李佳華

摘要：隨著敏捷運(yùn)維產(chǎn)業(yè)鏈的逐步成熟，系統(tǒng)健康度的集中化、整體化、透明化需求越來越強(qiáng)烈。該文為企業(yè)級自動(dòng)化運(yùn)維架構(gòu)中的系統(tǒng)健康度評估建設(shè)實(shí)戰(zhàn)，通過智能算法，實(shí)現(xiàn)企業(yè)業(yè)務(wù)系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)的可視化管理，通過各層級健康度指標(biāo)，顆粒度細(xì)化到組件端口，從四個(gè)維度輕松掌握系統(tǒng)運(yùn)行狀況。

關(guān)鍵詞：維度；層級；可用性；權(quán)重；關(guān)鍵性能指標(biāo)

中圖分類號(hào)：TP311 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-3044（2018）29-0111-02

科技時(shí)代，信息技術(shù)日新月異。隨著大數(shù)據(jù)技術(shù)的快速滲透、云生態(tài)鏈的日益完善，人工智能遍地生花，敏捷運(yùn)維體系架構(gòu)正穩(wěn)步成長。自動(dòng)化運(yùn)維管理提供完整的監(jiān)控告警、大數(shù)據(jù)日志分析以及智能運(yùn)維修復(fù)，卻缺乏一個(gè)系統(tǒng)的全局視角，以健康度數(shù)據(jù)指標(biāo)動(dòng)態(tài)感知系統(tǒng)的能力。

1 健康度算法模型

以技術(shù)的視角選擇一個(gè)科學(xué)的架構(gòu)來評估系統(tǒng)的健康程度，是我們構(gòu)建業(yè)務(wù)系統(tǒng)健康度的目標(biāo)。原生的CMDB數(shù)據(jù)模型就是它架構(gòu)的強(qiáng)力支撐。

1）CMDB

即Configuration Management Database （配置管理數(shù)據(jù)庫），它存儲(chǔ)與管理企業(yè)IT架構(gòu)中設(shè)備的各種配置信息。

2）節(jié)點(diǎn)與服務(wù)端口

企業(yè)“互聯(lián)網(wǎng)+”轉(zhuǎn)型后，基礎(chǔ)設(shè)施云資源化。云計(jì)算離不開底層虛擬化技術(shù)的支持。這里的節(jié)點(diǎn)指一個(gè)虛擬化操作系統(tǒng)（OS）或者類似操作系統(tǒng)的父、子分區(qū)（虛機(jī)），它能實(shí)現(xiàn)虛擬機(jī)內(nèi)部存儲(chǔ)資源、計(jì)算資源以及網(wǎng)絡(luò)資源的調(diào)度與管理，能作為一臺(tái)獨(dú)立的虛擬主機(jī)對外提供服務(wù)。比如一個(gè)vmware的VirtualCenter管理下的多個(gè)虛機(jī)（LINUX操作系統(tǒng)）。

服務(wù)端口是業(yè)務(wù)系統(tǒng)運(yùn)行情況采集的最小單位。例如ORACLE數(shù)據(jù)庫缺省運(yùn)行在1521端口上（運(yùn)行端口號(hào)可以更改）。數(shù)據(jù)庫的各種性能指標(biāo)，比如鎖、進(jìn)程、用戶，最終健康與否，都體現(xiàn)在服務(wù)端口能否提供服務(wù)上。

3）關(guān)鍵性能指標(biāo)

當(dāng)CMDB將網(wǎng)絡(luò)、中間件、數(shù)據(jù)庫、服務(wù)器等作為配置項(xiàng)進(jìn)行統(tǒng)一管理后，根據(jù)實(shí)際需要，建立起各配置項(xiàng)之間的關(guān)系模型，然后抽象出配置項(xiàng)的關(guān)鍵性能指標(biāo)，并建立之間的關(guān)系。

比如一個(gè)節(jié)點(diǎn)的關(guān)鍵性能指標(biāo)一般取CPU、內(nèi)存、磁盤IO、網(wǎng)卡流量、文件系統(tǒng)、進(jìn)程等。

4）層級和權(quán)重

層級就是不同的層次，是為了滿足不同角色從不同的角度看健康度指標(biāo)的需求而定義。在其位，負(fù)其責(zé)，所處層級不同，權(quán)重也有高低，是目標(biāo)對象在IT系統(tǒng)架構(gòu)中的作用大小、地位高低決定的。

權(quán)重則是指重要性程度。簡單來說，它是一個(gè)比較在本層級內(nèi)作用大小、地位高低程度的數(shù)值。各關(guān)鍵性能指標(biāo)的重要等級不同，它的權(quán)重也會(huì)不同。

