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        中國移動IT云數(shù)據(jù)中心數(shù)智化運維的探索與實踐

        2022-03-27 23:00:47阮前劉虹滕濱張晨
        中國新通信 2022年1期
        關(guān)鍵詞:可視化

        阮前 劉虹 滕濱 張晨

        【摘要】? ? 中國移動IT云是中國移動內(nèi)部私有云,承載著中國移動集團內(nèi)各單位業(yè)務(wù)系統(tǒng),是中國移動智慧中臺的底座,目前已形成“一云多中心”格局,已建設(shè)十幾萬臺服務(wù)器規(guī)模。中國移動IT云數(shù)據(jù)中心數(shù)智化運維是通過集成三維可視化、3D建模和視頻監(jiān)控等技術(shù),將數(shù)據(jù)中心機房的三維高精度模型、設(shè)備屬性、設(shè)備實時數(shù)據(jù)和生產(chǎn)運維數(shù)據(jù)融合,結(jié)合AI圖像識別、機器人巡檢和AR智能運維能力,實現(xiàn)數(shù)據(jù)中心機房的遠(yuǎn)程控制管理,提高數(shù)據(jù)中心運維管理效率,實現(xiàn)企業(yè)的智能化與精細(xì)化管理。本文從實際出發(fā),探討了數(shù)據(jù)中心數(shù)智化運維管理模式,通過“3D可視、監(jiān)控大屏、AI能力、AR協(xié)助”等方面的實踐與模式創(chuàng)新,有效提高數(shù)據(jù)中心精益運維管理水平,具有較高的推廣價值。

        【關(guān)鍵詞】? ? 數(shù)據(jù)中心? ? 數(shù)字孿生? ? 可視化? ? 智能運維

        引言:

        隨著中國移動IT云規(guī)模不斷擴大,各區(qū)域中心資源池陸續(xù)建成投產(chǎn),總部與各省公司兩級協(xié)同運維管理機制建立并落地實施,各地數(shù)據(jù)中心機房與設(shè)備量持續(xù)增加,協(xié)同工作要求越來越高,對安全性、可用性和運維管理的要求也是越來越高,使得各地數(shù)據(jù)中心運維管理工作變得越來越重要。同時,隨著數(shù)據(jù)中心機房智能化建設(shè),各地數(shù)據(jù)中心缺乏統(tǒng)一規(guī)劃,機房管理成本高、難度大、流程不統(tǒng)一等諸多問題與挑戰(zhàn),具體表現(xiàn)在以下方面:

        (一)數(shù)據(jù)中心機房局址分散、遠(yuǎn)程協(xié)作困難等問題日益凸顯,運維人員難以宏觀、快速掌控機房機柜容量情況,借助設(shè)計圖紙無法保證與實際數(shù)據(jù)相一致,現(xiàn)場勘察則需要耗費大量時間成本、效率低下,設(shè)備上架前期如何實現(xiàn)快速及準(zhǔn)確的定位各種問題將是亟需解決的難題。

        (二)IT云資源池設(shè)備數(shù)量龐大,且種類繁多,沿用傳統(tǒng)人工方式進行如此大規(guī)模資產(chǎn)盤點,不僅人力成本高,且存在人為差錯、難以保證數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性,日常巡檢過程也難以及時掌握設(shè)備變化,進而影響運維工作的開展。

        (三)傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心安防手段只能做到“可見但不可管”,臨時訪客進入機房需要自有人員隨行監(jiān)管,在數(shù)據(jù)中心規(guī)模以幾何基數(shù)增長的當(dāng)下,人工維護方式已經(jīng)無法適應(yīng)快速迭代的業(yè)務(wù)需求。

        現(xiàn)階段數(shù)據(jù)中心運維能力大部分集中于傳統(tǒng)動力環(huán)境管理或操作系統(tǒng)層以上管理,對于機房物理環(huán)境和機房人員的管理手段仍然是空白。為打造中國移動精品IT云,夯實智慧中臺底座,助力中國移動智慧中臺能力建設(shè)發(fā)展,賦能公司數(shù)智化轉(zhuǎn)型,中國移動信息技術(shù)中心依托5G、AR、數(shù)字孿生、人工智能等關(guān)鍵技術(shù)構(gòu)建數(shù)據(jù)中心數(shù)智化運維能力,提升大規(guī)模、多局址數(shù)據(jù)中心的統(tǒng)一管理,提高IT云資源池維護質(zhì)量和效率,為各級運營運維人員提供集資產(chǎn)、告警、性能、監(jiān)控等數(shù)據(jù)為一體的自動化、可視化、智能化數(shù)據(jù)中心精細(xì)管理能力支撐。

