理。

3 技術實現(xiàn)

在上述功能中，最關鍵的是中間件運行狀態(tài)數(shù)據(jù)抓取與分析。眾所周知，目前市面上存在眾多中間件，比如商業(yè)用途國外的 Oracle WebLogic、IBM WebSphere等；國內(nèi)廠商方正飛鴻、普元EOS、金蝶AAS、中創(chuàng)InforSuite AS等；還有開源的Tomcat、JBoss等。如此眾多的中間件，每個都有自身特有的屬性，全部采集數(shù)據(jù)量極大也影響性能，而且很多數(shù)據(jù)對項目需求毫無意義，所以通過按需求分類挑選的方式來確定。

圖2 數(shù)據(jù)庫格式

3.1 抽取指標分類

根據(jù)項目需求，我們需要用到以下幾類的指標：

（1）資源消耗類：堆棧內(nèi)存使用量/使用率、CPU使用量/使用率、活動連接數(shù)、每秒IO等。

（2）負載類：總請求數(shù)、每秒請求數(shù)、總吞吐量、每秒吞吐量、當前活動連接計數(shù)、執(zhí)行線程總數(shù)、掛起線程等。

（3）性能效率類：每秒完成請求數(shù)、平均連接延遲時間。

（4）異常類：失敗請求數(shù)、連接失敗次數(shù)。

3.2 定義指標名稱與數(shù)據(jù)格式

對每個指標統(tǒng)一命名，不區(qū)分來源于哪種中間件，只在采集實現(xiàn)中區(qū)分各種中間件的不同，比如：

Resource.HeapSizeCurrent 代表資源消耗類中的堆棧內(nèi)存使用量

Resource.HeapRatioCurrent 代表資源消耗類中的堆棧內(nèi)存使用率

Resource.CPUUsagedCount 代表資源消耗類中的CPU使用量

Resource.CPUUsagedRatio 代表資源消耗類中的CPU使用率

Resource.TotalRequest 代表負載類中總請求數(shù)

例如Tomcat沒有對應的Resource.TotalRequest，那么可以使用接近次指標的其他指標替換；如果部分中間件沒有與其接近的，那么可以將做空白處理，只是后續(xù)分析、預測時缺少一個維度數(shù)據(jù)，對結果不會產(chǎn)生決定性的影響。

在此基礎上，我們可以進一步定義每個指標的數(shù)據(jù)結構，以滿足異構中間件指標數(shù)據(jù)的統(tǒng)一處理。

4 結語

隨著公司信息化建設的快速發(fā)展，信息系統(tǒng)運行維護工作效率問題更加突出，亦對信息系統(tǒng)運行保障和消缺調(diào)優(yōu)等運維管理工作提出了更高的要求。開展面向中間件的智能化運維平臺應用有助于提升運維工作效率，對保障信息系統(tǒng)穩(wěn)定運行意義重大。本文以大數(shù)據(jù)與中間件技術的發(fā)展為背景，給出了一種基于大數(shù)據(jù)的中間件應用系統(tǒng)，該系統(tǒng)具備功能多樣、便捷實用、易用性好等特點，可有效引導用戶進行運維管理，給未來滿足公司經(jīng)營管理業(yè)務的不斷發(fā)展，規(guī)范完善現(xiàn)有信息系統(tǒng)運維體系，強化信息系統(tǒng)關鍵構件監(jiān)管，實現(xiàn)信息系統(tǒng)運維規(guī)范化、標準化、智能化，提升信息運維管理提供了一種經(jīng)驗和思路。

圖6 與設計人員交流

（2）設計人員針對自己具有權限的產(chǎn)品項目進行設計。設計完成后提交給系統(tǒng)管理員。然后設計人員仍可以進行其他產(chǎn)品的設計。

（3）系統(tǒng)管理員將該產(chǎn)品的相關圖紙傳給工藝項目中去，具體方法為將該設計產(chǎn)品的節(jié)點直接拖到工藝項目中去。

（4）工藝人員接收到后，對其進行工藝編制。根據(jù)工藝需要檢查設計圖紙是否合理，如果合理，則進行工藝編制。如果不合理，則通過在線消息或郵件的方式與設計人員進行交流，雙方也可以在設計圖紙上進行批注，直至合乎要求為止。

圖7 工藝的編制

（5）最后工藝人員利用PDM和CAPP集成環(huán)境完成工藝的編制。

4 結論

通過基于PDM和CAPP集成環(huán)境，可以將設計數(shù)據(jù)和工藝數(shù)據(jù)集中到同一的產(chǎn)品結構下，有利于保持產(chǎn)品數(shù)據(jù)的統(tǒng)一管理，便于查閱，而且有利于產(chǎn)品研制過程的并行化和建立合理的數(shù)字化流程。并行設計工作模式，打破了廠所之間的地域和時間限制，可以大大縮短產(chǎn)品研制的生產(chǎn)周期。

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