康卿彬，張衛(wèi)同，賈舵，郭嘉淞

（66389部隊）

1 引言

通信網(wǎng)絡作為現(xiàn)代社會的傳導神經(jīng)，其高效運維和穩(wěn)定運行是社會各領域正常運轉的重要保證。深入研究通信網(wǎng)絡運維的信息化、智能化技術，尤其是虛擬現(xiàn)實技術在通信設備設施安全穩(wěn)定運行方面的應用，對機房設備的實時監(jiān)控、統(tǒng)一管理和穩(wěn)定可靠運行有重要意義。

2 現(xiàn)有信息通信網(wǎng)絡運維模式及弊端

當前，各類傳輸和網(wǎng)絡系統(tǒng)的網(wǎng)管軟件（包括集中網(wǎng)管）關注的焦點主要集中在系統(tǒng)內部的業(yè)務配置和狀態(tài)監(jiān)管等方面，對機房整體的維護操作及優(yōu)化改善關注較少。缺乏能夠實現(xiàn)監(jiān)控數(shù)據(jù)整合、可視化監(jiān)管等功能的統(tǒng)一的運維可視化系統(tǒng)，在網(wǎng)絡維護的易用性、人機交互的友好性等方面有待進一步提升，主要存在如下問題。

1）缺乏監(jiān)控全景視圖

監(jiān)控展示缺乏從具體業(yè)務到信息通信基礎設施的全景視圖，各管理層級對整體業(yè)務鏈和相關設備的完整分析，能夠看到的監(jiān)控對象和內容有限，對系統(tǒng)整體的分析掌握不夠全面。

2）缺乏業(yè)務關聯(lián)分析

各個系統(tǒng)相對獨立，在某一節(jié)點出現(xiàn)問題時，不能快速判斷故障根源，無法實現(xiàn)系統(tǒng)間的可視化監(jiān)控分析和管理，從而導致故障點所影響的相關系統(tǒng)無法精確定位。

3）缺乏資產(chǎn)全面管控

系統(tǒng)層與物理層監(jiān)控不能很好關聯(lián)，當某一層出現(xiàn)故障報警時，既不能快速定位其影響的相關系統(tǒng)又不能直觀判斷故障硬件設備。

3 構建可視化網(wǎng)絡運維管理系統(tǒng)的主要需求

3.1 整體環(huán)境可視化

需要將機房的結構布局、基礎設施設備，通過3D建模與各通信監(jiān)控管理系統(tǒng)集成，構建可視化平臺，系統(tǒng)展示通信設備參數(shù)狀態(tài)等信息，同時，有機融合機房電力、安防等動環(huán)監(jiān)控系統(tǒng)，展示空調、UPS、煙感等設備的監(jiān)控告警信息。從而實現(xiàn)樓層級到端口級的多層級瀏覽和操作。

3.2 布局管控靈活化

系統(tǒng)平臺需要支持多種場景資源按需求靈活自由添加，同時也能夠實現(xiàn)多中心遠程管理。需要提供其他可視化工具建立的模型通過接口導入，網(wǎng)絡運維人員區(qū)分權限對系統(tǒng)模型庫進行管理。所有設備監(jiān)控數(shù)據(jù)通過支持多種協(xié)議的標準接口在系統(tǒng)中加以推送并立體顯示。

3.3 業(yè)務處理直觀化

設備的定位、配置信息以及鏈路和端口狀態(tài)，包括異常情況都需要在系統(tǒng)中直觀展示。對機房的環(huán)境、安防、網(wǎng)管和應用監(jiān)控，系統(tǒng)提供統(tǒng)一的監(jiān)控管理以及歷史數(shù)據(jù)報表統(tǒng)計與分析，也可將所有設備的告警信息異常情況集中展示，同時保存歷史數(shù)據(jù)記錄。系統(tǒng)應該通過提示、報錯等方式對設備的上架/下架、遷出/遷入、維修、盤點等日常運維機制進行規(guī)范。