        一、可視化運維平臺建設(shè)

        數(shù)據(jù)中心可視化能力,通過3D可視化能力,實現(xiàn)數(shù)據(jù)中心機房設(shè)備的可視化納管。利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、數(shù)字孿生技術(shù)、三維可視化技術(shù),對機房靜態(tài)信息、動態(tài)信息在數(shù)據(jù)中心可視化平臺上進行物聯(lián)感知操控和全要素數(shù)字化表達(dá),有效解決了機房局址分散、遠(yuǎn)程協(xié)作困難和海量數(shù)據(jù)管理凌亂等問題,實現(xiàn)全景態(tài)勢感知、業(yè)務(wù)分級告警、問題及時定位。

        可視化運維平臺統(tǒng)一集成現(xiàn)有的數(shù)據(jù)中心動環(huán)、視頻監(jiān)控、資源配置、告警、性能數(shù)據(jù),通過3D技術(shù)實現(xiàn)基于三維空間對數(shù)據(jù)中心、機柜和各類設(shè)備的管理功能,實現(xiàn)所有資產(chǎn)對象的管理及相關(guān)監(jiān)控信息整合展示,讓相關(guān)管理人員清晰直觀的掌握IT運營中的有效信息,實現(xiàn)透明化與可視化的管理,構(gòu)建數(shù)據(jù)中心環(huán)境、設(shè)備和管理信息的一體化與可視化管理能力。

        可視化平臺平臺還專門打造從一級IT云-數(shù)據(jù)中心-機房三級主題精益管理大屏,以Cloud Native 12 factor作為頂層設(shè)計準(zhǔn)則,使用標(biāo)準(zhǔn)化流程自動配置開發(fā),和操作系統(tǒng)之間盡可能的劃清界限,具備強大的可移植性。精益管理大屏非常適合部署在現(xiàn)代云計算平臺或可使用虛擬機實現(xiàn)系統(tǒng)功能,從而在服務(wù)器和系統(tǒng)管理方面節(jié)省資源,將開發(fā)環(huán)境和生產(chǎn)環(huán)境的差異降至最低,可以在工具、架構(gòu)和開發(fā)流程不發(fā)生明顯變化的前提下快速實現(xiàn)擴展。

        二、機房智能化管理場景應(yīng)用

        依托數(shù)據(jù)中心可視化運維平臺,實時對接全量性能、告警等生產(chǎn)數(shù)據(jù),隨時監(jiān)控設(shè)備運行情況,通過軟件模型實時更新,保證模擬數(shù)據(jù)和真實設(shè)備狀態(tài)數(shù)據(jù)一致,實現(xiàn)機房設(shè)備真實運行情況的實時監(jiān)控,實現(xiàn)生產(chǎn)監(jiān)控的一體化、精細(xì)化管理,然后通過監(jiān)控模塊,設(shè)定監(jiān)控屬性預(yù)警閾值和告警等級,實現(xiàn)不同等級的告警展示,顯示詳細(xì)的預(yù)警信息;通過位置,實現(xiàn)視角定位,實現(xiàn)告警可視化管理與定位。

        (一)智能監(jiān)控:以業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的可讀、可識、可展示為基礎(chǔ),配以專業(yè)可視化美學(xué)效果設(shè)計,提升大屏整體美感;業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)可視化展示方面,通過多種可視化展現(xiàn)形式,支持視頻、音頻流接入等進行數(shù)據(jù)有效完善展示。

        (二)自動巡檢:通過智能機器人規(guī)劃路線自動行走,按設(shè)計場景進行自動巡檢,完成溫度、濕度和告警等數(shù)據(jù)的收集,將采集圖像與上次采集圖像進行比對,判斷相同U位是否增加、缺少或者更換設(shè)備,實現(xiàn)設(shè)備異常檢測。通過紅外攝像頭采集機柜設(shè)備溫度狀態(tài),對于溫度異常位置發(fā)出告警,填補機房動環(huán)監(jiān)控死角。

        (三)資產(chǎn)盤點:通過智能機器人前端采集機柜設(shè)備圖像,通過AI圖像識別算法自動獲取設(shè)備U位、設(shè)備類型、品牌型號等信息,并與自動掃描設(shè)備二維碼標(biāo)簽獲取的資產(chǎn)信息進行對比,判斷機架設(shè)備是否與系統(tǒng)庫存設(shè)備一致,以完成資產(chǎn)自動盤點檢查。