對于一個(gè)節(jié)點(diǎn)來說，它可以處在OS層，OS下的liunx層，它可以屬于數(shù)據(jù)庫層，PAAS層，還可以是自動(dòng)化運(yùn)維這個(gè)業(yè)務(wù)系統(tǒng)層，這個(gè)系統(tǒng)下的監(jiān)控模塊層等等，但因?yàn)樗诟鲗蛹壍闹匾圆煌诟鲗蛹壍臋?quán)重會(huì)有所不同。比如節(jié)點(diǎn)1在OS層它和其他節(jié)點(diǎn)權(quán)重一致，但因?yàn)樗休d數(shù)據(jù)庫，因此在業(yè)務(wù)系統(tǒng)層級它的權(quán)重會(huì)比其他節(jié)點(diǎn)高。

5）算法模型

確定節(jié)點(diǎn)關(guān)鍵性能指標(biāo)和權(quán)重：如果一個(gè)節(jié)點(diǎn)設(shè)定關(guān)鍵性能指標(biāo)（CPU，內(nèi)存，磁盤IO，網(wǎng)絡(luò)流量）和權(quán)重（例如CPU使用率的權(quán)重為25，內(nèi)存為25，磁盤IO為25，網(wǎng)絡(luò)流量為25）

設(shè)置性能指標(biāo)扣分規(guī)則，可和自動(dòng)化運(yùn)維監(jiān)控告警規(guī)則同步設(shè)置。例如重要告警20分，嚴(yán)重警告扣50分，性能指標(biāo)=（指標(biāo)1扣分*指標(biāo)1權(quán)重+指標(biāo)N扣分*指標(biāo)N權(quán)重）/權(quán)重總和

例如，一個(gè)節(jié)點(diǎn)的cpu使用率發(fā)生了嚴(yán)重警告，這個(gè)節(jié)點(diǎn)的性能指標(biāo)扣分為：

性能指標(biāo)扣分=（50*25+0+0+0）/（25+25+25+25）=12.5分

節(jié)點(diǎn)健康度指標(biāo)=100-12.5=87.5分

設(shè)置可用性指標(biāo)扣分規(guī)則，不可用整個(gè)設(shè)備直接扣100分

比如節(jié)點(diǎn)不可用，操作系統(tǒng)掛死，網(wǎng)絡(luò)不通

節(jié)點(diǎn)健康度=100-100=0分

集群可調(diào)整設(shè)置。假設(shè)雙機(jī)高可用集群，一臺(tái)宕機(jī)，扣50分

高可用集群的健康度=100-50=50分

健康度的算法：最低0分，扣完為止

系統(tǒng)健康度指標(biāo)=100-可用性指標(biāo)扣分-性能指標(biāo)扣分

2 健康度可用性算法

為了保障服務(wù)提供的高可用性，企業(yè)級業(yè)務(wù)系統(tǒng)服務(wù)框架一般為集群部署。假設(shè)一個(gè)提供服務(wù)的集群共10個(gè)節(jié)點(diǎn)，當(dāng)服務(wù)訪問達(dá)到峰值時(shí)，日常運(yùn)行中每個(gè)節(jié)點(diǎn)的負(fù)載達(dá)到80%運(yùn)行能穩(wěn)定高效。當(dāng)某個(gè)節(jié)點(diǎn)因各種原因出現(xiàn)故障，無法提供服務(wù)時(shí)，它的壓力、服務(wù)職能會(huì)落到剩下的9個(gè)節(jié)點(diǎn)上，此時(shí)每個(gè)節(jié)點(diǎn)的負(fù)載水平就超過88%，個(gè)別節(jié)點(diǎn)可能更高（因?yàn)闊o法確保分?jǐn)偟姆?wù)負(fù)載完全平均），在節(jié)點(diǎn)處于高水位運(yùn)行時(shí)，它出現(xiàn)問題的概率將大大提高，實(shí)際權(quán)重也就更大。我們提供了這種模式下層級的可用性算法：

層級可用性=（1-不可用節(jié)點(diǎn)權(quán)重總和/權(quán)重總和）=1-[總權(quán)重/n+總權(quán)重/（n-1）+總權(quán)重/（n-2）+總權(quán)重+…]/總權(quán)重

通過節(jié)點(diǎn)可用性指標(biāo)來判斷層級整體的承載能力和服務(wù)能力，使系統(tǒng)健康度指標(biāo)更加科學(xué)。

3 健康度層級

層級健康度算法在原層次健康度的基礎(chǔ)之上乘以可用設(shè)備的權(quán)重比例，即可在不可用設(shè)備比較多時(shí)健康度下降較快

層級的健康度算法

PAAS層健康度=（節(jié)點(diǎn)1健康度*節(jié)點(diǎn)1權(quán)重+節(jié)點(diǎn)N健康度*節(jié)點(diǎn)N權(quán)重）/（節(jié)點(diǎn)權(quán)重總和）

