IT信息化建設中自動化設計方案

隨著信息化在電力的深入應用，以及下一代互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和大數(shù)據(jù)技術(shù)的整體環(huán)境影響下，IT信息化建設對業(yè)務運行支撐愈來愈重要，而與此同時IT系統(tǒng)運行穩(wěn)定、IT服務快速響應、IT輔助決策等IT運維的工作，則變得比以往都至關(guān)重要。本文詳細調(diào)研和摸查廣州供電局實際的運維場景和自動化運維需求，結(jié)合當前主流的IT技術(shù)：Consul、Netty、Nodejs、Tornado、Nginx、Docker等，以及DevOps運維理念，總結(jié)和提煉出廣州供電局的信息自動化運維建設思路，包括自動化運維框架體系、平臺邏輯設計、建設階段與路徑、最佳實踐等內(nèi)容，并逐步進行廣州供電局部分運維工作的自動化建設。為提高運維效率、減少人為誤差，以及更長遠的應用下一代互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、DevOps實踐、故障自愈，和智能運維提供思路與架構(gòu)模型。

【關(guān)鍵詞】自動化運維 PAAS ESB DevOps 故障自愈 SAAS

為實現(xiàn)信息化引領企業(yè)發(fā)展，原有的系統(tǒng)將不斷通過迭代和擴展功能來達到健壯和完善的目標，而與此同時，外部的互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、云計算、大數(shù)據(jù)技術(shù)也在不斷的為各個行業(yè)創(chuàng)造新的價值。不斷增長的IT規(guī)模，以及各類技術(shù)棧在廣州供電局的應用，和日益增高的安全及可用性需求，都對運維工作提出了更高的要求。如何進一步提高業(yè)務穩(wěn)定性，提升IT對業(yè)務的敏捷響應，甚至輔助業(yè)務運營分析，都是未來很長一段時間需要不斷對運維進行思考的問題。

自動化運維是一種運維模式的創(chuàng)新，這種模式會結(jié)合平臺系統(tǒng)、運維流程、運維人員能力、以及業(yè)務輔助來規(guī)劃和建設。它既能從實際層面解決運維的重復性工作執(zhí)行效率、提升運維的安全性和準確性，以提升業(yè)務的可靠性，也能幫助將運維模式朝新型的DevOps模式進行轉(zhuǎn)變，運維可自定義運維工具來滿足多變的場景，提升運維的創(chuàng)造力，提升IT敏捷效率，以及為業(yè)務輔助提供數(shù)據(jù)與平臺。

本文通過技術(shù)研究與實踐后，對自動化運維體系的理解，包括自動化運維框架體系、平臺邏輯設計、建設階段與路徑、最佳實踐等內(nèi)容，參考了當前主流的IT技術(shù)：Consul、Netty、Nodejs、Tornado、Nginx、Docker等，以及DevOps運維理念，再深入結(jié)合廣州供電局的具體運維場景和現(xiàn)狀，進行了分析和規(guī)劃，并探索出可落地的自動化運維規(guī)劃。

1 IT運維自動化推動背景

隨著業(yè)務模式多樣化的需求，以及IT技術(shù)飛速的發(fā)展，廣州供電局對IT系統(tǒng)的運維，已進入一個“新常態(tài)”。在這個“新常態(tài)中”，廣州供電局IT運維有一些顯著的變化：

1.1 規(guī)模大

廣州供電局平臺規(guī)模呈快速增長趨勢，新業(yè)務規(guī)劃需要更龐大而又靈活的IT架構(gòu)來進行支撐，服務器數(shù)量、運營數(shù)據(jù)、安全風險種類日益增多。

1.2 技術(shù)棧復雜

各類操作系統(tǒng)、虛擬化平臺、應用中間件、業(yè)務配置選項等加大了管理復雜度，軟件定義數(shù)據(jù)中心、容器技術(shù)、大數(shù)據(jù)、云計算等高效技術(shù)的引進增加了IT人員技術(shù)儲備的壓力。

1.3 新的開發(fā)模式

業(yè)務系統(tǒng)的開發(fā)運維，從單體、瀑布架構(gòu)，向Devops、微服務架構(gòu)演進。

1.4 IT敏捷性的要求

應用發(fā)布、更新比以往更頻繁，應用可用性要求為永久可用等等。

電力的信息系統(tǒng)整體運維也面臨著從舊運維模式到新運維模式的轉(zhuǎn)變，傳統(tǒng)運維模式的三個重要特征：

（1）依賴于運維人員的運維管理技能與經(jīng)驗；

（2）以腳本作為配置管理的主要手段；

（3）各個系統(tǒng)之間沒有打通，運維管理需要在不同的系統(tǒng)與平臺間手動切換。

而探索新的運維模式需要具備三個方面的特征：

（1）運維管理不再依賴運維腳本，而是基于場景化的運維工具；

（2）運維平臺強調(diào)自動化，能夠進行自動化巡檢、故障恢復等；

（3）強調(diào)可編排（編程）性，能夠通過編排等手段支持復雜的運維場景。

2 IT運維自動化設計方案

2.1 IT運維自動化設計思路

廣州供電局在自動化運維的過程中也做過很多的探討，除了積累大量的自動化腳本外，也考察過Ansible、Saltstack、Puppet、Chef等自動化運維工具，但是遇到過很多的難點，而從難點中提取出來的經(jīng)驗就是，自動化運維不應以技術(shù)和平臺為驅(qū)動力，而是要以運維場景為驅(qū)動力。