        (四)智能安防:采用深度學(xué)習(xí)的人臉特征分析算法提取出人臉特征向量,進行人臉識別;采用端到端的目標(biāo)檢測算法YOLO-v3結(jié)合機房實際數(shù)據(jù)進行優(yōu)化訓(xùn)練,實現(xiàn)對機房內(nèi)目標(biāo)物品進行檢測;使用Yolo算法檢測人員位置,并使用DeepSort算法勾畫人員運動軌跡,從而判斷人員是否進入敏感區(qū)域,當(dāng)進入到敏感區(qū)域后則進行告警,實現(xiàn)電子圍欄功能;使用openpose肢體識別庫對人體18個特征點進行提取,將提取出的特征點送入ST-GCN算法中進行動作識別,判斷人員行為是否為危險動作,當(dāng)發(fā)生危險動作則及時告警。

        三、AR云智能運維能力研究

        傳統(tǒng)的設(shè)備巡檢模式下企業(yè)面臨高昂的人力資源成本和員工培訓(xùn)成本,原廠專家維護費用以及相應(yīng)差旅成本高?;贏R增強現(xiàn)實能力,輔助專家遠(yuǎn)程連接運維現(xiàn)場,指導(dǎo)一線運維人員解決問題。

        遠(yuǎn)程專家可基于該AR智能遠(yuǎn)程巡檢平臺獲得故障現(xiàn)場視覺,通過比對現(xiàn)場和后端數(shù)據(jù),在虛擬“故障機體”中精確標(biāo)注出需要更換的配件位置,發(fā)至AR現(xiàn)場與真實故障機體重合從而指導(dǎo)完成處理故障。降低了對現(xiàn)場人員的技能要求,提升廠區(qū)巡檢效率,節(jié)約了成本。

        AR智能遠(yuǎn)程巡檢提供完整的巡檢方案,巡檢工作人員帶上專用AR眼鏡+語音錄入,AR掃到機器后會浮現(xiàn)操作欄,遠(yuǎn)程獲取巡檢任務(wù)、機柜信息、硬件信息等?,F(xiàn)場巡檢工作人員可以運用手勢,進行現(xiàn)實與虛擬交互操作。采用語音設(shè)備,和后端技術(shù)專家進行交流和獲得專家指導(dǎo)?;谝粢曨l的前后方溝通,后方遠(yuǎn)程專家還可以基于AR眼鏡與后臺系統(tǒng)的信息交互獲得故障現(xiàn)場視覺,還可以實現(xiàn)基于白板的圖像共享操作。運維人員遇到技術(shù)問題時與后臺遠(yuǎn)程專家實時協(xié)助交互,同時低時延可以大幅提升工人佩戴眼鏡的舒適度,降低工人使用時的眩暈感。

        中國移動IT云數(shù)據(jù)中心數(shù)智化運維能力,經(jīng)過這幾年的探索與實踐,運維能力不斷迭代完善,機房、設(shè)備、故障、性能、資源綜合管理能力逐漸體系化,實現(xiàn)了設(shè)備運維管理流程化、動環(huán)監(jiān)測數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化、維護作業(yè)工作自動化,借助AI實現(xiàn)機房的可管、可視和可控,達(dá)到精細(xì)化運維,借助其運用與推廣,強化運維管理能力,支撐企業(yè)發(fā)展,是行業(yè)市場競爭的需要,更是企業(yè)自身發(fā)展的需要。

        作者單位:阮前? ? 劉虹? ? 滕濱? ? 張晨? ? 中國移動通信集團信息技術(shù)中心

        參? 考? 文? 獻

        [1]劉高升.知識自動化助力產(chǎn)品全生命周期管理[J].清華管理評論,2020,(11).

        [2]陳冬生.基于產(chǎn)品全壽命周期的航空制造企業(yè)質(zhì)量知識管理初探[J].經(jīng)濟師,2021,(2):34.

        [3]陶飛,張賀,戚慶,林張萌,劉蔚然,程江峰,馬昕,張連超,薛瑞娟.數(shù)字孿生十問:分析與思考[J].計算機集成制造系統(tǒng),2020(1):1-17

        [4]吳險峰.開拓創(chuàng)新,砥礪前行,建設(shè)銀行數(shù)據(jù)中心與時代共進[J].中國金融電腦,2020,(11).

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