4 構建可視化網(wǎng)絡運維管理系統(tǒng)的基本思考

結合需求分析，構建一個基于虛擬3D技術的可視化管理系統(tǒng)，主要實現(xiàn)機房可視化、信息通信架構可視化，并預留第三方系統(tǒng)集成接口。

4.1 機房可視化

通過3D立體形式構建展現(xiàn)機房所在建筑布局、設備端口及鏈路等要素，實現(xiàn)設備、鏈路以及各種業(yè)務網(wǎng)絡的可視化管理。以機柜為單位對各機柜的容量、動力和配線等信息進行統(tǒng)計和展示，并集成綜合網(wǎng)管和日志監(jiān)控等系統(tǒng)，從而實現(xiàn)對設備性能、故障告警的實時監(jiān)控[1]。

4.1.1 環(huán)境可視化

依據(jù)建筑設計圖和機房布局，通過虛擬仿真技術，將樓層結構、信通機房以及附屬的各類設施設備等整體建模立體仿真，構設具有直觀場景展示的可視化系統(tǒng)，同時提供與實際相符的可視化運維管理環(huán)境和友好訪問界面。包括：樓層結構、機房結構等建筑3D可視化；機柜級設備3D可視化、機架式服務器、網(wǎng)絡設備等機柜內設備3D可視化；設備面板和端口以及各種強弱電線纜等的3D可視化。

4.1.2 資產(chǎn)可視化

采取多種形式將設備的配置信息導入可視化系統(tǒng)，相關設備和配置信息可以相互反向查詢，實現(xiàn)資產(chǎn)配置可視化。一是系統(tǒng)支持在3D環(huán)境中通過操作人機交互設備完成對設備或端口配置信息的查詢與管理。二是通過在查詢模塊中輸入機柜或設備的模糊查詢條件，系統(tǒng)對相關機柜或設備拉單列表實現(xiàn)其搜索和定位。設備的模糊查詢條件設置包括所有資產(chǎn)的信息屬性類別。三是當設備因為維護升級等原因調整布局位置發(fā)生變化時，在系統(tǒng)中自動變更設備物理位置實現(xiàn)設備的位置跟蹤。

4.1.3 配線可視化

通過配置管理數(shù)據(jù)庫等方式將設備的所有連接信息導入系統(tǒng)，實現(xiàn)設備端口和鏈路信息的可視化交互反向查詢?？刹榭窗ㄔO備端口和配線連接信息在內的所有設備和網(wǎng)絡鏈路，同時可視化系統(tǒng)支持線路拖拽配置等維護操作，能夠直觀展現(xiàn)配線架和設備端口占用情況并實現(xiàn)信息查詢，包括配線布線等全鏈路的查詢和展示，從而實現(xiàn)設備端口物理連接和系統(tǒng)鏈路管理。

4.1.4 監(jiān)控可視化

機房中的網(wǎng)管、主機、動力和容量等多個監(jiān)控子系統(tǒng)同步運行，互相依存，確保機房的各項指標符合標準。但是各監(jiān)控子系統(tǒng)獨立運轉，在某一故障發(fā)生時操作維護較繁雜，不利于數(shù)據(jù)綜合處理分析。統(tǒng)一的可視化管理平臺中，各類監(jiān)控數(shù)據(jù)以柱狀圖、折線圖或圖表等形式通過圖層疊加的方式對多個監(jiān)控子系統(tǒng)整合集成顯示，實時展示所有設備的運行狀態(tài)，有效綜合各方面的告警情況加以分析處理，極大提升了排障效率。

4.2 信息通信架構可視化

在層次模型的基礎上，根據(jù)應用全景視圖，生成各應用系統(tǒng)和信息通信設備間的邏輯管理視圖，可以直觀顯示信息通信組件與設備的一一對應關系以及信息通信組件配置信息之間的關聯(lián)關系，從而形成一個交互式動態(tài)監(jiān)控的信息通信邏輯宇宙。

4.2.1 業(yè)務交互可視化

通過分析業(yè)務交互流程，整理應用系統(tǒng)對應的信息服務提供路徑，以及維持應用系統(tǒng)業(yè)務運行系統(tǒng)模塊接口，生成應用系統(tǒng)業(yè)務的交互全景圖，識別在全景圖中不同路徑上的核心業(yè)務系統(tǒng)，分析各系統(tǒng)間的關系以及相互影響，形成框架，進而繪制成最上層的業(yè)務交互邏輯關系視圖。