這也是自動化運維落地的難點所在：自動化運維需要滿足且持續(xù)不斷滿足業(yè)務定義的運維場景，而運維場景有著變化、靈活、跟企業(yè)運維模式緊密相關(guān)的特點。并且還需要應對運維組織、運維技術(shù)能力等帶來的一系列變革和沖擊。

在這種前提下，我們首先需要定義自動化運維的場景并且認識它的特點。運維的場景是指：一系列運維活動與管理活動的聯(lián)動，并遵循流程進行滿足業(yè)務需求的運維設計。例如：軟件安裝，是一個運維活動；而業(yè)務部署，則是一個運維場景，除了軟件安裝的活動外，還有配置、驗證測試、上線切換等運維活動，并且還需要遵循企業(yè)業(yè)務部署的流程和安全規(guī)范。這個場景里面，需要用到資源驅(qū)動力、流程集成性、自動化執(zhí)行、流程編排等一系列技術(shù)，而這還只是一個場景。

通過詳細的調(diào)研，廣州供電局典型的運維場景部分列舉如下：

業(yè)務部署：完成業(yè)務軟件的安裝、配置、驗證測試、上線切換等動作。

配置變更：修改平臺、軟件、用戶等的配置信息以及配置基線管理。

狀態(tài)巡檢：對系統(tǒng)運行狀態(tài)進行常例化巡檢，評估系統(tǒng)運行狀態(tài)。

容量分析：實時分析系統(tǒng)容量信息，輸出容量報表，管理閾值，觸發(fā)容量告警。

故障響應：能夠基于故障類型、業(yè)務類型等信息自動化對故障進行分析處理。

自動化運維框架建設的原則應充分考慮場景化運維的復雜性、擴展性和靈活性。并應該具備如下幾種能力：

（1）自動化運維平臺應具備PAAS的能力，它能驅(qū)動企業(yè)各個IT組件，包括新的技術(shù)如互聯(lián)網(wǎng)組件、大數(shù)據(jù)平臺等，舊的如已有的一些各個廠商的設備，它的擴展性要比以往的要求更高，而不是局限在廠商自己軟硬件產(chǎn)品的自動化運維工具上，要脫離工具上升到平臺級別；

（2）平臺能高效集成企業(yè)運維流程，將ITSM和ITOM高度聯(lián)動，實現(xiàn)流程真正的自動化；

（3）運維應具備運維開發(fā)的能力，運維IT需要從傳統(tǒng)產(chǎn)品化運維人員，走向開發(fā)運維，自己能通過運維開發(fā)的方式實現(xiàn)自己的個性化運維需求，并幫助業(yè)務實現(xiàn)敏捷交付。

2.2 自動化運維框架

參考ITOM理念和主流自動化運維技術(shù)架構(gòu)，從打造IT運維能力角度出發(fā)（IT運維能力是指企業(yè)信息化運維的一套效能體系），圍繞IT運維能力持續(xù)的建設，將不斷豐富和優(yōu)化企業(yè)的運維模式。設計的自動化運維框架如圖1。

在這一套體系里面，有兩個概念非常重要：

2.2.1 PAAS平臺

自動化運維的運維對象驅(qū)動能力至關(guān)重要，這也是自動化運維場景得以實現(xiàn)的最大技術(shù)阻礙，PAAS的能力在于可以通過Agent、接口、協(xié)議等多種模式來驅(qū)動運維對象，無論是硬件還是軟件；并且PAAS提供了企業(yè)可以定制自己運維SAAS的能力，只有按這種模式走，才能去覆蓋企業(yè)定制化的、龐大復雜的運維需求。

2.2.2 運維能力的落地

運維能力不能僅局限于單個產(chǎn)品的功能便捷，它應該是從運維需求和規(guī)劃出發(fā)，多個運維SAAS應用來組裝成運維能力，如圖2。

2.3 自動化運維技術(shù)關(guān)鍵-運維ESB

如何高效驅(qū)動各個自動化運維的對象，以及并保留持續(xù)的擴展能力，將是自動化運維技術(shù)關(guān)鍵所在。這里參考業(yè)務系統(tǒng)的ESB（企業(yè)服務總線）模式，建設一套企業(yè)運維的服務總線，并采取如圖3所示。

運維ESB的模式將解決核心問題：運維流程調(diào)度。腳本原子可以實現(xiàn)對資源驅(qū)動，原子可以相互組合成服務組件，應用API可以直接注冊到ESB。這種模式的價值體現(xiàn)在將各個IT對象的操作原子化，不僅可充分利用已有對象開發(fā)的API和通用協(xié)議，還可以將企業(yè)已有的腳本沉淀并導入；原子組裝成服務組件，服務組件將具備更大的靈活性，這對場景的支撐將會覆蓋度更完整；服務組件的積累將豐富運維ESB的能力，并可以快捷方便的支撐各類工具和運維應用。