健康度 = （1-不可用節(jié)點(diǎn)權(quán)重總和/權(quán)重總和） *PAAS層健康度

分層計(jì)算（PAAS層，IAAS層，SAAS層）后，業(yè)務(wù)系統(tǒng)總體健康度

通過層級（PAAS層，IAAS層，SAAS層）的權(quán)重等級和健康度計(jì)算出系統(tǒng)總體健康度。

設(shè)置層級權(quán)重，例如IAAS權(quán)重100，PAAS權(quán)重80，SAAS權(quán)重60

系統(tǒng)健康度=（IAAS健康度*IAAS層權(quán)重+PAAS健康度*PAAS層權(quán)重+SAAS健康度*SAAS層權(quán)重）/（節(jié)點(diǎn)權(quán)重總和）

4 系統(tǒng)健康度展示維度

健康度分為四個(gè)個(gè)維度進(jìn)行展示：

PaaS（Platform as a Service），平臺(tái)即服務(wù)：首頁按Tomcat、Webligic、Nginx、MQ、Zookeeper、Mysql、OS、redis等等層級展示健康度分值，點(diǎn)擊分值，能得到按系統(tǒng)明細(xì)層級展示的扣分明細(xì)。分不出系統(tǒng)的，比如Nginx，則以集群展示，具體層級以cmdb配置模型為準(zhǔn)。

IaaS層（Infrastructure as a Service）基礎(chǔ)設(shè)施即服務(wù)：首頁按主機(jī)、存儲(chǔ)、安全設(shè)備、防火墻、交換機(jī)層次展示健康度分值，點(diǎn)擊分值，直接展示具體物理設(shè)備扣分明細(xì)

SAAS層（SoftwareasaService）軟件即服務(wù)：首頁按業(yè)務(wù)系統(tǒng)應(yīng)用層級展示健康度分值，點(diǎn)擊分值，直接展示該系統(tǒng)下業(yè)務(wù)模塊的扣分明細(xì)。比如客戶關(guān)系管理系統(tǒng)竣工模塊未執(zhí)行工單數(shù)大于1000扣分20分。

業(yè)務(wù)系統(tǒng)健康度：首頁按電信企業(yè)業(yè)務(wù)域?qū)蛹墸∕BOSS）展示，點(diǎn)擊分值，按系統(tǒng)名稱展示各業(yè)務(wù)系統(tǒng)根據(jù)各層級計(jì)算出的業(yè)務(wù)系統(tǒng)總健康度。

5 結(jié)束語

無疑，系統(tǒng)健康度指標(biāo)是企業(yè)業(yè)務(wù)發(fā)展后，系統(tǒng)需要提供服務(wù)能力的與時(shí)俱進(jìn)的產(chǎn)物。它覆蓋系統(tǒng)全部關(guān)鍵要素，可供運(yùn)維人員波動(dòng)分析系統(tǒng)性能關(guān)鍵指標(biāo)、了解故障來源，大大提高了運(yùn)維人員工作效率。同時(shí)可供企業(yè)管理人員實(shí)時(shí)、動(dòng)態(tài)、快速掌握系統(tǒng)運(yùn)行情況，很好地滿足了一鍵看數(shù)需求，為精準(zhǔn)調(diào)度資源提供有效依據(jù)。

本文所敘已在中國電信湖南分公司自動(dòng)化運(yùn)維管理平臺(tái)驗(yàn)證，具有巨大的市場前景，產(chǎn)生了可觀的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。

參考文獻(xiàn)：

[1] 梁奐陳春華，李軍. IT健康度模型設(shè)計(jì)與實(shí)踐[J].移動(dòng)通信， 2014（24）.

[2] 劉博元，王煥鋼，范文慧，等.基于大數(shù)據(jù)的復(fù)雜生產(chǎn)線系統(tǒng)健康度度實(shí)時(shí)評估方法[J].清華大學(xué)學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，2014，54（10）.

[3] 鄭聲俊，王國仕，董衛(wèi)，魏馮世，等.基于運(yùn)行監(jiān)控技術(shù)的信息協(xié)同健康度評價(jià)體系[J].自動(dòng)化應(yīng)用， 2015（9）：105-106.

[4] 梁浩波. IT一體化運(yùn)維管控技術(shù)與管理研究[J].計(jì)算機(jī)安全， 2014（4）.

[5] 馬銳，張文濤，孫四明.指標(biāo)評價(jià)體系中關(guān)于指標(biāo)權(quán)重確定方法的研究[J].計(jì)算機(jī)科學(xué)， 2009，36（8）.

【通聯(lián)編輯：唐一東】