當業(yè)務交互出現(xiàn)問題時，業(yè)務交互視圖能夠直觀展現(xiàn)系統(tǒng)間的業(yè)務調用路徑以及故障應用系統(tǒng)模塊，能夠跨系統(tǒng)、跨模塊，自下而上的定位或圈定潛在影響范圍和業(yè)務交互類型。視圖不但可以通過平臺人工編輯，也支持后臺數(shù)據(jù)驅動自動生成，既可以展示整個系統(tǒng)全景，又能根據(jù)實際需要，選擇單個應用系統(tǒng)展示，從而實現(xiàn)個性化業(yè)務交互視圖，簡單拖拽即可實現(xiàn)視圖對象、布局和樣式的更新[2]。

4.2.2 系統(tǒng)架構可視化

可視化系統(tǒng)在構設跨系統(tǒng)應用監(jiān)控全景圖的同時，可以基于應用系統(tǒng)本身的邏輯技術結構以及數(shù)據(jù)設計對應用系統(tǒng)進行解構，梳理其應用組件及組件間的依存關系，實現(xiàn)組件間的相互關系以及數(shù)據(jù)交互的可視化，可以針對一個或幾個應用系統(tǒng)實現(xiàn)重點分析[3]。

解析重要應用系統(tǒng)的組件、模塊等信息，通過分析系統(tǒng)管理數(shù)據(jù)，生成能夠描述應用系統(tǒng)的邏輯架構、模塊劃分、運行架構等的應用架構視圖，實現(xiàn)對關鍵應用的可視化、精準化管理。以應用為單位，自頂向下梳理應用系統(tǒng)所依賴的各級信息通信組件，以及組件間的邏輯關系，生成通信組件可視化管理視圖。視圖可以直觀呈現(xiàn)組件與其所影響的應用系統(tǒng)的線性關系。基于應用系統(tǒng)的部署架構，并依照負載均衡擴展機制，完成軟件和系統(tǒng)平臺的立體建模[4]。

4.2.3 基礎設施可視化

系統(tǒng)平臺構設是以機房設施和各類信息通信設備為底層基礎的。需要從物理和邏輯兩個層面對基礎設施設備進行建模，可視化系統(tǒng)對相關設備的類別和位置信息如實描述，與機房消防、動力等基礎環(huán)境要素共同構成機房管理全方位三維立體視圖，生成系統(tǒng)物理模型。在邏輯關系層面，按照邏輯分類生成數(shù)據(jù)、存儲、業(yè)務、網(wǎng)絡等不同類型的資源池，根據(jù)資源分配的需要，構成與上層系統(tǒng)平臺的依賴影響關系，從而生成可用性分析和容量規(guī)劃的基礎，搭建邏輯組件與物理設備之間的橋梁，通過邏輯組件直觀定位其所依賴的物理設備信息和環(huán)境信息等。

4.2.4 監(jiān)控數(shù)據(jù)可視化

從各應用系統(tǒng)中劃分出運維分析的系統(tǒng)邊界，解析應用系統(tǒng)的相關支撐組件以及它支持的第三方接口。最終輻射到設備、系統(tǒng)平臺等信息通信基礎架構，形成以應用組件為分析對象的FTA(FaultTree‐Analysis)分析樹。當系統(tǒng)發(fā)生故障時，形成連續(xù)傳導，最終確定的故障定位路徑。

主要針對告警事件、監(jiān)控指標進行可視化定制，保存監(jiān)控歷史數(shù)據(jù)供性能曲線圖等統(tǒng)計類形式展現(xiàn)以及歷史告警事件的查詢?？梢暬到y(tǒng)有效集成網(wǎng)管系統(tǒng)、各類監(jiān)控系統(tǒng)，有效集中展示各系統(tǒng)的告警事件[5]，改變各種數(shù)據(jù)系統(tǒng)相互獨立、缺乏關聯(lián)分析的困境，建立統(tǒng)一的數(shù)據(jù)信息界面，實現(xiàn)了監(jiān)控信息可視化集成展示。