2.4 自動化運維落地模式-運維SAAS

如果定義運維自動化需要一系列的運維工具及產(chǎn)品來滿足各個場景，那在自動化運維平臺上，比較完美的方式則是建設一個開放的SAAS應用環(huán)境?；赟AAS運維APP形成企業(yè)的運維應用商店，滿足各個運維人員的多場景運維需求，并以此為可落地的方式建設企業(yè)運維能力；SAAS應用統(tǒng)一調(diào)度平臺的底層驅(qū)動能力，從而構(gòu)建一個可快速、便捷和擴展的整體運維體系與能力；SAAS應用的來源可來源于真正的一線運維人員，讓他們具備運維開發(fā)的能力后，能真正積累出屬于自己的運維應用，并助力IT運維轉(zhuǎn)型；運維的SAAS應用將會是從運維場景需求出發(fā)，而產(chǎn)生的運維工具，如圖4所示。

3 IT運維自動化建設規(guī)劃

冰凍三尺非一日之寒，自動化運維的建設也不僅僅是一套產(chǎn)品、一個項目可以達成的，自動化運維需要按不斷滿足業(yè)務場景，不斷抽象出運維能力的模式來實現(xiàn)。要實現(xiàn)成熟的自動化運維要分三個階段：

（1）梳理階段，進行需求調(diào)研，含運維場景梳理，運維需求整理。這個工作是自動化切入的重中之重，調(diào)研要覆蓋運維班助的各個運維領域，而且需要了解運維工作、運維自動化需求等運維人員的訴求，以及管理上的需求。以廣州供電局的數(shù)據(jù)庫運維為例，梳理出來的內(nèi)容有日常工作，巡檢（查看服務狀態(tài)、數(shù)據(jù)庫用戶狀態(tài)、性能狀態(tài)、表空間使用率、CPU、磁盤使用率）、物理備份和邏輯備份檢查；周期性工作，周報（故障、優(yōu)化項工作、處理的告警）、月報（關(guān)鍵系統(tǒng)運行情況（CPU、內(nèi)存、服務狀態(tài)、性能情況））；非周期性工作，安裝數(shù)據(jù)庫、賬號管理、數(shù)據(jù)管理-導數(shù)等、安全加固、性能調(diào)優(yōu)、表空間擴容、后臺日志清理（監(jiān)控平臺給出）、數(shù)據(jù)庫遷移（1年7-8次）、版本升級。運維人員提出自動化需求含數(shù)據(jù)庫用戶管理，巡檢、部分報告，數(shù)據(jù)庫日志管理，表空間自動擴容，自動導數(shù)，數(shù)據(jù)庫環(huán)境交付，安全加固，后臺日志清理。

（2）階段規(guī)劃，包括運維對象接入、運維APP開發(fā)、運維能力集成，定義3-5年的運維SAAS應用建設規(guī)劃，并圍繞持續(xù)的運維能力建設展開，如圖5所示。

（3）持續(xù)改善與運營，包括APP集成、DevOps建設、故障自愈建設，持續(xù)優(yōu)化等；

以DevOps為例，代碼構(gòu)建、自動化測試、代碼檢查、版本持續(xù)交付，標準化企業(yè)發(fā)布流程，實現(xiàn)自動化發(fā)布。

4 結(jié)語

本文針對目前廣州供電局和電網(wǎng)信息系統(tǒng)的運維現(xiàn)狀，結(jié)合新型的互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)架構(gòu)，提出的自動化運維的理論、自動化運維架構(gòu)、自動化運維的規(guī)劃建設。主要集成了運維PAAS、運維ESB、運維APP商店等技術(shù)概念，并充分結(jié)合電網(wǎng)信息系統(tǒng)運維的特點，提出整體的自動化運維建設模式。隨著政府十三五信息化指導意見書明確提出打造智能化運維體系，同時隨著企業(yè)內(nèi)外部IT環(huán)境的變化，自動化運維將為企業(yè)的運維效率、敏捷業(yè)務支撐、提高業(yè)務可用性帶來全新的局面，然而自動化運維的建設的確不容易，且會對企業(yè)運維的整體架構(gòu)帶來巨大的改變，所以需要以步步為營、逐步建設的思路來帶動電力信息系統(tǒng)自動化運維建設。本文提出的部分架構(gòu)和思路，已逐步開始應用于廣州供電局的運維場景，并在提高效率、提高運維質(zhì)量、提高安全度上取得了不錯的效果，后續(xù)將持續(xù)的建設，使企業(yè)持續(xù)獲得IT的有效支撐與價值呈現(xiàn)。

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作者簡介

趙靜（1982-），女，湖北省武漢市人。碩士學位。廣州供電局運維工程師。研究方向為信息運維。

作者單位

廣州供電局有限公司 廣東省廣州市 510620